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WO2017018030A1 - アルミニウム構造体の製造方法 - Google Patents

アルミニウム構造体の製造方法 Download PDF

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WO2017018030A1
WO2017018030A1 PCT/JP2016/064778 JP2016064778W WO2017018030A1 WO 2017018030 A1 WO2017018030 A1 WO 2017018030A1 JP 2016064778 W JP2016064778 W JP 2016064778W WO 2017018030 A1 WO2017018030 A1 WO 2017018030A1
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WO
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brazing
aluminum
hollow structure
brazing material
aluminum structure
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PCT/JP2016/064778
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English (en)
French (fr)
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伊藤　泰永
柳川　裕
知樹 山吉
淳司 二宮
翼 柳本
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UACJ Corp
Original Assignee
UACJ Corp
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Publication date
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Priority to US15/747,609 priority patent/US20180214964A1/en
Priority to EP16830135.6A priority patent/EP3330029A4/en
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    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an aluminum structure having a hollow structure and a cylindrical member inserted into the hollow structure.
  • Aluminum material has various advantages such as high thermal conductivity and light weight. Therefore, in recent years, studies have been actively made to make aluminum a parallel flow heat exchanger incorporated in an air conditioner, an automobile, or the like (for example, Patent Document 1).
  • a brazing method for an aluminum structure a brazing material made of an Al—Si (aluminum-silicon) alloy is used, and after applying a fluoride-based flux on the brazing material, the workpiece is heated in a nitrogen atmosphere.
  • the so-called flux brazing method is often used.
  • the brazing material is provided on the inner surface and the outer surface of the hollow structure, and may be provided on the outer surface of the cylindrical member in some cases.
  • the oxide film present on the surface of the aluminum material to be brazed may not be sufficiently destroyed. As a result, the brazing property is lowered, and in some cases, there is a possibility that a brazing defect may occur.
  • a heat exchanger there is a step of performing a surface treatment on the outer surface of the aluminum structure.
  • the cost burden of washing off the flux residue using acid or the like is regarded as a problem.
  • the refrigerant flow path inside the heat exchanger is becoming finer. For this reason, after brazing, there is a problem that the refrigerant flow path is clogged with flux residues.
  • the fluoride flux used in the flux brazing method is consumed by reacting with Mg (magnesium) contained in the aluminum material, leading to deterioration of brazing properties. Therefore, it is difficult for the flux brazing method to braze a high-strength material containing Mg. In addition, since a high-strength material cannot be used, there is a limit to reducing the thickness of the aluminum material and thus reducing the weight of the aluminum structure.
  • Patent Document 2 proposes a method of performing brazing without flux in a non-oxidizing gas atmosphere using an Al—Si—Mg alloy brazing material.
  • JP 2012-67994 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-285817
  • the fluxless brazing method has a problem that the quality of the brazing joint is liable to deteriorate depending on the shape and structure of the workpiece and the position where the brazing joint is formed, as compared with the flux brazing method.
  • the wax produced by heating is drawn into the hollow structure body, and a fillet is difficult to be formed on the outer surface of the hollow structure body.
  • production of the fillet breakage etc. in the outer surface of a hollow structure may become a problem on appearance, and is not preferable.
  • brazing proceeds when an element such as Mg added to the brazing material or the core material breaks the oxide film present on the surface of the brazing material and the mating material. After the heating is started and until the brazing material starts to melt, Mg or the like diffuses in the solid brazing material and moves to the surface. Therefore, until the brazing material starts to melt, the destruction of the oxide film of the brazing material proceeds slowly, and the oxide film of the counterpart material is hardly destroyed.
  • the hollow structure oxygen in the atmosphere is reduced by oxidizing the inner surface of the hollow structure and the like. Moreover, it is difficult for the atmosphere to flow into the hollow structure from the external space. As a result, the oxygen concentration in the atmosphere inside the hollow structure is lower than in the external space. Therefore, the oxide film present inside the hollow structure is destroyed more quickly than the oxide film present outside the hollow structure. As a result, the brazing material existing inside the hollow structure can flow earlier than the brazing material existing outside, and the inside of the hollow structure, that is, for example, between the cylindrical member and the hollow structure. A fillet is preferentially formed at a joint portion with the inner surface.
  • the fluxless brazing method can apply a high-strength material that can avoid clogging due to flux and adverse effects of flux residues, and can avoid the occurrence of poor brazing due to uneven application of flux. It is possible to solve problems that are difficult to achieve by the flux brazing method, such as being able to be thinned and the aluminum material being thinned. Therefore, it is strongly desired to put the fluxless brazing method into practical use.
  • This invention is made
  • One embodiment of the present invention includes a core material made of an aluminum material, a first brazing material made of an Al—Si alloy and disposed on one surface of the core material, and at least one of Cu and Zn and having a temperature of 570 ° C. or lower. It is made of an Al—Si based alloy having a solidus temperature and has a multilayer structure including a second brazing material disposed on the other surface of the core material, and an oxide film is formed on at least one layer of the multilayer structure.
  • a clad plate containing the elements to be destroyed Prepare a cylindrical member made of aluminum material, A hollow structure having a through-hole into which the cylindrical member is inserted and having an outer surface made of the first brazing material is prepared from the clad plate, Assembling the aluminum structure in which the cylindrical member is inserted into the through hole and the end of the cylindrical member is disposed inside the hollow structure,
  • the aluminum structure is heated in an inert gas atmosphere to perform a brazing process for joining the hollow structure and the cylindrical member.
  • the hollow structure is manufactured such that the first brazing material is disposed on the outer surface side and the second brazing material is disposed on the inner surface side.
  • the second brazing material has a solidus temperature in the specific range. Therefore, when the brazing process of the aluminum structure is started, the brazing derived from the second brazing material can flow before the first brazing material. As a result, the wax derived from the second brazing material is supplied to the joined portion existing inside the hollow structure to form a fillet.
  • the wax derived from the first brazing material remains on the outer surface of the hollow structure until the fillet is formed in the bonded portion inside the hollow structure, and the fillet is formed on the inner surface side. It will be able to flow after a while. As a result, the wax derived from the first brazing material is less likely to be drawn into the hollow structure. Further, since the wax derived from the first brazing material can be supplied to the joined portion existing on the outer surface of the hollow structure, a fillet can be easily formed on the outer surface of the hollow structure.
  • the manufacturing method can easily form a healthy fillet on both the inner surface and the outer surface of the bonded portion between the hollow structure and the cylindrical member.
  • the manufacturing method can form sound fillets on both surfaces of the hollow structure by making the aluminum structure before brazing treatment have the specific configuration. Therefore, the cost load is small and the effect of forming a healthy fillet on the outer surface is high compared to the method of managing the atmosphere during brazing and managing the clearance between the tubular member and the hollow structure.
  • the above manufacturing method can be applied to any application as long as it is an aluminum structure having a hollow structure and a cylindrical member, and is a parallel flow heat exchanger mounted in an air conditioner, an automobile, or the like.
  • the present invention can be particularly preferably applied.
  • FIG. 3 is an enlarged view showing a bonded portion between a hollow structure and a cylindrical member and a bonded portion between a hollow structure and a separator in the section taken along the line III-III in FIG. It is an enlarged view which shows the to-be-joined part of a header part and a tank part in FIG.
  • the “aluminum material” constituting the core material and the cylindrical member may be pure aluminum or an aluminum alloy.
  • the cylindrical member may be an extruded shape such as an extruded tube or an extruded multi-hole tube, or may be a molded plate formed by forming an aluminum plate into a cylindrical shape.
  • the extruded profile may have a brazing material laminated on its outer surface.
  • plate material can also be produced from the brazing sheet formed by laminating
  • the clad plate constituting the hollow structure has a multilayer structure including the core material, the first brazing material, and the second brazing material. That is, the clad plate may be a three-layer clad plate in which a brazing material is disposed on both sides of the core material, and an intermediate material having a chemical component different from these is disposed between the core material and the brazing material. It may be a multilayer clad plate having more than one layer.
  • the clad plate contains an element that breaks the oxide film in at least one layer in the multilayer structure.
  • an element that breaks the oxide film include Mg (magnesium), Li (lithium), Be (beryllium), Ba (barium), and Ca (calcium).
  • Mg or the like when Mg or the like is contained in the core material, Mg or the like may not be contained in the first brazing material, the second brazing material, the intermediate material, and the like.
  • Mg or the like in the case where Mg or the like is contained in the first brazing material or the intermediate material between the first brazing material and the core material, Mg or the like can be diffused to the second brazing material and eluted into the brazing material. difficult. Therefore, in this case, the second brazing material or the core material needs to contain Mg or the like.
  • the core material may be made of an aluminum alloy containing Mg: 0.2 to 1.3% (mass%, hereinafter the same), with the balance having chemical components composed of Al and inevitable impurities.
  • Mg contained in the core material is eluted into the wax derived from the first brazing material and the wax derived from the second brazing material. Therefore, the oxide film present on the surface of the hollow structure or the cylindrical member can be destroyed by Mg eluted from the core material. As a result, a healthy fillet can be formed more easily.
  • the effect of destroying the oxide film may be insufficient.
  • the content of Mg exceeds 1.3%, a phenomenon called “erosion” in which the braze penetrates into the core material occurs during the brazing treatment, and the brazing property may be lowered. Further, in this case, the amount of Mg eluted in the wax increases, so that the surface tension of the wax is lowered, and the ability to form fillets may be lowered.
  • the first brazing material essentially contains Si: 6 to 13%, Mg: 0.2 to 1.2%, Li: 0.004 to 0.1%, Be: 0.004 to 0.00. 1% and Ca: one or two or more selected from the group consisting of 0.005 to 0.03% may be contained, and the balance may be made of an aluminum alloy having a chemical component consisting of Al and inevitable impurities. .
  • the content of Si in the first brazing material is less than 6%, there may be a problem that the amount of brazing generated in the brazing process is insufficient or the brazing fluidity is lowered. As a result, there is a risk of reducing brazing properties.
  • the Si content exceeds 13%, the wax may flow excessively. Further, in this case, cracking is likely to occur during the rolling of the first brazing material.
