JP2014517867A - 薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材及びその製造方法 - Google Patents

薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014517867A
JP2014517867A JP2014503583A JP2014503583A JP2014517867A JP 2014517867 A JP2014517867 A JP 2014517867A JP 2014503583 A JP2014503583 A JP 2014503583A JP 2014503583 A JP2014503583 A JP 2014503583A JP 2014517867 A JP2014517867 A JP 2014517867A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brazing
aluminum alloy
core material
cast aluminum
thin plate
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
Application number
JP2014503583A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5898301B2 (ja
Inventor
グァンジュン ウ
スヒョン キム
ジュヒ カン
ヒョンウク キム
Original Assignee
コリア インスティチュート オブ マシナリー アンド マテリアルズ
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コリア インスティチュート オブ マシナリー アンド マテリアルズ filed Critical コリア インスティチュート オブ マシナリー アンド マテリアルズ
Publication of JP2014517867A publication Critical patent/JP2014517867A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5898301B2 publication Critical patent/JP5898301B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
    • B23K35/0233Sheets, foils
    • B23K35/0238Sheets, foils layered
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/04Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/02Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/22Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
    • B23K20/233Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded without ferrous layer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286Al as the principal constituent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/01Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic
    • B32B15/016Layered products comprising a layer of metal all layers being exclusively metallic all layers being formed of aluminium or aluminium alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/02Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • C22C21/10Alloys based on aluminium with zinc as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/043Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/053Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with zinc as the next major constituent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/14Heat exchangers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10Aluminium or alloys thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/089Coatings, claddings or bonding layers made from metals or metal alloys

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本発明は、薄板鋳造されたアルミニウム合金からなる心材と、前記心材にロールボンディングされて付着され、アニーリング後に冷間圧延して前記心材に付着されるブレージング用皮材とを含むことを特徴とする、薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材に関する。
【選択図】図1

