CN110139940B - 换热器用的铝合金翅片材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种换热器用的铝合金翅片材，其特征在于，由铝合金形成，所述铝合金含有Si：0.05～0.5质量％、Fe：0.05～0.7质量％、Mn：1.0～2.0质量％、Cu：0.5～1.5质量％和Zn：3.0～7.0质量％，余量为Al和不可避免的杂质，所述换热器用的铝合金翅片材在L‑ST面中的圆当量直径为0.030μm以上且低于0.50μm的第2相颗粒的周长密度为0.30μm/μm2以上、圆当量直径为0.50μm以上的第2相颗粒的周长密度为0.030μm/μm2以上，所述换热器用的铝合金翅片材的20℃下的电阻率为0.030μΩm以上。根据本发明，可以提供具有优异的钎焊性、且钎焊加热后的强度高的换热器用的铝合金翅片材及其制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及具有优异的钎焊性、且钎焊加热后的强度高的换热器用的铝合金翅片材及其制造方法，特别是涉及适合作为汽车用换热器的结构材料使用的铝合金翅片材及其制造方法。
背景技术
铝合金由于轻量、强度优异、进而热导率优异，因此，适合作为换热器用材料使用。
近年来，在所有产业中，节约资源化、节约能源化成为必须课题。在汽车产业中，面对这些课题的达成也推进了汽车的轻量化，对于汽车用换热器也期望小型轻量化。面对达成课题而研究了各种方法，其中之一列举了结构构件的薄壁化。
另外，在散热器、加热器芯等汽车用换热器中，广泛使用铝合金制的换热器。另外，近年来，在室内冷却器用换热器中，也开始普及铝合金制的换热器。这些换热器由作为工作流体的通路发挥功能的管材和集管材料、使工作流体的流动方向变化的板材、作为热输送的介质发挥功能的翅片材料、用于确保耐久性的侧板材等构成，通过钎焊将这些构件多点接合而制造。钎焊接合以如下工艺而实施：将内包有钎焊材料的构成构件加热至约600℃，向接头供给熔融钎料，在接头的间隙填充钎料后进行冷却。特别是在汽车用换热器中，通常采用如下方法：将附着有氟化物系助焊剂的各构件组装成规定的结构后，在非活性气体气氛的加热炉中进行钎焊接合。
为了使换热器用翅片材料薄壁化，重要的是，兼顾提高钎焊加热后的强度与确保适当的钎焊性。因此，迄今为止对于材料组成、制造工序进行了各种研究。
例如，专利文献1中提出了一种通过使Si、Fe、Mn的配混比和均质化处理条件最佳化而具有优异的钎焊后的强度和钎焊性的翅片材料。
另外，专利文献2中提出了一种通过Si、Fe、Cu、Mn的高浓度化而具有优异的钎焊后的强度的翅片材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-026008号公报
专利文献2：日本特开平07-090448号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，专利文献1中，钎焊加热后的强度最大为141MPa，因此，存在难以确保换热器的耐久性的问题。
另外，专利文献2中，材料熔点低，因此，存在难以确保钎焊性的问题。
因此，本发明的目的在于，提供具有优异的钎焊、且钎焊加热后的强度高的换热器用的铝合金翅片材及其制造方法。
用于解决问题的方案
本发明人等鉴于上述情况进行了深入研究，结果发现：首先，对于成分，通过减少Fe、增多Mn，进而适当控制Si、Cu和Zn的分配，从而可以控制材料熔点，确保适当的钎焊性，并且，可以确保翅片材料的适当的牺牲阳极效应，接着，将铸造方法设定为双辊式连续铸造轧制法，适当控制在冷轧工序的冷轧道次之前、道次之间、道次后的退火处理中的加热温度，适当控制冷轧的轧制形状比，从而控制Al-Mn系金属间化合物、Al-Mn-Fe系金属间化合物、Al-Mn-Si系金属间化合物、Al-Mn-Cu系金属间化合物、Al-Mn-Fe-Si系金属间化合物、Al-Mn-Fe-Cu系金属间化合物(以下，将这些金属间化合物称为“Mn系化合物”)的形成，可以确保规定的第2相颗粒分布和溶质原子的固溶量，而且，通过上述方式控制了合金组成和金属组织的铝合金翅片材的第2相颗粒的周长密度高、溶质原子的固溶量多，因此，钎焊加热后的强度变高，并且由于材料熔点高，因此，钎焊性也优异，至此完成了本发明。
即，本发明(1)提供一种换热器用的铝合金翅片材，其特征在于，由铝合金形成，所述铝合金含有Si：0.05～0.5质量％、Fe：0.05～0.7质量％、Mn：1.0～2.0质量％、Cu：0.5～1.5质量％和Zn：3.0～7.0质量％，余量为Al和不可避免的杂质，
所述换热器用的铝合金翅片材在L-ST面中的圆当量直径为0.030μm以上且低于0.50μm的第2相颗粒的周长密度为0.30μm/μm2以上、圆当量直径为0.50μm以上的第2相颗粒的周长密度为0.030μm/μm2以上，
所述换热器用的铝合金翅片材的20℃下的电阻率为0.030μΩm以上。