  • the aluminum alloy constituting the first brazing material may further contain Bi (bismuth): 0.004 to 0.2%.
  • Bi exists in the brazing to reduce the surface tension, and as a result, the brazing property can be improved.
  • the Bi content is less than 0.004%, the effect of reducing the surface tension becomes insufficient.
  • the Bi content exceeds 0.2%, cracking is likely to occur during rolling of the first brazing material. Furthermore, in this case, the surface tension of the brazing is excessively lowered, and on the contrary, the ability to form a fillet may be lowered.
  • the second brazing material is made of an Al—Si alloy containing at least one of Cu and Zn and having a solidus temperature of 570 ° C. or lower.
  • the brazing derived from the second brazing material is caused to flow before the brazing derived from the first brazing material, and on the inner side of the hollow structure.
  • a fillet can be formed in the existing part to be joined first. As a result, a healthy fillet can be easily formed on both the outer surface and the inner surface of the hollow structure.
  • the wax derived from the second brazing material is likely to be drawn into the hollow structure, and the fillet may be cut off on the outer surface of the hollow structure.
  • the Al—Si based alloy constituting the second brazing material essentially contains Si: 6 to 13%, and at least Cu: 0.2 to 2% and Zn: 2 to 6%. It is preferable that one is included.
  • the solidus temperature in the specific range can be easily realized.
  • the contents of Cu and Zn are both less than the above specific range, the solidus temperature of the second brazing material may exceed 570 ° C.
  • the content of any one of Cu and Zn exceeds the above specific range, there is a possibility that cracking may occur during rolling of the second brazing material.
  • the effect of Si in the second brazing material and the reason for its limitation are the same as those of the first brazing material.
  • the intermediate material When the intermediate material is disposed between the core material and the first brazing material, the intermediate material is Li: 0.05% or more, Be: 0.05% or more, Ba: 0.05% or more.
  • Ca It may be comprised from the aluminum alloy which contains 1 type, or 2 or more types chosen from the group which consists of 0.05% or more, and the remainder has a chemical component which consists of Al and an inevitable impurity.
  • the above-mentioned elements contained in the intermediate material are eluted in the brazing derived from the first brazing material in the brazing treatment, and the oxide film can be destroyed. As a result, a healthy fillet can be easily formed.
  • the effect of destroying the oxide film can be sufficiently obtained by setting the content of the element to 0.05% or more. it can.
  • the intermediate material contains two or more of the above four elements, the effect of destroying the oxide film is sufficiently obtained by setting the content of at least one element to 0.05% or more. be able to.
  • the upper limit of the content of the above four elements varies depending on the thickness ratio between the first brazing material and the intermediate material. Specifically, when it is assumed that all of the above four elements are eluted in the wax derived from the first brazing material, the total amount of the elements in the brazing is preferably 0.15% or less, More preferably, it is 0.1% or less. For example, when the intermediate material has a thickness of 1/5 of the first brazing material and the intermediate material contains Li and Be, the total amount of Li and Be in the intermediate material is 0.75%. It is preferable to make it below, and it is more preferable to make it 0.5% or less.
  • the aluminum alloy constituting the intermediate material may further contain Si: 4 to 13%.
  • Si since the first brazing material and the intermediate material start to melt simultaneously during the brazing treatment, Li and the like in the intermediate material are quickly eluted into the brazing material. As a result, the oxide film can be destroyed from an earlier stage, and the brazing property can be further improved particularly when the heating rate is high.
  • the content of Si in the intermediate material is less than 4%, the melting of the intermediate material starts slowly, so that the above effect may be insufficient.
  • the Si content exceeds 13%, the core material dissolves excessively, which may lead to a decrease in brazeability. Further, in this case, cracking is likely to occur during the rolling of the intermediate material.
  • the aluminum alloy constituting the intermediate material may further contain at least one of Zn: 0.2 to 6% and Cu: 0.1 to 3%.
  • Zn Zn: 0.2 to 6%
  • Cu Cu: 0.1 to 3%.
  • the aluminum alloy constituting the intermediate material may further contain Mg: 0.2 to 6%.
  • Mg has the effect of destroying the oxide film, like Li described above. Therefore, when the intermediate material contains Mg in the specific range, an effect of destroying the oxide film by Mg in addition to Li or the like can be obtained, and the destruction of the oxide film can be further promoted.
  • the intermediate material of the clad plate may be made of an aluminum alloy that essentially contains Mg instead of the above-described aluminum alloy that essentially contains Li or the like. That is, the intermediate material may be made of an aluminum alloy containing Mg: 0.2 to 6%, and the balance having chemical components composed of Al and inevitable impurities. Also in this case, since the oxide film is broken by Mg eluted in the wax derived from the first brazing material, a healthy fillet can be formed more easily. When the content of Mg in the intermediate material is less than 0.2%, the above effect by Mg may be insufficient. On the other hand, when the Mg content exceeds 6%, cracking is likely to occur during the rolling of the intermediate material.
  • the aluminum alloy constituting the intermediate material may further contain Si: 4 to 13%.
  • the effect of Si and the reason for limiting the content are the same as in the case of the intermediate material containing Li or the like.
  • the intermediate material further includes Bi: 0.02 to 1.2. % May be contained.
  • Bi in the intermediate material is eluted into the brazing derived from the first brazing material, and can reduce the surface tension of the brazing and improve the brazing property.
  • the Bi content is less than 0.02%, the effect of reducing the surface tension becomes insufficient.
  • the Bi content exceeds 1.2%, cracking is likely to occur during rolling of the intermediate material.
  • the surface tension of the brazing is excessively lowered, and on the contrary, the ability to form a fillet may be lowered.
  • the hollow structure is produced from the clad plate. Thereafter, a cylindrical member is inserted into the through hole of the hollow structure to assemble the aluminum structure, and a brazing process is performed to join the hollow structure and the cylindrical member by a fluxless brazing method.
  • the hollow structure is preferably etched with an acid or an alkali before the brazing treatment.
  • the oxide film formed on the surface until it becomes a hollow structure is removed.
  • this oxide film is more fragile than the oxide film removed by etching. Therefore, the oxide film can be easily broken in the brazing treatment, and as a result, the brazing property can be further improved.
  • an industrially available inert gas such as nitrogen, argon, or a mixed gas of nitrogen and argon can be used.
  • the oxygen concentration of the inert gas is preferably as low as possible.
  • an inert gas having an oxygen concentration of 50 ppm or less can be suitably used.
  • the heating temperature during the brazing treatment is preferably 585 to 620 ° C., more preferably 590 to 610 ° C.
  • the heating temperature is less than 585 ° C.
  • the brazing fluidity becomes insufficient, and the brazing property may be lowered.
  • the heating temperature exceeds 620 ° C.
  • erosion may occur in the core material.
  • the above manufacturing method is also suitable for brazing an aluminum structure in which a built-in member is accommodated in the hollow structure.
  • a built-in member When brazing an aluminum structure having a built-in member by a conventional brazing method, when melting of the brazing material proceeds, a joined portion existing inside the hollow structure, that is, the built-in member and the hollow structure The abutting portion or the inner surface side of the abutting portion between the hollow structure and the cylindrical member is connected via a molten wax. For this reason, the amount of the solder drawn into the joined portion existing inside the hollow structure is likely to increase as compared with the case where the built-in member is not provided. As a result, there has been a problem that a fillet is less likely to be formed on the outer surface of the hollow structure.
  • the second brazing material existing inside the hollow structure is melted before the first brazing material, and a fillet is formed in the joined portion existing inside the hollow structure. To do. Therefore, when the first brazing material becomes flowable, it can be easily avoided that the contact portion between the built-in member and the hollow structure is connected to the melted first brazing material. Therefore, according to the manufacturing method, even when the built-in member is accommodated in the hollow structure, it is possible to suppress the wax from being drawn into the hollow structure. As a result, healthy fillets can be easily formed on both surfaces of the hollow structure.
  • the Example of the manufacturing method of the said aluminum structure is described using figures.
  • the aluminum structure 1 of this example has a structure simulating a parallel flow heat exchanger, and as shown in FIG. 1, a hollow structure 2 and a plurality of cylindrical shapes inserted into the hollow structure 2 It has the member 3 and the outer fin 4 arrange
  • FIG. The hollow structure 2, the cylindrical member 3, and the outer fin 4 are joined together by a fluxless brazing method.
  • the hollow structure 2 has a cylindrical shape, and is arranged to face the header portion 21 having a through hole 211 into which the cylindrical member 3 is inserted, and the header portion 21. And a tank portion 22.
  • a separator portion 23 for adjusting a flow path of the tank body portion 20 is accommodated in a tank body portion 20 including a header portion 21 and a tank portion 22. Further, both ends of the tank main body portion 20 are closed by cap portions (not shown).
  • the header part 21, the tank part 22, and the cap part include a core material made of an aluminum material, a first brazing material disposed on one surface of the core material, and a second brazing material disposed on the other surface of the core material.
  • the hollow structure 2 is manufactured such that the header part 21, the tank part 22, and the first brazing material of the cap part are arranged on the outer surface side, and the second brazing material is arranged on the inner surface side.
  • the separator part 23 is comprised from the single plate of the aluminum material. In addition, the separator part 23 can also be comprised from a clad board.
  • the first brazing material is made of an Al—Si alloy.
  • the second brazing material is made of an Al—Si based alloy containing at least one of Cu and Zn and having a solidus temperature of 570 ° C. or lower.
  • the element which destroys an oxide film is contained in at least 1 layer among the multilayer structures of a clad board.
  • the cylindrical member 3 is made of an aluminum material.
  • FIG. 1 shows an example of an extruded multi-hole tube formed by extrusion molding of an aluminum material
  • a molded plate material obtained by processing a plate material into a cylindrical shape can be used instead of the extruded multi-hole tube. is there.
  • outer fins 4 made of an aluminum material are disposed between adjacent cylindrical members 3.
  • the outer fin 4 may be comprised from the double-sided brazing sheet by which the brazing material is arrange
  • the outer fin 4 may be a bare fin that does not have a brazing material.
