CN112292470A - 耐压曲性优良的热交换器用铝合金翅片材料及其制造方法 - Google Patents

耐压曲性优良的热交换器用铝合金翅片材料及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供：即使是薄片化至最终板厚30～80μm的翅片材料，仍然具有波纹加工时成形性优良、翅片成形容易的适度的钎焊前强度、体现适度的自身耐腐蚀性和牺牲阳极效果、作为构成工作流体通路的材料高强度且耐压曲性优良的热交换器用铝合金翅片材料。以质量％计，包含Si：1.3％～1.6％、Fe：0.30％～0.70％、Mn：1.8％～2.3％、Zn：0.5％～2.0％、Ti：0.002％～0.10％，作为杂质，将Mg限制在0.05％以下，将Cu限制在0.06％以下，剩余部分由不可避免的杂质与Al构成，最终板厚为30～80μm，抗张强度在260MPa以下，固相线温度在615℃以上，进一步钎焊加热并冷却后进行测定时的抗张强度在170MPa以上且自然电位为‑780mV～‑700mV。

Description

耐压曲性优良的热交换器用铝合金翅片材料及其制造方法
技术领域
铝制热交换器中，将铝合金翅片材料钎焊而得的材料用作铝制的工作流体通路构成材料等。为了提升热交换器的性能特性，对于该铝合金翅片材料，不仅要求为了防止工作流体通路构成材料被腐蚀的牺牲阳极效果，还要求具有优良的抗下垂性、耐腐蚀性，使得其不因钎焊时的高温加热而变形、发生钎渗透。
随着热交换器的轻量化，要求构成工作流体通路的翅片材料的薄片化。在薄片化逐步进展的状况下，由于热交换器用翅片材料在组装到其他热交换器用构件上之后被钎焊，因此还有关于钎焊加热前的强度和耐高温压曲性的研究。
专利文献1中提出了一种具有高强度·高耐热性的热交换器用铝合金制翅片材料，其特征为，含有Mn0.8～2.0％(重量％，下同)、Si0.2～0.6％、Zn0.4～2.0％，且Cu限制在0.03％以下，Fe限制在0.2％以下，剩余部分由Al以及不可避免的杂质构成，而且包含600个/μm3以上的粒径在0.02～0.3μm范围内的金属间化合物，并且粒径在3μm以上的金属间化合物被限制在500个/mm2以下，钎焊加热后的表面的平均结晶粒径在0.4mm以上，进一步，板厚在0.03～0.10mm的范围内，拉伸强度在200N/mm2以上。
专利文献1中所提出的热交换用翅片材料，钎焊前的强度(原有板强度)较高，板厚即使薄达0.1mm以下，组装热交换器时变形、压曲的可能性也极小，而且耐高温压曲性优良，因钎焊时的高温导致压曲的可能性也较小。
此外，对于热交换器用翅片材料，由于在将翅片材料与其他热交换器用构件钎焊之前，通过波纹加工等被成形为规定的形状，因此对于成形性也严格要求。进一步，翅片材料中，虽然为满足如上所述的基本的特性而添加Mn、Fe、Si、Zn等，但是最近在制造工艺上下了工夫，开发了钎焊前的抗张强度较低、钎焊后的抗张强度以及热导率较高的热交换器用高强度铝合金翅片。
专利文献2中，提出了一种热交换器用高强度铝合金翅片材料的制造方法，其特征为，将熔液通过双带式铸造机连续铸造成厚度5～10mm的薄板坯并卷绕在辊上后，冷轧至板厚0.08～2.0mm，以350～500℃的保持温度实施中间退火，进行冷轧率50～96％的冷轧使得最终板厚为40μm～200μm，所述熔液的组成为：包含Si0.5～1.4重量％、Fe0.15～1.0重量％、Mn0.8～3.0重量％、Zn0.5～2.5重量％，进一步，作为杂质的Mg被限制在0.05重量％以下，剩余部分为一般杂质与Al。
专利文献2中所提出的翅片材料在钎焊后具有较高的强度和热导率，抗下垂性、耐腐蚀性、自身耐腐蚀性、牺牲阳极效果优良。
