JP2781025B2

JP2781025B2 - 熱交換器フイン用アルミニウム合金

Info

Publication number: JP2781025B2
Application number: JP1259643A
Authority: JP
Inventors: 邦昭松井; 浩司山村; 光雄日野
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-10-03
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JPH03120333A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は熱交換器フィン用アルミニウム合金に関し、
より詳しくは、成形加工性に優れ、板厚を薄くしてもフ
ィンプレス成形時のカラー割れが少なく、板厚の薄肉化
が可能であり、しかも成形方法としてドロー方法及びド
ローレス方法のいずれの方法にも適用できる熱交換器ク
ロスフィン用アルミニウム合金に関するものである。

（従来の技術及び解決しようとする課題）一般にアルミニウムフィン材は、プレス加工により、
目的形状に成形し、鋼管と組み合わせて使われている。

近年、熱交換器の効率向上及びコンパクト化を目的と
して、アルミニウム板の厚さをできるだけ薄くすること
が試みられ、従来、0.20mm程度であったものが、0.1mm
の厚さまでに使用されつつある。

しかしながら、従来のアルミニウム材料では、このよ
うな薄肉化に伴い、成形性、特に張出し性や伸びフラン
ジ性の低下が大きく、フィン加工時にカラー割れや、カ
ラーとびと称する成形不具合が生じるために、薄肉化の
障害になっている。

一方、成形方法としては、従来は1050、1100などの純
アルミを用いて張り出し加工を主体としたドロー方法が
採用されていたが、しごき加工を取り入れたドローレス
方法による加工方法が開発され、この加工方法により適
したアルミニウム合金（例えば、Al−Fe−Mn系、Al−Mn
−Zr系など）も開発され、薄肉化も促進されてきた（特
公昭56−37294号、特公昭59−10987号参照）。

しかし、かかるアルミニウム合金は、成分組成が複雑
であり、且つ各種調質（例、H24、H26など）のコントロ
ールが必要であるため、工程が非常に複雑になり、品質
も変動し易いと云う欠点があった。

しかも、上述の加工方法並びにアルミニウム合金を用
いても、0.1mm以下の厚さに薄肉化する場合には、フィ
ンプレス成形時にカラー割れなどが発生する等、成形加
工が難しいという問題もあった。したがって、このよう
な薄肉においても成形性の優れたアルミニウム材料の開
発が望まれているのが現状である。

本発明は、かかる要請に応えるべくなされたものであ
って、薄肉にしても成形性に優れた熱交換器フィン用ア
ルミニウム合金を提供することを目的とするものであ
る。

（課題を解決するための手段）前記問題点に鑑みて、本発明者は、種々の成分系、組
成について鋭意研究を重ねた結果、ここに本発明をなし
たものである。

すなわち、本発明は、Fe:0.8〜2.0％を含有すると共
にSi:0.15％以下に規制し、且つ、Fe/Si比を10以上に調
整し、残部Al及び不可避的不純物からなり、不可避的不
純物元素をそれぞれ0.05％未満に規制したことを特徴と
する熱交換器クロスフィン用アルミニウム合金を要旨と
するものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

（作用）本発明において上述の成分組成に限定した理由は以下
の通りとおりである。

Fe:0.8〜2.0％ Feは、多くの晶出物を生成し、サブグレイン及び結晶
粒の微細化に有効で、成形加工性、すなわち、張出し
性、伸び、伸びフランジ性などを向上させる効果があ
る。この晶出物の存在はしごき加工性の向上ももたら
し、ドロー加工法だけでなく、ドローレス加工法のいず
れの成形加工方法に対しても適用できる。

また、Al中に固溶したFeは、加熱による転位の運動を
抑制することから、加熱軟化を停溜させ、H26、H24、H2
2などの調質材を製造する際の温度幅を大きくし、製造
し易くする。

しかし、Feが0.8％未満では上記作用が不十分であ
り、また2.0％を超えると晶出物が過剰となり、却って1
0μｍ以上のサイズの大きな晶出物を生成し、それらが
成形加工時の応力の集中点になり、割れの原因を生ず
る。