  • the outer fin 4 of this example is a corrugated fin formed by corrugating a double-sided brazing sheet.
  • the tubular member 3 is inserted into the through hole 211 of the hollow structure 2.
  • the outer fin 4 is arrange
  • the aluminum structure 1 is heated in an inert gas atmosphere, and a brazing process is performed in which the header portion 21, the tank portion 22, the separator portion 23, the cap portion, and the tubular member 3 are joined simultaneously.
  • the solidus temperature of the second brazing material is reached before the first brazing material, and the second brazing material starts to melt.
  • the second brazing material can flow.
  • a joined portion existing inside the hollow structure 2 that is, a joined portion 24 (see FIG. 3) between the tank main body portion 20 and the separator portion 23, a header portion 21 and the tank portion 22, for example.
  • Fillets F1 and F2 are formed on the inner surface of the bonded portion 25 (see FIG. 4).
  • the fillet F ⁇ b> 3 is also formed on the inner surface of the joined portion 26 (see FIG. 3) between the tubular member 3 and the header portion 21.
  • the first brazing material reaches the solidus temperature later than the second brazing material, and can flow after the fillet is formed in the bonded portion existing inside the hollow structure 2. Therefore, the wax derived from the first brazing material is less likely to be drawn into the hollow structure 2.
  • the joined portion existing on the outer surface of the hollow structure 2 that is, the joined portion 26 between the tubular member 3 and the header portion 21 (see FIG. 3).
  • Fillets F ⁇ b> 4 and F ⁇ b> 5 are formed on the outer surface side and the outer surface side of the joined portion 25 (see FIG. 4) between the header portion 21 and the tank portion 22.
  • description of fillets F1 to F5 in FIGS. 1 and 2 is omitted for convenience.
  • the outer fin 4 is joined to the tubular member 3 by the brazing process described above.
  • the aluminum structure 1 to which each component was joined by brazing can be obtained.
  • the separator portion 23 as a built-in member is accommodated in the hollow structure 2
  • a built-in member other than the separator portion 23 is accommodated in the hollow structure 2.
  • the same effects as described above can be achieved. That is, for example, even when an inner fin or a solid embedded member is accommodated in the hollow structure 2, the second brazing material is melted before the first brazing material, as described above. Then it flows. Therefore, a fillet is first formed at the joint portion between the hollow structure 2 and the inner fin, and the first brazing material can be prevented from being drawn into the hollow structure.
  • ⁇ Preparation of components> -Header part 21, tank part 22 and cap part As shown in Tables 1 to 4, after preparing a clad plate with various layer structures of a multi-layer structure, the clad plate is subjected to press working and shown in FIGS. The header part 21, the tank part 22, and the cap part shown in 2 were produced.
  • the materials A1 to A6 (see Table 1) have a three-layer structure including a core material, a first brazing material laminated on one surface of the core material, and a second brazing material laminated on the other surface of the core material. is doing.
  • the materials B1 to B25 have a four-layer structure in which a first brazing material, an intermediate material, a core material, and a second brazing material are sequentially laminated.
  • the materials C1 and C2 have a five-layer structure in which a first brazing material, a first intermediate material, a core material, a second intermediate material, and a second brazing material are sequentially laminated (see Table 4).
  • each clad plate is 1.2 mm.
  • the cladding ratio of the first brazing material and the second brazing material that is, the ratio of the thickness of each brazing material to the total thickness of the clad plate was 5%.
  • the cladding ratio of the intermediate material was either 1% or 2.5% as shown in Tables 1 to 4.
  • -Separator part 23 As the separator portion 23, a plate material having a thickness of 1.2 mm made of a JIS A3003 alloy was used.
  • Cylindrical member 3 As the cylindrical member 3, as shown in Tables 5 and 6, either a extruded multi-hole tube or a molded plate material made of a single-sided brazing sheet was used.
  • the extruded multi-hole tube was made of a 1000 series alloy containing Cu (copper): 0.4% and Mn (manganese): 0.1%, with the balance having chemical components composed of Al and inevitable impurities.
  • the thickness of the wall of the extruded multi-hole tube was 0.25 mm.
  • the molded plate material was made of a single-sided brazing sheet comprising a core material and a brazing material laminated on one side of the core material and having a plate thickness of 0.25 mm.
  • the molded plate material has a cylindrical shape, and a brazing material is disposed on the outer surface.
  • the core material of the single-sided brazing sheet contains Si: 0.15%, Cu: 0.1%, Mn: 1.2%, and Mg: 0.3%, and the balance has chemical components composed of Al and inevitable impurities. It is a 3000 series alloy.
  • the brazing material of the single-sided brazing sheet is an Al—Si based alloy containing Si: 10%, Mg: 0.1% and Bi: 0.05%, and the balance having chemical components composed of Al and inevitable impurities. is there.
  • the clad rate of the brazing material was 10%.
  • the outer fin 4 is made of a double-sided brazing sheet having a thickness of 0.1 mm, which is made of a core material and a brazing material laminated on both surfaces of the core material.
  • the core material of the double-sided brazing sheet is an aluminum alloy containing Mn: 1.2%, Mg: 0.4% and Zn: 0.1%, with the balance being chemical components composed of Al and inevitable impurities.
  • the brazing material of the double-sided brazing sheet is an Al—Si alloy containing Si: 10% and Bi: 0.05%, the balance having chemical components composed of Al and inevitable impurities.
  • the clad rate of the brazing material was 10% on both sides.
  • the brazing process was performed using a nitrogen gas furnace having a preheating chamber and a brazing chamber connected to the preheating chamber and capable of replacing the inside of the furnace with nitrogen gas.
  • the brazing process was performed according to the following procedure. After attaching a thermocouple in the vicinity of the joint portion 26 between the tubular member 3 and the header portion 21 in each test body, the test body was placed in the preheating chamber. After raising the temperature of the test body to 450 ° C. in the preheating chamber, the test body was moved to the brazing chamber, and the temperature of the test body was raised to 600 ° C. Immediately after the temperature of the test body reached 600 ° C., the test body was moved to the preheating chamber. And after cooling in a preheating chamber until temperature became 540 degreeC, the test body was taken out out of the furnace. The brazing process was performed as described above to complete the brazing of the specimen.
  • the atmosphere in the preheating chamber and the brazing chamber in the above brazing treatment was a nitrogen atmosphere having an oxygen concentration of 12 to 17 ppm. Moreover, it took about 20 minutes for the specimen placed in the preheating chamber to reach 450 ° C. As shown in Tables 5 and 6, the temperature raising time until the specimen moved to the brazing chamber reached 600 ° C. was either 12 minutes or 3 minutes.
  • test bodies 1 to 27 are the second brazing material having a solidus temperature in the specific range in the hollow structure 2 before the brazing treatment. Is arranged. Therefore, each of the test bodies 1 to 27 has a good fillet F4 in any of the bonded portion 26 between the header portion 21 and the cylindrical member 3 and the bonded portion 25 between the header portion 21 and the tank portion 22. F5 could be formed.
  • the test bodies 1 to 27 are bonded portions existing inside the hollow structure 2, that is, bonded portions between the tank main body portion 20 and the separator portion 23. Also, good fillets (fillets F1 to F3) could be formed on the inner surface side of the joined portion 25 between the header portion 21 and the tank portion 22 or the like.
  • a test body in which the chemical composition of the core material, the first brazing material, the second brazing material, or the intermediate material in the clad plate is within the specific range can easily increase the fillet size and form a uniform fillet. did it.
  • test body 28 shown in Table 6 uses a clad plate that does not contain an element that breaks the oxide film such as Mg in any of the core material layer, the first brazing material layer, and the second brazing material layer, the header portion 21.
  • the fillet was hardly formed in the joined portion 26 between the tubular member 3 and the joined portion 25 between the header portion 21 and the tank portion 22.
  • the specimen 35 was insufficient in the amount of brazing because the amount of Si in the first brazing material was small. As a result, the fillet of the joined portion 26 between the header portion 21 and the cylindrical member 3 and the joined portion 25 between the header portion 21 and the tank portion 22 became discontinuous.

