JP2011099154A - 熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材および該フィン材を用いた熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、チューブ材に対して良好な接合性でろう付けすることができ、優れた自己耐食性および高い熱伝導性が得られ、優れた犠牲陽極効果を発揮するアルミニウム合金ブレージングフィン材および該フィン材を用いた熱交換器の提供を目的とする。
【解決手段】本発明のアルミニウム合金ブレージングフィン材１は、芯材２と、その両面に貼り合わされたろう材３、３とを有し、芯材２は、Ｍｎ：１．２〜１．８質量％、Ｚｎ：０．１０〜３．０質量％、Ｆｅ：０．２０質量％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物のアルミニウム合金により構成され、ろう付処理後におけるＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度が１×１０^４個／ｍｍ^２以上とされ、ろう材３はＳｉ：６．８〜１１．０質量％、Ｆｅ：０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌのアルミニウム合金により構成され、フィン材１自体のろう付け前の導電率が４５％ＩＡＣＳ以下とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱交換器用のチューブ材にろう付けされるアルミニウム合金ブレージングフィン材および該フィン材を用いた熱交換器に関するものである。

アルミニウム合金製の熱交換器は、自動車のラジエータ、ヒータコア、オイルクーラ、インタークーラ、カーエアコンのエバポレータやコンデンサ等の熱交換器として、あるいは一般家庭用や業務用などのルームエアコン等の熱交換器として広く使用されている。
このような熱交換器は、例えば、Ａｌ合金からなる扁平状の冷媒通路用のチューブ材と、該チューブ材にろう付けされたフィン材とを有し、チューブ材の通路を流れる冷媒と外気との熱交換がフィン材を介して行われるように構成されている。ここで、フィン材として、チューブ材とのろう付け作業を簡便化するため、板状の芯材の両面に、それぞれ、ろう材が貼り合わされたブレージングフィン材が用いられるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、フィン材は、熱交換を行う機能の他、その犠牲陽極効果によってチューブ材の腐食を防止する防食機能を有するが、フィン材自身の自己耐食性も重要となる。フィン材の自己耐食性が低い場合、熱交換器の使用時にフィン材の腐食が進行し、熱交換器の耐圧強度の低下につながる。
フィン材の自己耐食性については、特に、Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材を芯材の両面に貼り合わせた薄肉のブレージングフィン材の場合、約６００℃に加熱して行うろう付処理時に、両面のろう材から芯材側にＳｉが拡散し、極短時間で芯材の板厚中央部まで到達するため、芯材中のＳｉ濃度が高くなり、自己耐食性を損なう原因となることが知られている。
即ち、芯材中のＳｉ濃度が高くなると、ろう付け後の冷却過程で、結晶粒界近傍に電位的に卑なＳｉ欠乏層が形成されることで、芯材の粒界腐食感受性が高くなってしまう。このため、ブレージングフィン材は、ベアフィン材（ろう材が貼り合わされていないフィン材）に比べて、自己耐食性が低いという問題がある。

また、フィン材には、熱交換を効率良く行うため、高い熱伝導性（高い導電率）を有することが求められる。しかし、薄肉のブレージングフィン材は、前述のように、ろう材から拡散してきたＳｉの影響を受け易く、芯材中のＳｉ固溶量が増加することにより、導電率が低下してしまうという問題もある。

特開２００４−８４０６０号公報

本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、チューブ材に対して良好な接合性でろう付けすることができ、また、チューブ材にろう付けされた状態で、優れた自己耐食性および高い熱伝導性が得られるとともに、チューブ材に対して優れた犠牲陽極効果を発揮する熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材および該フィン材を用いた熱交換器を提供することを目的とする。