したがって、Fe量は0.8〜2.0％の範囲とし、好ましく
は1.0〜1.7％である。

Si:0.15％以下 Siは、Fe晶出物の形態に影響を及ぼし、晶出物を大き
くすると共に数を少なくし、固溶Fe量も少なくする働き
がある。したがって、上記Feの働きを十分に発揮させる
ためには極力規制する必要があり、本発明においてはSi
量を0.15％以下とする。好ましくは0.10％以下である。

Fe/Si比:10以上 Si量は、前述の如くできるだけ少ない方が好ましい
が、Feの含有量により、有効範囲が異なり、Feか多けれ
ば許容範囲は広くなり、Feが少なくなれば規制量が厳し
くなる。すなわち、Fe量が多くなれば、Siによる晶出物
への作用が大きくなり、数の少なくするのを打ち消すこ
とができるが、Feが少なくなれば、Siの影響が大になる
ため、規制を厳しくすることが必要である。そのため、
Si量に対するFe量（Fe/Si比）を10以上とする。

その他 Mn、Zrなどの元素を添加すると製造条件、特に造塊、
均質化熱処理、熱間圧延などの温度条件の影響を受け易
く、品質が安定しないため、これら元素は添加しない方
がよい。したがって、Mn、Zrを始めとするその他の元素
はそれぞれ0.05％未満に規制すべきである。

なお、上記化学成分を有するアルミニウム合金は、常
法により熱交換器フィンに製作することができる。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例）第１表に示す化学成分を有するAl−Fe合金について、
通常法の造塊によりスラブを作製した後、480℃で均質
化熱処理を実施し、熱延圧延により熱延板（3.5mm厚）
を製造した。引き続き冷間圧延により110μｍ又は80μ
ｍまで圧延を実施した。その後、仕上げ焼鈍によりH22
及びH26の調質材を作製した。

得られたH26材はドロー加工法により、H22材はドロー
レス加工方法により、それぞれフィンプレス加工（フィ
ン加工条件：フィン径9.85mmφ、フィンピッチ1.7mm）
に供し、成形性の評価を行った。但し、80μｍ厚さのも
のはドローレス加工法のみに供し、またドロー加工法、
ドローレス加工法用の比較材としては、それぞれ1200H2
2材、1100H26材を用いた。

なお、成形性については、フィン加工後のカラー割れ
の割合によって評価すると共に、エリクセン値（JIS B
7777）、伸び及び限界伸びフランジ性による特性値によ
っても評価した。それらの結果を第１表に併記する。

第１表より明らかなように、本発明例はいずれも、ど
の加工方法によって薄肉にしてもカラー割れが極めて少
なく、成形性に優れている。特に、板厚が0.080mmの場
合でも優れた成形性を示している。

（発明の効果）以上詳述したように、熱交換器用フィン材に本発明の
アルミニウム合金を用いることにより、次のような優れ
た効果が得られる。

板厚を薄くしても、フィンプレス成形時にカラー
割れが少なく、優れた成形性が得られるため、従来より
使用されているものに対して薄肉化が可能になり、フィ
ンの段数を増加することができ、熱交換器の性能が向上
する。

同じ性能に対しては、アルミニウム材料の使用量
が節減でき、コストの低減化が図れる。

ドロー加工法、ドローレス加工法の両者の成形方
法に対して、調質を変化させるだけで同じアルミニウム
合金が使用できるので、生産性が向上する。

Fe以上の合金元素を含まないため、製造コストが
削減できるほか、製造条件の影響を受けにくく、品質の
安定化が可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C22C 21/00 F28F 21/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で（以下、同じ）、Fe:0.8〜2.0％
を含有すると共にSi:0.15％以下に規制し、且つ、Fe/Si
比を10以上に調整し、残部Al及び不可避的不純物からな
り、不可避的不純物元素をそれぞれ0.05％未満に規制し
たことを特徴とする熱交換器フィン用アルミニウム合
金。