如上所述，对于热交换器用翅片材料，在将翅片材料与其他热交换器用构件钎焊之前，通过波纹加工等被成形为规定的形状。此时，存在以下问题，即因翅片材料的金属组织中所存在的硬度较高的第2相粒子而导致成形用模具的磨损加剧，模具的寿命缩短。
专利文献3中，为了改善该模具磨损特性，提出了一种技术，其规定了翅片材料的金属组织中所存在的1μm以上的第2相粒子的单位面积个数。具体而言，专利文献3中，提出了一种高强度且导热特性、牺牲腐蚀性、钎焊性以及模具的耐磨损性优良的热交换器用铝合金翅片材料，其特征为，化学组成(以质量％计)为，Si：0.8～1.0％，Fe：1.1～1.4％，Mn：0.6～0.7％，Zn：0.5～0.9％，但是Fe+Mn在2.0％以下，剩余部分由Al以及不可避免的杂质构成，作为该不可避免的杂质的Mg为0.05％以下，固相线温度为620℃以上，在钎焊后的状态下，屈服强度为40MPa以上，电导率为49.5％IACS以上，自然电位为-740mV以下，金属组织中所观察到的圆当量径为1μm以上的第2相粒子的单位面积个数为6千个/mm2以下。
专利文献3中所提出的翅片材料存在以下问题，即虽然为了提升模具磨损特性而对翅片材料的金属组织中所存在的硬度较高的第2相粒子的粒子密度进行了控制，但是由于翅片材料中的Si、Mn的含量较少，因此当尝试将翅片材料薄片化时，作为钎焊后的工作流体构成材料的翅片材料容易压曲。
专利文献4中提出了一种翅片材料，以质量％计，包含Si：0.9～1.2％、Fe：0.8～1.1％、Mn：1.1～1.4％、Zn：0.9～1.1％，作为杂质的Mg为0.05％以下、Cu为0.03％以下，(〔Si〕+〔Fe〕+2〔Mn〕)/3被限制在1.4％～1.6％，剩余部分由不可避免的杂质与Al构成，板厚为35～50μm，钎焊前抗张强度在215MPa以下，固相线温度在620℃以上，钎焊后抗张强度在140MPa以上，钎焊后电导率在45％IACS以上，钎焊后自然电位为-730mV～-760mV。
根据专利文献4所提出的翅片材料，可以形成如下的热交换器用铝合金翅片材料，即具有弹性回复量较小、翅片成形容易的适度的钎焊前强度，且钎焊后具有较高的强度，且模具磨损特性、耐腐蚀性、自身耐腐蚀性、牺牲阳极效果也优良。
专利文献4所提出的翅片材料存在以下问题，即虽然具有弹性回复量较小、翅片成形容易的适度的钎焊前强度，但是因为在特定的组成中，将(〔Si〕+〔Fe〕+2〔Mn〕)/3限制在1.4％～1.6％，因此当尝试将翅片材料薄片化时，作为钎焊后的工作流体构成材料的翅片材料容易压曲。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2000-119783号公报
专利文献2：日本专利特开2005-002383号公报
专利文献3：日本专利特开2009-270180号公报
专利文献4：日本专利特开2014-047384号公报
因此，期待的是，通过将合金组成规定在合适的范围内，同时作为制造方法，用双带式铸造机铸造板坯，在规定的条件下，将冷轧以及退火合适地组合进行，获得即使是薄片化至最终板厚30～80μm，仍然具有波纹加工时成形性优良、翅片成形容易的适度的钎焊前强度、体现适度的自身耐腐蚀性与牺牲阳极效果、作为构成工作流体通路的材料的高强度且耐压曲性优良的热交换器用翅片材料。
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的目的为，提供即使是薄片化至最终板厚30～80μm的翅片材料，仍然具有波纹加工时成形性优良、翅片成形容易的适度的钎焊前强度、体现适度的自身耐腐蚀性和牺牲阳极效果、作为构成工作流体通路的材料的高强度且耐压曲性优良的热交换器用铝合金翅片材料。
解决技术问题所采用的技术方案
