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JPH06285669A - ろう付性に優れた低真空ろう付用Al合金ブレージングシート - Google Patents

ろう付性に優れた低真空ろう付用Al合金ブレージングシート

Info

Publication number
JPH06285669A
JPH06285669A JP9833893A JP9833893A JPH06285669A JP H06285669 A JPH06285669 A JP H06285669A JP 9833893 A JP9833893 A JP 9833893A JP 9833893 A JP9833893 A JP 9833893A JP H06285669 A JPH06285669 A JP H06285669A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brazing
alloy
sheet
content
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9833893A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Itagaki
武志 板垣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MA Aluminum Corp
Original Assignee
Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Aluminum Co Ltd filed Critical Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Priority to JP9833893A priority Critical patent/JPH06285669A/ja
Publication of JPH06285669A publication Critical patent/JPH06285669A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低真空下でAl合金ブレージングシートを
良好にろう付する。 【構成】 基本成分として、Mg:0.2〜1.2%
を含有し、不可避不純物中のSi含有量を0.1%以
下、Cu含有量を0.05%に規制したAl合金芯材の
片面または両面に、基本成分として、Mg:0.2〜
0.8%、Si:5〜15%を含有するろう材をクラッ
ドする。所望により、芯材成分として、所定量のMn、
Zr、Cr、Ti、V、Feを加え、ろう材成分として
所定量のBi、Beを加える。 さらに、ろう付加熱後
における芯材の結晶粒の周囲長さを400〜600μm
に規制する。 【効果】 低真空下で良好にろう付でき、Mgによる
炉内の汚染や、Mg蒸散による強度低下を未然に防止で
きる。さらに、芯材の結晶粒周囲長さを規制することに
より、ろう付性をさらに向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ラジエターやエバポ
レーター等の自動車用熱交換器におけるチューブ材や補
強材などとして使用され、10-2torr以上の低真空
でろう付される低真空ろう付用Al合金ブレージングシ
ートに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ラジエターやエバポレーター等の自動車
用熱交換器に用いられるチューブ材や補強材の多くは、
アルミニウム合金材で構成されており、一般には、この
合金材にろう材をクラッドしたブレージングシートを1
-4〜10-5torrの真空下で真空ろう付することに
より熱交換器が製造が行なわれている。この真空ろう付
では、ろう材にMgを1〜2%含有させたブレージング
シートを用いており、ろう材のMgは、ろう材の融点付
近で盛んに蒸発して、ろう材の酸化皮膜を破壊してろう
のぬれを改善し、さらにゲッター作用により、雰囲気中
の酸化性ガスをトラップして表面の再酸化を防いでろう
付を可能にしている。
【0003】しかし、雰囲気中に蒸散したMgは、真空
加熱炉内を汚染し、遂には真空炉の壁面に多量に析出す
るため、真空炉は定期的に清掃する必要であり、作業能
率を低下させるという問題がある。また、芯材にMgを
含有させて強度を向上させたブレージングシートでは、
ろう付中に芯材のMgが蒸散して材料の強度が低下する
という問題がある。これに対し、Mg含有量を少量とし
たろう材(例えば、JIS BA4005)と、Mg未
含有の芯材(例えば、JIS A3003)とをクラッ
ドしたブレージングシートを、高真空(10-5〜10-7
torr)でろう付する方法が知られている。
【0004】しかし、高真空でのろう付は、製造コスト
の増大を招くため、自動車用熱交換器のように工業品を
大量に製造する場合には不向きである。この様な観点か
