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JP4401186B2 - Aluminum alloy brazing member - Google Patents

Aluminum alloy brazing member Download PDF

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JP4401186B2
JP4401186B2 JP2004038045A JP2004038045A JP4401186B2 JP 4401186 B2 JP4401186 B2 JP 4401186B2 JP 2004038045 A JP2004038045 A JP 2004038045A JP 2004038045 A JP2004038045 A JP 2004038045A JP 4401186 B2 JP4401186 B2 JP 4401186B2
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Description

本発明は、自動車用エバポレータのチューブ材等に使用されるアルミニウム合金製ブレージングシートに関し、特に、ろう付け後の耐食性の向上を図ったアルミニウム合金製ブレージングシートに関する。   The present invention relates to an aluminum alloy brazing sheet used for a tube material of an evaporator for an automobile, and more particularly to an aluminum alloy brazing sheet which is improved in corrosion resistance after brazing.

一般に、自動車用熱交換器の材料には、アルミニウム合金製ブレージングシートが使用されている。アルミニウム合金製ブレージングシートとは、アルミニウム合金からなる心材の少なくとも片面にろう材を配置し、ろう付加熱によってろう材を溶融させて他の部材と接合するものである。このようなブレージングシートは、自動車用の熱交換器に組み立てられて使用される際には腐食環境に曝されるため、耐食性が要求される。特に、耐粒界腐食性が要求される。   Generally, an aluminum alloy brazing sheet is used as a material for a heat exchanger for automobiles. An aluminum alloy brazing sheet is one in which a brazing material is disposed on at least one side of a core material made of an aluminum alloy, and the brazing material is melted by brazing additional heat and joined to another member. Such a brazing sheet is required to have corrosion resistance because it is exposed to a corrosive environment when assembled and used in a heat exchanger for automobiles. In particular, intergranular corrosion resistance is required.

このため、アルミニウム合金の粒界腐食について、従来より多くの研究がなされており、素材の合金種及び添加元素について種々の影響が調査されている(例えば、非特許文献1乃至4参照。)。また、ブレージングシートの耐粒界腐食性を改善するために、ろう材と心材との間に、心材へのSi拡散を抑制する中間層を設ける技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。   For this reason, much research has been made on the intergranular corrosion of aluminum alloys, and various effects have been investigated on the alloy species and additive elements of the material (see, for example, Non-Patent Documents 1 to 4). Moreover, in order to improve the intergranular corrosion resistance of a brazing sheet, the technique which provides the intermediate | middle layer which suppresses Si diffusion to a core material between a brazing material and a core material is known (for example, refer patent document 1). .)

軽金属学会102回春季予稿集、2002年、p.197−198Light Metal Society 102nd Spring Proceedings, 2002, p. 197-198 軽金属学会99回秋季予稿集、2000年、p.275−276Light Metal Society 99th Autumn Proceedings, 2000, p. 275-276 軽金属、1981年、p.116−121Light metal, 1981, p. 116-121 アルミニウム材料の基礎と工業技術、軽金属協会編、1991年、p.201−205)Basics of aluminum materials and industrial technology, edited by the Association of Light Metals, 1991, p. 201-205) 特開平7−179969号公報JP 7-179969 A

しかしながら、上述の従来の技術には、以下に示すような問題点がる。即ち、上述の技術によっても、アルミニウム合金製ブレージングシートの耐食性が不十分になる場合があった。特に、ろう付け後の心材の耐粒界腐食性が十分に得られない場合があった。   However, the conventional techniques described above have the following problems. That is, even with the above technique, the corrosion resistance of the aluminum alloy brazing sheet may be insufficient. In particular, the intergranular corrosion resistance of the core material after brazing may not be sufficiently obtained.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ろう付加熱による心材の粒界腐食を抑制でき、耐食性が優れたアルミニウム合金ろう付け部材を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an aluminum alloy brazing member that can suppress intergranular corrosion of a core material due to brazing heat and has excellent corrosion resistance.

本発明に係るアルミニウム合金ろう付け部材は、Al及びMnを含有するAl−Mn系合金からなる心材と、この心材の少なくとも一方の側に設けられAl及びSiを含有するAl−Si系合金からなるろう材と、前記心材と少なくとも1の前記ろう材との間に設けられJIS Z3232により規定されている1000系Al合金又は7000系Al−Zn合金からなる犠牲材と、を有するアルミニウム合金製ブレージングシートをろう付け加熱して得たアルミニウム合金ろう付け部材において、
前記心材中にSi濃度が0.10質量%未満であると共に厚さが10μm以上であるSi無拡散部が残留しており、
前記アルミニウム合金製ブレージングシートは、
前記心材が、Mn:0.3乃至1.8質量%、Cu:0.2乃至1.0質量%、Mg:0.5%以下を含有し、Fe:0.5質量%以下、Ti:0.3質量%以下、Cr:0.3質量%以下のうち少なくとも1種を含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなる組成を有し、その厚さが0.19乃至0.30mmであり、
前記犠牲材が、Zr:0.3質量%以下を含有する組成を有し、その厚さが0.055乃至0.12mmである
ことを特徴とする。
The aluminum alloy brazing member according to the present invention comprises a core material made of an Al-Mn alloy containing Al and Mn, and an Al-Si alloy containing Al and Si provided on at least one side of the core material. A brazing sheet made of an aluminum alloy, comprising: a brazing material; and a sacrificial material made of 1000 series Al alloy or 7000 series Al-Zn alloy provided between the core material and at least one brazing material and defined by JIS Z3232. In an aluminum alloy brazing member obtained by brazing and heating
In the core material, a Si non-diffusion part having a Si concentration of less than 0.10% by mass and a thickness of 10 μm or more remains,
The aluminum alloy brazing sheet is
The core material contains Mn: 0.3 to 1.8% by mass, Cu: 0.2 to 1.0% by mass, Mg: 0.5% or less, Fe: 0.5% by mass or less, Ti: 0.3% by mass or less, Cr: containing at least one of 0.3% by mass or less, with the balance being composed of Al and inevitable impurities, with a thickness of 0.19 to 0.30 mm Yes,
The sacrificial material has a composition containing Zr: 0.3% by mass or less and has a thickness of 0.055 to 0.12 mm.