另外，本发明(2)提供一种换热器用的铝合金翅片材，其特征在于，由铝合金形成，所述铝合金含有Si：0.5～1.0质量％、Fe：0.05～0.7质量％、Mn：1.0～2.0质量％、Cu：0.3～1.2质量％和Zn：2.2～5.8质量％，余量为Al和不可避免的杂质，
所述换热器用的铝合金翅片材在L-ST面中的圆当量直径为0.030μm以上且低于0.50μm的第2相颗粒的周长密度为0.30μm/μm2以上、圆当量直径为0.50μm以上的第2相颗粒的周长密度为0.030μm/μm2以上，
所述换热器用的铝合金翅片材的20℃下的电阻率为0.030μΩm以上。
另外，本发明(3)提供一种换热器用的铝合金翅片材，其特征在于，由铝合金形成，所述铝合金含有Si：1.0～1.5质量％、Fe：0.05～0.7质量％、Mn：1.0～2.0质量％、Cu：0.05～0.5质量％和Zn：0.5～3.0质量％，且余量为Al和不可避免的杂质，
所述换热器用的铝合金翅片材在L-ST面中的圆当量直径为0.030μm以上且低于0.50μm的第2相颗粒的周长密度为0.30μm/μm2以上、圆当量直径为0.50μm以上的第2相颗粒的周长密度为0.030μm/μm2以上，
所述换热器用的铝合金翅片材的20℃下的电阻率为0.030μΩm以上。
另外，本发明(4)提供(1)～(3)中任一项所述的换热器用的铝合金翅片材，其特征在于，前述铝合金进一步含有选自Ti：0.05～0.3质量％、Zr：0.05～0.3质量％和Cr：0.05～0.3质量％中的1种或2种以上。
另外，提供一种换热器用的铝合金翅片材的制造方法，其特征在于，其为本发明(1)～(4)中任一项所述的换热器用的铝合金翅片材的制造方法，
所述制造方法具备如下工序：铸造工序，通过双辊式连续铸造轧制法得到板状铸锭；和，冷轧工序，以1次或2次以上的道次对该板状铸锭进行冷轧，得到换热器用的铝合金翅片材，
将该冷轧工序中的冷轧时的辊与材料的接触弧长定义为L(mm)、将轧机进入侧与轧机输出侧的板厚总和的一半定义为H(mm)、将轧制形状比定义为L/H时，该冷轧工序中，冷轧的各道次的轧制形状比的最小值为1.0以上，
在该冷轧工序中的冷轧的最初的道次之前、道次与道次之间或最终的道次之后，进行1次以上的退火处理，在该1次以上的退火处理中，在最高温下进行的退火处理的最高达到温度为370～520℃。
发明的效果
根据本发明，可以提供具有优异的钎焊性、且钎焊加热后的强度高的铝合金翅片材及其制造方法。本发明的铝合金翅片材适合作为汽车用换热器的结构材料使用。
具体实施方式
本发明的第一方式的换热器用的铝合金翅片材(以下，也记作本发明的换热器用的铝合金翅片材(1))为如下的换热器用的铝合金翅片材，其特征在于，由铝合金形成，所述铝合金含有Si：0.05～0.5质量％、Fe：0.05～0.7质量％、Mn：1.0～2.0质量％、Cu：0.5～1.5质量％和Zn：3.0～7.0质量％，余量为Al和不可避免的杂质，
所述换热器用的铝合金翅片材在L-ST面中的圆当量直径为0.030μm以上且低于0.50μm的第2相颗粒的周长密度为0.30μm/μm2以上、圆当量直径为0.50μm以上的第2相颗粒的周长密度为0.030μm/μm2以上，
所述换热器用的铝合金翅片材的20℃下的电阻率为0.030μΩm以上。
本发明的第二方式的换热器用的铝合金翅片材(以下，也记作本发明的换热器用的铝合金翅片材(2))为如下的换热器用的铝合金翅片材，其特征在于，由铝合金形成，所述铝合金含有Si：0.5～1.0质量％、Fe：0.05～0.7质量％、Mn：1.0～2.0质量％、Cu：0.3～1.2质量％和Zn：2.2～5.8质量％，余量为Al和不可避免的杂质，
所述换热器用的铝合金翅片材在L-ST面中的圆当量直径为0.030μm以上且低于0.50μm的第2相颗粒的周长密度为0.30μm/μm2以上、圆当量直径为0.50μm以上的第2相颗粒的周长密度为0.030μm/μm2以上，
所述换热器用的铝合金翅片材的20℃下的电阻率为0.030μΩm以上。
本发明的第三方式的换热器用的铝合金翅片材(以下，也记作本发明的换热器用的铝合金翅片材(3))为如下换热器用的铝合金翅片材，其特征在于，由铝合金形成，所述铝合金含有Si：1.0～1.5质量％、Fe：0.05～0.7质量％、Mn：1.0～2.0质量％、Cu：0.05～0.5质量％和Zn：0.5～3.0质量％，余量为Al和不可避免的杂质，
所述换热器用的铝合金翅片材在L-ST面中的圆当量直径为0.030μm以上且低于0.50μm的第2相颗粒的周长密度为0.30μm/μm2以上，圆当量直径为0.50μm以上的第2相颗粒的周长密度为0.030μm/μm2以上，
所述换热器用的铝合金翅片材的20℃下的电阻率为0.030μΩm以上。