本発明者が、上記課題を解決すべく研究を重ねた結果、芯材およびろう材に含有する元素の種類、及び、それらの含有量を規定するとともに、フィン材自体の導電率、及び、ろう付処理後における芯材のＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度を規定することにより、チューブ材に対して良好な接合性でろう付けすることができ、また、チューブ材にろう付けされた状態で、優れた自己耐食性および高い熱伝導性が得られるとともにチューブ材に対して優れた犠牲陽極効果を発揮するブレージングフィン材が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、芯材と、該芯材の両面に貼り合わされたろう材とを有し、熱交換器用のチューブ材に組み付けられた状態でろう付処理されることにより、前記ろう材によって前記チューブ材に接合される熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材であって、前記芯材は、Ｍｎ：１．２〜１．８質量％、Ｚｎ：０．１０〜３．０質量％、Ｆｅ：０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金によって構成され、且つ、ろう付処理後におけるＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度が１×１０^４個／ｍｍ^２以上であり、前記ろう材は、Ｓｉ：６．８〜１１．０質量％、Ｆｅ：０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金によって構成されており、前記ブレージングフィン材自体のろう付け前の導電率が４５％ＩＡＣＳ以下であることを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材である。

本発明において、前記芯材は、Ｃｕ：０．０５〜０．３０質量％、Ｓｉ：０．０５〜０．６０質量％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０質量％のうち、１種または２種以上を含むことを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材であっても良い。
本発明において、Ｓｒ：０．０１〜０．０５質量％、Ｎａ：０．０１〜０．１０質量％、Ｓｂ：０．０１〜０．１０質量％なる含有量のうち、１種または２種以上含むことを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材であっても良い。

本発明において、前記芯材および前記ろう材は、アルミニウム合金溶湯を鋳造する工程と、前記工程で得られた鋳塊を均質化処理する工程とを経て得られたものであり、前記均質化処理は、その処理温度が４８０℃以下、処理時間が１０時間以下であることを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材である。
本発明の熱交換器は、本発明の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材を備えたことを特徴とする。

本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材は、その芯材にＭｎ、Ｚｎ、Ｆｅを所定量含有させるとともに、ろう付処理後における芯材のＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度およびフィン材自体の導電率を規定しているため、優れた自己耐食性を得ることができる。また、該フィン材がろう付けされたチューブ材に対して優れた犠牲陽極効果を発揮し、チューブ材の腐食を抑制することができる。特に、ろう付処理の際、ろう材から芯材中へ拡散してきたＳｉにより効率良くＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を形成できるため、芯材中のＳｉ固溶量の増大を抑えることができる。このため、本発明に係るフィン材は、チューブ材にろう付処理された状態で、優れた自己耐食性および高い導電率（高い熱伝導性）を得ることができる。

また、本発明の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材は、ろう材にＳｉ、Ｆｅを所定量含有させているため、優れた自己耐食性が得られるとともに、芯材へのろう侵食を抑えながら、チューブ材と良好な接合性でろう付けすることができる。

また、本発明の熱交換器は、以上のような熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材を備えるため、フィン材とチューブ材とを確実に接合できており、フィン材を介して効率良く熱交換を行なうことができる。また、フィン材自体が自己耐食性に優れるとともに、フィン材の犠牲陽極効果によってチューブ材の腐食も抑制できるため、その耐圧強度を長期間に亘って維持することができる。

本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材を示す概略縦断面図である。 本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材を備えた熱交換器の一例を示す概略斜視図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材（以下、単に「フィン材」と略称する。）の実施形態を示す概略縦断面図である。
図１に示すフィン材１は、芯材２と、該芯材２の表裏両面にそれぞれクラッド圧着された（貼り合わされた）ろう材３とを有しており、熱交換器用のチューブ材（冷媒通路材）に組み付けられた状態でろう付処理されることにより、ろう材を介してチューブ材（冷媒通路材）にろう付け接合されるものである。フィン材１の形状は、特に限定されず、例えば、平板状、波板状、蛇腹状等、フィン材１が適用される熱交換器の形態に応じて適宜選択することができる。

