JP2011140691A - 熱交換器用アルミニウム合金偏平管およびアルミニウム合金製熱交換器 - Google Patents
熱交換器用アルミニウム合金偏平管およびアルミニウム合金製熱交換器 Download PDFInfo
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Abstract
【構成】質量%で、Si:0.3〜1.2%、Fe:0.05〜0.7%、Cu:0.3〜1.0%、Mn:0.6〜1.8%を含有し、不純物としてのMgを0.5%未満に制限し、残部Alおよび不可避不純物からなる芯材の片面に、Zn:0.5〜5.0%、Mg:0.5〜3.0%を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなる内皮材をクラッドした2層クラッド材を曲げ成形して端部を高周波溶接してなり、Al−Si系合金ろう材をクラッドしたアルミニウムブレージングフィンを組み付けてろう付けする熱交換器用のアルミニウム合金偏平管であって、ろう付け加熱(600℃(材料温度)に加熱して3分間保持)後の芯材表面の中心線平均粗さをRa、1mm2当たりの三重点個数をNとしたとき、N・e2Ra<300(但し、eは自然対数の底)の関係を満足することを特徴とする。
【選択図】なし
Description
(芯材)
Siは、芯材の強度を向上させる機能を有する。特に、ろう付け中に犠牲陽極材から拡散してくるMgと共存することにより、ろう付け後、時効硬化を生じせしめ強度をさらに高める。好ましい含有範囲は0.3〜1.2%であり、0.3%未満ではその効果が小さく、1.2%を超えて含有すると耐食性を低下させるとともに、芯材の融点を下げ、ろう付け時に局部溶融が生じ易くなる。Siのより好ましい含有範囲は0.3〜1.0%である。
Znは犠牲陽極材の電位を卑にし、芯材に対する犠牲陽極効果を保持させる。その結果、芯材の孔食やすき間腐食を防止する。好ましい含有量は0.5〜5.0%の範囲であり、0.5%未満ではその効果が小さく、5.0%を超えると自己耐食性が低下する。Znのより好ましい含有範囲は3.0〜5.0%である。
表1に示す組成を有する芯材用合金、表2に示す組成を有する内皮材用合金を溶解し、連続鋳造により造塊した。芯材用合金の鋳塊および内皮材用合金の鋳塊について、いずれも600℃×10時間の均質化処理を行った。
ろう付け加熱後の引張強さの測定:クラッド材をJIS5号試験片に成型し、ろう付け加熱後、常温に4週間保持した後、常温で引張試験を行った。
ろう付け加熱後の三重点数の測定:芯材表面を偏光ミクロ組織観察し、50倍の偏光ミクロ組織写真から画像解析によって結晶粒界を抽出し、芯材表面1mm2当たりの三重点個数を求めた。
高サイクル疲労試験:引張−引張の軸力疲労試験により、107回の疲労強度を測定した。50MPa以上を合格(○)、50MPa未満を不合格(×)とした。
腐食液:粗悪水模擬液、pH3〜7 の弱酸性液(Cl−:195ppm、SO4 2−:60ppm、Cu2+:1ppm、Fe3+:30ppm )
方法:88℃で8hr 加熱したのち冷却し、25℃で16hr保持するサイクルを4ヶ月間繰り返し試験し、試験後のクラッド材内面(内皮材側)の最大腐食深さを測定し、最大腐食深さが0.06mm以下を合格(○)、0.06mmを超えたものを不合格(×)と評価した。
表4に示す組成を有する芯材用合金、表5に示す組成を有する内皮材用合金を溶解し、連続鋳造により造塊した。芯材用合金の鋳塊および内皮材用合金の鋳塊について、いずれも600℃×10時間の均質化処理を行った。なお、表4、表5において、本発明の条件を外れたものには下線を付した。
Claims (6)
- 質量%で、Si:0.3〜1.2%、Fe:0.05〜0.7%、Cu:0.3〜1.0%、Mn:0.6〜1.8%を含有し、不純物としてのMgを0.5%未満に制限し、残部Alおよび不可避不純物からなる芯材の片面に、Zn:0.5〜5.0%、Mg:0.5〜3.0%を含有し、残部Alおよび不可避不純物からなる内皮材をクラッドした2層クラッド材を曲げ成形して端部を高周波溶接してなり、Al−Si系合金ろう材をクラッドしたアルミニウムブレージングフィンを組み付けてろう付けする熱交換器用のアルミニウム合金偏平管であって、ろう付け加熱(600℃(材料温度)に加熱して3分間保持)後の芯材表面の中心線平均粗さをRa、1mm2当たりの三重点個数をNとしたとき、N・e2Ra<300(但し、eは自然対数の底)の関係を満足することを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金偏平管。
- 前記内皮材が、さらにSi:0.3〜1.2%、Mn:0.6〜1.8%のうちの1種または2種を含むことを特徴とする請求項1に記載の熱交換器用アルミニウム合金偏平管。
- 前記芯材が、さらにCr:0.01〜0.3%、Zr:0.01〜0.3%のうちの1種または2種を含む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アルミニウム合金偏平管。
- 前記内皮材が、さらにCr:0.01〜0.3%、Zr:0.01〜0.3%、Ti:0.01〜0.3%のうちの1種または2種以上を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の熱交換器用アルミニウム合金偏平管。
- 前記内皮材が、さらにFe:0.3〜1.5%、Ni:0.1〜1.5%のうちの1種または2種を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の熱交換器用アルミニウム合金偏平管。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のアルミニウム合金偏平管にAl−Si系合金ろう材をクラッドしたアルミニウムブレージングフィンを組み付け、フッ化物系フラックスを用いる不活性ガス雰囲気ろう付けまたは真空ろう付けすることにより作製したことを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器。
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