本発明においては、犠牲材がろう材から心材へのSiの拡散を抑制するバリア層として機能し、ろう付け加熱後において、心材中に厚さが10μm以上のSi無拡散部が残留する。これにより、心材の粒界腐食が抑制され、アルミニウム合金製ブレージングシート全体の耐食性が向上する。また、心材と犠牲材との間に一定値以上の電位差が形成され、心材の耐食性が向上する。   In the present invention, the sacrificial material functions as a barrier layer that suppresses diffusion of Si from the brazing material to the core material, and after the brazing heating, a Si non-diffused portion having a thickness of 10 μm or more remains in the core material. Thereby, the intergranular corrosion of a core material is suppressed and the corrosion resistance of the whole aluminum alloy brazing sheet improves. In addition, a potential difference of a certain value or more is formed between the core material and the sacrificial material, and the corrosion resistance of the core material is improved.

このように、本発明によれば、アルミニウム合金製ブレージングシートをろう付け加熱した心材中にSi無拡散部が10μm以上の厚さで残留することにより、心材の粒界腐食が抑制され、ろう付け部材の耐食性を向上させることができる。 Thus, according to the present invention, after the aluminum alloy brazing sheet and brazing, by Si No diffusion portion remains at more than 10μm thick in the core, the grain boundary corrosion of the core is suppressed, The corrosion resistance of the brazing member can be improved.

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図1は本実施形態に係るアルミニウム合金製ブレージングシートを示す断面図であり、図2(a)乃至(c)は、横軸に板厚方向の位置をとり、縦軸に各成分濃度をとって、ろう付け後のアルミニウム合金製ブレージングシートの組成分布を示すグラフ図であり、(a)はろう付け前の犠牲材の厚さが80μmのブレージングシートを示し、(b)はろう付け前の犠牲材の厚さが60μmのブレージングシートを示し、(c)はろう付け前の犠牲材の厚さが50μmのブレージングシートを示す。また、図3(a)乃至(c)は、横軸にブレージングシートのろう付け後の表面からの板厚方向の距離をとり、縦軸に参照電極(Ag/AgCl電極)に対する孔食電位をとって、ろう付け後のアルミニウム合金製ブレージングシートの電位分布を示すグラフ図であり、(a)はろう付け前の犠牲材の厚さが80μmのブレージングシートを示し、(b)はろう付け前の犠牲材の厚さが60μmのブレージングシートを示し、(c)はろう付け前の犠牲材の厚さが50μmのブレージングシートを示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an aluminum alloy brazing sheet according to the present embodiment. In FIGS. 2A to 2C, the horizontal axis indicates the position in the thickness direction, and the vertical axis indicates the concentration of each component. FIG. 2 is a graph showing the composition distribution of a brazing sheet made of aluminum alloy after brazing, in which (a) shows a brazing sheet with a sacrificial material thickness of 80 μm before brazing, and (b) shows a brazing sheet before brazing. The sacrificial material has a brazing sheet with a thickness of 60 μm, and (c) shows a brazing sheet with a sacrificial material having a thickness of 50 μm before brazing. In FIGS. 3A to 3C, the horizontal axis represents the distance in the plate thickness direction from the brazed sheet surface, and the vertical axis represents the pitting potential with respect to the reference electrode (Ag / AgCl electrode). It is a graph which shows the electric potential distribution of the brazing sheet | seat made from an aluminum alloy after brazing, (a) shows the brazing sheet | seat whose thickness of the sacrificial material before brazing is 80 micrometers, (b) is before brazing. (C) shows a brazing sheet with a sacrificial material thickness of 50 μm before brazing.

図1に示すように、本実施形態に係るアルミニウム合金製ブレージングシート1においては、心材2が設けられている。心材2はAl−Mn合金からなり、その組成は、例えば、Mn含有量が0.3乃至1.8質量%であり、Cu含有量が0.2乃至1.0質量%であり、Mg含有量が0.5%以下であり、また、0.5質量%以下のFe、0.3質量%以下のTi、0.3質量%以下のCrのうち少なくとも1種を含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなる。心材2の厚さは、例えば0.19乃至0.30mmである。 As shown in FIG. 1, in the brazing sheet 1 made of aluminum alloy according to this embodiment, a core material 2 is provided. The core material 2 is made of an Al—Mn alloy, and the composition thereof is, for example, that the Mn content is 0.3 to 1.8 mass%, the Cu content is 0.2 to 1.0 mass%, and the Mg content is The amount is 0.5% or less, and contains 0.5% by mass or less of Fe, 0.3% by mass or less of Ti, and 0.3% by mass or less of Cr, with the balance being Al. And inevitable impurities. The thickness of the core material 2 is, for example, 0.19 to 0.30 mm.