为了达成上述目的，本发明的翅片材料(本申请的第1发明)提供一种热交换器用铝合金翅片材料，其特征在于，以质量％计，包含Si：1.3％～1.6％、Fe：0.30％～0.70％、Mn：1.8％～2.3％、Zn：0.5％～2.0％、Ti：0.002％～0.10％，作为杂质，将Mg限制在0.05％以下，将Cu限制在0.06％以下，剩余部分由不可避免的杂质与Al构成，最终板厚为30～80μm，抗张强度在260MPa以下，固相线温度在615℃以上，进一步钎焊加热并冷却后进行测定时的抗张强度在170MPa以上且自然电位为-780mV～-700mV。
本发明的翅片材料的制造方法(本申请的第2发明)，其特征在于，包括：浇铸上述组成的熔液，使用双带式铸造机，连续铸造厚度6～15mm的板坯并卷绕在辊上的连续铸造工序；实施冷轧使得板厚为1.0～6.0mm的第1次冷轧工序；在360～460℃下实施中间退火的第1次中间退火工序；实施冷轧使得板厚为0.05～0.12mm的第2次冷轧工序；在200～350℃下实施中间退火的第2次中间退火工序；实施冷轧率20～50％的冷轧使得最终板厚为30～80μm的最终冷轧工序。
发明效果
根据本申请的第1发明，可以提供：即使薄片化至最终板厚30～80μm，仍然具有波纹加工时成形性优良、翅片成形容易的适度的钎焊前强度、体现适度的自身耐腐蚀性和牺牲阳极效果、作为构成工作流体通路的材料的高强度且耐压曲性优良的热交换器用铝合金翅片材料。
根据本申请的第2发明，通过使用规定组成的铝熔液，用双带式铸造机使其成为板坯，在规定的条件下将冷轧以及退火合适地组合进行，可以制造具备上述各条件的热交换器用铝合金翅片材料。
附图说明
图1所示为钎焊试验体的外观的图。
图2所示为使用图1所示的钎焊试验体进行压缩试验时的荷重(N)与位移量(mm)间关系的图表。
具体实施方式
＜热交换器用铝合金翅片材料＞
以下，关于为本申请的第1发明的热交换器用铝合金翅片材料，就限制组成的理由、以及最终板厚、抗张强度、固相线温度、钎焊加热后的抗张强度、以及钎焊加热后的自然电位进行说明。本说明书中，只要没有特殊限定，％表示质量％。
〔Si：1.3％～1.6％〕
Si与Fe、Mn共存，在钎焊时生成亚微米水平的Al-(Fe·Mn)-Si类化合物，具有提升钎焊后的抗张强度、压曲强度的效果。Si含量低于1.3％时，该效果不充分，高于1.6％时，由于固相线温度降低，因此在钎焊时可能对翅片材料产生腐蚀。因此，Si含量在1.3％～1.6％的范围内。Si含量优选在1.4％～1.55％的范围内。Si含量进一步优选在大于1.4％～1.5％的范围内。
〔Fe：0.30％～0.70％〕
Fe与Mn、Si共存，在钎焊时生成亚微米水平的Al-(Fe·Mn)-Si类化合物，有助于分散强化，提升钎焊后的强度。为了获得该效果，Fe含量需要在0.30％以上。Fe含量低于0.30％时强度降低。另一方面，Fe含量高于0.70％时，在铸造合金时生成粗大的Al-(Fe·Mn)-Si类结晶产物，板材的制造变得困难。因此，Fe含量在0.30％～0.70％的范围内。Fe含量优选在0.30％～0.65％的范围内。Fe含量进一步优选在0.30％～0.60％的范围内。
〔Mn：1.8％～2.3％〕
Mn通过与Fe、Si共存，从而在钎焊时作为亚微米水平的Al-(Fe·Mn)-Si类化合物而高密度地析出，具有提升钎焊后的抗张强度、压曲强度的效果。此外，由于亚微米水平的Al-(Fe·Mn)-Si类析出物具有较强的重结晶阻止作用，因此重结晶晶粒达到200μm以上，可以确保耐腐蚀性，提升钎焊性。为了获得该效果，Mn含量需要在1.8％以上。Mn含量高于2.3％时，钎焊前的抗张强度过于高，成形性降低。因此，Mn含量在1.8％～2.3％的范围内。Mn含量优选在1.9％～2.3％的范围内。Mn含量进一步优选在大于2.0％～2.3％的范围内。
〔Zn：0.5％～2.0％〕