即，本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)与发明的换热器用的铝合金翅片材(2)与本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的构成铝合金翅片材的铝合金的组成不同。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)的铝合金、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)的铝合金、以及本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的铝合金均含有Si、Fe、Mn、Cu和Zn作为必须元素。Si、Fe、Mn和Cu有利于提高钎焊加热后强度，Zn有利于提高牺牲阳极效应。
首先，对本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)的铝合金的组成进行说明。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)的铝合金的Si含量为0.05～0.5质量％、优选0.05～0.4质量％、更优选0.05～0.3质量％。Si含量如果低于上述范围，则第2相颗粒的周长密度或溶质原子的固溶量过少，因此，钎焊加热后的强度不会变高，另外，Si含量如果超过上述范围，则材料熔点过低，因此，无法确保适当的钎焊性。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)的铝合金的Fe含量为0.05～0.7质量％、优选0.05～0.5质量％、更优选0.05～0.3质量％。Fe含量如果低于上述范围，则第2相颗粒的周长密度或溶质原子的固溶量过少，因此，钎焊加热后的强度不会变高，另外，Fe含量如果超过上述范围，则钎焊中的再结晶晶粒变得微细，因此，无法确保适当的钎焊性。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)的铝合金的Mn含量为1.0～2.0质量％、优选1.0～1.8质量％、更优选1.0～1.5质量％。Mn含量如果低于上述范围，则第2相颗粒的周长密度或溶质原子的固溶量过少，因此，钎焊加热后的强度不会变高，另外，Mn含量如果超过上述范围，则铸造时形成粗大的结晶物，因此，制造性变差。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)的铝合金的Cu含量为0.5～1.5质量％、优选0.5～1.3质量％、更优选0.5～1.0质量％。Cu含量低于上述范围时，第2相颗粒的周长密度和溶质原子的固溶量过少，因此，钎焊加热后的强度不会变高，另外，Cu含量如果超过上述范围，则材料熔点过低，因此，无法确保适当的钎焊性。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)的铝合金的Zn含量为3.0～7.0质量％、优选3.0～6.2质量％、更优选3.0～5.0质量％。Zn含量如果低于上述范围，则无法确保适当的牺牲阳极效应，另外，Zn含量如果超过上述范围，则腐蚀速度增加，因此，无法确保适当的自身耐腐蚀性。
接着，对本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)的铝合金的组成进行说明。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)的铝合金的Si含量为0.5～1.0质量％、优选0.5～0.9质量％、更优选0.5～0.8质量％。Si含量如果为上述范围，则第2相颗粒的周长密度或溶质原子的固溶量过少，因此，钎焊加热后的强度不会变高，另外，Si含量如果超过上述范围，则材料熔点过低，因此，无法确保适当的钎焊性。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)的铝合金的Fe含量为0.05～0.7质量％、优选0.05～0.5质量％、更优选0.05～0.3质量％。Fe含量如果低于上述范围，则第2相颗粒的周长密度或溶质原子的固溶量过少，因此，钎焊加热后的强度不会变高，另外，Fe含量如果超过上述范围，则钎焊中的再结晶晶粒变得微细，因此，无法确保适当的钎焊性。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)的铝合金的Mn含量为1.0～2.0质量％、优选1.0～1.8质量％、更优选1.0～1.5质量％。Mn含量如果低于上述范围，则第2相颗粒的周长密度或溶质原子的固溶量过少，因此，钎焊加热后的强度不会变高，另外，Mn含量如果超过上述范围，则铸造时形成粗大的结晶物，因此，无法确保适当的制造性。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)的铝合金的Cu含量为0.3～1.2质量％、优选0.3～1.0质量％、更优选0.3～0.8质量％。Cu含量如果低于上述范围，则第2相颗粒的周长密度和溶质原子的固溶量过少，因此，钎焊加热后的强度不会变高，另外，Cu含量如果超过上述范围，则材料熔点过低，因此，无法确保适当的钎焊性。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)的铝合金的Zn含量为2.2～5.8质量％、优选2.2～5.0质量％、更优选2.2～4.2质量％。Zn含量如果低于上述范围，则无法确保适当的牺牲阳极效应，另外，Zn含量如果超过上述范围，则腐蚀速度增加，因此，无法确保适当的自身耐腐蚀性。
