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公開番号2025122887
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2024018610
出願日2024-02-09
発明の名称アルミニウム合金材の製造方法及びクラッド材の製造方法
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類C22F 1/04 20060101AFI20250815BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】優れたろう付性を有するアルミニウム合金材を容易に製造することができるアルミニウム合金材の製造方法を提供する。
【解決手段】アルミニウム合金材の製造方法は、Mg含有量が0.10質量%以下であるアルミニウム合金スクラップ材を選択して鋳造原料Aとする選択工程と、鋳造原料Aと、添加用の前記鋳造原料Bと、を用いて鋳塊を鋳造する鋳造工程と、鋳塊を成形して、所定の組成を有し、固相線温度が600℃以上であるアルミニウム合金材を成型する成型工程と、を有する。鋳塊の全質量に対する鋳造原料Aの質量割合を表すリサイクル率をR(%)、鋳造原料A中のSi含有量を質量%で[Si]_A、と表す場合に、選択工程と鋳造工程との間に、式(1):[Si]_A×R/100により算出される値が0.50以上1.10以下となるように、リサイクル率Rを決定する。鋳造原料Aは、所定量のSi、Znを含有する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
鋳造原料Ａと鋳造原料Ｂとを用いて、アルミニウム合金材を製造するアルミニウム合金材の製造方法であって、
クラッド材が用いられている自動車用熱交換器のスクラップ、及び自動車用熱交換器に用いられるアルミニウム合金クラッド材のスクラップの少なくとも一方から、Ｍｇ含有量が０．１０質量％以下であるアルミニウム合金スクラップ材を選択して前記鋳造原料Ａとする選択工程と、
前記鋳造原料Ａと、添加用の前記鋳造原料Ｂと、を用いて鋳塊を鋳造する鋳造工程と、
前記鋳塊を成形して、固相線温度が６００℃以上であるアルミニウム合金材を成型する成型工程と、を有し、
前記鋳塊の全質量に対する前記鋳造原料Ａの質量割合を表すリサイクル率をＲ（％）、前記鋳造原料Ａ中のＳｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］
Ａ
、と表す場合に、
前記選択工程と、前記鋳造工程との間に、
式（１）：［Ｓｉ］
Ａ
×Ｒ／１００
により算出される値が０．５０以上１．１０以下、
となるように、リサイクル率Ｒを決定するリサイクル率決定工程を有し、
前記鋳造工程は、前記鋳塊の全質量に対してＲ（％）の前記鋳造原料Ａと、前記鋳塊の全質量に対して（１００－Ｒ）（％）の前記鋳造原料Ｂと、を用いて前記鋳塊を鋳造する工程であり、
前記鋳造原料Ａは、前記鋳造原料Ａの全質量に対して、
Ｓｉ：０．５０質量％以上、及び、
Ｚｎ：０．１０質量％以上、を含有するとともに、
Ｆｅ：０．１０質量％以上、Ｃｕ：０．０８質量％以上、及びＭｎ：０．５０質量％以上、から選択される少なくとも１種の元素を含有し、
前記アルミニウム合金材は、
Ｓｉ：０．５０質量％以上１．１０質量％以下、
Ｆｅ：０．１０質量％以上１．００質量％以下、
Ｃｕ：０．０８質量％以上０．８０質量％以下、
Ｍｎ：０．９０質量％以上１．８０質量％以下、及び
Ｚｎ：０．１０質量％以上１．００質量％以下、を含有し、
Ｍｇ：０．１０質量％以下、
Ｔｉ：０．３０質量％以下、
Ｃｒ：０．３０質量％以下、
Ｚｒ：０．３０質量％以下、
Ｖ：０．３０質量％以下、であり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とする、アルミニウム合金材の製造方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記リサイクル率Ｒは、２０％以上５０％以下であることを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム合金材の製造方法。
【請求項３】
前記鋳造原料Ｂは、Ｓｉを含まないことを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム合金材の製造方法。
【請求項４】
前記鋳造原料Ｂは、Ｚｎを含まないことを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム合金材の製造方法。
【請求項５】
前記鋳造原料Ａは、Ｚｎ：１．００質量％以下、を含有することを特徴とする、請求項１に記載のアルミニウム合金材の製造方法。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか１項に記載の製造方法により製造されたアルミニウム合金材を含むクラッド材の製造方法であって、
前記アルミニウム合金材を心材用アルミニウム合金材として使用し、
前記心材用アルミニウム合金材と、少なくとも１種以上の機能性アルミニウム合金材とを積層して、クラッド材を製造することを特徴とする、クラッド材の製造方法。
【請求項７】
前記機能性アルミニウム合金材は、ろう材用アルミニウム合金材及び犠牲陽極材用アルミニウム合金材の少なくとも１種を含むことを特徴とする、請求項６に記載のクラッド材の製造方法。
【請求項８】
前記ろう材用アルミニウム合金材は、
Ｓｉ：２．５０質量％以上１３．００質量％以下、及び
Ｆｅ：０．０５質量％以上１．００質量％以下、を含有し、
Ｚｎ：５．５０質量％以下、
Ｍｎ：１．００質量％以下、
Ｃｕ：１．００質量％以下、
Ｃｒ：０．３０質量％以下、
Ｔｉ：０．３０質量％以下、
Ｚｒ：０．３０質量％以下、
Ｖ：０．３０質量％以下、
Ｓｒ：０．１０質量％以下、
Ｎａ：０．１０質量％以下であり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とする、請求項７に記載のクラッド材の製造方法。
【請求項９】
前記犠牲陽極材用アルミニウム合金材は、
Ｚｎ：０．５０質量％以上６．００質量％以下、
Ｓｉ：０．０５質量％以上１．５０質量％以下、及び
Ｆｅ：０．０５質量％以上２．００質量％以下、を含有し、
Ｍｇ：３．００質量％以下、
Ｍｎ：１．８０質量％以下、
Ｃｕ：０．５０質量％以下、
Ｃｒ：０．３０質量％以下、
Ｔｉ：０．３０質量％以下、
Ｚｒ：０．３０質量％以下、
Ｖ：０．３０質量％以下であり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とする、請求項７に記載のクラッド材の製造方法。
【請求項１０】
前記クラッド材は、前記ろう材用アルミニウム合金材／前記心材用アルミニウム合金材／前記ろう材用アルミニウム合金材又は前記犠牲陽極材用アルミニウム合金材の順に積層された構造を有することを特徴とする、請求項７に記載のクラッド材の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金材の製造方法、及び該アルミニウム合金材を用いたクラッド材の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、社会全体として、カーボンニュートラルの達成が課題になっており、上記課題を解決するための種々の方法が検討されている。例えば、資源枯渇の観点から、様々なもののリサイクルが進み、多量に消費されている金属のリサイクルが以前から行われている。そして、自動車用の熱交換器に使用されるアルミニウム合金材の分野においても、資源の再活用が要求されている。特に、アルミニウムは、新地金製造時に多量の電力を消費し、ＣＯ
２
を排出する。したがって、リサイクルにより新地金使用量を削減することで、アルミニウム合金材の製造時のＣＯ
２
排出量を大幅に削減することができる。
【０００３】
しかし、自動車用熱交換器は、アルミニウム合金からなる心材の表面に耐食性を付与する犠牲陽極材や、ろう付性を付与するろう材が積層されたクラッド材からなるため、クラッド材をリサイクルして心材を製造すると、心材の特性が低下することがある。このため、熱交換器に使用されるクラッド材を再活用することは、単層のアルミニウム合金材のリサイクルと比較して困難となる。
【０００４】
