JP2001207231A - 高温強度に優れた熱交換器用Al合金押出材 - Google Patents
高温強度に優れた熱交換器用Al合金押出材Info
- Publication number
- JP2001207231A JP2001207231A JP2000013401A JP2000013401A JP2001207231A JP 2001207231 A JP2001207231 A JP 2001207231A JP 2000013401 A JP2000013401 A JP 2000013401A JP 2000013401 A JP2000013401 A JP 2000013401A JP 2001207231 A JP2001207231 A JP 2001207231A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- heat exchanger
- temperature strength
- temperature
- high temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Extrusion Of Metal (AREA)
Abstract
る熱交換器用Al合金押出材を得る。 【解決手段】 Mn:0.7〜1.5%、Cu:0.3
〜1.0%を含有し、さらにTi:0.02〜0.10
%未満、Cr:0.03〜0.14%未満、Zr:0.
03〜0.13%未満の1種又は2種以上とを含有し、
Si:0.10%未満、Fe:0.20%未満である組
成を有するAl合金押出材。 【効果】 高い固溶体比率を有し、効果的に固溶硬
化された組織が得られる。該組織では、押出性が良好で
り、高温で高い強度を有する。
Description
製造され、高温での使用環境において優れた変形抵抗性
を示す熱交換器用Al合金押出材に関するものであり、
特に、200℃を越える環境で充分な高温強度を有する
Al合金押出材に関する。
ーラ、インタークーラ、エアコン等の熱交換器では、軽
量なAl材が多く使われており、押出によって熱交換器
用部材を製造する際には、押出性を考慮して純アルミニ
ウム(JIS1050)や低Mn含有(0.5%以下)
のAl−Mn系合金等の材料が広く使用されている。し
かし、これらの材料は押出性を重視するあまり、耐食性
や強度の点では充分とはいえず、これら特性を改良した
材料が提案されている。例えば、特公平3−60896
号には、Cuを適量添加するとともに上記材料に比べて
Mnを増量することによって強度を増し、さらに、不純
物であるSi、Feの含有量を低減することによって耐
食性を向上させたAl−Mn−Cu合金が開示されてい
る。また、特開平8−165536号には、Al−Mn
−Cu合金にW、Mo、Coの1種以上を添加すること
によって、さらに耐食性を向上させた合金が開示されて
いる。
交換器の用途では、特に腐食が生じやすい環境ではある
ものの、使用環境温度は常温付近または高くても100
℃程度であり、高温での変形抵抗等の高温強度は特に要
求されていない。ところで、最近、自動車等において特
に200℃を越える高温排気ガスを熱交換器を用いて冷
却するという要望が生じてきており、該熱交換器につい
ても自動車等に搭載することから軽量なAl合金製のも
のが検討されている。しかし、従来、自動車用熱交換器
材料として広く使用されている純アルミニウムや低Mn
含有のAl−Mn系合金では、上記のような高温使用環
境においては短時間で変形が生じてしまい使用に耐え得
ない。また、強度を向上させるため、Mnを増量し、か
つCuを添加した特公平3−60896号や特開平8−
165536号に開示されたAl−Mn−Cu合金で
も、最適な成分である実施例の材料を使用しても高温強
度においては満足する結果を得ることができない。ま
た、さらにMn量を増量する等、高温強度を重視した成
分設計を行うと、押出性において問題が生じる。
ものであり、製造に際し良好な押出性を有するととも
に、熱交換器部材として使用する際に200℃を越える
ような高温の使用環境においても優れた変形抵抗性を示
す熱交換器用Al合金押出材を提供することを目的とす
る。
本発明のうち、第1の発明の高温強度に優れた熱交換器
用Al合金押出材は、質量比で、Mn:0.7〜1.5
%、Cu:0.3〜1.0%を含有し、さらにTi:
0.02〜0.10%未満、Cr:0.03〜0.14
%未満、Zr:0.03〜0.13%未満の1種又は2
種以上とを含有し、残部がAlと不可避不純物とからな
り、かつ、前記不可避不純物中のSi、Feの含有量
が、Si:0.10%未満、Fe:0.20%未満であ
ることを特徴とする。
Al合金押出材は、質量比で、Mn:0.7〜1.5
%、Cu:0.3〜1.0%を含有し、さらにTi:
0.03超〜0.09%未満、Cr:0.05超〜0.