ら最近では、中真空(10-4〜10-5torr)でろう
付していたブレージングシートを、10-2torr以上
の比較的真空度の低い真空中でろう付を行なうことによ
り、ろう材中のMgの蒸散を抑制する、いわゆる低真空
ろう付法が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した低真空方法で
は、Mg蒸散量の減少により、酸化皮膜の破壊作用が低
下するので、従来の中真空法で用いられているろう材に
比べて、Mg蒸散量への影響を考慮しながら、ろう材の
Mg含有量を若干多めにするのが常識である。しかし、
従来の中真空方法で、ろう付加熱初期から活発に蒸散し
ていたMgは、上記した低真空ろう付方法では緩やかに
しか蒸散しないため、ろう材に多く含まれるMgは、ろ
う付加熱中に滞留してMgOを生成し、ろう材の表面部
に、MgOを含むAlの酸化皮膜を厚く生成してしま
う。
【0006】このため、徐々に蒸散するMgでは、Mg
蒸散量の減少と相まって強固な酸化皮膜を十分に破壊す
ることは困難であり、良好なろう付性が得られないとい
う問題がある。またろう付後に多く残留するMgのた
め、ろうの流動性が高くなりすぎて良好なフィレットが
形成されないという問題もある。この発明は、上記事情
を背景としてなされたものであり、ろう付性を損なうこ
となくMgの蒸散による不具合を解消することができる
ブレージングシートを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明者は、鋭意研究した結果、Mg含有量の少
ないろう材と、Mgを適量含有する芯材とを組み合わせ
ることにより、従来の常識を覆して、低真空でも良好に
ろう付を行なえることを見出した。そしてさらに、研究
を進めたところ、芯材の不純物であるSiとCuの含有
量を規制することにより、ろう付性が一層向上すること
を見出し、本願発明をするに至った。すなわち、本願発
明のろう付性に優れた低真空ろう付用Al合金ブレージ
ングシートは、重量%で、Mg:0.2〜1.2%を含
有し、残部がAlと不可避不純物とからなり、該不可避
不純物中、Si含有量が0.1%以下、Cu含有量が
0.05%に規制されたAl合金芯材の片面または両面
に、重量%で、Mg:0.2〜0.8%、Si:5〜1
5%を含有し、残部がAlと不可避不純物とからなるろ
う材をクラッドしてなることを特徴とする。
【0008】第2の発明は、第1の発明において芯材成
分として、Mgに加えさらに、重量%で、Mn:0.1
〜1.5%、Zr:0.05〜0.25%、Cr:0.
05〜0.25%、Ti:0.05〜0.25%、V:
0.05〜0.25%、Fe:0.2〜1.2%の1種
または2種以上を含有することを特徴とする。第3の発
明は、第1または第2の発明において、ろう材成分とし
てさらに、重量%で、Bi:0.01〜0.2%、B
e:0.0001〜0.005%の1種または2種を含
有することを特徴とする。第4の発明は、第1〜第3の
発明において、ろう付加熱後における芯材の結晶粒の周
囲長さが400〜600μmであることを特徴とする。
【0009】なお、本願発明のブレージングシートは、
芯材の片面または両面にろう材をクラッドするものであ
るが、両面にクラッドする場合に、ろう材が同一材であ
る必要はなく、本願発明で示されるいずれかのろう材を
組み合わせてクラッドしたものも当然に含まれる。ま
た、芯材の片面にろう材をクラッドする場合に、他面に
他の材料、例えば犠牲陽極皮材をクラッドすることも可
能である。なお、ろう材、犠牲陽極皮材のクラッド率は
特に限定されるものではないが、5〜15%とするのが
望ましい。また、芯材の結晶粒の周囲長さを規制する場
合に、全ての結晶粒がその範囲内に含まれているのが望
ましいが、これに限定される必要はなく、大部分の結晶
粒が当該範囲内に含まれるものであってもよい。
【0010】
【作用】すなわち、本願発明によれば、ブレージングシ
ートにおけるろう材のMg含有量を比較的少量としたの
で、ろう付加熱中に生成されるMgOの量は僅かであ
り、ろう材の表面にMgOを含む酸化皮膜が厚く生成さ
れることはない。また、ろう材のMg含有量が少ない
と、真空ろう付ではろう材表面の酸化皮膜を破壊する作
用が十分に得られず、良好なろう付を行なうことができ
ないことは周知であるが、本願発明では、芯材側からの
Mgの拡散により、ろう材側におけるMgの不足を補っ
ている。
【0011】ところで、Al合金には、製造工程や原材
料の選定などの理由で、不可避的に不純物が含まれる
が、この中でコンマ数%程度含有されるSiや、コンマ
1,2%程度含有されるCuは成分元素のMgと反応し
て化合物を生成する。これらの化合物は強度を向上させ
るため、従来は特に問題とはされていない。しかし、本
願発明が意図する作用においては、芯材中のMgが化合
物として捕捉されてしまうと、ろう材側へのMgの拡散
量が減少するため、酸化皮膜を十分に破壊することがで
きず、ろう付性が低下する現象が生じる。そこで、本願