由于Zn降低翅片材料的钎焊后的自然电位，因此赋予牺牲阳极效果。为了获得该效果，Zn含量需要在0.5％以上。但是，Zn含量高于2.0％时，自然电位降得过于低，材料的自身耐腐蚀性劣化。因此，Zn含量在0.5％～2.0％的范围内。Zn含量优选在0.5％～1.9％的范围内。Zn含量进一步优选在0.5％～1.8％的范围内。
〔Ti：0.002％～0.10％〕
Ti在板坯铸造时起到晶粒微细化剂的作用，防止板坯在铸造时开裂。为了获得该效果，Ti含量需要在0.002％以上。但是，Ti含量高于0.10％时，在铸造时析出粗大的金属间化合物TiAl3，在冷轧中TiAl3可能成为起点形成缺陷。因此，Ti含量在0.002％～0.10％的范围内。Ti含量优选在0.002％～0.07％的范围内。Ti含量进一步优选在0.005％～0.05％的范围内。
〔Mg：0.05％以下〕
Mg对钎焊性产生影响，其含量高于0.05％时，可能损害钎焊性。特别是使用氟化物类钎剂的情况下，钎剂成分中的氟(F)与合金中的Mg容易发生反应，生成MgF2等化合物。因此，钎焊时有效作用的钎剂的绝对量不足，容易发生钎焊不良。因此，不可避免的杂质中，特别是将Mg的含量限制在0.05％以下。
〔Cu：0.06％以下〕
Cu虽然提高电位，提升钎焊后的抗张强度，但是高于0.06％时，钎焊前的抗张强度变得过于高，可能使得成形性劣化。因此，不可避免的杂质中，特别是将Cu的含量限制在0.06％以下。
〔其他不可避免的杂质〕
不可避免的杂质为不可避免地从原料粗金属锭、回收材料等混入的元素。这些元素中，特别是Cr、Zr、Ni即使是微量也会降低导热性(电导率)，因此限制其均低于0.05质量％。B的含量如果増加，则尽管还取决于Ti含量，但是晶粒的微细化效果可能下降，因此限制为低于0.03％。其他管理外的元素中，对于可以容许的含量(例如，Pb、Bi、Sn、Na、Ca、Sr)，分别限制为低于0.02％，对于其他(例如，Ga、V、Co、Nb、Mo、W)，分别限制为低于0.05％。另外，在此范围内即使含有管理外元素也不会妨碍本发明的效果。
〔最终板厚为30～80μm〕
为了薄片轻量化，将最终板厚限制在80μm以下。此外，最终板厚低于30μm时，会导致翅片钎焊后的热交换器自身的强度不足。因此，将翅片材料的最终板厚限定在30～80μm。
〔抗张强度在260MPa以下〕
钎焊前的抗张强度高于260MPa时，在板厚为30～80μm的薄翅片材料的情况下，翅片成形时的成形性可能降低而无法获得规定的形状，因此是不优选的。因此，将钎焊前的抗张强度限制在260MPa以下。
〔固相线温度在615℃以上〕
在固相线温度低于615℃的情况下，钎焊时产生腐蚀的可能性变高，因此是不优选的。因此，将固相线温度限制在615℃以上。
〔进一步钎焊加热并冷却后测定时的抗张强度为170MPa以上〕
为本申请的第1发明的翅片材料被钎焊于管道等上作为热交换器使用。因此，作为热交换器整体需要满足规定的要求强度，钎焊后作为工作流体构成材料的翅片的压曲荷重也优选较高者。因此，将钎焊加热后的抗张强度限制在170MPa以上。
〔进一步钎焊加热并冷却后测定时的自然电位为-780mV～-700mV〕
为本申请的第1发明的翅片材料中的自然电位是以银氯化银参比电极(SSE：Ag/AgCl/5％NaCl水溶液)为基准的电位。钎焊后的自然电位低于-780mV时，电位变得过于低，翅片材料的自身耐腐蚀性降低，因此是不优选的。钎焊后的自然电位高于-700mV时，电位变得过于高，翅片材料的牺牲阳极效果降低，因此是不优选的。因此，钎焊加热后的自然电位在-780mV～-700mV的范围内。钎焊加热后的自然电位优选在-760mV～-700mV的范围内。钎焊加热后的自然电位进一步优选在-750mV～-700mV的范围内。