芯材２は、フィン材１が熱交換器に組み込まれた状態で、チューブ材の内部を流れる冷媒と外気との熱交換を行う伝熱面として機能するとともに、その犠牲陽極効果によってチューブ材の腐食を防止するように機能する。
本実施形態において、芯材２は、Ｍｎを１．２〜１．８質量％、Ｚｎを０．１０〜３．０質量％含有し、Ｆｅの含有量が０．２０質量％以下とされており、残部がＡｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金によって構成されている。また、芯材２は、ろう付処理後におけるＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度が１×１０^４／ｍｍ^２以上とされている。

以下、これら元素の含有量と金属間化合物の数密度を規定した理由について詳述する。
まず、Ｍｎは、ろう付処理に際し、ろう材３から芯材２側へ拡散してきたＳｉとともにＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を形成し、その析出を促進することにより、芯材２中のＳｉ固溶量が増大するのを抑制する。これにより、芯材２は、フィン材１がチューブ材にろう付けされた状態で、粒界腐食感受性が低く抑えられ、また、高い導電率（熱伝導性）を得ることができる。
Ｍｎの含有量が１．２質量％未満であると、その効果が十分に得られない。また、Ｍｎの含有量が１．８質量％を超えると、芯材２中で粗大なＭｎ系金属間化合物の量が増加し、芯材２の製造性（圧延性等）が損なわれる。

ここで、本実施形態の芯材２では、ろう付処理後における芯材２におけるＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度が１×１０^４／ｍｍ^２以上とされている。
ろう付処理の後、芯材２中では、ろう材３から拡散してきたＳｉのうちＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を形成しなかったものは、Ｓｉ単体として芯材２の素地に固溶している。このため、ろう付処理後におけるＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度が小さいということは、芯材２におけるＳｉ固溶量が大きいことを意味しており、この数密度が大きいということは芯材２におけるＳｉ固溶量が小さいことを意味している。そして、ろう付処理後におけるＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度が１×１０^４／ｍｍ^２以上の芯材２は、Ｓｉ固溶量が小さいため、粒界腐食感受性が小さく、また、高い導電率（熱伝導性）を得ることができる。

Ｚｎは、芯材２の電位を卑にすることにより、フィン材１のチューブ材に対する犠牲陽極効果を向上させる。
Ｚｎの含有量が０．１０質量％未満であると、その効果が十分に得られない。また、Ｚｎの含有量が３．０質量％を超えると、フィン材１の自己耐食性が低下する。
Ｆｅは、芯材２の強度を高める作用を有するが、その含有量が０．２０質量％を超えると、芯材２中のＦｅ系金属間化合物が増加し、これがカソードサイトとなってＡｌマトリックスと局部電池反応を生じることから、自己耐食性が低下する。

芯材２は、以上のような元素に加えて、Ｃｕ：０．０５〜０．３０質量％、Ｓｉ：０．０５〜０．６０質量％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０質量％のうち、１種または２種以上を含むことができる。
これらの元素は、芯材２の強度を高める作用を有する。これら元素の含有量が前記範囲より小さい場合には、強度向上への寄与が小さくなる。また、これら元素のうち、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉの含有量が前記範囲を超える場合には、芯材２中で粗大な金属間化合物の量が増加し、芯材２の自己耐食性が低下する可能性がある。また、Ｃｕの含有量が前記範囲を超える場合には、芯材２の電位が貴に傾き、チューブ材に対する犠牲陽極効果が十分に得られなくなる可能性がある。

次に、ろう材３について説明する。ろう材３は、フィン材１とチューブ材とをろう付けする際に用いられ、フィン材１をチューブ材に組み付けた状態で加熱するろう付処理されることによって溶融し、フィン材１とチューブ材とをろう付け接合する。
本発明において、ろう材３は、Ｓｉを６．８〜１１．０質量％含有し、Ｆｅの含有量が０．２０質量％以下とされており、残部がＡｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金によって構成されている。
以下、これらを規定した理由について詳述する。