Description

本発明は、薄板鋳造された高強度アルミニウム合金を心材として用い、心材の外面にブレージング用皮材を冷間圧延接合して形成されたブレージング用高強度クラッド板材及びその製造方法に関する。
アルミニウム合金は軽量かつ高熱伝導性を備えているため、自動車用熱交換器、例えば、ラジエータ、コンデンサ、エバポレータ、ヒータ、インタークーラなどに用いられている。自動車用熱交換器は主にろう付け法により製造される。
一方、アルミニウムフィンの積層後に挿管して製造する空調機の室内/外機用熱交換器においては、軽量化及び小型化の要求により、近年はろう付け法の製造工程への適用が試みられている。
通常、ろう付けはAl−Si系合金のろう付けフィラー金属を用い、約600℃の高温で行われる。よって、ろう付け性に優れ、かつろう付け後に高い強度、耐食性を有するアルミニウム合金ブレージングシートを必要とする。
ろう付けを用いて製造するアルミニウム合金系熱交換器は、主に放熱を担うコルゲート成形したフィンと、冷却水や冷媒を循環させるためのチューブとから構成される。チューブが腐食又は破壊により貫通すると、内部を循環している冷却水や冷媒の漏洩が生じる。よって、製品寿命を向上させるために、ろう付け後の強度、耐食性に優れたアルミニウム合金ブレージングシートが必要不可欠とされている。
ところで、近年は自動車の軽量化に対する要求が高まり、それに対応するために自動車用熱交換器の軽量化も求められている。そこで、熱交換器を構成する各部材を薄くすることが検討されており、アルミニウム合金ブレージングシートはろう付け後の強度をさらに向上させる必要がある。
これは、空調機の室内/外機用熱交換器に適用されるアルミニウムブレージングシートにおいても同様に求められている。
従来、自動車用のラジエータやヒータのように、冷却水がチューブ内面を循環する熱交換器のチューブ材として、JIS3003合金に代表されるようなAl−Mn系合金などの心材の内面側にAl−Zn系合金などの犠牲陽極材をクラッドし、大気側にAl−Si系合金などのろう付けフィラー金属をクラッドした3層チューブ材が一般に用いられてきた。
しかし、JIS3003合金心材を用いたクラッド材のろう付け後の強度は110MPa程度であり、強度が不十分である。
ろう付け後の強度を向上させるために、心材にMgを添加した3層クラッドチューブ材が提案されている(特許文献1、2参照)。
しかし、心材にMgを添加すると、ノコロックろう付け法(Nocolock Brazing)において用いられるフッ化物系フラックスとMgが反応することにより、MgFなどの化合物を形成し、ろう付け性を著しく低下させてしまう。
また、特許文献3には、心材、中間材及び犠牲陽極材用のアルミニウム合金を鋳造して心材、中間材及び犠牲陽極材を製造し、均質化処理後に熱間圧延して製造する「アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法」が開示されている。
しかし、合金元素が多量に添加された合金においては、鋳造組織の不均一性が増加して圧延接合及び後続薄板圧延時に欠陥発生が増加するという問題がある。
また、複数の圧延工程を経て製造されるので、生産性が低下して多くのエネルギーを必要とするという問題がある。
特開平8−246117号公報 特開2003−55727号公報 韓国公開特許第2007−0061413号公報
本発明は、従来の問題を解決するためになされたものであり、より詳細には、薄板鋳造された高強度アルミニウム合金を心材として用い、心材の外面にブレージング用皮材を冷間圧延工程で接合して高い強度を有するようにした、ブレージング用高強度クラッド板材及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明による薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材は、薄板鋳造されたアルミニウム合金からなる心材と、前記心材にロールボンディングされて付着され、アニーリング後に冷間圧延して前記心材に付着されるブレージング用皮材とを含むことを特徴とする。
前記心材は、0.7〜1.0重量%のケイ素(Si)と、0.45〜0.5重量%の鉄(Fe)と、0.1〜0.15重量%の銅(Cu)と、1.2〜1.6重量%のマンガン(Mn)と、残部のアルミニウム(Al)と、その他の不可避的不純物とを含むことを特徴とする。
前記心材には0.5重量%のニッケル(Ni)がさらに含まれることを特徴とする。
前記ブレージング用皮材は複数備えられることを特徴とする。
ブレージング用皮材は、6.8〜13.0重量%のケイ素(Si)を含むAl−Si系合金であることを特徴とする。
前記ブレージング用皮材はJIS4343であることを特徴とする。
前記心材及びブレージング用皮材は、30〜70%の厚さ圧下率で冷間圧延されることを特徴とする。
前記ブレージング用高強度クラッド板材は、214MPa以上の引張強度を有することを特徴とする。
本発明による薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材の製造方法は、薄板鋳造されたアルミニウム合金からなる心材と、6.8〜13.0重量%のケイ素(Si)を含むAl−Si系合金からなるブレージング用皮材とを準備する素材準備ステップと、前記心材及びブレージング用皮材を洗浄する素材洗浄ステップと、前記心材及びブレージング用皮材の外面をワイヤブラッシングするブラッシングステップと、前記心材及びブレージング用皮材を積層してロールボンディングするロールボンディングステップと、ロールボンディングした心材及びブレージング用皮材を1次圧延する第1圧延ステップと、1次圧延した心材及びブレージング用皮材をアニーリングするアニーリングステップと、アニーリングした心材とブレージング用皮材を2次圧延してブレージング用高強度クラッド板材を完成する第2圧延ステップとを含むことを特徴とする。
前記素材準備ステップにおいて、前記心材は、0.7〜1.0重量%のケイ素(Si)と、0.45〜0.5重量%の鉄(Fe)と、0.1〜0.15重量%の銅(Cu)と、1.2〜1.6重量%のマンガン(Mn)と、残部のアルミニウム(Al)と、その他の不可避的不純物とを含むことを特徴とする。
前記アニーリングステップは、450℃で1〜2時間行われることを特徴とする。
