JP2001254135A

JP2001254135A - 電気伝導性および熱伝導性に優れたアルミニウム合金材

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Publication number: JP2001254135A
Application number: JP2000069090A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyazaki; 弘宮崎; Atsushi Tsuchiya; 敦土屋; Satoyuki Hayashi; 智行林
Original assignee: Ryoka Macs Corp
Current assignee: Ryoka Macs Corp
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2001-09-18
Anticipated expiration: 2020-03-13
Also published as: JP4328927B2

Abstract

(57)【要約】【課題】Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系合金において、その強度
を確保しつつ更に電気伝導性、熱伝導性を高めたアルミ
ニウム合金を提供する。【解決手段】Ｂ：０．００２〜０．０８ｗｔ％、Ｆｅ：
０．０５〜２．５ｗｔ％及び／又はＮｉ：０．０５〜
２．５ｗｔ％、必要に応じ更にＳｉ：０．１〜４．０ｗ
ｔ％、Ｚｎ：０．１〜４．０ｗｔ％、Ｍｇ：０．０５〜
１．０ｗｔ％、Ｃｕ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｃｏ０．
０５〜２．０ｗｔ％の少なくとも１種を含有し、残部ア
ルミニウムおよ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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電気伝導性および熱
伝導性に優れたアルミニウム合金材に関するものであ
り、詳しくは電子機器の導電部品および放熱部品、ある
いはフィン材等の熱交換器部品の材料として利用するの
に有用なアルミニウム合金材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルミニウム合金は軽量で成形加工性に
優れているので、非常に多分野で使用されているが、近
年地球環境保護や安全性への配慮から、特に自動車の軽
量化が求められ、その構成製品、例えば熱交換器の軽量
化のために一層の薄肉化が進められている。そのような
製品の材料としてのアルミニウム合金には、強度、成形
性、耐蝕性などと共に熱伝導性を確保することが必要で
あり、アルミニウムに種々の元素を添加し、強度や熱伝
導性に優れたアルミニウム合金とすることが行われてい
る。熱伝導性を低下させることなく、強度を向上させる
ために添加元素としてＦｅ、Ｎｉを用いることが知られ
ており、Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系の合金がフィン材に使用さ
れている（特開平6-116668号公報）。又、熱伝導性を低
下させず、より一層の強度を高めるために、Ａｌ−Ｆｅ
−Ｎｉ系の合金に、更にＣｏを添加すること、或いはＣ
ｕを添加することが提案され、いずれもフィン材として
用いられれている（特開平6-136492号公報、特開平７-2
16485号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】アルミニウム合金の強
度を向上させるために添加されるＦｅ、Ｎｉ元素は、他
の元素に比較すると優れた特性を発現し得るが、これら
の金属を添加するとアルミニウム純金属の熱伝導性、電
気伝導性を低下させることは事実であり、従来提案され
ている合金は、熱伝導性と強度のバランスが必ずしも十
分に満たされていない。本発明の目的は、従来のＡｌ−
Ｆｅ−Ｎｉ系合金において、その強度を確保しつつ更に
電気伝導性、熱伝導性を高めたアルミニウム合金を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、アルミニ
ウム合金に求められる特性の中でも、特に相互に強く影
響しあう強度と熱伝導性・電気伝導性、就中、高い熱伝
導性と電気伝導性の性質のいずれをも充たすために、合
金に添加される元素について種々検討した結果、所定量
のＢ元素が極めて有効であることを見出し本発明に達し
た。即ち、本発明の要旨は、Ｂ０．００２〜０．０８ｗ
ｔ％を含有し、更にＦｅ０．０５〜２．５ｗｔ％及び／
又はＮｉ０．０５〜２．５ｗｔ％を含有し、残部アルミ
ニウムおよ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に存する。本発明の他の要旨は、Ｂ
０．００２〜０．０８ｗｔ％を含有し、Ｆｅ０．０５〜
２．５ｗｔ％及び／又はＮｉ０．０５〜２．５ｗｔ％を
含有し、更にＳｉ０．１〜４．０ｗｔ％、Ｚｎ０．１〜
４．０ｗｔ％、Ｍｇ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｃｕ０．
０５〜１．０ｗｔ％、Ｃｏ０．０５〜２．０ｗｔ％の内
１種または２種以上含有し、残部アルミニウムおよび不
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
金材に存する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のアルミニウム合金材は、
Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系合金にＢを合金の必須成分として含
むものであり、又Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系合金にＳｉ、Ｚ
ｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃｏの少なくとも一種を添加した合金
に、更にＢを必須成分として含有させたものであるが、
このＢ成分を添加することにより、従来のＡｌ−Ｆｅ−
Ｎｉ系の合金等の熱伝導性及び電気伝導性（以下、電気
伝導性および熱伝導性双方を含めた意味で伝導性と表記
する）をより向上させるものである。本発明の合金材に
添加されるＢの量は０．００２〜０．０８ｗｔ％、好ま
しくは０．００５〜０．０３ｗｔ％である。添加量が、
０．００２ｗｔ％未満では伝導性向上効果は十分達成さ
れず、他方０．０８ｗｔ％を超えるとＢが過剰となり、
逆に伝導性向上の効果を減じる。

【０００６】Ａｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系合金（特開平6-116668
号公報）、及びＡｌ−Ｆｅ−Ｎｉ系の合金に、更にＣｏ
或いはＣｕを添加した合金（特開平6-136492号公報、特
開平７-216485号公報）において、Ｂを鋳塊組織の微細
化の為に０．０３ｗｔ％以下で添加しても差し支えない
ことが示されている。しかしながら、鋳塊組織を微細化
することは、結晶粒子の粒径が小さくなり、強度の向上
をもたらすとしても、微細結晶はろう拡散が進行する原
因となり、ろう付け性が悪くなるので必ずしも好ましく
ないとされていることを考慮すれば、これらの公報に記
載の発明は、Ｂの添加により強度の向上を示唆するに過
ぎず、本発明の主旨である伝導性の向上については全く
意図していないことは明らかである。