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Abstract

中空構造体と筒状部材とを有するアルミニウム構造体において、中空構造体の外表面及び内表面の両面に健全なフィレットを容易に形成することができる製造方法を提供する。アルミニウム材よりなる心材と、Ａｌ－Ｓｉ系合金よりなる第１ろう材と、５７０℃以下の固相線温度を有するＡｌ－Ｓｉ系合金よりなる第２ろう材とを含む複層構造を有すると共に、複層構造における少なくとも１層に酸化皮膜を破壊する元素が含まれたクラッド板を準備する。アルミニウム材からなる筒状部材（３）を準備する。貫通穴（２１１）を有すると共に外表面側が第１ろう材よりなる中空構造体（２）をクラッド板から作製する。筒状部材（３）を貫通穴（２１１）に挿入して筒状部材（３）の端部が中空構造体（２）の内部に配置されたアルミニウム構造体（１）を組み立てる。アルミニウム構造体（１）を不活性ガス雰囲気中で加熱して中空構造体（２）と筒状部材（３）とのろう付を行う。

Description

アルミニウム構造体の製造方法
　本発明は、中空構造体と、該中空構造体に差し込まれた筒状部材とを有するアルミニウム構造体の製造方法に関する。
　アルミニウム材は、熱伝導率が高い、軽量である等の種々の利点を有する。そのため、近年、空調機や自動車等に組み込まれるパラレルフロー型熱交換器をアルミニウム製にするための検討が活発になされている（例えば、特許文献１）。
　パラレルフロー型熱交換器に例示される、貫通穴を有する中空構造体と上記貫通穴に差し込まれた筒状部材とを有するアルミニウム構造体は、通常、中空構造体と筒状部材とをろう付することにより製造される。アルミニウム構造体のろう付方法としては、Ａｌ－Ｓｉ（アルミニウム－シリコン）系合金からなるろう材を用い、ろう材上にフッ化物系のフラックスを塗布した後に窒素雰囲気下で被処理物を加熱してろう付する、いわゆるフラックスろう付法が多用されている。ろう材は、中空構造体の内表面及び外表面に設けられており、場合によっては筒状部材の外表面にも設けられることがある。
　しかし、フラックスろう付法においては、フラックスの塗布量が不足すると、ろう付すべきアルミニウム材の表面に存在する酸化皮膜の破壊が不十分となるおそれがある。その結果、ろう付性の低下を招き、場合によってはろう付不良が発生するおそれがある。
　また、例えば熱交換器においては、アルミニウム構造体の外表面に表面処理を施す工程があり、この工程において酸等を用いてフラックス残渣を洗い落とす作業のコスト負担が問題視されている。更に、近年では、特に自動車用の熱交換器において、熱交換器の一層の小型化、軽量化が強く望まれており、これに伴って熱交換器内部の冷媒流路が微細化している。そのため、ろう付を行った後に、冷媒流路がフラックス残渣で目詰まりを起こすという問題が生じている。
　また、フラックスろう付法に用いるフッ化物系フラックスは、アルミニウム材に含まれるＭｇ（マグネシウム）と反応して消費され、ろう付性の悪化を招くという問題がある。そのため、フラックスろう付法は、Ｍｇを含む高強度材料のろう付を行うことが困難である。また、高強度材料を使用できないことから、アルミニウム材の薄肉化、ひいてはアルミニウム構造体の軽量化には限界がある。
　そこで、酸化皮膜を破壊する作用を有するＭｇ等をろう材に添加し、フラックスを用いることなく不活性ガス雰囲気下でろう付を行う、いわゆるフラックスレスろう付法が提案されている。例えば特許文献２には、Ａｌ－Ｓｉ－Ｍｇ系合金ろう材を用い、非酸化性ガス雰囲気でフラックス無しでろう付を行う方法が提案されている。
特開２０１２－６７９９４号公報 特開平１１－２８５８１７号公報
　しかし、フラックスレスろう付法は、フラックスろう付法に比べて、被処理物の形状や構造、及びろう付接合を形成する位置によってはろう付接合の品質が悪化しやすいという問題がある。例えば、フラックスレスろう付法により中空構造体と筒状部材とのろう付を行う場合、加熱によって生じたろうが中空構造体の内部へ引き込まれ、中空構造体の外表面にフィレットが形成されにくいという問題がある。中空構造体の外表面におけるフィレット切れ等の発生は、外観上問題となるおそれがあるため、好ましくない。
　フラックスレスろう付法によるろう付性を改善するために、不活性ガスの純度を高めて酸素濃度や露点を低下させる、あるいは不活性ガスとして高純度のアルゴンガスを用いるなどの方法も考えられる。しかし、これらの方法は、中空構造体の外表面にフィレットを形成させる効果が十分ではないことに加え、生産性やコスト面で問題があり、量産設備に適用することは困難である。
　また、中空構造体と筒状部材との接合においては、筒状部材を差し込む貫通穴の寸法を筒状部材よりもわずかに大きくする必要がある。そのため、筒状部材の外表面と中空構造体との間にある程度のクリアランスが形成される。このクリアランスを厳密に制御することによりろう付性を改善する方法も検討されているが、上記と同様に、ろう付性の改善効果、生産性及びコスト面での問題により、工業的な規模で上記の方法を適用することは困難である。
　ろうが中空構造体の内部へ引き込まれる現象は、例えば以下のメカニズムにより起こると考えられる。フラックスレスろう付法においては、ろう材や心材に添加したＭｇ等の元素がろう材及び相手材の表面に存在する酸化皮膜を破壊することによりろう付が進行する。加熱を開始した後ろう材が溶融し始めるまでの間は、Ｍｇ等が固体のろう材中を拡散して表面まで移動する。そのため、ろう材が溶融し始めるまでの間は、ろう材の酸化皮膜の破壊はゆっくり進行し、相手材の酸化皮膜はほとんど破壊されない。
　ろう材の溶融が始まった直後は、ろう材及び相手材のいずれの酸化皮膜も十分に破壊されていない。そのため、フィレットの形成がゆっくり進行する。
　このとき、中空構造体の内部においては、中空構造体の内表面等が酸化されることにより、雰囲気中の酸素が減少している。また、中空構造体の内部には外部空間から雰囲気が流入しにくい。これらの結果、中空構造体内部の雰囲気の酸素濃度が外部空間に比べて低くなっている。そのため、中空構造体の内部に存在する酸化皮膜は中空構造体の外部に存在する酸化皮膜に比べて速やかに破壊される。その結果、中空構造体内部に存在するろう材は、外部に存在するろう材よりも早期に流動することができるようになり、中空構造体の内部、即ち、例えば筒状部材と中空構造体の内表面との被接合部に優先的にフィレットが形成される。
　ろう材の溶融が更に進行し、中空構造体の外表面のろうが流動可能になると、中空構造体の内部と外部とがろうを介して繋がった状態となる。それ故、外表面のろうが中空構造体の内部に引き込まれ、中空構造体の外表面にフィレットが形成されにくくなる。
　フラックスレスろう付法によるアルミニウム構造体のろう付は、上述したように良好なろう付接合を安定して形成することが困難であることに加え、使用し得る材料やろう付設備の制約が大きい。そのため、フラックスレスろう付法によるアルミニウム構造体のろう付を工業的な規模で長期間に亘って継続した例は、現在に至るまで存在していない。しかし、フラックスレスろう付法は、フラックスによる目詰まりやフラックス残渣の悪影響を回避することができる、フラックスの塗布ムラによるろう付不良の発生を回避することができる、高強度材料を適用することができる、及び、アルミニウム材を薄肉化することができる等、フラックスろう付法では実現が困難な問題を解決することができる。そのため、フラックスレスろう付法を実用化することが強く望まれている。
　本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、中空構造体と筒状部材とを有するアルミニウム構造体において、中空構造体の外表面及び内表面の両面に健全なフィレットを容易に形成することができる製造方法を提供しようとするものである。
　本発明の一態様は、アルミニウム材よりなる心材と、Ａｌ－Ｓｉ系合金よりなり上記心材の一方の面に配置された第１ろう材と、Ｃｕ及びＺｎのうち少なくとも一方を含み５７０℃以下の固相線温度を有するＡｌ－Ｓｉ系合金よりなり、上記心材の他方の面に配置された第２ろう材とを含む複層構造を有すると共に、該複層構造における少なくとも１層に酸化皮膜を破壊する元素が含まれたクラッド板を準備し、
　アルミニウム材からなる筒状部材を準備し、
　該筒状部材を挿入する貫通穴を有すると共に外表面側が上記第１ろう材よりなる中空構造体を上記クラッド板から作製し、
　上記筒状部材を上記貫通穴に挿入して上記筒状部材の端部が上記中空構造体の内部に配置されたアルミニウム構造体を組み立て、
　該アルミニウム構造体を不活性ガス雰囲気中で加熱して上記中空構造体と上記筒状部材とを接合するろう付処理を行うことを特徴とするアルミニウム構造体の製造方法にある。
　上記アルミニウム構造体の製造方法において、上記中空構造体は、外表面側に上記第１ろう材が配置され、内表面側に上記第２ろう材が配置されるように作製されている。上記第２ろう材は上述したように上記特定の範囲の固相線温度を有している。そのため、上記アルミニウム構造体の上記ろう付処理を開始すると、上記第１ろう材よりも先に上記第２ろう材に由来するろうが流動できるようになる。その結果、上記第２ろう材に由来するろうが上記中空構造体の内部に存在する被接合部に供給され、フィレットを形成する。
　一方、上記第１ろう材に由来するろうは、上記中空構造体内部の被接合部にフィレットが形成されるまでは上記中空構造体の外表面に留まっており、内表面側にフィレットが形成された後に流動できるようになる。その結果、上記第１ろう材に由来するろうは上記中空構造体の内部へ引き込まれにくくなる。また、上記第１ろう材に由来するろうを上記中空構造体の外表面に存在する被接合部に供給することができるため、中空構造体の外表面に容易にフィレットを形成することができる。
　以上の結果、上記製造方法は、上記中空構造体と上記筒状部材との被接合部における内表面及び外表面の両方に健全なフィレットを容易に形成することができる。
　また、上記製造方法は、上述したように、ろう付処理前の上記アルミニウム構造体を上記特定の構成にすることにより、上記中空構造体の両表面に健全なフィレットを形成することができる。そのため、ろう付時の雰囲気の管理や筒状部材と中空構造体とのクリアランスの管理を行う方法に比べてコスト負荷が小さく、更には外表面に健全なフィレットを形成する効果が高い。
　上記製造方法は、中空構造体と筒状部材とを有するアルミニウム構造体であればどのような用途のものにも適用することができ、空調器や自動車等に搭載されるパラレルフロー型熱交換器に特に好適に適用することができる。
実施例における、パラレルフロー型熱交換器を模擬した試験体の要部を示す斜視図である。 実施例における、試験体の要部の断面図である。 図２のIII－III線矢視断面における、中空構造体と筒状部材との被接合部及び中空構造体とセパレータ部との被接合部を示す拡大図である。 図２における、ヘッダ部とタンク部との被接合部を示す拡大図である。
　上記アルミニウム構造体の製造方法において、上記心材及び上記筒状部材を構成する「アルミニウム材」は、純アルミニウムであってもよく、アルミニウム合金であってもよい。
　また、上記筒状部材は、例えば押出管や押出多穴管などの押出形材であっても良く、アルミニウム板を筒状に成形してなる成形板材であってもよい。上記押出形材は、その外表面にろう材が積層されていてもよい。また、上記成形板材は心材とろう材とを積層してなるブレージングシートから作製することもできる。
　上記中空構造体を構成するクラッド板は、上記心材と、上記第１ろう材と、上記第２ろう材とを含む複層構造を有している。即ち、上記クラッド板は、心材の両面にろう材が配置された３層クラッド板であってもよく、心材とろう材との間にこれらとは異なる化学成分を有する中間材が配置された４層以上の複層クラッド板であってもよい。
　また、上記クラッド板は、上記複層構造における少なくとも１層に酸化皮膜を破壊する元素を含んでいる。これにより、フラックスレスろう付を実現することができる。酸化皮膜を破壊する元素としては、例えば、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｌｉ（リチウム）、Ｂｅ（ベリリウム）、Ｂａ（バリウム）及びＣａ（カルシウム）等がある。
　これらの元素は、後述するようにろう中に溶出することができる構成であれば、複層構造に含まれる全ての層に含まれている必要はない。例えば、Ｍｇ等が心材に含まれている場合には、第１ろう材、第２ろう材及び中間材等にＭｇ等が含まれていなくてもよい。一方、第１ろう材や、第１ろう材と心材との間の中間材にＭｇ等が含まれている場合には、Ｍｇ等を第２ろう材まで拡散させ、ろう中に溶出させることが難しい。それ故、この場合には、第２ろう材または心材がＭｇ等を含んでいる必要がある。
　上記心材は、Ｍｇ：０．２～１．３％（質量％、以下同じ）を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる化学成分を有するアルミニウム合金より構成されていてもよい。心材に含まれるＭｇは、ろう付処理において、第１ろう材に由来するろう及び第２ろう材に由来するろうに溶出する。それ故、心材から溶出したＭｇにより中空構造体や筒状部材等の表面に存在する酸化皮膜を破壊することができる。その結果、健全なフィレットをより容易に形成することができる。
　Ｍｇの含有量が０．２％未満の場合には、酸化皮膜を破壊する効果が不十分となるおそれがある。一方、Ｍｇの含有量が１．３％を超える場合には、ろう付処理の際に、心材へろうが浸透する「エロージョン」と呼ばれる現象が発生し、ろう付性が低下するおそれがある。また、この場合には、ろうに溶出するＭｇの量が多くなることにより、ろうの表面張力が低下し、フィレットを形成する能力の低下を招くおそれがある。
　上記第１ろう材は、Ｓｉ：６～１３％を必須に含有し、更にＭｇ：０．２～１．２％、Ｌｉ：０．００４～０．１％、Ｂｅ：０．００４～０．１％及びＣａ：０．００５～０．０３％からなる群より選ばれる１種または２種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる化学成分を有するアルミニウム合金より構成されていてもよい。Ｓｉの含有量を上記特定の範囲とすることにより、中空構造体の外表面に存在する被接合部に十分な量のろうを供給し、ろう付性を向上させることができる。
　また、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｂｅ及びＣａの含有量を上記特定の範囲とすることにより、ろう付処理においてこれらの元素をろう中に溶出させ、被接合部に存在する酸化皮膜を破壊することができる。その結果、健全なフィレットを容易に形成することができる。
　第１ろう材中のＳｉの含有量が６％未満の場合には、ろう付処理において生じるろうの量が不足する、あるいはろうの流動性が低下する等の問題が生じるおそれがある。その結果、ろう付性の低下を招くおそれがある。一方、Ｓｉの含有量が１３％を超える場合には、ろうが過剰に流動するおそれがある。また、この場合には、第１ろう材の圧延の際に割れが生じ易くなる。
　Ｍｇ、Ｌｉ、Ｂｅ及びＣａの含有量が上記特定の範囲未満の場合には、酸化皮膜を破壊する効果が不十分となるおそれがある。一方、これらの元素の含有量が上記特定の範囲を超える場合には、上記第１ろう材にＭｇ等に由来する強固な酸化皮膜が形成され、ろう付性の低下を招くおそれがある。
　上記第１ろう材を構成するアルミニウム合金は、更にＢｉ（ビスマス）：０．００４～０．２％を含有していてもよい。Ｂｉは、ろう中に存在することにより表面張力を低下させ、結果としてろう付性を向上させることができる。Ｂｉの含有量が０．００４％未満の場合には、表面張力を低下させる効果が不十分となる。また、Ｂｉの含有量が０．２％を超える場合には、第１ろう材の圧延の際に割れが生じ易くなる。更に、この場合には、ろうの表面張力が過度に低下し、かえってフィレットを形成する能力が低下するおそれがある。
　上記第２ろう材は、Ｃｕ及びＺｎのうち少なくとも一方を含み５７０℃以下の固相線温度を有するＡｌ－Ｓｉ系合金より構成されている。第２ろう材の固相線温度を上記特定の範囲とすることにより、第１ろう材に由来するろうよりも先に第２ろう材に由来するろうを流動させ、中空構造体の内部側に存在する被接合部に先にフィレットを形成することができる。その結果、中空構造体の外表面及び内表面の両方に、健全なフィレットを容易に形成することができる。
　第２ろう材の固相線温度が５７０℃を超える場合には、第１ろう材に由来するろうよりも先に第２ろう材に由来するろうを流動させることが難しい。そのため、この場合には、第１ろう材に由来するろうが中空構造体の内部へ引き込まれ易くなり、中空構造体の外表面にフィレット切れ等が発生するおそれがある。
　具体的には、第２ろう材を構成するＡｌ－Ｓｉ系合金は、Ｓｉ：６～１３％を必須に含有し、更にＣｕ：０．２～２％及びＺｎ：２～６％のうち少なくとも一方を含んでいることが好ましい。この場合には、上記特定の範囲の固相線温度を容易に実現することができる。Ｃｕ及びＺｎの含有量がいずれも上記特定の範囲未満の場合には、第２ろう材の固相線温度が５７０℃を超えるおそれがある。一方、Ｃｕ及びＺｎのうちいずれか一方の含有量が上記特定の範囲を超える場合には、第２ろう材の圧延時に割れが発生するおそれがある。なお、第２ろう材中のＳｉの作用効果及びその限定理由は、第１ろう材と同様である。
　上記心材と上記第１ろう材との間に中間材が配置されている場合には、中間材は、Ｌｉ：０．０５％以上、Ｂｅ：０．０５％以上、Ｂａ：０．０５％以上及びＣａ：０．０５％以上からなる群より選ばれる１種または２種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる化学成分を有するアルミニウム合金より構成されていてもよい。中間材に含まれる上記の元素は、ろう付処理において第１ろう材に由来するろう中に溶出し、酸化皮膜を破壊することができる。その結果、健全なフィレットを容易に形成することができる。
　中間材に上記４種の元素のうちいずれか１種のみが含まれる場合には、当該元素の含有量を０．０５％以上とすることにより、酸化皮膜を破壊する効果を十分に得ることができる。また、中間材に上記４種の元素のうち２種以上が含まれる場合には、少なくとも１種の元素の含有量を０．０５％以上とすることにより酸化皮膜を破壊する効果を十分に得ることができる。
　上記４種の元素の含有量の上限は、第１ろう材と中間材との厚みの比率によって変化する。具体的には、上記４種の元素が全て第１ろう材に由来するろう中に溶出したと仮定した場合に、ろう中の上記元素の合計量が０．１５％以下となることが好ましく、０．１％以下となることがより好ましい。例えば、中間材が第１ろう材の１／５の厚みを有し、中間材にＬｉ及びＢｅが含まれている場合には、中間材中のＬｉとＢｅとの合計量を０．７５％以下にすることが好ましく、０．５％以下にすることがより好ましい。
　ろう中の上記元素の合計量が０．１５％を超える場合には、ろう付処理中に当該元素の酸化物が形成され、ろう付性の低下を招くおそれがある。また、中間材中の上記元素の合計量が１．５％を超える場合には、中間材の鋳造や圧延の際に割れが生じ易くなる。
　上記中間材を構成するアルミニウム合金は、更にＳｉ：４～１３％を含有していてもよい。この場合には、ろう付処理中に第１ろう材と中間材とが同時に溶融し始めるため、中間材中のＬｉ等が速やかにろう中に溶出する。その結果、酸化皮膜の破壊をより早期から行うことができ、特に昇温速度が速い場合にろう付性をより向上させることができる。
　中間材中のＳｉの含有量が４％未満の場合には、中間材の溶融開始が遅くなるため、上記の効果が不十分となるおそれがある。一方、Ｓｉの含有量が１３％を超える場合には、心材の溶解量が過度に多くなり、ろう付性の低下を招くおそれがある。また、この場合には、中間材の圧延の際に割れが生じ易くなる。
　上記中間材を構成するアルミニウム合金は、更にＺｎ：０．２～６％及びＣｕ：０．１～３％のうち少なくとも一種を含有していてもよい。この場合には、中間材の固相線温度が低下するため、第１ろう材の溶融直前において、第１ろう材へのＬｉ等の拡散速度を増大させることができる。その結果、酸化皮膜を破壊する効果をより向上させることができる。
　Ｚｎ及びＣｕの含有量がいずれも上記の範囲未満である場合には、中間材の固相線温度が十分に低下しないため、上記の効果が不十分となるおそれがある。一方、ＺｎまたはＣｕの少なくとも一方の含有量が上記の範囲を超える場合には、中間材の圧延の際に割れが生じ易くなる。
　上記中間材を構成するアルミニウム合金は、更にＭｇ：０．２～６％を含有していてもよい。Ｍｇは、上述したＬｉ等と同様に酸化皮膜を破壊する作用を有する。そのため、上記中間材に上記特定の範囲のＭｇが含まれることにより、Ｌｉ等に加えてＭｇによる酸化皮膜を破壊する効果を得ることができ、酸化皮膜の破壊をより促進することができる。
　中間材中のＭｇの含有量が０．２％未満の場合には、Ｍｇによる上記の効果が不十分となるおそれがある。一方、Ｍｇの含有量が６％を超える場合には、中間材の圧延の際に割れが生じ易くなる。
　上記クラッド板の中間材は、上述したＬｉ等を必須に含むアルミニウム合金に代えて、Ｍｇを必須に含むアルミニウム合金より構成されていてもよい。即ち、上記中間材は、Ｍｇ：０．２～６％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる化学成分を有するアルミニウム合金より構成されていてもよい。この場合にも、第１ろう材に由来するろう中に溶出したＭｇにより酸化皮膜が破壊されるため、健全なフィレットをより容易に形成することができる。中間材中のＭｇの含有量が０．２％未満の場合には、Ｍｇによる上記の効果が不十分となるおそれがある。一方、Ｍｇの含有量が６％を超える場合には、中間材の圧延の際に割れが生じ易くなる。
　上記中間材を構成するアルミニウム合金は、更にＳｉ：４～１３％を含有していてもよい。Ｓｉの作用効果及び含有量の限定理由は、上述したＬｉ等を含む中間材の場合と同様である。
　また、第１ろう材を構成するアルミニウム合金にＬｉ等が必須に含まれる場合及びＭｇが必須に含まれる場合のいずれの場合にも、上記中間材は、更にＢｉ：０．０２～１．２％を含有していてもよい。中間材中のＢｉは、第１ろう材に由来するろう中に溶出し、ろうの表面張力を低下させてろう付性を向上させることができる。Ｂｉの含有量が０．０２％未満の場合には、表面張力を低下させる効果が不十分となる。また、Ｂｉの含有量が１．２％を超える場合には、中間材の圧延の際に割れが生じ易くなる。更に、この場合には、ろうの表面張力が過度に低下し、かえってフィレットを形成する能力が低下するおそれがある。
　上記製造方法においては、上述した構成を有するクラッド板及び筒状部材を準備した後、クラッド板から上記中空構造体を作製する。その後、中空構造体の貫通穴に筒状部材を差し込んでアルミニウム構造体を組み立て、フラックスレスろう付法により上記中空構造体と上記筒状部材とを接合するろう付処理を行う。