まず、Ｓｉは、ろう材３の融点を下げ、溶融ろうの流動性を高めるように機能する。
Ｓｉの含有量が６．８質量％未満であると、ろう付処理に際して、溶融ろうの絶対量が少なくなるため、フィン材１とチューブ材との接合性が低下する傾向となる。また、Ｓｉ含有量が１１．０質量％を超えると、ろう付処理に際して、溶融ろうの絶対量が多過ぎてしまい、芯材２へのろう侵食が起こりやすくなる。
また、Ｆｅの含有量が０．２０質量％を超えると、ろう材３中でＦｅ系金属間化合物が増加し、これがカソードサイトとなって耐食性が低下する。

ろう材３は、これらの添加元素に加えて、Ｓｒ：０．０１〜０．０５質量％、Ｎａ：０．０１〜０．１０質量％、Ｓｂ：０．０１〜０．１０質量％のうち、１種または２種以上を含むことができる。
これら元素は、ろう材３中の金属間化合物を微細化し、ろう材３の耐食性を向上させる作用を有する。これら元素の含有量が前記範囲から外れると、金属間化合物微細化の効果を得難くなり、耐食性向上効果が得られなくなる。

また、本発明のフィン材１は、その導電率（ろう付処理前の導電率）が４５％ＩＡＣＳ(International Annealed Copper Standard)以下とされている。
フィン材１の導電率が４５％ＩＡＣＳを超える場合、芯材２中のＭｎ等の固溶量が低くなっている。このため、ろう付処理に際して、ろう材３から芯材２中に拡散してきたＳｉがＭｎと化合物を形成し難くなり、芯材２中のＳｉ固溶量が高くなってしまう。これにより、フィン材１は、ろう付処理された後、粒界腐食感受性が高くなり、また、導電率（熱伝導性）の向上効果も不十分なものとなる。

一方、フィン材１は、ろう付処理後の導電率は４０％ＩＡＣＳ以上であるのがより好ましい。
導電率と熱伝導性とは相関関係があり、導電率が高いもの程、高い熱伝導性を得ることができる。そして、ろう付処理後の導電率が４０％ＩＡＣＳ以上のフィン材１であるならば、熱交換器の伝熱面として優れた熱伝導性が得られ易くなり、熱交換効率を向上できる。

以上説明のようなフィン材１は、前述の芯材２の組成に対応するように鋳造された芯材用アルミニウム合金鋳塊と、前述のろう材の組成に対応するように鋳造されたろう材用アルミニウム合金鋳塊を熱間圧延して得られたろう材をそれぞれ作製し、芯材の両面に、それぞれ、ろう材をクラッド圧延（熱間貼り合わせ圧延）し、冷間圧延することで製造される。

ここで、芯材の作製工程、ろう材の作製工程で、均質化処理を行う場合、処理温度を４８０℃以下、且つ、処理時間を１０時間以下に設定するか、均質化処理そのものを行わないことが好ましい。処理温度および処理時間が前記範囲を超える場合、粗大な金属間化合物が増加し、耐食性が低下する可能性がある。なお、この均質化処理は必要に応じて行われるものであり、行わなくても差し支えない。

また、芯材とろう材との貼り合わせ工程は、熱間圧延工程を含み、この熱間圧延工程における総圧延率を８５％以上とするのが好ましい。熱間圧延工程では、芯材に含まれる粗大な金属間化合物が破砕されるが、総圧延率が８５％未満であると破砕効果が不十分となる。このため、得られるフィン材において、粗大な金属間化合物が多く残存してしまい、十分な自己耐食性が得られない可能性がある。