【０００７】Ｆｅ及び／又はＮｉは合金に強度を与える
ために添加され、いずれか一方を添加しても両者を共に
添加しても良いが、両者を共に添加するのが好ましい。
Ｆｅ及びＮｉの添加量は、それぞれ０．０５〜２．５ｗ
ｔ％、好ましくは０．３〜１．５ｗｔ％の範囲から選定
される。Ｆｅ及びＮｉのそれぞれの添加量が０．０５ｗ
ｔ％未満では強度が不足する。一方、２．５ｗｔ％を越
えて過多に添加すると圧延、押出し成形等の加工性に支
障をきたすので、いずれも好ましくない。本発明合金に
おける高い伝導性はＢ成分の添加により達せられるが、
合金の伝導性と強度とは互いに関連しそのバランスが重
要であり、Ｆｅ及び／又はＮｉの添加量に対するＢの添
加量の割合を０．２〜６．５ｗｔ％、好ましくは０．４
〜４．０ｗｔ％とするのが好ましい。

【０００８】本発明の合金をダイカストで製造する場
合、湯流れ性を改善するために必要に応じてＳｉを添加
し、鋳造性に優れた合金とする。Ｓｉの添加量が、０．
１ｗｔ％未満では湯流れ性改善効果は無い。４．０ｗｔ
％を越えると伝導性が低下する。このためＳｉの添加量
は０．１〜４．０ｗｔ％、好ましくは０．３〜３．０ｗ
ｔ％の範囲で適宜選ばれる。

【０００９】本発明の合金をフィン材に適用する場合、
犠牲陽極効果を持たせるために必要に応じてＺｎを添加
する。Ｚｎの添加量が０．１ｗｔ％未満ではその効果は
十分ではなく、又４．０ｗｔ％を越えると伝導性が低下
する。このためＺｎは、０．１〜４．０ｗｔ％、好まし
くは０．３〜３．０ｗｔ％の範囲で添加される。

【００１０】ＭｇおよびＣｕは合金の強度を更に向上さ
せる場合に、必要に応じて添加する。Ｍｇ及びＣｕの添
加量が、それぞれ０．０５ｗｔ％未満では効果は十分で
はなく、１．０ｗｔ％を越えると伝導性が低下する。こ
のためＭｇおよびＣｕの添加量を、それぞれ０．０５〜
１．０ｗｔ％、好ましくは０．２〜０．７ｗｔ％の範囲
で適宜選定する。Ｃｏも合金の強度を更に向上させる場
合に、必要に応じて添加する。Ｃｏの添加量が０．０５
ｗｔ％未満では効果は十分ではない。又、２．０ｗｔ％
を越えると伝導性が低下する。このためＣｏの添加量を
０．０５〜２．０ｗｔ％、好ましくは０．３〜１．２ｗ
ｔ％の範囲で選定する。

【００１１】本発明の合金は、上記の合金成分の他、不
可避的不純物を含有するが、必要に応じ他の特性の改
善、例えば鋳造割れ防止、成形性向上、耐蝕性改善等の
ために添加される成分を含んでいても良い。そのような
成分としては、例えば、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｓ
ｎ、Ｉｎ等が挙げられるが、これらの成分は熱伝導性を
低下させる恐れがあるので、０．１ｗｔ％以下とするこ
とが必要である。

【００１２】本発明のアルミニウム合金は、電気伝導性
および熱伝導性に優れているのは勿論、強度も良好であ
るので、各種電子機器の導電部品および放熱部品、ある
いはフィン材等の熱交換器部品の用材として使用するこ
とができる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明を実施例により更に詳細に説
明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施
例により制限されるものではない。尚、熱伝導性は導電
率に比例する関係があることから、合金の導電率（ＩＡ
ＣＳ％）測定の評価で同時に熱伝導性も評価できるの
で、以下の実施例においては導電率を測定した。

【００１４】実施例及び比較例表１に示した各組成の合金を金型に鋳造し、鋳塊の導電
率を測定し評価した。合金調製のアルミニウムとしては
純度９９．８ｗｔ％のものを用いた。比較例の合金組成
は、本発明例の組成からＢを除いた組成のものとした。
発明例のいずれの合金においても、Ｂの添加によって比
較例の合金よりも導電率が高まっており、導電性が改善
されたことが明白である。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【発明の効果】本発明のアルミニウム合金は、電気伝導
性および熱伝導性の優れた電子機器の導電部品および放
熱部品、あるいはフィン材等の熱交換器部品を提供する
ことが出来るので工業的価値は極めて大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｂ０．００２〜０．０８ｗｔ％を含有し、
更にＦｅ０．０５〜２．５ｗｔ％及び／又はＮｉ０．０
５〜２．５ｗｔ％を含有し、残部アルミニウムおよび不
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。
【請求項２】Ｂ０．００２〜０．０８ｗｔ％を含有し、
Ｆｅ０．０５〜２．５ｗｔ％及び／又はＮｉ０．０５〜
２．５ｗｔ％を含有し、更にＳｉ０．１〜４．０ｗｔ
％、Ｚｎ０．１〜４．０ｗｔ％、Ｍｇ０．０５〜１．０
ｗｔ％、Ｃｕ０．０５〜１．０ｗｔ％、Ｃｏ０．０５〜
２．０ｗｔ％の内１種または２種以上含有し、残部アル
ミニウムおよ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。