10%未満、Zr:0.05超〜0.10%未満の1種
又は2種以上とを含有し、残部がAlと不可避不純物と
からなり、かつ、前記不可避不純物中のSi、Feの含
有量が、Si:0.10%未満、Fe:0.20%未満
であることを特徴とする。
Al合金押出材は、第1または第2の発明において、T
i、Cr、Zrの含有量の合計量が0.25%以下であ
ることを特徴とする。
Al合金押出材は、第1〜第3の発明のいずれかにおい
て、固溶体強化の程度を示すろう付後の電気伝導度が3
7.0%IACS以下であることを特徴とする。
る条件規定の理由について説明する。なお、以下の成分
含有量はいずれも重量%で表される。 Mn:0.7〜1.5% Mnは、Al素地に固溶して高温強度を向上させる。た
だし、0.7%未満では、その効果が充分ではなく、一
方、1.5%を越えて含有させると、Al、Si、Fe
と化合した金属間化合物が晶出し始める。この晶出物は
室温強度は向上させるものの、押出性を低下させ、さら
には200℃を越えるような高温では強度を低下させ
る。したがって、本発明ではMnの含有量を0.7〜
1.5%の範囲内に定める。なお、同様の理由で下限を
0.8%、上限を1.3%とするのが望ましい。
を貴にして耐食性を向上させる作用がある。この作用を
充分に得るためには0.3%以上の含有が必要である。
一方、1.0%を越えると押出性を低下させる。したが
って、Cuの含有量は0.3〜1.0%の範囲内に定め
る。なお、同様の理由で下限を0.35%、上限を0.
75%とするのが望ましい。
Mnと化合物を形成して、該化合物自身によって高温強
度および押出性を低下させるとともに、Mnの固溶量を
減少させて高温強度を低下させる。このため、Siで
0.10%未満、Feで0.20%未満を許容含有量と
した。なお、同様の理由でさらに、Siで0.08%、
Feで0.17%を許容含有量とするのが望ましい。
硬化をもたらして高温強度を向上させるので、1種以上
を含有させる。ただし、その作用としては、Tiが最も
有効的であるので、Tiを必須にして、Cr、Zrの1
種以上を所望により含有させるのが望ましい。すなわ
ち、請求項1〜4記載のAl合金押出材において、T
i:0.02〜0.10%未満を含有し、さらに、所望
によりCr:0.03〜0.14%未満、Zr:0.0
3〜0.13%未満の1種または2種を含有するものと
する。
%以上、Crで0.03%以上、Zrで0.03%以上
の含有が必要である。一方、これら元素を過剰に添加す
ると、それ自身が金属間化合物を形成しやすくなるとと
もに、MnがFe、SiとともにAlと金属間化合物を
生成するのを促進して、高温強度および押出性を低下さ
せる。このため、Tiで0.10%未満、Crで0.1
4%未満、Zrで0.13%未満を上限とする必要があ
る。なお、同様の理由で、Tiの下限を0.03%超、
上限を0.09%未満、Crの下限を0.05%超、上
限を0.10%未満、Zrの下限を0.05%超、上限
を0.10%未満とするのが望ましい。なお、Ti、C
r、Zrの2種以上を複合添加する場合には、それぞれ
がMnの金属間化合物生成を助長する作用があるので、
上記成分範囲に拘わらず、これら成分の含有量の合計を
0.25%以下に規制するのが望ましく、さらには、
0.20%以下に規制するのが一層望ましい。
高温での高い固溶体強化効果を有しており、優れた高温
特性を有するとともに、製造時に良好な押出性を示す。
この高温での固溶体強化効果を表す指標としてろう付後
の室温での電気伝導度を用いることができる。すなわ
ち、固溶体の強化が大きい合金ほど合金の格子の歪みが
大きくなり、電気伝導度が低くなる。したがって、高温
での固溶体強化のために適正な合金組成であるか否か
は、ろう付後の室温での電気伝導度によって判断でき
る。充分に高温での固溶体強化効果が得られているもの
としては、電気伝導度が37.0%IACS以下である
のが望ましい。これが37.0%IACSを越えると合
金組成中の固溶量が不足する。言い換れば、相対的に晶
出物の比率が高いことになり、高温強度、押出性の点で
不利になる。なお、%IACSは、標準軟銅 (20℃
における比抵抗17.241nΩ・m)の導電率を10
0%としたときの相対値として表される。
係を考慮しつつ各成分を適切な含有量に定めることによ
って高い比率で固溶体となり、かつ効果的に固溶硬化さ
れた材料を得ることができる。この材料は製造に際し、
良好な押出性を示すとともに、熱交換器として使用され
る際にも200℃を越えるような高温の使用環境で優れ
た高温特性、例えば高温変形抵抗性を示す。
で規定した成分範囲となるように調整し、常法によって
溶製することができる。得られたビレットは、適当な熱
処理を施して、熱間での押出に供する。この押出に際し
ての条件は特に定めるものではなく、適宜の条件で行う
ことができるが、通常は、500〜550℃に予熱して
押出加工する。なお、得られる押出材の形状も熱交換器
用部材として適合したものであればよく、特に本発明と
して特定の形状に限定されるものではない。通常は、熱
媒を移動させるチューブ材として成形される。押出材
は、熱交換器の部材として組み込まれ、他の熱交換器用
部材、例えばフィン、ヘッダ等とろう付される。ろう付
は、常法により行うことができるが、その条件として
は、600〜610℃の加熱温度、0.5〜3分の加熱
時間によって行い、その後、3〜10℃/秒の冷却速度
で行うのが望ましい。上記条件範囲においては、金属間
化合物の晶出や析出物の生成を抑えて固溶体比率の高い
組織が確実に得られる。ろう付により得られた熱交換器
は高温での環境に適したものとして使用される。その環
境としては特に、200℃を越える高温環境で特徴を発