以上のように、本実施形態の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材１では、その芯材２にＭｎ、Ｚｎ、Ｆｅが所定の含有量で含まれるとともに、ろう付処理後における芯材２のＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度およびフィン材自体の導電率（ろう付処理前の導電率）が規定されているため、優れた自己耐食性を得ることができ、また、該フィン材がろう付けされたチューブ材に対して優れた犠牲陽極効果を発揮し、その腐食を抑制することができる。特に、ろう付処理の際、ろう材３から芯材２中へ拡散してきたＳｉにより効率良くＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を形成し、芯材２中のＳｉ固溶量の増大を抑制できる。このため、フィン材１は、チューブ材にろう付処理された状態で、優れた自己耐食性および高い導電率（高い熱伝導性）を得ることができる。

また、本実施形態の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材１は、そのろう材３にＳｉ、Ｆｅを所定量含有させているため、より優れた自己耐食性が得られるとともに、芯材２へのろう侵食を抑えながら、チューブ材と接合性良くろう付けすることができる。

次に、本発明に係るフィン材を備えた熱交換器の一実施形態について説明する。
図２は、本発明に係るフィン材が適用された熱交換器の一実施形態を示す概略斜視図である。図２に示す熱交換器１０は、左右に配された一対のヘッダーパイプ１１と、各ヘッダーパイプ１１同士の間に、互いに平行に間隔を空けて架設された複数のチューブ１２と、隣接するチューブ１２同士の間に配設されたフィン材１とで構成されている。

各チューブ１２は、偏平状の多穴管からなり、チューブ１２とヘッダーパイプ１１の内部空間（冷媒通路）同士が連通され、冷媒が循環されるようになっている。また、各フィン材１は、それぞれ、蛇腹状をなし、各屈曲部が各チューブ１２の上面あるいは下面にろう付けされて固定されている。
以上のような構成の熱交換器１０では、各ヘッダーパイプ１１と各チューブ１２の内部空間（冷媒通路）を冷媒が循環するので、この冷媒と外気との熱交換をフィン材１を介して行なうようになっている。

そして、この形態の熱交換器１０では、特に、各フィン材１が本実施形態のフィン材１により構成されている。このため、フィン材１とチューブ材１２とが確実に接合されており、冷媒と外気との熱交換がフィン材１を介して効率良くなされる。また、フィン材１自体が自己耐食性に優れるとともに、フィン材１の犠牲陽極効果によってチューブ材１２の腐食を抑制できるため、その耐圧強度を長期間に亘って維持することができる。

以上、本発明に係る熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材および該フィン材を用いた熱交換器の各実施形態について説明したが、前記した熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材１および熱交換器１０を構成する各部は一例であって、本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。

以下に、本発明の実施例について説明するが、本願発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
「フィン材の作製」
（試料Ｎｏ.１〜１３）
各元素を後記する表１に示す含有量で含むアルミニウム合金溶湯からアルミニウム合金鋳塊を得、表２に示す条件で均質化処理を行い、芯材を得た。
また、各元素を表１に示す含有量で含むろう材用アルミニウム合金溶湯から得られたアルミニウム合金鋳塊に、表２に示す条件で均質化処理を行い、その後、熱間圧延を行うことでろう材を得た。

次に、芯材の両面に、ろう材をクラッド圧着するための熱間圧延、冷間圧延を順次行ってブレージングフィン材を得た。ここで、熱間圧延は、総圧延率が９０％となるような条件で行った。

（比較例１〜３）
ろう材の添加元素の含有量を本発明で規定した範囲から外れるように製造した例であり、芯材およびろう材の組成、均質化処理の条件を表１、２に示すようにすること以外は、前記Ｎｏ.１の試料と同様にして、ブレージングフィン材を得た。
（比較例４〜８）
芯材の添加元素の含有量を本発明で規定した範囲から外れるように製造した例であり、芯材およびろう材の組成、均質化処理の条件を表１、２に示すようにすること以外は、前記Ｎｏ.１の試料と同様にして、ブレージングフィン材を得た。
（比較例９）
ろう付処理前のフィン材の導電率を所定範囲より高く設定した例であり、芯材およびろう材の組成、均質化処理の条件を表１、２に示すようにすること以外は、前記Ｎｏ.１の試料と同様にして、ブレージングフィン材を得た。
（比較例１０）
芯材およびろう材の組成、均質化処理の条件を表１、２に示すように設定し、芯材とろう材との貼り合わせ圧延（熱間圧延）の総圧延率を所定範囲より小さく設定した以外は、前記Ｎｏ.１の試料と同様にして、ブレージングフィン材を得た。

