CN112996943B - 铝合金制配管件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

铝合金制配管件(10)具备：配管件主体部(11)，其由含有Mg：0.7质量％以上且小于2.5质量％及Ti：超过0质量％且0.15质量％以下并且余量由Al和不可避免的杂质构成的Al‑Mg系合金构成；以及含Zn层(12)，其配置于所述配管件主体部的外侧表面，在所述Al‑Mg系合金中扩散有0.1质量％以上的Zn。

Description

铝合金制配管件及其制造方法
技术领域
本说明书公开的技术涉及用作热交换器用的配管或软管接头等的具有高强度的铝合金制配管件及其制造方法。
背景技术
以往，已知有Al-Mg系或Al-Mg-Mn系的被称为5000系的铝合金。其中，Al-Mg系铝合金与1000系(纯铝系)、3000系(Al-Mn系)、6000系(Al-Mg-Si系)的铝合金相比，在强度、耐腐蚀性等方面具备优异的材料特性。另一方面，5000系铝合金为硬质，因此挤压性降低。因此，在下述专利文献1中提出了一种5000系铝合金管形状中空型材，其通过调节合金成分、加工硬化指数n值、挤压管的截面形状等，在维持一定以上的挤压性的同时具有优异的加工性。
专利文献1所公开的铝合金管形状中空型材例如能够进行分流组合模挤压，弯曲加工性也优异。但是，为了实现更高的强度，需要进一步增多Mg含量，但在该情况下挤压压力上升，存在难以通过孔挤压进行制造的课题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-204078号公报
发明内容
(发明要解决的课题)
本技术的目的在于，提供一种铝合金制配管件及其制造方法，该铝合金制配管件是5000系铝合金制的配管件，挤压性优异并具有比以往更高的强度。
(用于解决课题的技术方案)
本发明人对上述课题反复进行了深入研究，结果发现，通过对调节合金成分而挤压的配管件实施具有特定范围的Zn附着量的Zn热喷涂，然后实施扩散热处理，能够在外侧表面配置强度高的含Zn层而实现强度提高，从而完成了本发明。需要说明的是，推测在含Zn层中强度提高是为了使扩散到Al-Mg系合金中的Zn与母相中的固溶Mg形成微细的MgZn2析出物。
即，本说明书公开的技术(1)提供一种热交换器用的铝合金制配管件，其具备：配管件主体部，其由Al-Mg系合金构成，所述Al-Mg系合金含有Mg：0.7质量％以上且小于2.5质量％、以及Ti：超过0质量％且0.15质量％以下，并且余量由Al和不可避免的杂质构成；以及含Zn层，其配置于所述配管件主体部的外侧表面，在所述Al-Mg系合金中扩散有0.1质量％以上的Zn。
另外，本说明书公开的技术(2)提供(1)所述的铝合金制配管件，其中，所述含Zn层的厚度为50μm以上。
另外，本说明书公开的技术(3)提供(1)或(2)所述的铝合金制配管件，其中，所述含Zn层具有比所述配管件主体部高50％以上的维氏硬度。
另外，本说明书公开的技术(4)提供一种铝合金制配管件的制造方法，其包括：热挤压工序，对含有Mg：0.7质量％以上且小于2.5质量％、以及Ti：超过0质量％且0.15质量％以下、并且余量由Al和不可避免的杂质构成的Al-Mg系合金进行热挤压，成型出管状的配管件；以及含Zn层形成工序，在所述配管件的外侧表面形成在所述Al-Mg系合金中扩散有0.1质量％以上的Zn的含Zn层。
另外，本说明书公开的技术(5)提供(4)所述的铝合金制配管件的制造方法，其中，所述热挤压工序通过分流组合模挤压来进行。
另外，本说明书公开的技术(6)提供(4)或(5)所述的铝合金制配管件的制造方法，其中，所述含Zn层形成工序包括：Zn热喷涂工序，向所述配管件热喷涂Zn，得到在所述配管件的外侧表面附着有Zn的Zn热喷涂配管件；以及扩散热处理工序，对所述Zn热喷涂配管件实施扩散热处理，在由所述Al-Mg系合金构成的配管件主体部的外侧表面形成所述含Zn层。