また、心材2の片面には、犠牲材3が設けられている。犠牲材3は、例えばJIS Z3232により規定されている1000系Al合金又は7000系Al−Zn合金からなり、例えば、3質量%以下のZn及び0.3質量%以下のZrのうち少なくとも一方を含むアルミニウム合金からなる。犠牲材3の厚さは、例えば0.055乃至0.12mmであり、犠牲材3のクラッド率は例えば10乃至30%である。
A sacrificial material 3 is provided on one side of the core material 2. The sacrificial material 3 is made of, for example, a 1000 series Al alloy or a 7000 series Al—Zn alloy defined by JIS Z3232, and includes at least one of, for example, 3 mass% or less of Zn and 0.3 mass% or less of Zr. Made of aluminum alloy. The thickness of the sacrificial material 3 is, for example, 0.055 to 0.12 mm, and the clad rate of the sacrificial material 3 is, for example, 10 to 30%.

更に、心材2における犠牲材3が設けられていない側の面にはろう材4が設けられており、犠牲材3における心材2に接していない側の面にはろう材5が設けられている。即ち、ブレージングシート1は、ろう材5、犠牲材3、心材2、ろう材4がこの順にクラッドされた4層材となっている。ろう材4及び5はAl−Si系合金、例えば、Siを11質量%、Mgを1.5質量%含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなるAl−Si系合金からなり、その厚さは例えば夫々0.04乃至0.06mmであり、クラッド率は例えば夫々11乃至13%である。また、ブレージングシート1全体の厚さは、例えば、0.4mmである。   Further, the brazing material 4 is provided on the surface of the core material 2 on which the sacrificial material 3 is not provided, and the brazing material 5 is provided on the surface of the sacrificial material 3 on the side not in contact with the core material 2. . That is, the brazing sheet 1 is a four-layer material in which a brazing material 5, a sacrificial material 3, a core material 2, and a brazing material 4 are clad in this order. The brazing materials 4 and 5 are made of an Al—Si alloy, for example, an Al—Si alloy containing 11% by mass of Si and 1.5% by mass of Mg, with the balance being Al and inevitable impurities. Is, for example, 0.04 to 0.06 mm, respectively, and the cladding ratio is, for example, 11 to 13%. Moreover, the thickness of the whole brazing sheet 1 is 0.4 mm, for example.

次に、上述の如く構成されたブレージングシート1の製造方法について説明する。先ず、心材2用のAl−Mn合金の鋳塊、犠牲材3用のAl合金の鋳塊、ろう材4用のAl−Si合金の鋳塊、及びろう材5用のAl−Si合金の鋳塊を夫々作製する。次に、これらの各鋳塊を夫々所定の板厚まで圧延し、板材とする。次に、各板材を、ろう材5用のAl−Si合金の板材、犠牲材3用のAl合金の板材、心材2用のAl−Mn合金の板材、ろう材4用のAl−Si合金の板材の順に重ね、溶接して相互に接合させる。次に、重ね合わせた板材に対して合わせ加熱処理を施す。この加熱処理は、例えば、420℃の温度に1時間保持する処理とする。次に、この重ね合わせた板材を熱間圧延して板厚を例えば5mmとし、その後、冷間圧延して板厚を例えば0.4mmとする。次に、例えば400℃の温度に3時間保持する焼鈍処理を施す。これにより、本実施形態に係るブレージングシート1が製造される。   Next, a method for manufacturing the brazing sheet 1 configured as described above will be described. First, an Al-Mn alloy ingot for the core material 2, an Al alloy ingot for the sacrificial material 3, an Al-Si alloy ingot for the brazing material 4, and an Al-Si alloy ingot for the brazing material 5 Each lump is made. Next, each of these ingots is rolled to a predetermined plate thickness to obtain a plate material. Next, each plate material is made of an Al—Si alloy plate material for the brazing material 5, an Al alloy plate material for the sacrificial material 3, an Al—Mn alloy plate material for the core material 2, and an Al—Si alloy material for the brazing material 4. The plates are stacked in order and welded together. Next, the laminated plate material is subjected to heat treatment. This heat treatment is, for example, a treatment that is held at a temperature of 420 ° C. for 1 hour. Next, this stacked plate material is hot-rolled to a thickness of, for example, 5 mm, and then cold-rolled to a thickness of, for example, 0.4 mm. Next, for example, annealing is performed at a temperature of 400 ° C. for 3 hours. Thereby, the brazing sheet 1 according to the present embodiment is manufactured.