前記第1圧延ステップは、前記心材及びブレージング用皮材を32〜36%の厚さ圧下率で冷間圧延する過程であることを特徴とする。
前記第2圧延ステップは、30〜70%の厚さ圧下率で冷間圧延する過程であることを特徴とする。
前述したように、本発明による薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材は、心材として薄板鋳造された高強度アルミニウム合金を用い、ブレージング用皮材が冷間圧延により心材に接合される。
よって、厚さが薄く、組成ずれが大きくないので、欠陥発生を最小限に抑えることができるという利点がある。
また、ブレージング用高強度クラッド板材の製造時に求められるエネルギー消費量が著しく減少するので、製造コストを低減できるという利点がある。
本発明の好ましい実施例による心材と比較例の心材の成分を比較した表である。 本発明による薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材の製造方法を示す工程フローチャートである。 比較例1〜3を本発明による工程順序で製造した場合の圧下率変化に伴う厚さ変化を示す表である。 図3の比較例1〜3の引張強度及び降伏強度を測定して示すグラフである。 本発明の好ましい実施例1〜3及び比較例1の心材及びブレージング用皮材の構成を示す表である。 図5に示す実施例1〜3及び比較例1の引張強度と延伸率を比較して示すグラフである。 本発明の好ましい実施例2の剥離有無を検証するために行ったW−bending試験の結果を示す実物写真である。 本発明の好ましい実施例3の剥離有無を検証するために行ったW−bending試験の結果を示す実物写真である。
以下、図1を参照して、本発明による薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材(以下「クラッド板材」という)の一構成である心材の成分を比較例と比較して説明する。
図1は本発明の好ましい実施例による心材と比較例の心材の成分を比較した表である。
それに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲に用いる用語や単語は、通常の辞書的な意味で解釈してはならず、発明者は自らの発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適宜定義できるという原則に基づき、本発明の技術的思想に合致する意味や概念で解釈すべきである。
よって、本明細書に示す実施例と図面に示す構成は本発明の好ましい一実施例にすぎず、本発明の技術思想の全てを代弁するものではないので、本出願時点でこれらを代替する様々な均等物や変形例があり得ることを理解すべきである。
本発明によるクラッド板材は、薄板鋳造されたアルミニウム合金からなる心材と、前記心材にロールボンディングされて付着され、アニーリング後に冷間圧延して前記心材に付着されるブレージング用皮材とを含む。
また、図1に示すように、前記心材は0.7〜1.0重量%のケイ素(Si)と、0.45〜0.5重量%の鉄(Fe)と、0.1〜0.15重量%の銅(Cu)と、1.2〜1.6重量%のマンガン(Mn)と、残部のアルミニウム(Al)と、その他の不可避的不純物とを含む。
また、前記心材には0.5重量%のニッケル(Ni)がさらに含まれ、必要に応じて複数層に積層されてもよい。
すなわち、前記心材は、Al−Mn系合金にCu、Niの添加量が制御された合金である。Cu、Ni元素はAl−Mn合金において高温強度の増加に効果的であることが知られており、とりわけNiは伝導度の減少を最小限に抑えることができ、強度を増加させる元素である。
前記ブレージング用皮材は複数備えられる。すなわち、前記ブレージング用皮材は、心材の両面にそれぞれ1つずつ備えられる。
また、前記ブレージング用皮材には、6.8〜13.0重量%のケイ素(Si)を含むAl−Si系合金が適用される。本発明の実施例において、前記ブレージング用皮材はJIS4343であることを特徴とする。
前記心材及びブレージング用皮材は、複数の工程のうち第2圧延ステップにおいて、30〜70%の厚さ圧下率で冷間圧延されてクラッド板材に形成され、前記クラッド板材は、214MPa以上の引張強度を有する。
以下、図2を参照して、前記クラッド板材を製造する過程について説明する。
図2は本発明による薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材の製造方法を示す工程フローチャートである。
同図に示すように、前記クラッド板材は、薄板鋳造されたアルミニウム合金からなる心材と、6.8〜13.0重量%のケイ素(Si)を含むAl−Si系合金からなるブレージング用皮材とを準備する素材準備ステップ(S100)と、前記心材及びブレージング用皮材を洗浄する素材洗浄ステップ(S200)と、前記心材及びブレージング用皮材の外面をワイヤブラッシングするブラッシングステップ(S300)と、前記心材及びブレージング用皮材を積層してロールボンディングするロールボンディングステップ(S400)と、ロールボンディングした心材及びブレージング用皮材を1次圧延する第1圧延ステップ(S500)と、1次圧延した心材及びブレージング用皮材をアニーリングするアニーリングステップ(S600)と、アニーリングした心材とブレージング用皮材を2次圧延してブレージング用高強度クラッド板材を完成する第2圧延ステップ(S700)とを順次行うことにより得られる。
前記素材準備ステップ(S100)において、前記心材は、0.7〜1.0重量%のケイ素(Si)と、0.45〜0.5重量%の鉄(Fe)と、0.1〜0.15重量%の銅(Cu)と、1.2〜1.6重量%のマンガン(Mn)と、残部のアルミニウム(Al)と、その他の不可避的不純物とを含む。
また、前述したように、前記心材には0.5重量%のニッケル(Ni)がさらに含まれる。
前記素材準備ステップ(S100)で心材及びブレージング用皮材が準備されると、前記心材及びブレージング用皮材を洗浄する素材洗浄ステップ(S200)が行われる。
前記素材洗浄ステップ(S200)は、心材及びブレージング用皮材の表面をアルコール、アセトンなどの溶剤を用いて洗浄する過程である。