発明では、芯材中の不純物であるSiとCuの含有量を
所定量以下に規制することにより、Mgの拡散を円滑に
して、ろう付性の低下を防止する。
【0012】すなわち、本願発明のブレージングシート
では、加熱処理が進行すると芯材中のMgがろう材に拡
散侵入し、このMgが高温真空雰囲気によって蒸散する
ことにより、ろう材表面の酸化皮膜を確実に破壊するこ
とができる。また、Mgの蒸散によってろう材のMg量
が減少すると、引き続き芯材側からMgが供給されるの
で、ろう材中には、蒸散量に見合う適量のMgが含まれ
ることになり、ろう付終了後にもろう材中に多量のMg
が残存することはない。
【0013】また、上記したように、Mgの拡散、蒸散
においては、芯材のMg含有量と、ろう材のMg含有量
とは相関関係を有しており、それぞれ規定されている含
有量に加えて、ろう材Mg含有量−0.3%≦芯材Mg
含有量≦ろう材Mg含有量+0.3%の関係を満たすの
が望ましい。さらには、ろう材Mg含有量−0.2%≦
芯材Mg含有量≦ろう材Mg含有量+0.2%の関係を
満たすのが一層望ましい。
【0014】次に、本願発明における成分等の限定理由
を説明する。 (芯材) Mg:0.2〜1.2% 芯材のMgは、ろう付中にろう材に拡散侵入して、蒸散
によって失われるろう材のMgを補充する。Mg含有量
が0.2%未満では上記作用が不十分であり、1.2%
を越えると、加熱初期にろう材側へ大量に拡散侵入して
MgOの生成を増大させてろう付性を低下させるととも
に、芯材の耐食性を低下させるので、上記範囲とした。 Si:0.1%以下、Cu:0.05%以下 不純物中のSiおよびCuは、成分元素のMgと化合物
を形成して芯材からろう材へのMgの拡散を阻害するの
で、できるだけ含有量が少ないのが望ましい。しかし、
製造上の制約もあり、その上限を上記のように定めた。
【0015】Mn:0.1〜1.5% Zr:0.
05〜0.25% Cr:0.05〜0.25% Ti:0.05〜0.2
5% V :0.05〜0.25% Fe:0.2〜1.2% これら元素は、析出物として芯材中に分散して強度を向
上させるので、選択的に含有させる。それぞれの下限未
満では上記作用は不十分であり、上限を越えると加工性
を低下させるので、それぞれ上記範囲とした。
【0016】(ろう材) Mg:0.2〜0.8% Mgは、ろう材表面の酸化皮膜を破壊するとともに、雰
囲気中の酸化性ガスをトラップして表面の酸化を防ぐ。
Mg含有量が0.2%未満ではこの作用が不十分であ
り、0.8%を越えると、ろうの流動性が高くなりすぎ
て、フィレットが良好に形成されず、ろう付不良を引き
起こすので上記範囲とした。
【0017】Si:5〜15% Siはろうの融点を低下させ、また流動性を向上させ
る。5%未満の含有量ではろうの流動性が不十分であ
り、一方、15%を越えると粗大なSi晶出物が生成さ
れることによりかえってろうの流動性が低下するので上
記範囲とした。 Bi:0.01〜0.2%、Be:0.0001〜0.
005% Bi、Beは、ろうの流動性や充填性を良好にしてろう
付性を向上させるために選択的に含有させる。これらの
成分は下限未満では上記作用が不十分であり、Biが上
限を越えるとエロージョンが発生し、またBeは上限を
越えても一層の効果は望めないので、上記範囲とした。
【0018】(芯材の結晶粒長さ) 400〜600μm 結晶の粒界は、粒内と並んで、芯材からろう材へのMg
拡散ルートとなる。特に、温度が低い領域では、粒界拡
散が主となる。通常の製造では、周囲長さ1000〜3
000μm程度の結晶粒径となり、特に細粒化した場合
には、数十μm程度の結晶粒径となる。これを規制する
ことにより、Mgの拡散が促進される。但し、結晶粒径
が400μm未満であると、粒界が少なくなって、Mg
拡散のルートが減少し、一方、600μmを越えると、
ろう溶融時にろうが芯材中に侵食しやすくなり、局部溶
融を起こすので、上記範囲とするのが望ましい。
【0019】
【実施例】表1に示す組成の芯材の両面に、表2に示す
ろう材を10%の厚さでクラッドし、板厚0.5mmで
50mm×25mmの方形板状のブレージングシートと
した。但し、ブレージングシートNo.4については、
片面にのみろう材をクラッドし、他面には、JIS A
1050からなる成分の犠牲陽極皮材をクラッドし
た。なお、比較材として、芯材には試験材No.e(J
IS A3003相当)と試験材f、ろう材には、試験
材No.E(JIS BA4004相当)のAl合金を
用意した。試験材fは、Mg、Feは発明の範囲内にあ
るが、Si、Cuの含有量は規制しなかったものであ
る。
【0020】これらのブレージングシートをそれぞれ、
板厚2mmのJIS A3003Al合金板上に垂直に
立てて、ブレージングシートと合金板とを逆T字型に組
み付けた。これらの組付け体を真空加熱炉内に入れ、N
2キャリアーガスを用いて、3×10-1torrの真空
下で、所定の温度で10分間保持してろう付を行った。
得られたろう付品のろう付性を評価するため、ブレージ