次に、このブレージングシート1を使用するろう付け方法について説明する。先ず、ブレージングシート1の表面に非腐食性フラックスを塗布する。次に、ブレージングシート1を、この非腐食性フラックスを介して、接合しようとする他の部材(図示せず)に押付ける。そして、ブレージングシート1及び前記他の部材に、ろう付け加熱処理を施す。このろう付け加熱処理は、従来から知られている一般的な条件でよく、例えば、非酸化性雰囲気中において、590乃至610℃の温度に、3乃至5分間保持する処理とする。これにより、ろう材が溶融し、ブレージングシート1の心材2又は犠牲材3と、前記他の部材とが、相互にろう接される。   Next, a brazing method using the brazing sheet 1 will be described. First, a non-corrosive flux is applied to the surface of the brazing sheet 1. Next, the brazing sheet 1 is pressed against another member (not shown) to be joined through this non-corrosive flux. Then, the brazing sheet 1 and the other members are subjected to brazing heat treatment. The brazing heat treatment may be performed under conventional general conditions. For example, the brazing heat treatment is performed in a non-oxidizing atmosphere at a temperature of 590 to 610 ° C. for 3 to 5 minutes. Thereby, the brazing material is melted, and the core material 2 or the sacrificial material 3 of the brazing sheet 1 and the other members are brazed to each other.

図2(a)乃至(c)に示すように、ろう付け加熱後のブレージングシート1においては、心材2の内部に、Si含有量が0.10質量%以下であり、厚さが10μm以上であるSi無拡散部6が存在している。これにより、ろう付け後のブレージングシート1の耐食性が確保される。また、図3(a)乃至(c)に示すように、ろう付け加熱後のブレージングシート1において、参照電極(Ag/AgCl電極)に対する孔食電位は心材2と犠牲材3とで相互に異なっており、両材間で一定の電位差が生じている。これにより、ろう付け後のブレージングシート1の耐食性がより向上する。   As shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c), in the brazing sheet 1 after brazing heating, the Si content is 0.10% by mass or less and the thickness is 10 μm or more inside the core material 2. A certain Si non-diffusion part 6 exists. Thereby, the corrosion resistance of the brazing sheet 1 after brazing is ensured. Further, as shown in FIGS. 3A to 3C, in the brazing sheet 1 after brazing heating, the pitting potential with respect to the reference electrode (Ag / AgCl electrode) is different between the core material 2 and the sacrificial material 3. There is a certain potential difference between the two materials. Thereby, the corrosion resistance of the brazing sheet 1 after brazing is further improved.

以下、本発明の各構成要件における数値限定理由について説明する。   Hereinafter, the reason for the numerical limitation in each constituent requirement of the present invention will be described.

ろう付加熱後のSi無拡散部(Si:0.10質量%未満である部分)の厚さ:10μm以上
ろう付け加熱に伴うSiの拡散状態は、ブレージングシートの各パラメータの値によって決定される。例えば、心材中のSi含有量、ろう材中のSi含有量、全体の板厚に占める心材の板厚比(クラッド率)、中間層として犠牲材を設けたブレージングシートにおいては、犠牲材中のSi含有量及びクラッド率、更には、ろう付時の温度及び時間が影響する。
Thickness of Si non-diffusion part (Si: less than 0.10% by mass) after brazing heat : 10 μm or more The diffusion state of Si accompanying brazing heating is determined by the value of each parameter of the brazing sheet . For example, in a brazing sheet provided with a sacrificial material as an intermediate layer, the Si content in the core material, the Si content in the brazing material, the plate thickness ratio (cladding ratio) of the core material in the total plate thickness, The Si content and cladding ratio, as well as the temperature and time during brazing are affected.

しかしながら、本発明においては、ろう付け加熱後のブレージングシートにおいて、心材中にSi無拡散部、即ちSiの含有量が0.10質量%未満となる層が少なくとも10μm以上必要である。このSi無拡散部の厚さが10μm未満であると、心材は、中間層又はろう材層との間で孔食電位の差を確保できず、粒界腐食感受性が増大してしまうため、耐食性が著しく低下する。従って、ろう付加熱後のSi無拡散部の厚さは、10μm以上であることが必要である。   However, in the present invention, in the brazing sheet after brazing and heating, at least 10 μm or more of the Si non-diffusion part, that is, the layer in which the Si content is less than 0.10% by mass is required in the core material. If the thickness of the Si non-diffused portion is less than 10 μm, the core material cannot secure a difference in pitting potential between the intermediate layer or the brazing material layer and the intergranular corrosion sensitivity is increased. Is significantly reduced. Therefore, the thickness of the Si non-diffusion part after the brazing heat needs to be 10 μm or more.

また、本発明においては、心材及び犠牲材の組成は特に限定されるものではないが、本発明のブレージングシートを使用して熱交換器を作製する場合、心材及び犠牲材の組成として好適な範囲を以下に示す。   Further, in the present invention, the composition of the core material and the sacrificial material is not particularly limited, but when a heat exchanger is produced using the brazing sheet of the present invention, a suitable range as the composition of the core material and the sacrificial material. Is shown below.

心材中のMn含有量:0.3乃至1.8質量%
心材へのMnの添加は、心材の耐食性及び強度を向上させる効果がある。但し、心材中のMn含有量が1.8質量%を超えると、心材中に粗大な晶出物が形成され、心材の加工性が低下する。一方、Mn含有量が0.3質量%未満では、強度を向上させる効果が不十分である。従って、心材中のMn含有量は0.3乃至1.8質量%であることが好ましい。
Mn content in core material: 0.3 to 1.8% by mass
Addition of Mn to the core material has an effect of improving the corrosion resistance and strength of the core material. However, if the Mn content in the core exceeds 1.8% by mass, coarse crystallized matter is formed in the core, and the workability of the core decreases. On the other hand, if the Mn content is less than 0.3% by mass, the effect of improving the strength is insufficient. Accordingly, the Mn content in the core material is preferably 0.3 to 1.8% by mass.