前記素材洗浄ステップ(S200)の次にブラッシングステップ(S300)が行われる。前記ブラッシングステップ(S300)は、ロールボンディングステップ(S400)を行う際に接合力が向上するようにする過程である。
前記ロールボンディングステップ(S400)の次に第1圧延ステップ(S500)が行われる。前記第1圧延ステップ(S500)は、前記心材及びブレージング用皮材を冷間圧延する過程であり、本発明の実施例においては32〜36%の厚さ圧下率で圧延した。
前記第1圧延ステップ(S500)の次にアニーリングステップ(S600)が行われる。前記アニーリングステップ(S600)は、ロールボンディングステップ(S400)で生成された組織を除去するための過程であり、450℃で1〜2時間行われることが好ましい。
前記アニーリングステップ(S600)の次に第2圧延ステップ(S700)が行われる。前記第2圧延ステップ(S700)は、30〜70%の厚さ圧下率で冷間圧延して最終厚さを調整する過程である。
以下、図3及び図4を参照して、比較例の強度について説明する。
図3は比較例1〜3を本発明による工程順序で製造した場合の圧下率変化に伴う厚さ変化を示す表であり、図4は図3の比較例1〜3の引張強度及び降伏強度を測定して示すグラフである。
比較例の心材にはJIS3003合金を用い、ブレージング用皮材にはJIS4343又はJIS4045合金を用いた。
また、アルミニウム複合板材の薄板冷間圧延の可能性を判断するために、圧延接合法で製造された初期厚さが約1.5mmのアルミニウム複合板材を0.2mmの厚さまで冷間圧延し、その後450℃、2時間の熱処理を施し、6〜43%の最終圧下率で圧延した圧縮板材(比較例1及び2)を製造した。
また、中間熱処理を施すことなく、95%の最終圧下率でアルミニウム複合板材(比較例3)を製造した。
比較例1〜3は、ろう付け特性を評価するために、ろう付け模擬熱処理(610℃,10min)を施したものであり、その厚さを図3に示す。
その結果、図4に示すように、最終圧下率が増加するにつれて降伏強度及び引張強度が比例して増加することが観察され、JIS4045合金を皮材として用いると強度が多少増加することが観察された。
しかし、強度に関しては、最終圧下率を45%まで上げても187MPa以下の強度であった。
また、破断延伸率に関しては、比較例2の6%の最終圧下率の試料を除いて、ほとんどが板材において2〜3.4%の延伸率であった。
以下、図5及び図6を参照して、本発明の好ましい実施例によるクラッド板材の構成及びその引張強度を比較例と比較して説明する。
図5は本発明の好ましい実施例1〜3及び比較例1の心材及びブレージング用皮材の構成を示す表であり、図6は図5に示す実施例1〜3及び比較例1の引張強度と延伸率を比較して示すグラフである。
本発明の実施例において、心材及びブレージング用皮材の厚さの合計が5mmになるようにし、その後ロールボンディングして約3mmの厚さを有するように接合した。
その後、32〜36%の圧下率で第1圧延ステップ(S500)を行った結果、圧延接合が可能であることが確認された。
また、前記アニーリングステップ(S600)において0.3mmの厚さを有する圧延板材を450℃で2時間加熱し、第2圧延ステップ(S700)を行って0.2mmと0.1mmの厚さを有するクラッド板材を製造した。0.1mmの厚さまで圧延した場合も問題は生じなかったため、さらなる冷間圧延も可能であるものと判断される。
図6に示すように、クラッド板材の引張強度を測定した結果、開発心材1を心材としたクラッド板材の引張強度が開発心材2を心材とした場合より高く、約33%の厚さ圧下率での冷間圧延後に214〜251MPaの高強度を示し、ろう付け熱処理後の引張強度においても192〜198MPaが維持された。延伸率に関しては、冷間圧延後に4.3〜6.0%、ろう付け熱処理後に11.8〜16.9%の良好な延伸率が得られた。
比較例1において、JIS3003を心材として用い、JIS4343をブレージング用皮材として用いた場合、ろう付け熱処理前後の強度変化がほとんど発生せず、延伸率のみ増加した(3.312%)。
以下、図7及び図8を参照して、本発明によるクラッド板材の曲げ試験の結果について説明する。
図7は本発明の好ましい実施例2の剥離有無を検証するために行ったW−bending試験の結果を示す実物写真であり、図8は本発明の好ましい実施例3の剥離有無を検証するために行ったW−bending試験の結果を示す実物写真である。
まず、W−bending試験とは、曲げ試験の一種であり、主に薄板の曲げ性を判断するために行うものであり、V−bendingに比べて相対的に厳しい曲げ条件が用いられる。JISH3110に規定する試験方法に準拠し、90°のbending blockを用いてR0.2〜2.0mmの範囲の曲率を有するチップで曲げ試験を行う。
これにより、ブレージング用皮材の剥離の有無、bending部の粗度とR/tの相関関係、Normalized minimum bending radius(MBR/t)などが得られる。
前記W−bending試験においては、実施例2及び3を対象に40×10mmの試料を採取して曲げ試験を行い、クラッド板材の曲げ性、ブレージング用皮材の剥離の有無などを観察した。
図7に示すように、最小曲率(R)が0.2mmであってもブレージング用皮材の剥離、クラッド板材の剪断などの成形不良が発生せず、クラッド板材の表面にシワが発生せず、MBR/tが2.0以上であることが分かる。
これは、従来の0.5mmの厚さを有する比較例1のクラッド板材のMBR/t(1.6〜2.0)より向上したものである。
本発明の範囲は前述した実施例に限定されるものではなく、前述した技術範囲における当業界の通常の技術者であれば本発明に基づく様々な変形が可能であろう。
本発明による薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材は、心材として薄板鋳造された高強度アルミニウム合金を用い、ブレージング用皮材が冷間冷間圧延により心材に接合される。
よって、厚さが薄く、組成ずれが大きくないため、欠陥発生を最小限に抑えることができるので、自動車用熱交換器、例えば、ラジエータ、コンデンサ、エバポレータ、ヒータ、インタークーラなどの軽量化及び高熱伝導性が求められる用途に適用することができる。