＜热交换器用铝合金翅片材料的制造方法＞
然后，关于为本申请的第2发明的热交换器用铝合金翅片材料的制造方法，就板坯的铸造条件、第1次冷轧工序、第1次中间退火工序、第2次冷轧工序、第2次中间退火工序、以及最终冷轧工序的各自的制造条件等进行说明。
[板坯的铸造工序]
(使用双带式铸造机)
双带式铸造机具备具有环形带且上下相对的一对旋转带部分、在该一对旋转带部分之间形成的空腔、以及设置在上述旋转带部分内部的冷却单元，可用于通过由耐火材料构成的喷嘴向上述空腔内供给金属熔液而连续地铸造板坯等。通过使用这样的双带式铸造机，可以省去表面切削工序、均质化处理工序、以及热轧工序。
(使板坯厚度为6～15mm)
本申请的第2发明中，将铸造的板坯的厚度限制为6～15mm。在该厚度下，板厚中央部分的凝固速度较快，组织均匀且为本发明范围的组成时，粗大化合物较少，钎焊后结晶粒径较大，可以获得各性质优良的翅片材料。板坯厚度小于6mm时，单位时间下通过双带式铸造机的铝量变得过于小，铸造变得困难。厚度大于15mm时，将铸造板坯直接卷绕变得困难。因此，将板坯厚度限制在6～15mm。
在使用双带式铸造机铸造厚度为6～15mm的板坯的情况下，板坯1/4厚度的位置处的板坯冷却速度为20～200℃/秒左右。如此，熔液在比较快的冷却速度下凝固，使得在本发明的化学组成的范围内，在铸造时可以抑制Al-(Fe·Mn)-Si等粗大的金属间化合物的析出，可以提高Fe、Si、Mn等元素溶进基质的固溶量。
本申请的第2发明中，板坯厚度为6～15mm，可以直接卷绕到线圈上，但是例如也可以通过热轧机进行轧制率5～10％左右的平整轧制。如此，可以改善表面的平坦度，提升线圈的表面品质。
〔第1次冷轧工序〕
第1次冷轧工序中，由冷轧机对卷绕在线圈上的板坯实施多个道次的冷轧，使板厚为1.0～6.0mm。板厚大于6.0mm时，冷轧率过于低而不合适。板厚小于1.0mm时，加工硬化变得过于激烈，难以继续进行冷轧。
〔第1次中间退火工序〕
第1次中间退火的保持温度为360～460℃。第1次中间退火的保持温度低于360℃时，无法获得充分的软化状态。第1次中间退火的保持温度高于460℃时，由于中间退火时在基质中析出的Al-(Fe·Mn)-Si类化合物变得粗大，因此分散强化的效果减小，可能无法获得所期待的钎焊后的抗张强度，是不优选的。第1次中间退火的保持温度优选为380～440℃。
第1次中间退火的保持时间没有特别限制的必要，但是优选在1～5小时的范围内。第1次中间退火的保持时间低于1小时时，由于线圈整体的温度还不均匀，可能无法获得在板中均匀的软化状态，因此是不优选的。第1次中间退火的保持时间高于5小时时，由于处理花费过多时间，生产效率降低，因此是不优选的。
第1次中间退火处理时的升温速度以及冷却速度没有特别限制的必要，但是优选为30℃/小时以上。第1次中间退火处理时的升温速度以及冷却速度低于30℃/小时时，由于处理花费过多时间，生产效率降低，因此是不优选的。
〔第2次冷轧工序〕
第2次冷轧工序中，由冷轧机对实施了第1次中间退火处理的板实施多个道次的冷轧，使板厚为0.05～0.12mm。板厚大于0.12mm时，由冷轧而在板上积累的应变量过于少，无法在第2次中间退火工序后获得具有规定的金属组织的板。板厚小于0.05mm时，难以在第2次中间退火工序后进行最终冷轧率为20～50％的最终冷轧工序，难以获得实施了规定的调质的翅片材料。
〔第2次中间退火工序〕
第2次中间退火的保持温度为200～350℃。第2次中间退火的保持温度低于200℃时，无法获得充分的软化状态。与此相对，第2次中间退火的保持温度高于350℃时，由于基质中析出的Al-(Fe·Mn)-Si类化合物变得粗大，因此分散强化的效果减小，可能无法获得所期待的钎焊后的抗张强度。第2次中间退火的保持温度优选为220～330℃。