心材中のCu含有量:0.2乃至1.0質量%
心材へのCuの添加は、心材の耐食性及び強度を向上させる効果がある。但し、心材中のCu含有量が1.0質量%を超えると、心材の融点を低下させ、ろう付け時に心材の溶融等が発生する。一方、Cu含有量が0.2質量%未満では、強度を向上させる効果が不十分である。従って、心材中のCu含有量は0.2乃至1.0質量%であることが好ましく、0.3乃至1.0質量%であることがより好ましい。
Cu content in core material: 0.2 to 1.0 mass%
The addition of Cu to the core material has the effect of improving the corrosion resistance and strength of the core material. However, if the Cu content in the core material exceeds 1.0 mass%, the melting point of the core material is lowered, and melting of the core material occurs during brazing. On the other hand, if the Cu content is less than 0.2% by mass, the effect of improving the strength is insufficient. Accordingly, the Cu content in the core material is preferably 0.2 to 1.0 mass%, more preferably 0.3 to 1.0 mass%.

心材中のMg含有量:0.5質量%以下
心材へのMgの添加は、心材の強度を向上させる効果があるが、心材中のMg含有量が0.5質量%を超えると、ブレージングシートの表面にMgが拡散し、ろう付性を低下させる。従って、心材中のMg含有量は0.5質量%以下であることが好ましく、0.3質量%以下であることがより好ましい。
Mg content in core material: 0.5% by mass or less Addition of Mg to the core material has the effect of improving the strength of the core material, but if the Mg content in the core material exceeds 0.5% by mass, the brazing sheet Mg diffuses on the surface of the steel and reduces brazing. Therefore, the Mg content in the core material is preferably 0.5% by mass or less, and more preferably 0.3% by mass or less.

心材中のFe含有量:0.5質量%以下
心材へのFeの添加は、心材の結晶粒を微細化させると共に、心材の強度を向上させる効果がある。但し、心材中のFe含有量が0.5質量%を超えると、耐食性が低下する。従って、心材中のFe含有量は0.5質量%以下であることが好ましく、0.3質量%以下であることがより好ましい。
Fe content in core material: 0.5% by mass or less Addition of Fe to the core material has the effect of reducing the crystal grains of the core material and improving the strength of the core material. However, when the Fe content in the core material exceeds 0.5 mass%, the corrosion resistance decreases. Therefore, the Fe content in the core material is preferably 0.5% by mass or less, and more preferably 0.3% by mass or less.

心材中のCr含有量:0.3質量%以下
心材へのCrの添加は、心材の耐食性、強度及びろう付性を向上させる効果がある。但し、心材中のCr含有量が0.3質量%を超えると、前述の効果が飽和すると共に、粗大な化合物が形成されることにより、心材の加工性及び耐食性を却って低下させる。従って、心材中のCr含有量は0.3質量%以下であることが好ましい。
Cr content in the core material: 0.3% by mass or less Addition of Cr to the core material has an effect of improving the corrosion resistance, strength and brazing properties of the core material. However, if the Cr content in the core exceeds 0.3% by mass, the above-described effects are saturated and a coarse compound is formed, thereby lowering the workability and corrosion resistance of the core. Therefore, the Cr content in the core material is preferably 0.3% by mass or less.

心材中のTi含有量:0.3質量%以下
心材へのTiの添加は、心材の耐食性をより一層向上させる効果がある。但し、心材中のTi含有量が0.3質量%を超えると、前記効果が飽和すると共に、粗大な化合物が形成されることにより、心材の加工性及び耐食性を却って低下させる。従って、心材中のTi含有量は0.3質量%以下であることが好ましい。
Ti content in core material: 0.3 mass% or less The addition of Ti to the core material has the effect of further improving the corrosion resistance of the core material. However, if the Ti content in the core exceeds 0.3% by mass, the above effects are saturated and a coarse compound is formed, thereby reducing the workability and corrosion resistance of the core. Therefore, the Ti content in the core material is preferably 0.3% by mass or less.

犠牲材中のZr含有量:0.3質量%以下
Zrは、ろう付時の再結晶を抑制し、グレインサイズを粗大化させる効果があるため、犠牲材に適正量のZrを添加すると、接合部における共晶Siの侵入が抑制され、耐食性を更に向上させることができる。但し、犠牲材中のZr含有量が0.3質量%を超えると、粗大な化合物が形成されて成形性が低下する。従って、犠牲材中のZr含有量は0.3質量%以下であることが好ましい。
Zr content in the sacrificial material: 0.3 mass% or less Zr has the effect of suppressing recrystallization during brazing and coarsening the grain size. Therefore, when an appropriate amount of Zr is added to the sacrificial material, Intrusion of eutectic Si in the part is suppressed, and the corrosion resistance can be further improved. However, if the Zr content in the sacrificial material exceeds 0.3% by mass, a coarse compound is formed and the moldability is lowered. Therefore, the Zr content in the sacrificial material is preferably 0.3% by mass or less.