Claims (13)

  1. 薄板鋳造されたアルミニウム合金からなる心材と、
    前記心材にロールボンディングされて付着され、アニーリング後に冷間圧延して前記心材に付着されるブレージング用皮材とを含むことを特徴とする、薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材。
  2. 前記心材は、0.7〜1.0重量%のケイ素(Si)と、0.45〜0.5重量%の鉄(Fe)と、0.1〜0.15重量%の銅(Cu)と、1.2〜1.6重量%のマンガン(Mn)と、残部のアルミニウム(Al)と、その他の不可避的不純物とを含むことを特徴とする、請求項1に記載の薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材。
  3. 前記心材には0.5重量%のニッケル(Ni)がさらに含まれることを特徴とする、請求項2に記載の薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材。
  4. 前記ブレージング用皮材は複数備えられることを特徴とする、請求項3に記載の薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材。
  5. ブレージング用皮材は、6.8〜13.0重量%のケイ素(Si)を含むAl−Si系合金であることを特徴とする、請求項4に記載の薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材。
  6. 前記ブレージング用皮材はJIS4343であることを特徴とする、請求項5に記載の薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材。
  7. 前記心材及びブレージング用皮材は、30〜70%の厚さ圧下率で冷間圧延されることを特徴とする、請求項6に記載の薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材。
  8. 前記ブレージング用高強度クラッド板材は、214MPa以上の引張強度を有することを特徴とする、請求項7に記載の薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材。
  9. 薄板鋳造されたアルミニウム合金からなる心材と、6.8〜13.0重量%のケイ素(Si)を含むAl−Si系合金からなるブレージング用皮材とを準備する素材準備ステップと、
    前記心材及びブレージング用皮材を洗浄する素材洗浄ステップと、
    前記心材及びブレージング用皮材の外面をワイヤブラッシングするブラッシングステップと、
    前記心材及びブレージング用皮材を積層してロールボンディングするロールボンディングステップと、
    ロールボンディングした心材及びブレージング用皮材を1次圧延する第1圧延ステップと、
    1次圧延した心材及びブレージング用皮材をアニーリングするアニーリングステップと、
    アニーリングした心材とブレージング用皮材を2次圧延してブレージング用高強度クラッド板材を完成する第2圧延ステップとを含むことを特徴とする、薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材の製造方法。
  10. 前記素材準備ステップにおいて、前記心材は、0.7〜1.0重量%のケイ素(Si)と、0.45〜0.5重量%の鉄(Fe)と、0.1〜0.15重量%の銅(Cu)と、1.2〜1.6重量%のマンガン(Mn)と、残部のアルミニウム(Al)と、その他の不可避的不純物とを含むことを特徴とする、請求項9に記載の薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材の製造方法。
  11. 前記アニーリングステップは、450℃で1〜2時間行われることを特徴とする、請求項10に記載の薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材の製造方法。
  12. 前記第1圧延ステップは、前記心材及びブレージング用皮材を32〜36%の厚さ圧下率で冷間圧延する過程であることを特徴とする、請求項10に記載の薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材の製造方法。
  13. 前記第2圧延ステップは、30〜70%の厚さ圧下率で冷間圧延する過程であることを特徴とする、請求項12に記載の薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材の製造方法。
JP2014503583A 2011-04-08 2011-12-26 薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材の製造方法 Active JP5898301B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110032440A KR101288854B1 (ko) 2011-04-08 2011-04-08 박판 주조된 알루미늄 합금을 이용한 브레이징용 고강도 클래드 판재의 제조 방법
KR10-2011-0032440 2011-04-08
PCT/KR2011/010074 WO2012138042A1 (ko) 2011-04-08 2011-12-26 박판 주조된 알루미늄 합금을 이용한 브레이징용 고강도 클래드 판재 및 이의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014517867A true JP2014517867A (ja) 2014-07-24
JP5898301B2 JP5898301B2 (ja) 2016-04-06