另外，本说明书公开的技术(7)提供(6)所述的铝合金制配管件的制造方法，其中，所述Zn热喷涂配管件中的Zn的附着量为2g/m2以上且30g/m2以下。
(发明效果)
根据本技术，能够提供一种铝合金制配管件及其制造方法，该铝合金制配管件是5000系铝合金制配管件，挤压性优异并具有比以往更高的强度。
附图说明
图1是表示实施方式涉及的铝合金制配管件的截面结构的概略的示意图。
图2是图1的局部放大图。
图3是铝合金的成分表。
图4是评价结果。
具体实施方式
＜实施方式＞
如图1和图2所示，本实施方式涉及的铝合金制配管件10是铝合金制配管件，其特征在于，具备：配管件主体部11，其由含有Mg：0.7质量％以上且小于2.5质量％及Ti：超过0质量％且0.15质量％以下并且余量由Al以及不可避免的杂质构成的Al-Mg系合金构成；以及含Zn层12，其配置于所述配管件主体部的外侧表面，在所述Al-Mg系合金中扩散0.1质量％以上的Zn。
本实施方式的铝合金制配管件10可以是通过将具有规定组成的铝合金的挤压用钢坯进行分流组合模挤压而制作，即，由铝合金构成的分流组合模挤压管形状中空件。作为用于制造由铝合金构成的挤压管的挤压方法，有使用将具有中空孔的坯料与杆连接的芯棒挤压成型为圆形管的心轴挤压、设置分割材料的端口孔和设置有形成中空部的心轴的阳模、以及设置有用于将被分割的材料包围心轴而一体化并焊接的腔室的阴模进行挤压成型的分流组合模挤压。其中，通常通过心轴挤压的挤压管容易产生不均，存在难以成形薄壁管等问题。因此，配管件、软管接合件等铝合金管优选通过分流组合模挤压来制作。
在本实施方式中，形成配管件主体部11的铝合金是含有规定量的Mg和Ti，并余量由Al和不可避免的杂质构成的Al-Mg系合金。
Mg用于提高强度。形成配管件主体部11的铝合金的Mg含量为0.7质量％以上且小于2.5质量％，优选为0.7质量％以上且1.3质量％以下。若铝合金的Mg含量在上述范围，则能够显现作为配管件等所要求的强度，并且挤压时的热变形阻力不会过度上升，因此能够进行基于分流组合模挤压的制造。另一方面，若铝合金的Mg含量小于上述范围，则成为与1000系合金同等的强度，一般无法达成配管件所要求的强度、优选80MPa以上，另外，若超过上述范围，则分流组合模挤压时的挤压压力上升，管形状的挤压变得困难。
Ti作为铸造组织的微细化等组织微细化剂发挥功能。形成配管件主体部11的铝合金的Ti含量超过0质量％且为0.15质量％以下，优选为0.01质量％以上且0.05质量％以下。在铝合金的Ti含量为0质量％、即铝合金不含Ti的情况下，成为羽毛状晶等粗大且不均匀的铸造组织，在挤压管形状中空型材的组织中部分地产生粗大晶粒，成为不均匀的晶粒组织，因此在拉伸试验中伸长率降低，另外，若超过上述范围，则会产生巨大结晶物，在挤压时产生表面缺陷等，或者以巨大结晶物为起点在弯曲加工时容易产生裂纹、断裂等，有可能损害作为制品的加工性。
形成配管件主体部11的铝合金除了Mg和Ti以外，还可以根据需要含有Si、Fe、Cu、Mn、Cr和Zn中的任意1种或2种以上。该情况下，铝合金的各元素的含量为Si：0.20质量％以下、Fe：0.20质量％以下、Cu：0.5质量％以下、Mn：0.50质量％以下、Cr：0.10质量％以下、Zn：0.10质量％以下。
若铝合金的Si含量超过0.20质量％，则Mg2Si化合物过剩地形成，耐腐蚀性变低。若铝合金的Fe含量超过0.20质量％，则Al3Fe化合物过度析出，耐腐蚀性变低。铝合金的Cu含量超过0.5质量％时，耐腐蚀性变低。
Mn在挤压时容易进行析出。如3000系铝合金或Al-Mg-Mn系5000系铝合金那样，若铝合金的Mn含量超过0.50质量％，则在通过分流组合模挤压而在熔接部进行了过剩析出的情况下，在熔接部与一般部产生电位差，产生沿着熔接部的优先腐蚀，从而提前到达贯通，损害耐腐蚀性。因此，在形成配管件主体部11的铝合金中，即使在5000系铝合金中，也优选使用Al-Mg系铝合金。需要说明的是，在本实施方式中，形成配管件主体部11的Al-Mg系铝合金不含有Mn而含有规定量的Mg，在挤压时Mg的析出不进行，因此不产生优先腐蚀，进而由于是5000系合金，因此在盐水环境中显示出良好的耐腐蚀性。
若铝合金的Cr含量超过0.10质量％，则Cr抑制挤压后的再结晶，因此成为再结晶组织与纤维状组织混合存在的不均匀的晶粒组织，加工时难以均匀地变形。若形成配管件主体部11的铝合金的Zn含量超过0.10质量％，则全面腐蚀进行，腐蚀量增加，耐腐蚀性变低。
形成配管件主体部11的铝合金除了上述的Si、Fe、Cu、Mn、Cr以及Zn以外，只要在不影响本技术的效果的范围内，则也可以含有其他杂质，其他杂质的含量分别为0.05质量％以下，合计为0.15质量％以下的范围即可。
如图1及图2所示，本实施方式涉及的铝合金制配管件10具备在形成上述的配管件主体部11的铝合金中混合有0.1质量％以上的Zn的含Zn层12。另外，在各图中，有时考虑到说明的方便而变更一部分部件的尺度。含Zn层12配置于配管件主体部11的外侧表面，但不需要配管件主体部11与含Zn层12的边界明确。如上所述，由Zn含量为0.10％以下的配管件主体部11，例如如图2所示，也可以形成为铝合金中的Zn含量朝向铝合金制配管件10的外侧表面逐渐增加，在铝合金制配管件10的最外侧表面具有Zn含量为0.1质量％以上的含Zn层12。
具备含Zn层12的铝合金制配管件10能够通过包括如下工序的制造方法来制造：通过分流组合模挤压等将形成上述的配管件主体部11的铝合金进行热挤压而得到管状的配管件的热挤压工序；以及在得到的配管件的外侧表面形成含Zn层12的含Zn层形成工序。含Zn层12例如能够通过对在热挤压工序中得到的配管件实施Zn热喷涂而得到在外侧表面附着有Zn的Zn热喷涂配管件的Zn热喷涂工序和对Zn热喷涂配管件实施扩散热处理的扩散热处理工序来形成。
在Zn热喷涂工序中，优选得到在配管件的外侧表面附着有2g/m2以上且30g/m2以下的Zn的Zn热喷涂配管件。在Zn附着量小于2g/m2的情况下，强度提高的效果变小。另外，若想要使Zn附着量多于30g/m2，则需要极端地减慢热喷涂时的线速度，因此生产率大幅降低。
在Zn热喷涂工序之后，实施扩散热处理工序。在Zn热喷涂之后不实施扩散热处理的情况下，Zn向原材料中的扩散不充分，无法得到预期那样的硬度提高效果。实施了扩散热处理后的含Zn层12的厚度优选为50μm以上。另外，含Zn层12的厚度即使在上述范围中，也更优选为100μm以上，进一步优选为150μm以上。另外，为了抑制因形成含Zn层而导致的生产率的极端降低，含Zn层的厚度最大优选为大致300μm以下。如上所述，通过对含有Mg的分流组合模挤压件实施满足规定条件的Zn热喷涂和扩散热处理，从表层开始到50μm的区域中的硬度与不进行Zn热喷涂的情况下的硬度相比提高了50％，即使不增加Mg含量也能够提供具有高强度的5000系铝合金制配管件。需要说明的是，作为用于满足上述的扩散热处理的条件，优选温度：350℃～560℃、时间：0.5h～12h。在含Zn层12的厚度比50μm薄的情况下，或者在硬度提高量不足50％的情况下，含Zn层12厚度、硬度提高量相对于整体壁厚的比例降低，因此强度提高的效果变小。
以下，示出实施例，具体说明本实施方式，但本实施方式并不限定于以下所示的实施例。
实施例
(实施例和比较例)
将具有图3的表所示的组成的铝合金A熔解，通过连续铸造而铸锭成直径90mm的钢坯形状。将得到的钢坯在500℃下进行8小时的均质化处理后，在450℃的温度下挤压成直径8mm壁厚1mm的管形状。接着，在刚挤压后(不冷却)进行Zn热喷涂，冷却至室温后实施450℃×4h的扩散热处理。在上述中，通过改变Zn热喷涂条件，得到Zn附着量不同的2种铝合金制配管件。
[评价方法]
＜Zn附着量＞
利用荧光X射线分析装置分析扩散热处理前的配管件表面，求出Zn附着量。如图4的表所示，将扩散热处理前的Zn附着量为10g/m2的情况设为实施例1、18g/m2的情况设为实施例2。另外，将未实施Zn热喷涂和扩散热处理的铝合金制配管件作为比较例1。
＜含Zn层厚度＞