揮する。なお、使用用途としては、例えば、自動車にお
いて発生する高温の排気ガスを冷却する熱交換器が想定
されるが、本発明としてはこれに限定されるものではな
く、高温での使用が想定される各種の熱交換器として有
用に利用可能である。
示す成分のアルミニウム合金を常法により溶製し、得ら
れたビレットに590℃、4時間保持の均質化処理を施
した。該ビレットは530℃に予熱して、チューブ形状
に押出を行った。この押出の際に、可能最大押出速度の
方法によって押出性を評価した。なお、可能最大押出速
度とは、材料に割れや傷がなく押出が可能な最大速度を
意味している。次に、得られた押出材について、ろう付
けをシミュレートした加熱処理(605℃×3分加熱、
5℃/秒の冷却速度での冷却)を施した後、20℃の環
境で電気伝導度を測定するとともに、常温および高温
(260℃)で引張試験を行い、これらの試験結果を表
2に示した。
高い固溶体比率を有しており、製造に際し良好な押出性
を有し、また、高温で高い強度を有している。一方、比
較材では押出性または高温強度において劣っており、特
に固溶体比率の低い比較材では、押出性、高温強度の両
特性において劣っていた。
器用Al合金押出材によれば、質量比で、Mn:0.7
〜1.5%、Cu:0.3〜1.0%を含有し、さらに
Ti:0.02〜0.10%未満、Cr:0.03〜
0.14%未満、Zr:0.03〜0.13%未満の1
種又は2種以上とを含有し、残部がAlと不可避不純物
とからなり、かつ、前記不可避不純物中のSi、Feの
含有量が、Si:0.10%未満、Fe:0.20%未
満であるので、固溶体比率が高くて、固溶硬化された組
織が得られ、よって押出性を損なうことなく、高温での
特性に優れた押出材が得られる。その結果、自動車等、
軽量であることが要請される用途においても高温での使
用環境に耐え得る熱交換器を提供することが可能にな
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 質量比で、Mn:0.7〜1.5%、C
u:0.3〜1.0%を含有し、さらにTi:0.02
〜0.10%未満、Cr:0.03〜0.14%未満、
Zr:0.03〜0.13%未満の1種又は2種以上と
を含有し、残部がAlと不可避不純物とからなり、か
つ、前記不可避不純物中のSi、Feの含有量が、S
i:0.10%未満、Fe:0.20%未満であること
を特徴とする高温強度に優れた熱交換器用Al合金押出
材 - 【請求項2】 質量比で、Mn:0.7〜1.5%、C
u:0.3〜1.0%を含有し、さらにTi:0.03
超〜0.09%未満、Cr:0.05超〜0.10%未
満、Zr:0.05超〜0.10%未満の1種又は2種
以上とを含有し、残部がAlと不可避不純物とからな
り、かつ、前記不可避不純物中のSi、Feの含有量
が、Si:0.10%未満、Fe:0.20%未満であ
ることを特徴とする高温強度に優れた熱交換器用Al合
金押出材 - 【請求項3】 Ti、Cr、Zrの含有量の合計量が
0.25%以下であることを特徴とする請求項1または
2に記載の熱交換器用Al合金押出材 - 【請求項4】 ろう付後の電気伝導度が37.0%IA
CS以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の高温強度に優れた熱交換器用Al合金押出材
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000013401A JP3857007B2 (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 高温強度に優れた熱交換器用Al合金押出材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000013401A JP3857007B2 (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 高温強度に優れた熱交換器用Al合金押出材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001207231A true JP2001207231A (ja) | 2001-07-31 |
JP3857007B2 JP3857007B2 (ja) | 2006-12-13 |
Family
ID=18540994
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000013401A Expired - Fee Related JP3857007B2 (ja) | 2000-01-21 | 2000-01-21 | 高温強度に優れた熱交換器用Al合金押出材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3857007B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004049748A1 (de) * | 2004-10-13 | 2006-04-20 | Erbslöh Aluminium Gmbh | Aluminiumlegierung |
WO2016024696A1 (ko) * | 2014-08-13 | 2016-02-18 | 엘에스전선 주식회사 | 열교환기 배관용 고강도 고내식성 알루미늄 합금, 이로부터 제조된 열교환기 배관 및 열교환기 배관의 제조방법 |
JP2016505713A (ja) * | 2012-12-06 | 2016-02-25 | ナショナル ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジー エムアイエスアイエス | 耐熱性アルミニウムベース合金および製造方法 |