接着，对本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的铝合金的组成进行说明。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的铝合金的Si含量为1.0～1.5质量％、优选1.0～1.4质量％、更优选1.0～1.3质量％。Si含量如果低于上述范围，则第2相颗粒的周长密度或溶质原子的固溶量过少，因此，钎焊加热后的强度不会变高，另外，Si含量如果超过上述范围，则材料熔点过低，因此，无法确保适当的钎焊性。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的铝合金的Fe含量为0.05～0.7质量％、优选0.05～0.5质量％、更优选0.05～0.3质量％。Fe含量如果低于上述范围，则第2相颗粒的周长密度或溶质原子的固溶量过少，因此，钎焊加热后的强度不会变高，另外，Fe含量如果超过上述范围，则钎焊中的再结晶晶粒变得微细，因此，无法确保适当的钎焊性。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的铝合金的Mn含量为1.0～2.0质量％、优选1.0～1.8质量％、更优选1.0～1.5质量％。Mn含量如果低于上述范围，则第2相颗粒的周长密度或溶质原子的固溶量过少，因此，钎焊加热后的强度不会变高，另外，Mn含量如果超过上述范围，则铸造时形成粗大的结晶物，因此，无法确保适当的制造性。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的铝合金的Cu含量为0.05～0.5质量％、优选0.05～0.4质量％、更优选0.05～0.3质量％。Cu含量如果低于上述范围，则第2相颗粒的周长密度和溶质原子的固溶量过少，因此，钎焊加热后的强度不会变高，另外，Cu含量如果超过上述范围，则材料熔点过低，因此，无法确保适当的钎焊性。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的铝合金的Zn含量为0.5～3.0质量％、优选0.5～2.6质量％、更优选0.5～2.2质量％。Zn含量如果低于上述范围，则无法确保适当的牺牲阳极效应，另外，Zn含量如果超过上述范围，则腐蚀速度增加，因此，无法确保适当的自身耐腐蚀性。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)的铝合金、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)的铝合金、以及本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的铝合金可以进一步含有选自Ti、Zr和Cr中的1种或2种以上作为选择性添加元素。Ti、Zr和Cr均有利于提高钎焊加热后的强度。本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)的铝合金、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)的铝合金、以及本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的铝合金的Ti、Zr和Cr含量分别为0.05～0.3质量％、优选0.05～0.2质量％、更优选0.05～0.15质量％。Ti、Zr和Cr含量低于上述范围时，无法得到上述效果，另外，Ti、Zr和Cr含量如果超过上述范围，则铸造时形成粗大的结晶物，因此，无法确保适当的制造性。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)、以及本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的金属组织是同样的。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)、以及本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的第2相颗粒的分散状态有利于提高钎焊加热后的强度，通过合金组成和后述的退火温度、以及冷轧形状比来控制。
在本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)、以及本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的L-ST面中，圆当量直径为0.030μm以上且低于0.50μm的第2相颗粒的周长密度为0.30μm/μm2以上、优选0.40μm/μm2以上、更优选0.50μm/μm2以上，且圆当量直径为0.50μm以上的第2相颗粒的周长密度为0.030μm/μm2以上、优选0.040μm/μm2以上、更优选0.050μm/μm2以上。第2相颗粒的周长密度低于上述值时，变形中发生的位错不易堆积在第2相颗粒的周围，位错密度的增加变得不充分，因此，钎焊加热后的强度不会变高。