对于扩散热处理后的实施例1和实施例2的铝合金制配管件、以及比较例1的铝合金制配管件，由截面起从壁厚方向外周到内周进行EPMA线分析，求出含Zn层的厚度。将检测到0.1质量％以上的Zn的深度作为含Zn层厚度。
＜硬度提高率＞
根据实施例1、实施例2和比较例1的铝合金制配管件的截面，在距外侧表面深度50μm的位置测量维氏硬度(JIS Z 2244)。将未进行Zn热喷涂时的硬度作为分母，将硬度的增加量作为分子，算出扩散热处理后的硬度提高率。
[评价结果]
关于上述硬度提高率，将50％以上的评价为○，将不足50％的评价为×。根据图4的表所示的评价结果可知，实施例1和实施例2的铝合金制配管件分别具有100μm和150μm的厚度的含Zn层，在任一情况下都实现了50％以上的硬度提高率。
与此相对，未进行Zn热喷涂的比较例1的铝合金制配管件不具有含Zn层，未确认到硬度的提高。
如以上记载的那样，本实施方式的铝合金制配管件10是热交换器用的铝合金制配管件，其具备：(1)由Al-Mg系合金构成的配管件主体部11，Al-Mg系合金含有Mg：0.7质量％以上且小于2.5质量％、以及Ti：超过0质量％且0.15质量％以下，并余量由Al和不可避免的杂质构成；以及含Zn层12，其配置于配管件主体部11的外侧表面，在所述Al-Mg系合金中扩散0.1质量％以上的Zn。
根据上述结构，通过在由挤压性优异的Al-Mg系合金构成的配管件主体部11的外侧表面配置强度高的含Zn层12，能够不损害热挤压时的挤压性而提高铝合金制配管件10的强度。另外，作为在含Zn层12中强度提高的一个原因，考虑在Al-Mg系合金中扩散混合存在的Zn与母相中的固溶Mg形成微细的MgZn2析出物。这样的铝合金制配管件10例如能够作为热交换器中使用的配管件适当地使用。
另外，在本实施方式的铝合金制配管件10中，含Zn层12的厚度为50μm以上。根据这样的结构，通过在配管件主体部11的外侧表面以充分的厚度配置高强度的含Zn层12，能够提高铝合金制配管件10的强度。在含Zn层12的厚度小于50μm的情况下，高强度层相对于铝合金制配管件10整体的比例低，因此无法得到充分的强度提高效果。另外，含Zn层12的厚度在上述范围中，更优选为100μm以上，进一步优选为150μm以上。另外，为了抑制因形成含Zn层12而导致的生产率的降低，优选使含Zn层12的厚度为大致200μm以下。
另外，在本实施方式的铝合金制配管件10中，含Zn层12具有比配管件主体部11高50％以上的维氏硬度。根据这样的结构，通过在配管件主体部11的外侧表面配置维氏硬度比配管件主体部11提高了上述范围的含Zn层12，能够充分提高铝合金制配管件10的整体的强度。
另外，本实施方式涉及的铝合金制配管件10的制造方法包括：热挤压工序，将含有Mg：0.7质量％以上且小于2.5质量％、及Ti：超过0质量％且0.15质量％以下、并余量由Al及不可避免的杂质构成的Al-Mg系合金进行热挤压，成形管状的配管件；以及含Zn层形成工序，在所述配管件的外侧表面形成在所述Al-Mg系合金中扩散0.1质量％以上的Zn的含Zn层12。根据这样的构成，通过在进行挤压后在外侧表面形成高强度的含Zn层12，能够在不损害热挤压时的加工性的情况下提高所制造的铝合金制配管件10的强度。
另外，在本实施方式涉及的铝合金制配管件10的制造方法中，热挤压工序通过分流组合模挤压来进行。根据这样的结构，能够形成厚薄不均且薄壁的挤压管。
另外，在本实施方式涉及的铝合金制配管件10的制造方法中，含Zn层形成工序包括：Zn热喷涂工序，向通过热挤压得到的配管件热喷涂Zn，得到在上述配管件的外侧表面附着有Zn的Zn热喷涂配管件；以及扩散热处理工序，对Zn热喷涂配管件实施扩散热处理，在由上述Al－Mg系合金构成的配管件主体部11的外侧表面形成上述含Zn层12。根据这样的结构，通过Zn热喷涂工序对附着于配管件的表面的Zn进行扩散热处理而向配管件内部扩散，由此Zn在铝合金中扩散，根据情况，形成金属间化合物。其结果，在由Al-Mg系合金构成的配管件主体部11的外侧表面配置高强度的含Zn层12，能够提高铝合金制配管构件10的强度。