　ここで、上記中空構造体は、上記ろう付処理の前に酸またはアルカリによりエッチングされていることが好ましい。これにより、中空構造体となるまでの間に表面に形成された酸化皮膜が除去される。エッチングを行った後ろう付処理までの間に酸化皮膜が自然に形成されるが、この酸化皮膜はエッチングにより除去した酸化皮膜に比べて脆弱である。それ故、ろう付処理において酸化皮膜を容易に破壊することができ、結果としてろう付性をより向上させることができる。
　ろう付処理時の雰囲気としては、窒素、アルゴン及び窒素とアルゴンとの混合ガスなどの、工業的に利用可能な不活性ガスを用いることができる。ろう付性を向上させる観点からは、不活性ガスの酸素濃度が低いほど好ましい。具体的には、例えば、酸素濃度が５０ｐｐｍ以下の不活性ガスを好適に用いることができる。
　ろう付処理時の加熱温度は、５８５～６２０℃であることが好ましく、５９０～６１０℃であることがより好ましい。加熱温度が５８５℃未満の場合には、ろうの流動性が不十分となり、ろう付性の低下を招くおそれがある。一方、加熱温度が６２０℃を超える場合には、上記心材にエロージョンが発生するおそれがある。また、ろう付処理時の昇温速度は、昇温中のアルミニウム構造体の不要な酸化を抑制する観点から、できるだけ速くすることが好ましい。
　上記製造方法は、上記中空構造体に内蔵部材が収容されているアルミニウム構造体のろう付を行う場合にも好適である。従来のろう付法により内蔵部材を有するアルミニウム構造体のろう付を行う場合、ろう材の溶融が進行すると、中空構造体の内部に存在する被接合部、即ち、内蔵部材と中空構造体との当接部や中空構造体と筒状部材との当接部における内表面側等が、溶融したろうを介して繋がった状態となる。そのため、内蔵部材を有しない場合に比べて中空構造体の内部に存在する被接合部へ引き込まれるろうの量が多くなり易い。その結果、中空構造体の外表面にフィレットがより形成されにくいという問題があった。
　これに対し、上記製造方法によれば、中空構造体の内部に存在する第２ろう材が第１ろう材よりも先に溶融し、中空構造体の内部に存在する被接合部にフィレットを形成する。そのため、第１ろう材が流動可能となった際に、内蔵部材と中空構造体との当接部が溶融した第１ろう材と繋がることを容易に回避することができる。それ故、上記製造方法によれば、中空構造体に内蔵部材が収容されている場合にも、中空構造体の内部へのろうの引き込みを抑制することができる。その結果、中空構造体の両表面に健全なフィレットを容易に形成することができる。
（実施例）
　上記アルミニウム構造体の製造方法の実施例について、図を用いて説明する。本例のアルミニウム構造体１は、パラレルフロー型熱交換器を模擬した構造を有しており、図１に示すように、中空構造体２と、中空構造体２に挿入された複数の筒状部材３と、隣り合う筒状部材３の間に配置されたアウターフィン４とを有している。中空構造体２、筒状部材３及びアウターフィン４はフラックスレスろう付法により互いに接合されている。
　図１及び図２に示すように、中空構造体２は筒状を呈しており、筒状部材３を挿入する貫通穴２１１を備えたヘッダ部２１と、ヘッダ部２１に対面して配置されたタンク部２２とを有している。図１に示すように、ヘッダ部２１及びタンク部２２からなるタンク本体部２０の内部には、タンク本体部２０の流路を調整するためのセパレータ部２３が収容されている。また、タンク本体部２０の両端は、キャップ部（図示略）により閉塞されている。ヘッダ部２１、タンク部２２及びキャップ部は、アルミニウム材よりなる心材と、心材の一方の面に配置された第１ろう材と、心材の他方の面に配置された第２ろう材とを含む複層構造を有するクラッド板から作製されている。また、中空構造体２は、ヘッダ部２１、タンク部２２及びキャップ部の第１ろう材が外表面側に配置され、第２ろう材が内表面側に配置されるように作製されている。セパレータ部２３は、アルミニウム材の単板より構成されている。なお、セパレータ部２３をクラッド板から構成することも可能である。
　第１ろう材は、Ａｌ－Ｓｉ系合金から構成されている。第２ろう材は、Ｃｕ及びＺｎのうち少なくとも一方を含み５７０℃以下の固相線温度を有するＡｌ－Ｓｉ系合金から構成されている。また、クラッド板の複層構造のうち、少なくとも１層に酸化皮膜を破壊する元素が含まれている。
　筒状部材３はアルミニウム材から構成されている。なお、図１にはアルミニウム材を押出成形してなる押出多穴管の例を示したが、押出多穴管に代えて、板材を筒状に加工してなる成形板材を用いることも可能である。
　図１に示すように、本例においては、隣り合う筒状部材３の間にアルミニウム材よりなるアウターフィン４が配置されている。アウターフィン４は、心材の両面にろう材が配置された両面ブレージングシートより構成されていてもよい。筒状部材３が外表面にろう材を有している場合、アウターフィン４は、ろう材を有しないベアフィンであってもよい。本例のアウターフィン４は、両面ブレージングシートを波型に成形したコルゲートフィンである。
　上述のように準備したヘッダ部２１、タンク部２２、セパレータ部２３及びキャップ部から中空構造体２を組み立てた後、中空構造体２の貫通穴２１１に筒状部材３を挿入する。そして、隣り合う筒状部材３の間にアウターフィン４を配置して図１に示すアルミニウム構造体１を組み立てる。
　その後、アルミニウム構造体１を不活性ガス雰囲気中で加熱して、ヘッダ部２１、タンク部２２、セパレータ部２３、キャップ部及び筒状部材３を同時に接合するろう付処理を行う。
　ろう付処理においてアルミニウム構造体１の温度が上昇すると、第１ろう材よりも先に第２ろう材の固相線温度に到達し、第２ろう材が溶融し始める。更に温度が上昇すると、第２ろう材が流動できるようになる。これにより、中空構造体２の内側に存在する被接合部、即ち、例えば、タンク本体部２０とセパレータ部２３との被接合部２４（図３参照）や、ヘッダ部２１とタンク部２２との被接合部２５（図４参照）における内表面にフィレットＦ１、Ｆ２が形成される。また、ヘッダ部２１の形状によっては、筒状部材３とヘッダ部２１との被接合部２６（図３参照）における内表面にもフィレットＦ３が形成される。
　第１ろう材は、第２ろう材よりも後に固相線温度に到達し、中空構造体２の内部に存在する被接合部にフィレットが形成された後に流動できるようになる。そのため、第１ろう材に由来するろうは、中空構造体２の内部へ引き込まれにくくなる。その結果、第１ろう材に由来するろうにより、中空構造体２の外表面に存在する被接合部、即ち、例えば、筒状部材３とヘッダ部２１との被接合部２６（図３参照）における外表面側や、ヘッダ部２１とタンク部２２との被接合部２５（図４参照）における外表面側に、フィレットＦ４、Ｆ５が形成される。なお、図１及び図２におけるフィレットＦ１～Ｆ５の記載は便宜上省略した。
　また、図１に示すように、本例においては、上記のろう付処理により、アウターフィン４が筒状部材３に接合される。以上により、各構成部品がろう付により接合されたアルミニウム構造体１を得ることができる。
　本実施例においては、中空構造体２の中に内蔵部材としてのセパレータ部２３が収容されている例を示したが、中空構造体２の内部にセパレータ部２３以外の内蔵部材が収容されている場合にも、上記と同様の作用効果を奏することができる。即ち、例えばインナーフィンや中実の埋込部材等が中空構造体２の内部に収容されている場合にも、上記と同様に、第２ろう材が第１ろう材よりも先に溶融し、その後流動する。それ故、中空構造体２とインナーフィン等との被接合部に先にフィレットが形成され、中空構造体の内部への第１ろう材の引き込みを抑制することができる。
（実験例）
　本例は、上記の実施例において、クラッド板や筒状部材３の材料を種々変更してろう付性を評価した例である。以下に、本例において用いた試験体の作製方法及び評価方法を詳説する。
＜構成部品の準備＞
・ヘッダ部２１、タンク部２２及びキャップ部
　表１～表４に示すように、複層構造の層構成を種々変更したクラッド板を準備した後、クラッド板にプレス加工を施して図１及び図２に示すヘッダ部２１、タンク部２２及びキャップ部を作製した。材料Ａ１～Ａ６（表１参照）は、心材と、心材の一方の面に積層された第１ろう材と、心材の他方の面に積層された第２ろう材とからなる３層構造を有している。材料Ｂ１～Ｂ２５（表１～表４参照）は、第１ろう材、中間材、心材及び第２ろう材が順次積層された４層構造を有している。材料Ｃ１～Ｃ２は、第１ろう材、第１中間材、心材、第２中間材及び第２ろう材が順次積層された５層構造を有している（表４参照）。
　クラッド板の板厚は、いずれも１．２ｍｍである。第１ろう材及び第２ろう材のクラッド率、即ちクラッド板の全板厚に対する各ろう材の厚みの比は、いずれも５％とした。また、中間材のクラッド率は、表１～表４に示すように、１％または２．５％のいずれかとした。
・セパレータ部２３
　セパレータ部２３としては、ＪＩＳ　Ａ３００３合金よりなる厚さ１．２ｍｍの板材を用いた。
・筒状部材３
　筒状部材３としては、表５及び表６に示すように、押出多穴管または片面ブレージングシートからなる成形板材のいずれかを用いた。
　押出多穴管は、Ｃｕ（銅）：０．４％及びＭｎ（マンガン）：０．１％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる化学成分を有する１０００系合金より作製した。また、押出多穴管の壁部の厚みは０．２５ｍｍとした。
　成形板材は、心材と、心材の片面に積層されたろう材とからなり、０．２５ｍｍの板厚を有する片面ブレージングシートより作製した。成形板材は筒状を呈しており、外表面にろう材が配置されている。
　片面ブレージングシートの心材は、Ｓｉ：０．１５％、Ｃｕ：０．１％、Ｍｎ：１．２％及びＭｇ：０．３％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる化学成分を有する３０００系合金である。また、片面ブレージングシートのろう材は、Ｓｉ：１０％、Ｍｇ：０．１％及びＢｉ：０．０５％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる化学成分を有するＡｌ－Ｓｉ系合金である。ろう材のクラッド率は１０％とした。
・アウターフィン４
　アウターフィン４は、心材と、心材の両面に積層されたろう材とからなり、０．１ｍｍの板厚を有する両面ブレージングシートより作製した。
　両面ブレージングシートの心材は、Ｍｎ：１．２％、Ｍｇ：０．４％及びＺｎ：０．１％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる化学成分を有するアルミニウム合金である。また、両面ブレージングシートのろう材は、いずれも、Ｓｉ：１０％及びＢｉ：０．０５％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる化学成分を有するＡｌ－Ｓｉ系合金である。ろう材のクラッド率は、いずれの面も１０％とした。
＜試験体の組み立て＞
　上記の各構成部品をアセトンに浸漬して脱脂処理を行った。次いで、表１～表４に示すように、一部のクラッド板よりなる部品について、酸またはアルカリによりエッチングして酸化皮膜を除去した。酸によりエッチングを行う場合、濃度２％のフッ酸水溶液に部品を６０秒浸漬し、次いで、部品を水洗した後乾燥させた。また、アルカリによりエッチングを行う場合、濃度５％、温度５０℃の水酸化ナトリウム水溶液に部品を３０秒浸漬し、次いで、部品を水洗した後乾燥させた。
　その後、各部品を表５及び表６に示すように組み合わせた後、治具により固定して図１に示すアルミニウム構造体１（試験体１～３７）を組み立てた。
＜ろう付処理＞
　予熱室と、予熱室に連なるろう付室とを有し、炉内を窒素ガスにより置換することのできる窒素ガス炉を用いてろう付処理を行った。ろう付処理は以下の手順により行った。各試験体における筒状部材３とヘッダ部２１との被接合部２６の近傍に熱電対を取り付けた後、試験体を予熱室に配置した。予熱室内において試験体の温度を４５０℃まで昇温させた後、試験体をろう付室へ移動し、試験体の温度を６００℃まで昇温させた。試験体の温度が６００℃に到達した後、直ちに試験体を予熱室へ移動させた。そして、温度が５４０℃になるまで予熱室内において冷却した後、試験体を炉外へ取り出した。以上によりろう付処理を行い、試験体のろう付を完了させた。
　上記のろう付処理における予熱室及びろう付室内の雰囲気は、酸素濃度が１２～１７ｐｐｍである窒素雰囲気とした。また、予熱室に配置した試験体が４５０℃に到達するまでの時間を２０分程度にした。ろう付室に移動させた試験体が６００℃に到達するまでの昇温時間は、表５及び表６に示すように、１２分または３分のいずれかとした。
＜評価＞
　ろう付後の試験体を目視観察してフィレットの形成状態を評価した。本例においては、ヘッダ部２１と筒状部材３との被接合部２６における外表面に形成されたフィレットＦ４（図３参照）、ヘッダ部２１とタンク部２２との被接合部２５における外表面に形成されたフィレットＦ５（図４参照）の２箇所を目視観察した。その結果を表５及び表６に示した。
　なお、表５及び表６における「フィレットの形成状態」欄に示した記号は、それぞれ、以下の状態に対応する記号である。記号Ａ～Ｅのうち、Ｄ及びＥの状態は、漏れ不良に繋がるおそれがあるため不合格と判定した。
　Ａ：大きなサイズのフィレットが均一に形成された
　Ｂ：Ａよりも小さなサイズのフィレットが均一に形成された
　Ｃ：Ｂよりも小さなサイズのフィレット、または、サイズが不均一なフィレットが形成されたが、フィレット切れは生じていない
　Ｄ：局所的にフィレット切れが生じ、フィレットが不連続となった
　Ｅ：Ｄよりも多くのフィレット切れが生じた、または、フィレットが形成されなかった
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表５及び表６より知られるように、試験体１～試験体２７は、ろう付処理を行う前の中空構造体２の内部に、上記特定の範囲の固相線温度を有する第２ろう材が配置されている。それ故、試験体１～試験体２７は、ヘッダ部２１と筒状部材３との被接合部２６及びヘッダ部２１とタンク部２２との被接合部２５のいずれにおいても、良好なフィレットＦ４、Ｆ５を形成することができた。また、表５及び表６には記載しなかったが、試験体１～２７は、中空構造体２の内側に存在する被接合部、即ち、タンク本体部２０とセパレータ部２３との被接合部２４やヘッダ部２１とタンク部２２との被接合部２５の内表面側等においても、良好なフィレット（フィレットＦ１～Ｆ３）を形成することができた。
　また、クラッド板における心材、第１ろう材、第２ろう材または中間材の化学成分が上記特定の範囲内である試験体は、フィレットサイズを容易に大きくすると共に均一なフィレットを形成することができた。
　一方、表６に示す試験体２８は、心材層、第１ろう材層及び第２ろう材層のいずれにもＭｇ等の酸化皮膜を破壊する元素を有しないクラッド板を用いたため、ヘッダ部２１と筒状部材３との被接合部２６及びヘッダ部２１とタンク部２２との被接合部２５にフィレットがほとんど形成されなかった。
　試験体２９～３３及び試験体３６～３７は、第２ろう材層の固相線温度が５７０℃を超えていたため、ヘッダ部２１と筒状部材３との被接合部２６及びヘッダ部２１とタンク部２２との被接合部２５のフィレットが不連続となった。
　試験体３４は、中間材のＳｉ量が多いため、中間材の圧延時に割れが生じた。その結果、試験体を作成することができなかった。
　試験体３５は、第１ろう材のＳｉ量が少ないため、ろうの量が不足した。その結果、ヘッダ部２１と筒状部材３との被接合部２６及びヘッダ部２１とタンク部２２との被接合部２５のフィレットが不連続となった。

Claims (12)

  1. 　アルミニウム材よりなる心材と、Ａｌ－Ｓｉ系合金よりなり上記心材の一方の面に配置された第１ろう材と、Ｃｕ及びＺｎのうち少なくとも一方を含み５７０℃以下の固相線温度を有するＡｌ－Ｓｉ系合金よりなり、上記心材の他方の面に配置された第２ろう材とを含む複層構造を有すると共に、該複層構造における少なくとも１層に酸化皮膜を破壊する元素が含まれたクラッド板を準備し、
    　アルミニウム材からなる筒状部材を準備し、
    　該筒状部材を挿入する貫通穴を有すると共に外表面側が上記第１ろう材よりなる中空構造体を上記クラッド板から作製し、
    　上記筒状部材を上記貫通穴に挿入して上記筒状部材の端部が上記中空構造体の内部に配置されたアルミニウム構造体を組み立て、
    　該アルミニウム構造体を不活性ガス雰囲気中で加熱して上記中空構造体と上記筒状部材とを接合するろう付処理を行うことを特徴とするアルミニウム構造体の製造方法。
  2. 　上記心材は、Ｍｇ：０．２～１．３％（質量％、以下同じ）を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる化学成分を有していることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム構造体の製造方法。
  3. 　上記クラッド板は、上記心材と上記第１ろう材との間に配置された中間材を更に有しており、該中間材は、Ｌｉ：０．０５％以上、Ｂｅ：０．０５％以上、Ｂａ：０．０５％以上及びＣａ：０．０５％以上からなる群より選ばれる１種または２種以上を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる化学成分を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム構造体の製造方法。
  4. 　上記中間材は、更にＳｉ：４～１３％を含有していることを特徴とする請求項３に記載のアルミニウム構造体の製造方法。
  5. 　上記中間材は、更にＺｎ：０．２～６％及びＣｕ：０．１～３％のうち少なくとも一種を含有していることを特徴とする請求項３または４に記載のアルミニウム構造体の製造方法。
  6. 　上記中間材は、更にＭｇ：０．２～６％を含有していることを特徴とする請求項３～５のいずれか１項に記載のアルミニウム構造体の製造方法。
  7. 　上記クラッド板は、上記心材と上記第１ろう材との間に中間材を更に有しており、該中間材は、Ｍｇ：０．２～６％を含有し、残部がＡｌ及び不可避不純物からなる化学成分を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム構造体の製造方法。
  8. 　上記中間材は、更にＳｉ：４～１３％を含有していることを特徴とする請求項７に記載のアルミニウム構造体の製造方法。
  9. 　上記中間材は、更にＢｉ：０．０２～１．２％を含有していることを特徴とする請求項３～８のいずれか１項に記載のアルミニウム構造体の製造方法。
  10. 　上記第１ろう材は、Ｓｉ：６～１３％を必須に含有し、更にＭｇ：０．２～１．２％、Ｌｉ：０．００４～０．１％、Ｂｅ：０．００４～０．１％及びＣａ：０．００５～０．０３％からなる群より選ばれる１種または２種以上を含有していることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のアルミニウム構造体の製造方法。
  11. 　上記第１ろう材は、更にＢｉ：０．００４～０．２％を含有していることを特徴とする請求項１０に記載のアルミニウム構造体の製造方法。
  12. 　上記ろう付処理の前に上記中空構造体を酸またはアルカリによりエッチングすることを特徴とする請求項１～１１のいずれか１項に記載のアルミニウム構造体の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024143290A1 (ja) * 2022-12-28 2024-07-04 三菱電機株式会社 アルミニウム材の接合方法、熱交換器の製造方法、加圧装置、ろう付接合体、及び、熱交換器

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6263574B2 (ja) * 2016-05-30 2018-01-17 株式会社Uacj ブレージングシート及びその製造方法並びにアルミニウム構造体のろう付方法
AU2017338254B2 (en) * 2016-10-31 2019-12-12 Yue Zhang Hollow pipe-sandwiching metal plate and applications thereof
JP6916715B2 (ja) 2017-11-08 2021-08-11 株式会社Uacj ブレージングシート及びその製造方法
WO2020054564A1 (ja) 2018-09-11 2020-03-19 株式会社Uacj ブレージングシートの製造方法
JP7278052B2 (ja) * 2018-10-10 2023-05-19 株式会社デンソー 熱交換器および熱交換器の製造方法
JP7149174B2 (ja) * 2018-12-10 2022-10-06 ダイキン工業株式会社 クローズドインペラ及びその製造方法
JP7240978B2 (ja) * 2019-07-26 2023-03-16 株式会社Uacj アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法
EP3834981A1 (en) * 2019-12-13 2021-06-16 Aleris Rolled Products Germany GmbH Multi-layered aluminium brazing sheet material
JP7591872B2 (ja) 2020-04-08 2024-11-29 株式会社Uacj ブレージングシートの製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002267382A (ja) * 2001-03-08 2002-09-18 Sky Alum Co Ltd アルミニウム製熱交換器用ろう付け構造体の製造方法
JP2013189659A (ja) * 2012-03-12 2013-09-26 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 熱交換器のヘッダ用アルミニウム合金製ブレージングシート、その製造方法及び熱交換器の製造方法
JP2014226704A (ja) * 2013-05-23 2014-12-08 株式会社Uacj アルミニウム合金材料のろう付方法

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE758884A (fr) * 1969-12-15 1971-04-16 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Procede de brasage de l'aluminium et de ses alliages