Family

ID=46969404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014503583A Active JP5898301B2 (ja) 2011-04-08 2011-12-26 薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材の製造方法

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2695698A4 (ja)
JP (1) JP5898301B2 (ja)
KR (1) KR101288854B1 (ja)
CN (1) CN103582539A (ja)
WO (1) WO2012138042A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023079909A1 (ja) * 2021-11-04 2023-05-11 株式会社Uacj アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101384799B1 (ko) * 2012-12-28 2014-04-21 재단법인 포항산업과학연구원 클래드재 제조장치 및 그 제조방법
CN103695816A (zh) * 2013-12-25 2014-04-02 无锡帝圣金属制品有限公司 金属复合板的制备方法
CN108517476B (zh) * 2018-03-30 2019-07-23 湖南科罗德新材料有限公司 铜铝冷轧复合板的热处理方法
CN111926270B (zh) * 2020-07-28 2022-04-19 湖南中创空天新材料股份有限公司 一种可时效强化的铝合金钎焊复合板材的制备方法及钎焊方法
CN114210937B (zh) * 2021-12-08 2023-08-22 浙江永杰铝业有限公司 阳极氧化外观用铝合金板带的制备方法及铝合金板带
KR102587294B1 (ko) 2023-05-16 2023-10-12 디어닝컴 주식회사 고열 진공로를 이용한 이종 금속 판재의 접합방법 및 이를 이용한 브레이징 클래드 메탈