溶质原子的固溶量有利于提高钎焊加热后的强度，通过合金组成和后述的退火温度来控制。溶质原子的固溶量与电阻率有相关性。而且，本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)、以及本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的20℃下的电阻率为0.030μΩm以上、优选0.031μΩm以上、更优选0.032μΩm以上。电阻率如果低于上述范围，则溶质原子的固溶量过少，因此，钎焊加热后的强度不会变高。
本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)、以及本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的熔点只要为钎焊温度以上的温度即可，优选595℃以上、特别优选600℃以上、更优选605℃以上。另外，本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)、以及本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的钎焊加热后的拉伸强度为145MPa以上、优选150MPa以上、特别优选155MPa以上。需要说明的是，关于钎焊加热后的拉伸强度的测定，首先，将测定试样在氮气气氛炉内加热，以590℃保持3分钟，接着，以50℃/分钟的冷却速度进行冷却，接着，之后在室温下放置1周，作为拉伸试验用样品。接着，对所得的拉伸试验用样品，依据JIS Z2241实施拉伸试验。
以下，对本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)的制造方法、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)的制造方法、以及本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的制造方法进行说明。需要说明的是，以下，将本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)的制造方法、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)的制造方法、以及本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的制造方法统称为本发明的换热器用的铝合金翅片材的制造方法。
本发明的换热器用的铝合金翅片材的制造方法为如下换热器用的铝合金翅片材的制造方法，其特征在于，其为本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)、或本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)中的任一换热器用的铝合金翅片材的制造方法，
所述制造方法具备如下工序：铸造工序，通过双辊式连续铸造轧制法得到板状铸锭；和，冷轧工序，以1次或2次以上的道次对该板状铸锭进行冷轧，得到换热器用的铝合金翅片材，
将该冷轧工序中的冷轧时的辊与材料的接触弧长定义为L(mm)、将轧机进入侧与轧机输出侧的板厚总和的一半定义为H(mm)、将轧制形状比定义为L/H时，在该冷轧工序中，冷轧的各道次的轧制形状比的最小值为1.0以上，
在该冷轧工序中的冷轧的最初的道次之前、道次与道次之间或最终的道次之后，进行1次以上的退火处理，在该1次以上的退火处理中，在最高温下进行的退火处理的最高达到温度为370～520℃。
本发明的换热器用的铝合金翅片材的制造方法中，首先，将Al基体金属、Al母合金在熔解炉中进行熔解，调整熔液的成分，使其得到规定的铝合金组成、即、得到本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)的铝合金组成、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)的铝合金组成、或本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的铝合金组成，铸造该熔液而得到铸锭。接着，以1次或2次以上的道次对所得铸锭进行冷轧，在冷轧的最初的道次之前、道次与道次之间或最终冷轧的道次之后进行退火，得到铝合金翅片材。