JPS58113367A (ja) * 1981-12-28 1983-07-06 Nippon Radiator Co Ltd アルミニウム製ラジエ−タ用ヘツダプレ−ト材
JPS5985364A (ja) * 1982-11-05 1984-05-17 Furukawa Alum Co Ltd アルミ製中空構造体用真空ブレ−ジングシ−ト
JPH02147163A (ja) * 1988-11-29 1990-06-06 Furukawa Alum Co Ltd アルミニウム製熱交換器の製造方法
AU650221B2 (en) * 1989-08-25 1994-06-09 Showa Denko Kabushiki Kaisha A method of making a brazeable metal pipe having tube-insertion apertures formed with guide lugs
AU661865B2 (en) * 1991-10-18 1995-08-10 Furukawa Aluminum Co., Ltd. Method of producing aluminum alloy heat-exchanger
EP0556798B1 (en) * 1992-02-18 1997-01-22 Sumitomo Light Metal Industries Limited Clad aluminum alloy material having high-strength, high-corrosion resistance for heat exchanger
DE69428242T2 (de) * 1993-08-03 2002-06-13 Nippon Denso Co., Ltd. Aluminiumlegierung zum Hartlöten; Folie zum Hartlöten von Wärmetauschern und Verfahren zur Herstellung von Wärmetauschern
US5837388A (en) * 1995-08-07 1998-11-17 The Furukawa Electric Co., Ltd. Aluminum alloy solder material, its manufacturing method, brazing sheet using this material, and method of manufacturing aluminum alloy heat exchanger using this sheet
JP3494591B2 (ja) * 1999-06-23 2004-02-09 株式会社デンソー 耐食性が良好な真空ろう付け用アルミニウム合金ブレージングシート及びこれを使用した熱交換器
JP3651582B2 (ja) * 2000-07-28 2005-05-25 神鋼アルコア輸送機材株式会社 アルミニウムブレージングシート
JP2006250413A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Mitsubishi Alum Co Ltd 熱交換器用アルミニウム合金フィン材及び熱交換器
WO2007026481A1 (ja) * 2005-08-31 2007-03-08 Showa Denko K.K. クラッド材およびその製造方法
JP5049488B2 (ja) * 2005-12-08 2012-10-17 古河スカイ株式会社 アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法
WO2008155067A1 (en) * 2007-06-20 2008-12-24 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Aluminium alloy brazing sheet product
US8142907B2 (en) * 2007-07-19 2012-03-27 Furukawa-Sky Aluminum Corp Aluminum alloy brazing sheet having high-strength and production method therefor
JP4473908B2 (ja) * 2007-12-27 2010-06-02 株式会社神戸製鋼所 熱交換器用アルミニウム合金クラッド材、および、その製造方法
ATE544557T1 (de) * 2008-07-02 2012-02-15 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Aluminiumhartlötblechmaterial
US20110204124A1 (en) * 2008-11-10 2011-08-25 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Process for fluxless brazing of aluminium and brazing filler alloy for use therein
US20110198392A1 (en) * 2008-11-10 2011-08-18 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Process for Fluxless Brazing of Aluminium and Brazing Sheet for Use Therein
CN104722872B (zh) * 2010-03-02 2016-08-03 三菱铝株式会社 铝合金制热交换器
US8247083B2 (en) * 2010-05-18 2012-08-21 Kobe Steel, Ltd. Aluminium alloy brazing sheet
US8333152B2 (en) * 2010-07-20 2012-12-18 Raytheon Company Projectile that includes an umbilical interface cover
JP5793336B2 (ja) * 2010-09-21 2015-10-14 株式会社Uacj 高強度アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法
KR20140013040A (ko) * 2011-04-25 2014-02-04 델피 테크놀로지스 인코포레이티드 향상된 재료시스템을 갖는 열교환기 제조 방법
CN104080934A (zh) * 2011-11-02 2014-10-01 株式会社Uacj 成型加工用铝合金包层材料
US9486881B2 (en) * 2011-11-11 2016-11-08 Aleris Rolled Products Germany Gmbh Aluminium alloy sheet product or extruded product for fluxless brazing
JP5906113B2 (ja) * 2012-03-27 2016-04-20 三菱アルミニウム株式会社 熱交換器用押出伝熱管と熱交換器および熱交換器用押出伝熱管の製造方法
JP5844212B2 (ja) * 2012-05-07 2016-01-13 株式会社Uacj アルミニウム合金ブレージングシート
JP6236290B2 (ja) * 2012-11-13 2017-11-22 株式会社デンソー アルミニウム合金クラッド材および該クラッド材を成形したチューブを組み付けた熱交換器
JP6154645B2 (ja) * 2013-03-29 2017-06-28 株式会社神戸製鋼所 ろう付け接合構造体
JP6106530B2 (ja) * 2013-06-07 2017-04-05 株式会社ケーヒン・サーマル・テクノロジー アルミニウム押出形材製熱交換管外面の防食処理方法および熱交換器の製造方法
JP2015009244A (ja) * 2013-06-27 2015-01-19 株式会社ケーヒン・サーマル・テクノロジー クラッド材、ろう付パイプの製造方法およびろう付パイプ
JP6106748B2 (ja) * 2013-07-05 2017-04-05 株式会社Uacj アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法
WO2015015767A1 (ja) * 2013-07-29 2015-02-05 株式会社Uacj アルミニウム合金クラッド材及びその製造方法、ならびに、当該アルミニウム合金クラッド材を用いた熱交換器
JP6132347B2 (ja) * 2013-07-31 2017-05-24 株式会社Uacj アルミニウム合金ブレージングシートおよびその製造方法
WO2015104760A1 (ja) * 2014-01-07 2015-07-16 株式会社Uacj アルミニウム合金クラッド材及びその製造方法、ならびに、当該アルミニウム合金クラッド材を用いた熱交換器及びその製造方法
CN105814219B (zh) * 2014-01-10 2018-09-11 株式会社Uacj 铝合金包层材料及其制造方法、以及使用该铝合金包层材料的热交换器及其制造方法
JP2016017666A (ja) * 2014-07-07 2016-02-01 株式会社ケーヒン・サーマル・テクノロジー 熱交換器およびその製造方法
CN106794556A (zh) * 2014-10-09 2017-05-31 株式会社Uacj 铝合金钎焊板和硬钎焊方法
JP6483412B2 (ja) * 2014-11-21 2019-03-13 株式会社デンソー 熱交換器用アルミニウム合金クラッド材
JP6300747B2 (ja) * 2015-03-17 2018-03-28 株式会社神戸製鋼所 アルミニウム合金製ブレージングシート

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002267382A (ja) * 2001-03-08 2002-09-18 Sky Alum Co Ltd アルミニウム製熱交換器用ろう付け構造体の製造方法
JP2013189659A (ja) * 2012-03-12 2013-09-26 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 熱交換器のヘッダ用アルミニウム合金製ブレージングシート、その製造方法及び熱交換器の製造方法
JP2014226704A (ja) * 2013-05-23 2014-12-08 株式会社Uacj アルミニウム合金材料のろう付方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3330029A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024143290A1 (ja) * 2022-12-28 2024-07-04 三菱電機株式会社 アルミニウム材の接合方法、熱交換器の製造方法、加圧装置、ろう付接合体、及び、熱交換器

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