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000087170A (ja) * 1998-09-08 2000-03-28 Calsonic Corp 耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材
JP2000084662A (ja) * 1998-09-11 2000-03-28 Sky Alum Co Ltd アルミニウム合金製熱交換器ろう付け構造体の製造方法およびアルミニウム合金製熱交換器と熱交換器用ブレージングシート成形体
JP2003293065A (ja) * 2002-04-04 2003-10-15 Mitsubishi Alum Co Ltd 高強度で成形性と耐エロージョン性に優れたブレージングシートおよび該ブレージングシートの製造方法
JP2004017116A (ja) * 2002-06-18 2004-01-22 Mitsubishi Alum Co Ltd ろう付造管チューブ用アルミニウム合金ブレージングシートおよびその製造方法
JP2006152380A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Denso Corp 耐エロージョン・コロージョン性と一般耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材
JP2006289489A (ja) * 2004-08-06 2006-10-26 Showa Denko Kk 熱交換器用積層材、熱交換器用チューブ材、熱交換器用ヘッダー材、熱交換器の製造方法並びに熱交換器
JP2010214378A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Furukawa-Sky Aluminum Corp 高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材およびそれを使用した熱交換器の製造方法
JP2011036915A (ja) * 2009-07-14 2011-02-24 Kobe Steel Ltd アルミニウム合金製ブレージングシート

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4477011A (en) * 1982-09-10 1984-10-16 Alcan International Limited Continuous cladding of aluminum strip
KR900002031B1 (ko) * 1986-04-30 1990-03-31 금성전선 주식회사 알루미늄합금 복합선재의 연속 제조방법
US5476725A (en) * 1991-03-18 1995-12-19 Aluminum Company Of America Clad metallurgical products and methods of manufacture
JPH0623572A (ja) * 1992-07-08 1994-02-01 Hitachi Cable Ltd 銅あるいは銅合金のクラッド条材の製造方法
JPH08200977A (ja) * 1995-01-27 1996-08-09 Zexel Corp 熱交換器用偏平チューブ及びその製造方法
JPH08246117A (ja) 1995-03-06 1996-09-24 Furukawa Electric Co Ltd:The 高強度アルミニウムブレージングシートとその製造方法
JP3367544B2 (ja) * 1995-08-23 2003-01-14 田中電子工業株式会社 ボンディング用金合金細線及びその製造方法
JP3734302B2 (ja) * 1996-04-02 2006-01-11 神鋼アルコア輸送機材株式会社 ろう付熱交換器用アルミニウム合金製ブレージングシート
JP4485671B2 (ja) * 2000-09-11 2010-06-23 古河スカイ株式会社 熱交換器用防食アルミニウム合金ろう材および熱交換器用高耐食性アルミニウム合金複合材
KR100480777B1 (ko) * 2000-12-29 2005-04-06 삼성전자주식회사 평판형 응축기
JP3984444B2 (ja) 2001-08-10 2007-10-03 株式会社神戸製鋼所 高強度アルミニウムブレージングシート及びそれを使用した熱交換器
JP2003068783A (ja) * 2001-08-23 2003-03-07 Tanaka Electronics Ind Co Ltd 無鉛クラッドワイヤ
ATE420764T1 (de) * 2002-04-18 2009-01-15 Alcoa Inc Lötfolie mit hoher formbarkeit und langer lebensdauer
JP5049488B2 (ja) * 2005-12-08 2012-10-17 古河スカイ株式会社 アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法
WO2007131727A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-22 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Method of producing a clad aluminum alloy sheet for brazing purposes and sheet produced by said method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000087170A (ja) * 1998-09-08 2000-03-28 Calsonic Corp 耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材
JP2000084662A (ja) * 1998-09-11 2000-03-28 Sky Alum Co Ltd アルミニウム合金製熱交換器ろう付け構造体の製造方法およびアルミニウム合金製熱交換器と熱交換器用ブレージングシート成形体
JP2003293065A (ja) * 2002-04-04 2003-10-15 Mitsubishi Alum Co Ltd 高強度で成形性と耐エロージョン性に優れたブレージングシートおよび該ブレージングシートの製造方法
JP2004017116A (ja) * 2002-06-18 2004-01-22 Mitsubishi Alum Co Ltd ろう付造管チューブ用アルミニウム合金ブレージングシートおよびその製造方法
JP2006289489A (ja) * 2004-08-06 2006-10-26 Showa Denko Kk 熱交換器用積層材、熱交換器用チューブ材、熱交換器用ヘッダー材、熱交換器の製造方法並びに熱交換器
JP2006152380A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Denso Corp 耐エロージョン・コロージョン性と一般耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金クラッド材
JP2010214378A (ja) * 2009-03-13 2010-09-30 Furukawa-Sky Aluminum Corp 高温ろう付け用薄肉ブレージングシートフィン材およびそれを使用した熱交換器の製造方法
JP2011036915A (ja) * 2009-07-14 2011-02-24 Kobe Steel Ltd アルミニウム合金製ブレージングシート