另外，在本实施方式涉及的铝合金制配管件10的制造方法中，所述Zn热喷涂配管件中的Zn的附着量为2g/m2以上30g/m2以下。根据这样的结构，能够在维持恒定的生产率的同时得到充分的强度提高效果。
＜其他实施方式＞
本技术并不限定于通过上述记述及附图说明的实施方式，例如如下的实施方式也包含在该技术范围内。
(1)在上述实施方式中，例示了在热挤压工序后接着实施Zn热喷涂工序、扩散热处理来制造铝合金制配管件的情况，但并不限定于此。也可以在热挤压工序与Zn热喷涂工序之间、或者在Zn热喷涂工序与扩散热处理工序之间实施折弯、拉伸、冷加工这样的加工工序等其他工序。例如，即使是在热挤压工序之后依次实施Zn热喷涂工序、拉伸加工工序、扩散热处理工序、或者在热挤压工序之后依次实施拉伸加工工序、Zn热喷涂工序、扩散热处理工序这样的方法，也能够制造本技术涉及的铝合金制配管件。或者，也可以在热挤压工序后，在作为制品实施弯曲加工等之后，实施Zn热喷涂工序和扩散热处理工序。
(2)在上述实施方式中，如图1所示的铝合金制配管件10那样，例示了将配管内表面平滑地形成的内表面平滑管，但并不限定于此。例如，本技术也能够应用于在配管内表面形成有各种形状的凹凸等的带内面槽的管。
(标号说明)
10…铝合金制配管件，11…配管件主体部，12…含Zn层。

Claims (5)

1.一种铝合金制配管件，其是热交换器用的铝合金制配管件，具备：
配管件主体部，其由Al-Mg系合金构成，所述Al-Mg系合金含有0.7质量％以上且小于2.5质量％的Mg以及超过0质量％且0.15质量％以下的Ti，且余量由Al和不可避免的杂质构成；以及
含Zn层，其配设在所述配管件主体部的外侧表面且在所述Al-Mg系合金中扩散有0.1质量％以上的Zn，并且所述含Zn层包括由所述Zn与所述Al-Mg系合金的母相中的固溶Mg形成的MgZn2析出物。
2.根据权利要求1所述的铝合金制配管件，其中，
所述含Zn层的厚度为50μm以上。
3.根据权利要求1或2所述的铝合金制配管件，其中，
所述含Zn层具有比所述配管件主体部高50％以上的维氏硬度。
4.一种铝合金制配管件的制造方法，包括：
热挤压工序，对含有0.7质量％以上且小于2.5质量％的Mg及超过0质量％且0.15质量％以下的Ti并且余量由Al及不可避免的杂质构成的Al-Mg系合金进行热挤压，成形管状的配管件；以及
含Zn层形成工序，在所述配管件的外侧表面形成含Zn层，所述含Zn层在所述Al-Mg系合金中扩散有0.1质量％以上的Zn，并且所述含Zn层包括由所述Zn与所述Al-Mg系合金的母相中的固溶Mg形成的MgZn2析出物，
所述含Zn层形成工序包括：
Zn热喷涂工序，向所述配管件热喷涂Zn，得到在所述配管件的外侧表面以2g/m2以上且30g/m2以下的附着量附着有Zn的Zn热喷涂配管件；以及
扩散热处理工序，对所述Zn热喷涂配管件实施扩散热处理，在由所述Al-Mg系合金构成的配管件主体部的外侧表面形成所述含Zn层。
5.根据权利要求4所述的铝合金制配管件的制造方法，其中，
所述热挤压工序通过分流组合模挤压来进行。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003053523A (ja) * 2001-08-14 2003-02-26 Mitsubishi Alum Co Ltd 熱交換器およびその製造方法
CN1932428A (zh) * 2005-09-13 2007-03-21 株式会社神户制钢所 Lng汽化器用传热管及其制造方法和使用该传热管的lng汽化器
JP2010085066A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Mitsubishi Alum Co Ltd フィンチューブ型エアコン熱交換器用アルミニウム合金押出チューブ
CN101928861A (zh) * 2009-06-24 2010-12-29 住友轻金属工业株式会社 铝合金制换热器以及铝合金挤压材料的制造方法