なお、前述の本発明の実施形態においては、ブレージングシートが、ろう材―心材―犠牲材―ろう材の4層構造を持つ例を示したが、本発明はこれに限定されない。ブレージングシートの構造は、例えば、心材―犠牲材―ろう材の3層構造、又は、ろう材―犠牲材―心材―犠牲材―ろう材の5層構造であってもよい。   In the above-described embodiment of the present invention, the brazing sheet has an example of a four-layer structure of brazing material-core material-sacrificial material-brazing material, but the present invention is not limited to this. The structure of the brazing sheet may be, for example, a three-layer structure of core material-sacrificial material-brazing material, or a five-layer structure of brazing material-sacrificial material-heart material-sacrificial material-brazing material.

以下、本発明の効果について、その特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明する。先ず、前述の実施形態と同様の方法により、アルミニウム合金製ブレージングシートを作製した。即ち、図1に示すように、心材2用のAl−Mn合金の鋳塊、犠牲材3用のAl合金の鋳塊、ろう材4用のAl−Si合金の鋳塊、及びろう材5用のAl−Si合金の鋳塊を夫々溶製し、夫々所定の板厚まで圧延して板材とした。なお、犠牲材3用のAl合金の鋳塊は、相互に組成が異なる2種類の鋳塊(犠牲材A、犠牲材B)を準備した。   Hereinafter, the effect of the present invention will be specifically described in comparison with a comparative example that is out of the scope of the claims. First, an aluminum alloy brazing sheet was prepared by the same method as in the above-described embodiment. That is, as shown in FIG. 1, an Al—Mn alloy ingot for the core material 2, an Al alloy ingot for the sacrificial material 3, an Al—Si alloy ingot for the brazing material 4, and the brazing material 5 Each of the ingots of Al-Si alloy was melted and rolled to a predetermined plate thickness to obtain a plate material. Note that two types of ingots (sacrificial material A and sacrificial material B) having different compositions were prepared as the ingots of the Al alloy for the sacrificial material 3.

このようにして作製した板材を、ろう材5用のAl−Si合金の板材、犠牲材3用のAl合金の板材(犠牲材A又は犠牲材B)、心材2用のAl−Mn合金の板材、ろう材4用のAl−Si合金の板材の順に重ね、溶接して相互に接合させ、4層構造の重ね合わせ材を作製した。このとき、ろう材のクラッド率は10%とし、犠牲材のクラッド率は10乃至30%とし、犠牲材のクラッド率が相互に異なる5種類の重ね合わせ材を作製した。次に、これらの重ね合わせ材に対して、420℃の温度に1時間保持する加熱処理を施し、熱間圧延して板厚を5mmとし、冷間圧延して板厚を0.4mmとした。その後、400℃の温度に3時間保持する最終焼鈍を施し、5種類のクラッド材を作製した。心材、犠牲材、ろう材の各組成を、表1に示す。なお、表1に示す数値の単位は、いずれも質量%である。   The plate material produced in this way is made of an Al—Si alloy plate material for the brazing material 5, an Al alloy plate material (sacrificial material A or sacrificial material B) for the sacrificial material 3, and an Al—Mn alloy plate material for the core material 2. Then, the Al—Si alloy plate materials for the brazing material 4 were stacked in this order, and welded together to produce a four-layer laminated material. At this time, the clad rate of the brazing material was 10%, the clad rate of the sacrificial material was 10 to 30%, and five kinds of laminated materials having different clad rates of the sacrificial material were produced. Next, these laminated materials were subjected to a heat treatment that was held at a temperature of 420 ° C. for 1 hour, hot-rolled to a thickness of 5 mm, and cold-rolled to a thickness of 0.4 mm. . Then, the final annealing which hold | maintains for 3 hours at the temperature of 400 degreeC was performed, and five types of clad materials were produced. Table 1 shows the compositions of the core material, the sacrificial material, and the brazing material. In addition, the unit of the numerical value shown in Table 1 is mass%.

Figure 0004401186
Figure 0004401186

次いで、得られたクラッド材を切断して、幅が200mm、長さが220mmの板材とした。次に、この板材表面全面に、市販の非腐食性フラックスを、塗布量が5g/mとなるように塗布した。次に、この板材をその長手方向が垂直方向になるようにして吊り下げ、酸素濃度が200ppm以下の雰囲気中において595℃の温度に5分間保持することにより、ろう付け加熱を行い、ろう付熱処理材を作製した。その後、このろう付熱処理材を切り出してサンプルを作製し、Si拡散距離の測定、耐食試験、腐食電位(孔食電位)測定を行った。 Next, the obtained clad material was cut into a plate material having a width of 200 mm and a length of 220 mm. Next, a commercially available non-corrosive flux was applied to the entire surface of the plate material so that the coating amount was 5 g / m 2 . Next, this plate material is suspended so that its longitudinal direction is vertical, and brazing is performed by maintaining the temperature at a temperature of 595 ° C. for 5 minutes in an atmosphere having an oxygen concentration of 200 ppm or less. A material was prepared. Thereafter, the brazing heat treatment material was cut out to prepare a sample, and a Si diffusion distance measurement, a corrosion resistance test, and a corrosion potential (pitting corrosion potential) measurement were performed.