第2次中间退火的保持时间没有特别限制的必要，但是优选在1～5小时的范围内。第2次中间退火的保持时间低于1小时时，由于线圈整体的温度还不均匀，可能无法获得充分的软化，因此是不优选的。第2次中间退火的保持时间高于5小时时，由于处理花费过多时间，生产效率降低，因此是不优选的。
第2次中间退火处理时的升温速度以及冷却速度没有特别限制的必要，但是优选为30℃/小时以上。第2次中间退火处理时的升温速度以及冷却速度低于30℃/小时时，由于处理花费过多时间，生产效率降低，因此是不优选的。
〔最终冷轧率为20～50％的最终冷轧工序〕
最终冷轧工序中，将最终冷轧率限制在20～50％。最终冷轧率低于20％时，由于冷轧时所积累的应变能较少，钎焊时的升温过程中重结晶未完成，因此抗下垂性和耐腐蚀性降低。最终冷轧率高于50％时，制品强度变得过于高，难以在翅片成形时获得规定的翅片形状。
通过将如此制造的铝合金翅片材料(最终板厚为30～80μm)分切成规定宽度后进行波纹加工，与工作流体通路用材料，例如，由被覆钎料的3003合金等所制成的包层板所构成的扁平管交替层叠，钎焊接合，可以制成热交换器单元。
实施例
(实施例A)
该实施例A就关于为本申请的第1发明的热交换器用铝合金翅片材料的成分组成的研究结果进行说明。
将11个级别的组成的合金熔液熔解于#10坩锅中，用小型喷枪吹入惰性气体5分钟，进行脱气处理。将分析用样品采集在圆盘上后，将各合金熔液浇铸至内尺寸200×200×16mm的水冷模具中，制备板坯。基于各供材(11个级别)的发光分光分析的组成分析值(成分组成)在表1中示出。
[表1]
表1供试材料的成分组成
(质量％)
Figure BDA0002845937770000101
注)划有下划线的值表示为本申请的规定范围外的值。
在这些板坯的两面上实施各3mm的表面切削后，实施第1阶段冷轧使板厚为4.0mm，然后实施在退火炉内以50℃/小时的升温速度升温、400℃×2小时保持后进行空气冷却的第1次中间退火处理。进一步，实施第2阶段冷轧使板厚为0.083mm，然后实施在退火炉内以50℃/小时的升温速度升温、300℃×2小时保持后进行空气冷却的第2中间退火处理。进一步，实施最终冷轧率为40％的冷轧，制得最终板厚为50μm的翅片材料(调质记号：H14)。
对上述获得的合金No.1～合金No.11的组成的翅片材料，进行下述(1)至(3)的试验测定。
(1)钎焊加热前的各特性
〔试验项目〕
[1]抗张强度(MPa)
作为钎焊加热前的抗张强度，测定上述获得的合金No.1～合金No.11的组成的翅片材料的抗张强度。获得的抗张强度的测定结果在表2中示出。
[2]固相线温度(℃)
关于上述获得的合金No.1～合金No.11的组成的翅片材料，通过差热分析测定固相线温度。获得的固相线温度的测定结果在表2中示出。
(2)钎焊加热后的各特性
〔钎焊加热条件〕
假想实际的钎焊加热条件，对上述获得的合金No.1～合金No.11的组成的翅片材料进行热处理，即以50℃/分钟的平均升温速度从室温升温至600℃附近，在600℃附近保持2分钟左右后，以100℃/分钟的平均冷却速度冷却。即，在不使用钎料的情况下对上述获得的合金No.1～合金No.11的组成的翅片材料实施上述热处理。
〔试验项目〕
[1]抗张强度〔MPa〕
作为钎焊加热后的抗张强度，测定实施上述热处理后的合金No.1～合金No.11的组成的翅片材料的抗张强度。获得的抗张强度的测定结果在表2中示出。
[2]自然电位〔mV〕
作为钎焊加热后的自然电位，对于实施上述热处理后的合金No.1～合金No.11的组成的翅片材料，以银氯化银电极(饱和)作为参比电极，测定在5％食盐水中浸渍60分钟后的自然电位(mV)。获得的自然电位的测定结果在表2中示出。