而且，在本发明的换热器用的铝合金翅片材的制造方法中，通过以双辊式铸造轧制法进行铸造工序，且适当控制冷轧工序中的轧制形状比、和在冷轧的最初的道次之前、道次与道次之间或最终的道次后进行的退火处理中的最高达到温度，从而可以得到本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)、和本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)中限定的金属组织。
在本发明的换热器用的铝合金翅片材的制造方法的铸造工序中，通过双辊式连续铸造轧制法得到具有本发明的换热器用的铝合金翅片材(1)的铝合金组成、本发明的换热器用的铝合金翅片材(2)的铝合金组成、或本发明的换热器用的铝合金翅片材(3)的铝合金组成的板状铸锭。双辊式连续铸造轧制法是指从耐火物制的供熔液喷嘴向一对水冷辊间供给铝熔液并连续地铸造轧制薄板的方法，已知有亨特(Hunter)法、3C法等。铸造时的冷却速度有利于提高钎焊加热后的强度。而且，双辊式连续铸造轧制法中，铸造时的冷却速度比DC(Direct Chill)铸造(直接冷铸)法、双带式连续铸造法大数倍～数百倍。例如，DC铸造法时的冷却速度为0.5～20℃/秒，而双辊式连续铸造轧制法时的冷却速度为100～1000℃/秒。因此，铸造时生成的第2相颗粒与DC铸造法、双带式连续铸造轧制法相比，有微细且致密分散的特征。该高密度地分散的第2相颗粒的周长密度高，因此，有利于提高钎焊加热后的强度。
本发明的换热器用的铝合金翅片材的制造方法的冷轧工序为对进行铸造工序而得到的板状铸锭进行冷轧的工序。在本发明的换热器用的铝合金翅片材的制造方法的冷轧工序中，以1次或2次以上的道次对板状铸锭进行冷轧，轧制加工至最终板厚。
冷轧工序中的轧制形状比有利于提高钎焊加热后的强度。而且，在本发明的换热器用的铝合金翅片材的制造方法的冷轧工序中，冷轧的各道次的轧制形状比(L/H)的最小值为1.0以上、优选3.0以上、更优选5.0以上。轧制形状比如果低于上述范围，则轧制时板所负载的剪切力不足，第2相颗粒不被压碎，第2相颗粒的周长密度变得过小，因此，钎焊加热后的强度不会变高。
需要说明的是，轧制形状比“L/H”是指：将冷工序中的冷轧时的辊与材料的接触弧长设为L(mm)、将轧机进入侧与轧机输出侧的板厚总和的一半设为H(mm)时的“L/H”的值。另外，以下示出冷轧工序中的轧制形状比L/H的计算方法。将某一道次中的轧机进入侧的板厚设为h1(mm)、将轧机输出侧的板厚设为h2(mm)、将轧辊的半径设为R(mm)时，轧辊与板的接触弧长L(mm)能近似为L≒[R·(h1-h2)]1/2，因此，轧制形状比用下式表示。
L/H≒[R·(h1-h2)]1/2/[(h1+h2)/2]
本发明的换热器用的铝合金翅片材的制造方法中，在冷轧工序中的冷轧的最初的道次之前、道次与道次之间或最终的道次之后，进行1次以上的退火处理，且在该1次以上的退火处理中，在最高温下进行的退火处理的最高达到温度为370～520℃、优选370～480℃、更优选370～450℃。在最高温下进行退火的退火处理的最高达到温度有利于提高钎焊加热后的强度。最高达到温度如果低于上述范围，则第2相颗粒形成的驱动力过小，第2相颗粒的周长密度变得过小，因此，钎焊加热后的强度不会变高，另外，最高达到温度如果超过上述范围，则第2相颗粒进行奥斯特瓦尔德生长，第2相颗粒的周长密度变得过小，因此，钎焊加热后的强度不会变高。另外，为了确保适当的轧制性，退火处理的最高达到温度优选520℃以下。需要说明的是，在仅进行1次退火处理的情况下，该1次的退火处理温度作为在最高温下进行退火的退火处理的最高达到温度。
以下中，示出实施例对本发明具体进行说明，但本发明不限定于以下所示的实施例。
实施例
(实施例和比较例)
通过双辊式连续铸造轧制法，由具有表1～表3所示的组成的合金得到板厚6mm的铸锭。接着，在表1～表3所示的制造条件下，以2～7次的道次对所得的板状铸锭进行冷轧，接着，在间歇式退火炉中进行退火处理，进而以2～7次的道次进行冷轧，制作质量等级H14、且最终板厚为0.05mm的铝合金翅片材。
接着，将所得铝合金翅片材作为试样，在钎焊加热前进行第2相颗粒的周长密度、电阻率的评价，进行钎焊加热后的拉伸强度、钎焊性、耐腐蚀性的评价。测定方法和评价方法如下所述。将其结果示于表4～表6。需要说明的是，表1～表3中制造性为“×”的情况由于无法制造试样，因此，无法进行这些评价。
[表1]
[表2]
[表3]
需要说明的是，在表1～表3的合金组成表中，“-”是指火花放电发射光谱分析装置的检测极限以下的含量，“余量”是指余量为Al和不可避免的杂质。另外，制造工序的“最高达到温度”是指退火处理的最高达到温度，“轧制形状比的最小值”是指冷轧的轧制形状比的最小值。
(第2相颗粒的周长密度)
对于各试样，利用电场发射型扫描电子显微镜(FE-SEM)，以2万倍的倍率拍摄板厚中央的L-ST面(包含轧制方向和板厚方向的平面)，对于圆当量直径为0.030μm以上且低于0.50μm的第2相颗粒，以图像解析软件测定周长(μm)，将周长的总和除以拍摄面积，从而算出周长密度。同样地，利用电场发射型扫描电子显微镜(FE-SEM)，以3千倍的倍率拍摄板厚中央的L-ST面，对于圆当量直径为0.50μm以上的第2相颗粒，以图像解析软件测定周长(μm)，将周长的总和除以拍摄面积，从而算出周长密度。对于同一试样，以5个视野进行周长密度的计算，取它们的算术平均值作为周长密度。
(电阻率)
依据JIS-H0505，对于各试样，在20℃的恒温槽内测定电阻，算出电阻率。
(钎焊加热后的强度)
对各试样进行钎焊加热后，以50℃/分钟的冷却速度进行冷却，之后在室温下放置1周作为样品。钎焊加热如下进行：在氮气气氛炉内进行加热，以590℃保持3分钟。然后，对于各样品，依据JIS Z2241实施拉伸试验。将拉伸强度为145MPa以上者记作○。
(钎焊性)
对翅片材料进行波纹成形，与管组装，所述管是将以JIS-A3003合金作为心材、以JIS-A4045合金为钎焊材料的厚度0.20mm的板材成形为偏平形状而形成的，在管材的钎焊材料侧表面涂布浓度3％的氟化物系助焊剂后，在氮气气氛中、以590℃进行3分钟钎焊加热，制作换热器的微芯。对于该微芯，以目视观察翅片材料与管材的接合部，由翅片的弯曲和熔融的有无评价钎焊性。将既没有弯曲也没有熔融的情况记作○、将有弯曲或熔融的情况记作×。
(耐腐蚀性)
对于与钎焊性评价用微芯同样地制作的微芯，进行依据JIS-H8681的CASS(铜加速醋酸盐喷雾(Copper-Accelerated Acetic Acid-Salt Spray))试验法的腐蚀试验2周。对试验后的管的钎焊材料侧的腐蚀状況和翅片的腐蚀状态进行评价。将管中未产生贯通孔的情况记作○、将管中产生了贯通孔的情况记作×。另外，将翅片的自身腐蚀少的情况记作○、将翅片的自身腐蚀多的情况记作×。
[表4]
[表5]
[表6]
实施例1～87中，合金组成为本发明限定的范围，另外，其制造条件也满足本发明限定的条件。这些本发明例中，制造性良好，金属组织满足本发明限定的条件。而且，这些本发明例中，钎焊加热后强度、钎焊性、耐腐蚀性均合格。
比较例1～9中，合金组成为本发明限定的范围外，成为以下的结果。
比较例1中，Fe含量过少，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例2中，Fe含量过多，钎焊加热后的晶粒微细，因此，钎焊性不合格。
比较例3中，Mn含量过少，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例4中，Mn含量过多，冷轧中产生裂纹，无法制造翅片材料。
比较例5中，Cu含量和Zn含量过多，材料熔点低，因此，钎焊性不合格。另外，自身腐蚀速度增加，因此，耐腐蚀性不合格。
比较例6中，Cu含量和Zn含量过少，第2相颗粒的周长密度和电阻率过少，因此，钎焊加热后强度不合格。另外，自然电位高，因此，耐腐蚀性不合格。
比较例7～9中，Ti、Zr、Cr含量分别过多，冷轧中产生裂纹，无法制造翅片材料。
比较例10～12中，制造条件在本发明中限定的条件之外，成为以下的结果。
比较例10中，在最高温下进行退火的退火工序的最高达到温度过小，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例11中，在最高温下进行退火的退火工序的最高达到温度过大，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例12中，冷轧工序中的轧制形状比的最小值过小，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例13～21中，合金组成为本发明中限定的范围外，成为以下的结果。
比较例13中，Fe含量过少，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊后加热强度不合格。
比较例14中，Fe含量过多，钎焊加热后的晶粒微细，因此，钎焊性不合格。
比较例15中，Mn含量过少，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例16中，Mn含量过多，冷轧中产生裂纹，无法制造翅片材料。
比较例17中，Cu含量和Zn含量过多，材料熔点低，因此，钎焊性不合格。另外，自身腐蚀速度增加，因此，耐腐蚀性不合格。
比较例18中，Cu含量和Zn含量过少，第2相颗粒的周长密度和电阻率过小，因此，钎焊加热后强度不合格。另外，自然电位高，因此，耐腐蚀性不合格。
比较例19～21中，Ti、Zr、Cr含量分别过多，冷轧中产生裂纹，无法制造翅片材料。
比较例22～24中，制造条件在本发明限定的条件之外，成为以下的结果。
比较例22中，在最高温下进行退火的退火工序的最高达到温度过小，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例23中，在最高温下进行退火的退火工序的最高达到温度过大，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例24中，冷轧工序中的轧制形状比的最小值过小，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例25～33中，合金组成为本发明限定的范围外，成为以下的结果。