-
2000
- 2000-01-21 JP JP2000013401A patent/JP3857007B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004049748A1 (de) * | 2004-10-13 | 2006-04-20 | Erbslöh Aluminium Gmbh | Aluminiumlegierung |
JP2016505713A (ja) * | 2012-12-06 | 2016-02-25 | ナショナル ユニバーシティ オブ サイエンス アンド テクノロジー エムアイエスアイエス | 耐熱性アルミニウムベース合金および製造方法 |
KR101909152B1 (ko) | 2012-12-06 | 2018-10-17 | 내셔널 유니버시티 오브 사이언스 앤드 테크놀로지 “미시스” | 열 저항 알루미늄 기본 합금 및 제조 방법 |
WO2016024696A1 (ko) * | 2014-08-13 | 2016-02-18 | 엘에스전선 주식회사 | 열교환기 배관용 고강도 고내식성 알루미늄 합금, 이로부터 제조된 열교환기 배관 및 열교환기 배관의 제조방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3857007B2 (ja) | 2006-12-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2011132570A (ja) | 熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器 | |
JPH11335764A (ja) | 押出性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム押出合金および熱交換器用高強度アルミニウム合金押出材の製造方法 | |
JP3222577B2 (ja) | 熱交換器用アルミニウム合金フィン材 | |
JP3857007B2 (ja) | 高温強度に優れた熱交換器用Al合金押出材 | |
JPH01195263A (ja) | 熱交換器用Al合金フィン材の製造法 | |
JP3170202B2 (ja) | アルミニウム合金クラッドフィン材およびその製造方法 | |
JPH08104934A (ja) | アルミニウム合金フィン材 | |
JP2004176091A (ja) | 圧延性に優れた自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金フィン材及びその製造方法 | |
JPS6280246A (ja) | 高温強度の優れた熱交換器用Al合金材 | |
JPH06322494A (ja) | 熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法 | |
JPH06172946A (ja) | 熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法 | |
JP3359115B2 (ja) | 熱交換器用アルミニウム合金フィン材 | |
JPH03197652A (ja) | ろう付け用アルミニウム合金フィン材の製造方法 | |
JP3256910B2 (ja) | 熱交換器用アルミニウム合金フィン材 | |
JPH10298687A (ja) | アルミニウム合金高熱伝導性フィン材 | |
JPH0191962A (ja) | Al熱交換器の製造方法 | |
JP2846544B2 (ja) | アルミニウム合金高熱伝導性フィン材 | |
JP3256909B2 (ja) | アルミニウム合金フィン材 | |
JPH03153836A (ja) | Al熱交換器用高強度Al合金製フィン材 | |
JPH03197639A (ja) | アルミニウム製熱交換器用フィン材 | |
JPH11269591A (ja) | アルミニウム合金フィン材 | |
JPH0390529A (ja) | ろう付け後熱伝導度および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材用アルミニウム合金 | |
JPS63157842A (ja) | 高温強度に優れた熱交換器ブレージングフィン用アルミニウム合金材の製造法 | |
JPS63118046A (ja) | アルミニウム熱交換器のAl合金コネクタ | |
JPH04154931A (ja) | 熱交換器フィン材用アルミニウム合金 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060516 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060714 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060912 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060913 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100922 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110922 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |