[发明专利]换热器用铝合金包层材料

说明书

提供适合用作通过硬钎焊制造的铝合金制换热器的管材料、罐、头材料的、硬钎焊接合性、外表面耐腐蚀性优异的换热器用铝合金包层材料，其特征在于，其是在由含有Mn：0.5～1.8％、将Cu控制在0.05％以下且余量为Al和不可避免的杂质的铝合金构成的芯材的一个面包覆由含有Si：3～10％、Zn：1～10％且余量为Al和不可避免的杂质的铝合金构成的皮材1，在芯材的另一个面包覆由含有Si：3～13％、将Cu控制在0.05％以下且余量为Al和不可避免的杂质的铝合金构成的皮材2而得到的3层包层材料，在将皮材1的Si量设为X(％)、将皮材2的Si量设为Y(％)时，(Y‑X)的值为‑1.5～9％，其以皮材1作为空气侧来使用。

技术领域

本发明涉及适合用作通过硬钎焊制造的铝合金制换热器的管材料、罐、头材料的、硬钎焊接合性、外表面耐腐蚀性优异的换热器用铝合金包层材料。

背景技术

蒸发器、冷凝器等汽车用换热器通常使用轻量性和导热性良好的铝合金。这些换热器的制造例如如下进行：将板材弯曲、或将通过压制加工进行成型而得到的板材层叠，从而形成作为工作流体的制冷剂的通路管，组装翅片材料等的构件而制成规定结构，在非活性气体气氛中使用氟化物助焊剂进行硬钎焊接合，从而进行。

伴随近年来的汽车的轻量化，换热器用材料也要求薄壁化，制冷剂通路管用板材的高强度化、薄壁材料的情况下的成形性、硬钎焊性和耐腐蚀性的确保成为课题。

关于耐腐蚀性，例如蒸发器在使用中因凝结生成的冷凝水而使外表面暴露于腐蚀环境，冷凝器在行驶中因包括融雪盐的路面飞溅等而同样使外表面暴露于腐蚀环境。因腐蚀而使制冷剂通路管较早发生贯通时，制冷剂泄漏，变得无法作为换热器发挥功能，因此普遍进行了对制冷剂通路管的外表面实施抗腐蚀处理来延长换热器寿命的举措。

作为制冷剂通路管的外表面(空气侧)抗腐蚀法，以往有如下方法：将在外表面包覆Al-Zn系合金作为牺牲阳极材料而得到的板材成形为扁平管状来使用的方法；通过压制加工进行成型并层叠，从而形成制冷剂通路管的方法。然而，换热器往往是要在制冷剂通路管的外表面上接合翅片的结构，该方法中，在制冷剂通路管的外表面不存在硬钎料，因此必须使用包覆有硬钎料的翅片材料，此时，存在如下的问题：因残留于翅片表面的硬钎料的影响而使翅片材料的自身耐腐蚀性降低，或者，包层翅片材料的制造成本高于裸翅片，因此导致换热器制造成本的上升。

在制冷剂通路管的外表面上接合的翅片使用裸材时，能够提高翅片的自身耐腐蚀性，并且，通过使用高导热材料，还能够提高换热器的性能。进而，与包层翅片材料相比也能将成本抑制得较低，但此时需要对制冷剂通路管的外表面赋予硬钎料，因此，会使用在前述Al-Zn系合金的表面涂布粉末状的硬钎料而得到的板材、或将向Al-Si系合金硬钎料中添加Zn而成的材料包覆于外表面而得到的板材，前者的情况下，由于粉末硬钎料的成本高，因此导致换热器制造成本的上升，后者的情况下，存在如下的难点：由于在硬钎焊中含Zn的熔融钎料发生流动，因此在硬钎焊后在制冷剂通路管外表面没有残留作为牺牲阳极材料所必需的量的Zn，得不到制冷剂通路管的充分的抗腐蚀效果，或者，含Zn的熔融钎料在接合部流动，从而导致接合部的优先腐蚀。

为了解决这些问题，提出了如下的方法：使制冷剂通路管的外表面上包覆的Al-Zn系牺牲阳极材料中含有与通常的Al-Si系合金硬钎料的Si浓度相比浓度较低的Si，使牺牲阳极材料的一部分熔融而将裸翅片材料接合，并且使熔融的液相量比以往的Al-Si系合金硬钎料降低，从而抑制牺牲阳极材料中的Zn在硬钎焊中流动，在硬钎焊后在制冷剂通路管外表面残留充分量的Zn，从而得到牺牲阳极效果。

但是，该方法中，存在如下的问题：由于添加的Si量不合适而得不到对于接合裸翅片材料而言充分的液相量；或者，由于Si以外的添加元素不合适而自身耐腐蚀性降低；或者，即使Si添加量合适且添加元素合适，通过熔融生成的硬钎焊后的凝固组织成为初晶和共晶的2相，共晶的电位比初晶低，因此发生共晶部的优先腐蚀，应当作为牺牲阳极材料发挥作用的初晶部发生提前脱落，耐腐蚀性降低。