比较例25中，Fe含量过少，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例26中，Fe含量过多，钎焊加热后的晶粒微细，因此，钎焊性不合格。
比较例27中，Mn含量过少，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例28中，Mn含量过多，冷轧中产生裂纹，无法制造翅片材料。
比较例29中，Cu含量和Zn含量过多，材料熔点低，因此，钎焊性不合格。另外，自身腐蚀速度增加，因此，耐腐蚀性不合格。
比较例30中，Si含量过少，第2相颗粒的周长密度和电阻率过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例31～33中，Ti、Zr、Cr含量分别过多，冷轧中产生裂纹，无法制造翅片材料。
比较例34～36中，制造条件在本发明限定的条件之外，成为以下的结果。
比较例34中，在最高温下进行退火的退火工序的最高达到温度过小，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例35中，在最高温下进行退火的退火工序的最高达到温度过大，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
比较例36中，冷轧工序中的轧制形状比的最小值过小，第2相颗粒的周长密度过小，因此，钎焊加热后强度不合格。
产业上的可利用性
本发明的换热器用的铝合金翅片材的钎焊加热后的强度高、且钎焊性优异，因此，与以往的换热器用的铝合金翅片材相比，可以实现板厚的薄壁化，因此，尤其作为汽车的换热器用途是有用的。
Claims (5)
1.一种换热器用的铝合金翅片材，其特征在于，由铝合金形成，所述铝合金的组成为：Si：0.05～0.5质量％、Fe：0.05～0.7质量％、Mn：1.0～2.0质量％、Cu：0.5～1.5质量％和Zn：3.0～7.0质量％，余量：Al和不可避免的杂质，
所述换热器用的铝合金翅片材在L-ST面中的圆当量直径为0.030μm以上且低于0.50μm的第2相颗粒的周长密度为0.30μm/μm2以上、圆当量直径为0.50μm以上的第2相颗粒的周长密度为0.030μm/μm2以上，
所述换热器用的铝合金翅片材的20℃下的电阻率为0.030μΩm以上。
2.一种换热器用的铝合金翅片材，其特征在于，由铝合金形成，所述铝合金的组成为：Si：0.5～1.0质量％、Fe：0.05～0.7质量％、Mn：1.0～2.0质量％、Cu：0.3～1.2质量％和Zn：2.2～5.8质量％，余量：Al和不可避免的杂质，
所述换热器用的铝合金翅片材在L-ST面中的圆当量直径为0.030μm以上且低于0.50μm的第2相颗粒的周长密度为0.30μm/μm2以上、圆当量直径为0.50μm以上的第2相颗粒的周长密度为0.030μm/μm2以上，
所述换热器用的铝合金翅片材的20℃下的电阻率为0.030μΩm以上。
3.一种换热器用的铝合金翅片材，其特征在于，由铝合金形成，所述铝合金的组成为：Si：1.0～1.5质量％、Fe：0.05～0.7质量％、Mn：1.0～2.0质量％、Cu：0.05～0.5质量％和Zn：0.5～3.0质量％，余量：Al和不可避免的杂质，
所述换热器用的铝合金翅片材在L-ST面中的圆当量直径为0.030μm以上且低于0.50μm的第2相颗粒的周长密度为0.30μm/μm2以上、圆当量直径为0.50μm以上的第2相颗粒的周长密度为0.030μm/μm2以上，
所述换热器用的铝合金翅片材的20℃下的电阻率为0.030μΩm以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的换热器用的铝合金翅片材，其特征在于，所述铝合金进一步含有选自Ti：0.05～0.3质量％、Zr：0.05～0.3质量％和Cr：0.05～0.3质量％中的1种或2种以上。
5.一种换热器用的铝合金翅片材的制造方法，其特征在于，其为权利要求1～4中任一项所述的换热器用的铝合金翅片材的制造方法，
所述制造方法具备如下工序：铸造工序，通过双辊式连续铸造轧制法得到板状铸锭；和，冷轧工序，以1次或2次以上的道次对该板状铸锭进行冷轧，得到换热器用的铝合金翅片材，
将该冷轧工序中的冷轧时的辊与材料的接触弧长定义为L(mm)、将轧机进入侧与轧机输出侧的板厚总和的一半定义为H(mm)、将轧制形状比定义为L/H时，在该冷轧工序中，冷轧的各道次的轧制形状比的最小值为1.0以上，
在该冷轧工序中的冷轧的最初的道次之前、且道次与道次之间或最终的道次之后，进行1次以上的退火处理，在该1次以上的退火处理中，在最高温下进行的退火处理的最高达到温度为370～520℃。
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