特許文献１には、クラッド材が用いられている自動車用熱交換器のスクラップ及び／又は自動車用熱交換器に用いられるアルミニウム合金クラッド材のスクラップを所定の含有量で含有する鋳造原料を用いたアルミニウム合金材の製造方法が開示されている。上記特許文献１に記載の製造方法は、上記鋳造原料を用いて、所定の組成を有するアルミニウム合金鋳塊Ａを鋳造する鋳造工程を有し、得られるアルミニウム合金部Ａの自然電極電位が規定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第７２７５３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載のアルミニウム合金材の製造方法を使用した場合であっても、ろう付性が十分に優れているとはいえない。また、上記特許文献１には、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ及びＺｎからなる群より選択される１種又は２種以上の元素を所定量で含むアルミニウム合金からなるスクラップを含有する鋳造原料を用いることが記載されている。しかし、上記特許文献１においては、スクラップ中の必須元素が規定されていないとともに、実施例において、鋳造原料の組成が記載されていないため、効果を十分に確認することができない。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、クラッド材の製造工程中に生じた屑や廃棄されたアルミニウム製熱交換器を、新たな熱交換器用材料の原料として使用して、優れたろう付性を有するクラッド材用のアルミニウム合金材を容易に製造することができるとともに、優れたろう付性を有するクラッド材を容易に製造することができ、これにより、新地金使用量を削減して、ＣＯ
２
排出量を大幅に削減することができる、アルミニウム合金材の製造方法及びクラッド材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的は、本発明に係る下記（１）のアルミニウム合金材の製造方法により達成される。
【０００９】
（１）鋳造原料Ａと鋳造原料Ｂとを用いて、アルミニウム合金材を製造するアルミニウム合金材の製造方法であって、
クラッド材が用いられている自動車用熱交換器のスクラップ、及び自動車用熱交換器に用いられるアルミニウム合金クラッド材のスクラップの少なくとも一方から、Ｍｇ含有量が０．１０質量％以下であるアルミニウム合金スクラップ材を選択して前記鋳造原料Ａとする選択工程と、
前記鋳造原料Ａと、添加用の前記鋳造原料Ｂと、を用いて鋳塊を鋳造する鋳造工程と、
前記鋳塊を成形して、固相線温度が６００℃以上であるアルミニウム合金材を成型する成型工程と、を有し、
前記鋳塊の全質量に対する前記鋳造原料Ａの質量割合を表すリサイクル率をＲ（％）、前記鋳造原料Ａ中のＳｉ含有量を質量％で［Ｓｉ］
Ａ
、と表す場合に、
前記選択工程と、前記鋳造工程との間に、
式（１）：［Ｓｉ］
Ａ
×Ｒ／１００
により算出される値が０．５０以上１．１０以下、
となるように、リサイクル率Ｒを決定するリサイクル率決定工程を有し、
前記鋳造工程は、前記鋳塊の全質量に対してＲ（％）の前記鋳造原料Ａと、前記鋳塊の全質量に対して（１００－Ｒ）（％）の前記鋳造原料Ｂと、を用いて前記鋳塊を鋳造する工程であり、
前記鋳造原料Ａは、前記鋳造原料Ａの全質量に対して、
Ｓｉ：０．５０質量％以上、及び、
Ｚｎ：０．１０質量％以上、を含有するとともに、
Ｆｅ：０．１０質量％以上、Ｃｕ：０．０８質量％以上、及びＭｎ：０．５０質量％以上、から選択される少なくとも１種の元素を含有し、
前記アルミニウム合金材は、
Ｓｉ：０．５０質量％以上１．１０質量％以下、
Ｆｅ：０．１０質量％以上１．００質量％以下、
Ｃｕ：０．０８質量％以上０．８０質量％以下、
Ｍｎ：０．９０質量％以上１．８０質量％以下、及び
Ｚｎ：０．１０質量％以上１．００質量％以下、を含有し、
Ｍｇ：０．１０質量％以下、
Ｔｉ：０．３０質量％以下、
Ｃｒ：０．３０質量％以下、
Ｚｒ：０．３０質量％以下、
Ｖ：０．３０質量％以下、であり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなることを特徴とする、アルミニウム合金材の製造方法。
【００１０】
また、本発明のアルミニウム合金材の製造方法は、下記（２）～（５）であることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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