「評価」
各実施例および各比較例で作製したフィン材について、次のようにして、導電率およびろう付処理後における芯材のＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度を測定するとともに、腐食試験およびろう付試験を行った。
１．導電率
未処理のフィン材と、ろう付け相当の加熱処理（窒素雰囲気中、６００℃、３分間）を行ったフィン材（処理済みフィン材）について、それぞれ、ダブルブリッジ法を用いて導電率を測定した。
２．ろう付処理後における芯材のＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度
数密度は、供試フィンの断面を１０００倍×２０視野の範囲でＥＰＭＡ（Electron Probe Micro Analyzer）にて円相当径０．１μｍ以上の金属間化合物を二値化処理により分析し、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度を測定した。

３．腐食試験
各フィン材について、それぞれ、窒素ガス雰囲気中、６００℃、３分間の加熱処理（ろう付相当の加熱処理）をした後、３０ｍｍ×８０ｍｍの短冊状に切り出し、この切り出したサンプルについてＳＳＴ（塩水噴霧試験）を２４０時間行うという腐食試験を行った。
そして、この腐食試験後のサンプルについて、リン酸クロムによって腐食生成物を除去した後、腐食減量を測定するとともに腐食形態を観察した。また、この結果に基づいて、腐食減量が４．０ｍｇ／ｃｍ^２未満のものを○、４．０ｍｇ／ｃｍ^２以上のものを×と評価した。

４．ろう付試験
各フィン材について、それぞれ、コルゲート成形加工を行い、ＪＩＳ３００３合金製のチューブ材に組み付けた。そして、組み付けられたフィン材とチューブ材とを、フッ化物系のフラックスを塗布した後、窒素ガス雰囲気中、６００℃で３分間ろう付け加熱した。

次に、ろう付接合された各フィン材を、チューブ材からカッター刃にて物理的に除去し、チューブ材表面に残存するフィン接合部跡を観察した。そして、未接合箇所（ろう付を行ったが接合部跡が残らなかった箇所）の数をカウントし、下記式に基づいて接合率を求めた。
接合率＝（未接合箇所の数／全接合箇所の数）×１００（％）
全接合箇所の数：ろう付を行った全箇所数
未接合箇所の数：ろう付を行ったが接合部跡が残らなかった箇所の数
また、ろう付接合された各フィン材の断面を観察し、ろう材の芯材側への溶融拡散状態を調べた。ろう材が芯材側に溶融拡散していると、フィン材が座屈し易くなり、熱交換器の耐圧強度が低下する。ここでは、ろう材の芯材側への溶融拡散が認められない場合を○、認められた場合を×と評価した。

ろう付処理後における芯材のＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度を表２に、腐食試験、チューブの最大腐食深さ、ろう付試験、ろう付け処理後の導電率の測定結果を表３に示す。

表２、表３に示すように、Ｎｏ.１〜１３の試料の如く作製したフィン材は、いずれも腐食減量が少なく、また、チューブ材に対する接合性が良く、接合後における芯材のろう侵食が抑えられていた。また、未処理状態での導電率および加熱処理後の導電率が、いずれも適正な値になっていた。

これに対し、ろう材のＳｉ含有量が所定範囲（６．８〜１１．０質量％）より小さい比較例１のフィン材は、チューブ材に対する接合率が低く、Ｓｉ含有量が所定範囲より大きい比較例２のフィン材は、接合後において芯材にろう侵食が生じていた。
また、ろう材のＦｅ含有量が所定範囲（０．２０質量％以下）より大きい比較例３のフィン材は、腐食減量が大きく、耐食性に問題を生じた。