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023079909A1 (ja) * 2021-11-04 2023-05-11 株式会社Uacj アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2695698A1 (en) 2014-02-12
CN103582539A (zh) 2014-02-12
WO2012138042A1 (ko) 2012-10-11
KR101288854B1 (ko) 2013-07-23
KR20120114731A (ko) 2012-10-17
JP5898301B2 (ja) 2016-04-06
EP2695698A4 (en) 2015-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5898301B2 (ja) 薄板鋳造されたアルミニウム合金を用いたブレージング用高強度クラッド板材の製造方法
US11408690B2 (en) Method for producing aluminum alloy clad material
JP5793336B2 (ja) 高強度アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法
JP5049488B2 (ja) アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法
JP6452626B2 (ja) アルミニウム合金クラッド材及びその製造方法、ならびに、当該アルミニウム合金クラッド材を用いた熱交換器及びその製造方法
JP5188115B2 (ja) 高強度アルミニウム合金ブレージングシート
JP6452627B2 (ja) アルミニウム合金クラッド材及びその製造方法、ならびに、当該アルミニウム合金クラッド材を用いた熱交換器及びその製造方法
JP6418714B2 (ja) アルミニウム合金クラッド材及びその製造方法、ならびに、当該アルミニウム合金クラッド材を用いた熱交換器及びその製造方法
JP2007152421A (ja) アルミニウム合金ブレージングシート
JP2013507258A5 (ja)
JP5925022B2 (ja) 熱交換器用アルミニウム合金フィン材、その製造方法及び熱交換器の製造方法
JP2009022981A (ja) 高強度アルミニウム合金ブレージングシートおよびその製造方法
JP5214899B2 (ja) 熱交換器用高耐食アルミニウム合金複合材およびその製造方法
WO2013024732A1 (ja) ろう付け後の強度及び耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金フィン材
JP5543119B2 (ja) 高耐熱性アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法
CN111936645A (zh) 热交换器用铝合金翅片材、其制造方法以及热交换器
KR101489745B1 (ko) 삼층구조 알루미늄 합금 다층 클래드판 및 이의 제조방법
JP2010209444A (ja) 高耐熱性アルミニウム合金ブレージングシートおよびその製造方法
JP6001897B2 (ja) 耐圧強度に優れるタンク材及び熱交換器
JP3847076B2 (ja) 成形性及びろう付け性に優れた熱交換器用アルミニウム合金フィン材
JP2003147467A (ja) 熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートおよびその製造方法
JPH076045B2 (ja) 熱交換器用高強度アルミニウム合金フィン材の製造方法
JP2018076548A (ja) 熱交換器用アルミニウム合金クラッド材およびその製造方法ならびに熱交換器用アルミニウム合金チューブの製造方法
KR20140128106A (ko) 내침식성을 가지는 브레이징용 고강도 클래드 판재 및 이의 제조 방법
JPH0313549A (ja) 熱交換器用高強度アルミニウム合金フィン材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141118

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20150217

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20150318

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150417

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150917

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20151216

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160112

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: 20160216

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160303

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5898301

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250