Si拡散距離の測定は、X線マイクロアナリシス(EPMA:Electron Probe Micro-analysis)の線分析により行った。Si濃度が0.10質量%未満であるSi無拡散部の厚さを、表2に示す。   The Si diffusion distance was measured by X-ray microanalysis (EPMA: Electron Probe Micro-analysis) line analysis. Table 2 shows the thickness of the Si non-diffusion part having a Si concentration of less than 0.10% by mass.

耐食試験については、先ず、前述のろう付け熱処理材から、幅が50mm、長さが60mmの矩形状の試験片を切り出した。次に、この試験片における耐食試験面の外周部(四辺部)の幅が5mmの領域及び裏面全面を、シールテープによりシールして、耐食試験用サンプルを作製した。そして、この耐食試験用サンプルに対して、ASTM G85−A3で規定されるSWAAT試験を500時間行い、試験後の試験片における腐食深さを測定し、耐食性を評価した。評価結果を表2に示す。なお、表2の「腐食深さ」に示す「NG:貫通」とは、腐食部分がブレージングシートを貫通したことを示し、この場合の腐食深さは、ブレージングシートの板厚、即ち、0.4mmとなる。   Regarding the corrosion resistance test, first, a rectangular test piece having a width of 50 mm and a length of 60 mm was cut out from the brazing heat treatment material. Next, the area | region and width | variety whole surface of the outer peripheral part (four sides) of the corrosion-resistant test surface in this test piece were sealed with the sealing tape, and the sample for corrosion resistance tests was produced. And the SWAAT test prescribed | regulated by ASTM G85-A3 was performed with respect to this sample for a corrosion test for 500 hours, the corrosion depth in the test piece after a test was measured, and corrosion resistance was evaluated. The evaluation results are shown in Table 2. In addition, “NG: penetration” shown in “Corrosion depth” in Table 2 indicates that the corroded portion has penetrated the brazing sheet. In this case, the corrosion depth is the thickness of the brazing sheet, that is, 0. 4 mm.

腐食電位測定については、先ず、前述のろう付け熱処理材から、幅が20mm、長さが70mmの矩形状の試験片を切り出した。次に、この試験片を濃度が5%のNaOH水溶液中に浸漬し、腐食電位を測定しようとする位置が露出するように、試験片をエッチングして板厚を減少させた。次に、試験面に、縦が10mm、横が10mmの正方形状の領域を残して、その他の領域及び裏面全体をシールして、腐食電位測定用サンプルを作製した。このとき、試験面における前記正方形状の露出領域が、電位測定用の窓となる。一方、濃度が2.67%のAlCl水溶液を作製し、60分間以上窒素ガスを吹き込むことにより脱気を行った。そして、脱気後のAlCl水溶液中に、腐食電位測定用サンプル及び参照電極としてのAg/AgCl電極を、相互に所定の距離だけ離隔して浸漬し、掃引速度を0.33mV/秒として孔食電位を測定した。そして、心材と犠牲材との電位差を求めた。結果を表2に示す。なお、測定位置のブレージングシートの表面からの距離は、エッチング後の試験片を顕微鏡により観察して確認した。 For measuring the corrosion potential, first, a rectangular test piece having a width of 20 mm and a length of 70 mm was cut out from the brazing heat treatment material. Next, the test piece was immersed in an aqueous NaOH solution having a concentration of 5%, and the test piece was etched to reduce the plate thickness so that the position where the corrosion potential was to be measured was exposed. Next, a sample for corrosion potential measurement was prepared by sealing the other region and the entire back surface, leaving a square region having a length of 10 mm and a width of 10 mm on the test surface. At this time, the square-shaped exposed region on the test surface serves as a potential measurement window. On the other hand, an AlCl 3 aqueous solution having a concentration of 2.67% was prepared, and deaeration was performed by blowing nitrogen gas for 60 minutes or more. Then, the corrosion potential measurement sample and the Ag / AgCl electrode as the reference electrode are immersed in the AlCl 3 aqueous solution after deaeration at a predetermined distance from each other, and the sweep rate is set to 0.33 mV / second. Eating potential was measured. And the electric potential difference of a core material and a sacrificial material was calculated | required. The results are shown in Table 2. The distance from the surface of the brazing sheet at the measurement position was confirmed by observing the test specimen after etching with a microscope.

Figure 0004401186
Figure 0004401186

表2に示す実施例及び比較例のうち、実施例No.1乃至4は、ろう付け加熱後のSi無拡散部、即ち、Si濃度が0.10質量%未満の部分の厚さが、10μm以上であったため、心材と犠牲材との間の腐食電位の電位差が50mV以上となり、腐食深さが60μmと小さく、耐食性が良好であった。これに対して、比較例No.5及び6は、Si無拡散部の厚さが10μm未満であり、心材と犠牲材との間の腐食電位の電位差が小さく、腐食試験により試験片を貫通する腐食が発生した。このように、比較例No.5及び6は耐食性が劣っていた。   Of the Examples and Comparative Examples shown in Table 2, Example No. In Nos. 1 to 4, since the thickness of the Si non-diffused portion after brazing heating, that is, the thickness of the portion where the Si concentration is less than 0.10% by mass was 10 μm or more, the corrosion potential between the core material and the sacrificial material The potential difference was 50 mV or more, the corrosion depth was as small as 60 μm, and the corrosion resistance was good. In contrast, Comparative Example No. In Nos. 5 and 6, the thickness of the Si non-diffusion part was less than 10 μm, the potential difference of the corrosion potential between the core material and the sacrificial material was small, and corrosion penetrating the test piece occurred in the corrosion test. Thus, Comparative Example No. 5 and 6 were inferior in corrosion resistance.

本発明の実施形態に係るアルミニウム合金製ブレージングシートを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the brazing sheet made from an aluminum alloy which concerns on embodiment of this invention. (a)乃至(c)は、横軸に板厚方向の位置をとり、縦軸に各成分濃度をとって、ろう付け後のアルミニウム合金製ブレージングシートの組成分布を示すグラフ図であり、(a)はろう付け前の犠牲材の厚さが80μmのブレージングシートを示し、(b)はろう付け前の犠牲材の厚さが60μmのブレージングシートを示し、(c)はろう付け前の犠牲材の厚さが50μmのブレージングシートを示す。(A) thru | or (c) is a graph which shows the composition distribution of the brazing sheet | seat made from aluminum alloy after brazing, taking the position of a plate | board thickness direction on a horizontal axis, and taking each component density | concentration on a vertical axis | shaft, a) shows a brazing sheet with a sacrificial material thickness of 80 μm before brazing, (b) shows a brazing sheet with a sacrificial material thickness of 60 μm before brazing, and (c) shows a sacrificial material before brazing. A brazing sheet having a thickness of 50 μm is shown. (a)乃至(c)は、横軸にブレージングシートのろう付け後の表面からの板厚方向の距離をとり、縦軸に参照電極(Ag/AgCl電極)に対する孔食電位をとって、ろう付け後のアルミニウム合金製ブレージングシートの電位分布を示すグラフ図であり、(a)はろう付け前の犠牲材の厚さが80μmのブレージングシートを示し、(b)はろう付け前の犠牲材の厚さが60μmのブレージングシートを示し、(c)はろう付け前の犠牲材の厚さが50μmのブレージングシートを示す。In (a) to (c), the horizontal axis represents the distance in the plate thickness direction from the surface after brazing of the brazing sheet, and the vertical axis represents the pitting corrosion potential with respect to the reference electrode (Ag / AgCl electrode). It is a graph which shows the electric potential distribution of the brazing sheet made from an aluminum alloy after brazing, (a) shows the brazing sheet whose thickness of the sacrificial material before brazing is 80 μm, and (b) shows the sacrificial material before brazing. A brazing sheet with a thickness of 60 μm is shown, and (c) shows a brazing sheet with a sacrificial material thickness of 50 μm before brazing.

符号の説明Explanation of symbols

1;アルミニウム合金製ブレージングシート
2;心材
3;犠牲材
4、5;ろう材
6;Si無拡散部
1; brazing sheet made of aluminum alloy 2; core material 3; sacrificial material 4, 5; brazing material 6;

Claims (1)

Al及びMnを含有するAl−Mn系合金からなる心材と、この心材の少なくとも一方の側に設けられAl及びSiを含有するAl−Si系合金からなるろう材と、前記心材と少なくとも1の前記ろう材との間に設けられJIS Z3232により規定されている1000系Al合金又は7000系Al−Zn合金からなる犠牲材と、を有するアルミニウム合金製ブレージングシートをろう付け加熱して得たアルミニウム合金ろう付け部材において、
前記心材中にSi濃度が0.10質量%未満であると共に厚さが10μm以上であるSi無拡散部が残留しており、
前記アルミニウム合金製ブレージングシートは、
前記心材が、Mn:0.3乃至1.8質量%、Cu:0.2乃至1.0質量%、Mg:0.5%以下を含有し、Fe:0.5質量%以下、Ti:0.3質量%以下、Cr:0.3質量%以下のうち少なくとも1種を含有し、残部がAl及び不可避的不純物からなる組成を有し、その厚さが0.19乃至0.30mmであり、
前記犠牲材が、Zr:0.3質量%以下を含有する組成を有し、その厚さが0.055乃至0.12mmである
ことを特徴とするアルミニウム合金ろう付け部材。
A core material made of an Al—Mn alloy containing Al and Mn; a brazing material made of an Al—Si alloy containing Al and Si provided on at least one side of the core material; and the core material and at least one of the aforementioned An aluminum alloy braze obtained by brazing and heating a brazing sheet made of an aluminum alloy having a sacrificial material made of 1000 series Al alloy or 7000 series Al-Zn alloy provided between the brazing material and defined by JIS Z3232 In the attachment member,
In the core material, a Si non-diffusion part having a Si concentration of less than 0.10% by mass and a thickness of 10 μm or more remains,
The aluminum alloy brazing sheet is
The core material contains Mn: 0.3 to 1.8% by mass, Cu: 0.2 to 1.0% by mass, Mg: 0.5% or less, Fe: 0.5% by mass or less, Ti: 0.3% by mass or less, Cr: containing at least one of 0.3% by mass or less, with the balance being composed of Al and inevitable impurities, with a thickness of 0.19 to 0.30 mm Yes,
An aluminum alloy brazing member, wherein the sacrificial material has a composition containing Zr: 0.3% by mass or less and has a thickness of 0.055 to 0.12 mm.
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