(3)压曲荷重的测定
将上述获得的合金No.1～合金No.11(共计11个级别)的组成的翅片材料分别加工成高度2.3mm×宽度21mm×间距3.4mm(8纹)的波纹状(各个级别制备3个)。然后准备涂布有非腐蚀性氟化物类钎剂的厚度为0.25mm的钎料片(钎料4045合金，包覆率8％)。通过在波纹状的翅片材料的上下设置钎料片，以50℃/分钟的平均升温速度从室温升温至600℃附近，在600℃附近保持2分钟左右后，以100℃/分钟的平均冷却速度冷却，来制备钎焊试验体。钎焊试验体的外观在图1中示出。使用该钎焊试验体进行压缩试验，如图2所示，测定此时的最大荷重，以此作为压曲荷重。各个级别分别进行3次试验，计算3次测定的压曲荷重的平均值，以该平均值进行评价。所获得的压曲荷重的测定结果以及其平均值(n＝3)在表2中示出。
[表2]
表2供试材料的各特性(成分组成的研究)
Figure BDA0002845937770000131
注)划有下划线的值表示为本申请的规定范围外的值。
实施例1～3(合金No.1～3)的翅片材料由于在本申请发明的组成范围内，因此，固相线温度在615℃以上从而钎焊性(耐腐蚀性)良好，钎焊加热前的抗张强度在260MPa以下从而成形性良好，钎焊加热后的抗张强度在170MPa以上从而具有高强度，钎焊加热后的自然电位为-700mV～-780mV从而体现适度的自身耐腐蚀性与牺牲阳极效果，压曲荷重(平均值)在290N以上从而耐压曲性优良。
比较例1(合金No.4)的翅片材料由于Si的含量过于低，因此钎焊加热后的抗张强度低于170MPa而强度不足，压曲荷重(平均值)低于290N而耐压曲性不良。
比较例2(合金No.5)的翅片材料由于Si、Mn的含量过于低，因此钎焊加热后的抗张强度低于170MPa而强度不足，自然电位低于-780mV，压曲荷重(平均值)低于290N而耐压曲性不良。
比较例3(合金No.6)的翅片材料由于Fe的含量高，Si、Mn的含量过于低，因此钎焊加热后的抗张强度低于170MPa而强度不足，压曲荷重(平均值)低于290N而耐压曲性不良。
比较例4(合金No.7)的翅片材料由于Fe的含量高，Si、Mn的含量过于低，因此钎焊加热后的抗张强度低于170MPa而强度不足，压曲荷重(平均值)低于290N而耐压曲性不良。
比较例5(合金No.8)的翅片材料，由于Cu含量过于高但Si含量过于低，因此钎焊加热前的抗张强度高于260MPa，钎焊加热后的抗张强度低于170MPa而强度不足。
比较例6(合金No.9)的翅片材料由于Mn含量过于低，因此固相线温度低于615℃，钎焊加热后的抗张强度低于170MPa而强度不足，压曲荷重(平均值)低于290N而耐压曲性不良。
比较例7(合金No.10)的翅片材料由于Si、Mn含量过于低，因此钎焊加热后的抗张强度低于170MPa而强度不足，压曲荷重(平均值)低于290N而耐压曲性不良。
比较例8(合金No.11)翅片材料由于Fe的含量高，Si、Mn的含量过于低，因此钎焊加热后的抗张强度低于170MPa而强度不足，压曲荷重(平均值)低于290N而耐压曲性不良。
(实施例B)
该实施例B就关于本申请的第2发明中的第1次中间退火条件、第2次中间退火条件等制板条件的研究结果进行说明。
对实施例A中制备的表面切削完成的板坯(合金No.1，厚度10mm)实施第1阶段的冷轧使板厚为4.0mm，然后实施在退火炉内以50℃/小时的升温速度升温、280、400、500℃×2小时保持后进行空气冷却的第1次中间退火处理。进一步，实施第2阶段冷轧使板厚为0.083、0.091、0.110mm，然后实施在退火炉内以50℃/小时的升温速度升温、150、250、300、450℃×2小时保持后进行空气冷却的第2中间退火处理。进一步，实施最终冷轧率为40％、45％的冷轧，制得最终板厚为50、60μm的翅片材料(调质记号：H14)。