一方、芯材のＭｎ含有量が所定範囲（１．２〜１．８質量％）より小さい比較例４のフィン材は、加熱処理後におけるＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度が所定範囲より小さく、腐食減量が非常に大きいものとなっていた。また、加熱処理後（ろう付け処理温度相当加熱後）の導電率が適正値より低い値になっていた。
また、芯材のＭｎ含有量を所定範囲より大きく設定した比較例５では、芯材とろう材をクラッド圧延する際、圧延性が悪くフィン材を製造することができなかった。

芯材のＺｎ含有量が所定範囲（０．１０〜３．０質量％）より小さい比較例６のフィン材では、犠牲陽極効果の試験において、十分な犠牲陽極効果が得られなかった。
なお、犠牲陽極効果の試験は、コルゲート成形加工を行ったフィン材とチューブ材とをろう付接合してなるコアについて、ＳＳＴ（塩水噴霧試験）を２０００時間行った。そして、リン酸クロムにて腐食生成物を除去した後、チューブに生じた最大孔食深さを測定した。最大孔食深さが深い場合程、フィン材の犠牲陽極効果が小さいと評価することができる。
また、芯材のＺｎ含有量またはＦｅ含有量が所定範囲（Ｚｎ：０．１０〜３．０質量％、Ｆｅ：０．２０質量％以下）より大きい比較例７、８のフィン材では、腐食減量が大きく、耐食性に問題を生じた。

また、均質化処理に際する処理温度および処理時間を所定範囲（４８０℃以下、１０時間以下）より大きくして製造された比較例９のフィン材は、腐食減量が大きく、また、加熱処理後の導電率が適正値より低い値になっていた。
また、Ｆｅ含有量が所定範囲より大きく、且つ、熱間圧延に際する総圧延率を所定範囲（８５％以上）より小さくして製造した比較例１０のフィン材は、腐食減量が大きく、耐食性に問題があった。

１…フィン材（熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材）、２…芯材、３…ろう材、１０…熱交換器、１１…ヘッダーパイプ、１２…チューブ材。

Claims (5)

1. 芯材と、該芯材の両面に貼り合わされたろう材とを有し、
   熱交換器用のチューブ材に組み付けられた状態でろう付処理されることにより、前記ろう材によって前記チューブ材に接合される熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材であって、
   前記芯材は、Ｍｎ：１．２〜１．８質量％、Ｚｎ：０．１０〜３．０質量％、Ｆｅ：０．２０質量％以下を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金によって構成され、且つ、ろう付処理後におけるＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の数密度が１×１０^４個／ｍｍ^２以上であり、
   前記ろう材は、Ｓｉ：６．８〜１１．０質量％、Ｆｅ：０．２０質量％以下を含有し、
   残部がＡｌと不可避不純物からなるアルミニウム合金によって構成されており、
   前記ブレージングフィン材自体のろう付け前の導電率が４５％ＩＡＣＳ以下であることを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材。
2. 前記芯材は、Ｃｕ：０．０５〜０．３０質量％、Ｓｉ：０．０５〜０．６０質量％、Ｚｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｃｒ：０．０５〜０．３０質量％、Ｔｉ：０．０５〜０．３０質量％のうち、１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材。
3. 前記ろう材は、Ｓｒ：０．０１〜０．０５質量％、Ｎａ：０．０１〜０．１０質量％、Ｓｂ：０．０１〜０．１０質量％のうち、１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材。
4. 前記芯材および前記ろう材は、アルミニウム合金溶湯を鋳造する工程と、前記工程で得られた鋳塊を均質化処理する工程とを経て得られたものであり、
   前記均質化処理は、その処理温度が４８０℃以下、処理時間が１０時間以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の熱交換器用アルミニウム合金ブレージングフィン材を備えたことを特徴とする熱交換器。

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