ングシートとAl合金板との間に形成されたフィレット
のど厚を測定した。 さらに、ろう付後のブレージング
シートに対し、引張試験を行ない、ろう付による強度へ
の影響を調査した。これらの試験結果は、表3に示し
た。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
【0024】表3から明らかなように本発明のブレージ
ングシートを用いたろう付品は、ろう付性および耐食性
に優れている。一方、比較例として用意したブレージン
グシートNo.5は、フィレットのど厚が非常に小さ
く、良好にろう付することは困難であった。また、表3
には示していないが、このブレージングシートNo.5
を、従来と同様に10-5torrの真空下でろう付を行
なったところ、真空炉内の汚染が著しかった。また、比
較例のブレージングシートNo.6は、Si、Cuが影
響してやはりろう付性に劣っていた。
【0025】さらに、ブレージングシートNo.3につ
いて、均質化処理条件や調質およびろう付加熱を制御す
ることにより結晶粒径を調整して、上記と同様に3×1
-1torrの真空下でろう付を行なった。得られたろ
う付品の芯材部分の結晶粒径の周囲長さを測定するとと
もに、前記実施例と同様にブレージングシートとAl合
金との間のフィレットのど厚を測定し、その結果を表4
に示した。なお、結晶粒径の周囲長さは平均値で示し
た。表4から明らかなように、芯材の結晶粒径が本願発
明の範囲内にあるろう付品は、良好なろう付性が確保さ
れている。これに対し、発明の範囲外にあるろう付品で
は、粒径が小さすぎると、フィレットが十分に形成され
ないことが分かった。また、粒径が大きすぎる場合に
は、芯材に局部溶融が認められた。
【0026】
【表4】
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本願発明のブレージ
ングシートによれば、基本成分として、Mg:0.2〜
1.2%を含有し、不可避不純物中のSi含有量を0.
1%以下、Cu含有量を0.05%に規制したAl合金
芯材の片面または両面に、基本成分として、Mg:0.
2〜0.8%、Si:5〜15%を含有するろう材をク
ラッドしたので、ろう付性を損なうことなく、低真空で
のAl合金のろう付が可能になり、Mgによる炉内の汚
染や、Mg蒸散による強度低下を未然に防止することが
できることができる。さらに、ろう付加熱後における芯
材の結晶粒の周囲長さを400〜600μmに規制すれ
ば、芯材中のMgの拡散を円滑にし、ろう付性をさらに
向上させる効果がある。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、Mg:0.2〜1.2%を含
    有し、残部がAlと不可避不純物とからなり、該不可避
    不純物中、Si含有量が0.1%以下、Cu含有量が
    0.05%に規制されたAl合金芯材の片面または両面
    に、重量%で、Mg:0.2〜0.8%、Si:5〜1
    5%を含有し、残部がAlと不可避不純物とからなるろ
    う材をクラッドしてなることを特徴とするろう付性に優
    れた低真空ろう付用Al合金ブレージングシート
  2. 【請求項2】 芯材成分として、さらに、重量%で、M
    n:0.1〜1.5%、Zr:0.05〜0.25%、
    Cr:0.05〜0.25%、Ti:0.05〜0.2
    5%、V:0.05〜0.25%、Fe:0.2〜1.
    2%のうち1種または2種以上を含有することを特徴と
    する請求項1記載のろう付性に優れた低真空ろう付用A
    l合金ブレージングシート
  3. 【請求項3】 ろう材成分としてさらに、重量%で、B
    i:0.01〜0.2%、Be:0.0001〜0.0
    05%の1種または2種を含有することを特徴とする請
    求項1または2に記載のろう付性に優れた低真空ろう付
    用Al合金ブレージングシート
  4. 【請求項4】 ろう付加熱後における芯材の結晶粒の周
    囲長さが400〜600μmであることを特徴とする請
    求項1〜3のいずれかに記載のろう付性に優れた低真空
    ろう付用Al合金ブレージングシート
JP9833893A 1993-04-02 1993-04-02 ろう付性に優れた低真空ろう付用Al合金ブレージングシート Pending JPH06285669A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002310428A (ja) * 2001-04-06 2002-10-23 Bosch Automotive Systems Corp セラミックスヒータ型グロープラグの製造方法
JP2016036851A (ja) * 2014-08-08 2016-03-22 株式会社Uacj 面接合用ろう材シート

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