假想实际的钎焊加热条件，对获得的4个级别的翅片材料(比较例9、10、11、12)进行热处理，即以50℃/分钟的平均升温速度从室温升温至600℃附近，在600℃附近保持2分钟左右后，以100℃/分钟的平均冷却速度冷却。
对于所获得的供试材料，与实施例A相同地测定抗张强度(MPa)、自然电位(mV)等各特性。所获得的各特性的测定结果与中间退火条件等制板条件一同在表3中示出。
[表3]
表3供试材料的各特性(中间退火条件的研究)
Figure BDA0002845937770000151
注)划有下划线的值表示为本申请的规定范围外的值。
实施例1(合金No.1)的翅片材料由于具有本申请发明的范围内的成分组成，且在本申请发明的范围内的制板条件下制造，因此，固相线温度在615℃以上从而钎焊性(耐腐蚀性)良好，钎焊加热前的抗张强度在260MPa以下从而成形性良好，钎焊加热后的抗张强度在170MPa以上从而具有高强度，并且钎焊加热后的自然电位为-700mV～-780mV从而体现适度的自身耐腐蚀性与牺牲阳极效果。
比较例9(合金No.1)的翅片材料虽然在本申请发明的组成范围内，但是1次中间退火温度为500℃而过于高，因此钎焊加热后的抗张强度低于170MPa而强度不足。
比较例10(合金No.1)的翅片材料虽然在本申请发明的组成范围内，但是1次中间退火温度为280℃而过于低，因此钎焊加热前的抗张强度高于260MPa而被认为成形性不良。
比较例11(合金No.1)的翅片材料虽然在本申请发明的组成范围内，但是2次中间退火温度为450℃而过于高，因此钎焊加热后的抗张强度低于170MPa而强度不足。
比较例12(合金No.1)的翅片材料虽然在本申请发明的组成范围内，但是2次中间退火温度为150℃而过于低，因此钎焊加热前的抗张强度高于260MPa而被认为成形性不良。
由上，可以理解，具有本申请发明的范围内的成分组成、并且在本申请发明的范围内的制板条件下制造的热交换器用铝合金翅片材料，由于其抗张强度在260MPa以下，固相线温度在615℃以上，进一步钎焊加热并冷却后进行测定时的抗张强度在170MPa以上且自然电位为-780mV～-700mV，因此即使最终板厚被薄片化至30～80μm，仍然在波纹加工时成形性优良，具有翅片成形容易的适度的钎焊前强度，并且体现适度的自身耐腐蚀性与牺牲阳极效果，作为构成工作流体通路的材料具有高强度且耐压曲性优良。

Claims (2)

1.一种耐压曲性优良的热交换器用铝合金翅片材料，其特征在于：
以质量％计，包含Si：1.3％～1.6％、Fe：0.30％～0.70％、Mn：1.8％～2.3％、Zn：0.5％～2.0％、Ti：0.002％～0.10％，作为杂质，将Mg限制在0.05％以下，将Cu限制在0.06％以下，剩余部分由不可避免的杂质与Al构成，
最终板厚为30～80μm，抗张强度在260MPa以下，固相线温度在615℃以上，进一步钎焊加热并冷却后进行测定时的抗张强度在170MPa以上且自然电位为-780mV～-700mV。
2.一种耐压曲性优良的热交换器用铝合金翅片材料的制造方法，其特征在于，包括：
浇铸权利要求1所述的组成的熔液，使用双带式铸造机，连续铸造厚度6～15mm的板坯并卷绕在辊上的连续铸造工序；
实施冷轧使得板厚为1.0～6.0mm的第1次冷轧工序；
在360～460℃下实施中间退火的第一次中间退火工序；
实施冷轧使得板厚为0.05～0.12mm的第2次冷轧工序；
在200～350℃下实施中间退火的第2次中间退火工序；
实施冷轧率20～50％的冷轧使得最终板厚为30～80μm的最终冷轧工序。
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