WO2013155934A1 (zh) * 2012-04-17 2013-10-24 新兴铸管股份有限公司 一种埋地黑色金属基管道防腐涂层及其喷涂方法
JP2016003802A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 三菱アルミニウム株式会社 伝熱素管及び伝熱素管の製造方法
CN107414229A (zh) * 2012-03-27 2017-12-01 三菱铝株式会社 传热管及其制备方法
JP2018091526A (ja) * 2016-11-30 2018-06-14 三菱アルミニウム株式会社 伝熱管、熱交換器および伝熱管の製造方法
CN108884521A (zh) * 2016-03-24 2018-11-23 株式会社Uacj 热交换器用铝合金材料及其制造方法、以及热交换器用铝合金包覆材料及其制造方法
JP2018204078A (ja) * 2017-06-07 2018-12-27 株式会社Uacj アルミニウム合金管形状中空形材及び熱交換器用配管材

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3882901B2 (ja) * 2002-02-07 2007-02-21 株式会社神戸製鋼所 Ａｌ−Ｍｇ系アルミニウム合金中空押出形材
US10889881B2 (en) 2015-04-03 2021-01-12 Uacj Corporation Aluminum alloy pipe with superior corrosion resistance and processability, and method for manufacturing same

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003053523A (ja) * 2001-08-14 2003-02-26 Mitsubishi Alum Co Ltd 熱交換器およびその製造方法
CN1932428A (zh) * 2005-09-13 2007-03-21 株式会社神户制钢所 Lng汽化器用传热管及其制造方法和使用该传热管的lng汽化器
JP2010085066A (ja) * 2008-10-02 2010-04-15 Mitsubishi Alum Co Ltd フィンチューブ型エアコン熱交換器用アルミニウム合金押出チューブ
CN101928861A (zh) * 2009-06-24 2010-12-29 住友轻金属工业株式会社 铝合金制换热器以及铝合金挤压材料的制造方法
CN107414229A (zh) * 2012-03-27 2017-12-01 三菱铝株式会社 传热管及其制备方法
WO2013155934A1 (zh) * 2012-04-17 2013-10-24 新兴铸管股份有限公司 一种埋地黑色金属基管道防腐涂层及其喷涂方法
JP2016003802A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 三菱アルミニウム株式会社 伝熱素管及び伝熱素管の製造方法
CN108884521A (zh) * 2016-03-24 2018-11-23 株式会社Uacj 热交换器用铝合金材料及其制造方法、以及热交换器用铝合金包覆材料及其制造方法
JP2018091526A (ja) * 2016-11-30 2018-06-14 三菱アルミニウム株式会社 伝熱管、熱交換器および伝熱管の製造方法
JP2018204078A (ja) * 2017-06-07 2018-12-27 株式会社Uacj アルミニウム合金管形状中空形材及び熱交換器用配管材

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