JP3359115B2 - 熱交換器用アルミニウム合金フィン材 - Google Patents
熱交換器用アルミニウム合金フィン材Info
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Description
器用アルミニウム合金フィン材に関するものであり、さ
らに詳しくは、特にろう付法によって製造される自動車
用熱交換器であるラジエーター、ヒーター、コンデンサ
ー等のフィンとして使用されるアルミニウム合金フィン
材に関するものである。
はAlおよびAl合金が使用されておりろう付法により
製造されている。通常ろう付はAl−Si系のろう材が
用いられ、そのためろう付は600℃程度の高温で行わ
れる。ラジエーター等の熱交換器は例えば図1に示すよ
うに複数本の偏平チューブ1の間にコルゲート状に加工
した薄肉フィン2を一体に形成し、該偏平チューブ1の
両端はヘッダー3とタンク4とで構成される空間にそれ
ぞれ開口しており、一方のタンク側の空間から偏平チュ
ーブ1内を通して高温冷媒を他方のタンク4側の空間に
送り、偏平チューブ1および薄肉フィン2の部分で熱交
換して低温になった冷媒を再び循環させるものである。
の方向にあり、熱交換器用の材料の薄肉化が望まれてい
る。そのためには材料強度の向上と熱交換器の熱効率の
向上が必要である。フィン材を薄肉化した場合、フィン
の強度が十分でないと熱交換器の組付け時にフィンが潰
れたり、熱交換器として使用時に破壊してしまうという
問題がある。フィン材の強度向上には、Mgの添加が効
果的であるが、ノコロックろう付工法の場合、Mgとノ
コロックろう付用のフラックスとが反応し、そのためろ
う付性が低下し、フィンの接合が出来にくくなる。
み、ろう付後の強度が高く、ろう付性も良好なフィン材
を開発するには、Si、Cu、Mn、ZnおよびNiの
添加量を適正化して強度を向上させ、さらにMgの添加
量を減らすか、もしくはMgを添加しないことにより、
ろう付性を向上させれば、高強度と良好なろう付性を兼
ね備えたフィン材を開発することができると考え、本発
明に到った。即ち、本発明は、ろう付後の強度とろう付
性に優れた熱交換器用アルミニウム合金フィン材を開発
したものであり、請求項1記載の発明は、Si0.6〜
1.0wt%、Cu0.1〜0.4wt%、Mn0.9〜
1.5wt%、Zn0.8〜2.5wt%、Ni0.3〜
0.6wt%を含有し、残部Alと不可避的不純物とから
なることを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金フィ
ン材であり、請求項2記載の発明は、Si0.6〜1.
0wt%、Cu0.1〜0.4wt%、Mn0.9〜1.5
wt%、Zn0.8〜2.5wt%、Ni0.3〜0.6wt
%を含有し、さらにMg0.008wt%以下、Cr0.
03〜0.3wt%、In0.005〜0.1wt%、Sn
0.005〜0.1wt%のうちの1種または2種以上を
含有し、残部Alと不可避的不純物とからなることを特
徴とする熱交換器用アルミニウム合金フィン材である。
成の限定理由について説明する。Siは、その添加によ
り強度を向上させる。特に、FeやNiと共存する場
合、FeやNiの析出を促進する作用を有するため、分
散強化に寄与する金属間化合物を増やし、強度を向上さ
せる。さらに、FeおよびNiの析出を促進することで
フィン材中に固溶しているFeおよびNiの固溶量を減
らすので、熱伝導性を向上させる。Siが0.6wt%未
満の場合上記強度向上の効果が十分でなく、1.0wt%
を超えても、FeおよびNiの析出を促進する作用は変
わらないが、材料の融点が下がり、ろう付加熱中にフィ
ンの溶融が生じる。従って、Siは0.6〜1.0wt%
とする。
る。Cuが0.1wt%未満ではその効果が十分ではな
く、0.4wt%を超えると合金の融点が下がり、ろう付
加熱中にフィンの溶融が生じる。従って、Cuは0.1
〜0.4wt%とする。
る。Mnが0.9wt%未満ではその効果が十分ではな
く、1.5wt%を超えると材料の成形性が低下し、フィ
ンのコルゲート成形ができにくくなる。従って、Mnは
0.9〜1.5wt%とする。
下げ、ろう付された相手部材に対して犠牲陽極効果を持
たせることができる。Znが0.8wt%未満ではその効
果が十分ではなく、2.5wt%を超えると材料の成形性
が低下し、フィンのコルゲート成形ができにくくなる。
従って、Znは0.8〜2.5wt%とする。
散させ、強度を向上させる。Siとともに添加すること
で、非常に析出しやすくなるため、熱伝導性を低下させ
ることなく強度を向上させることができる元素である。
その量が0.3wt%未満ではその効果が十分ではなく、
0.6wt%を超えて添加した場合、成形性が低下し、フ
ィンのコルゲート成形ができにくくなる。
にMg0.008wt%以下、Cr0.03〜0.3wt
%、In0.005〜0.1wt%、Sn0.005〜
0.1wt%のうちの1種または2種以上を添加すること
がある。これらの元素の添加理由と添加量の限定理由に
ついて説明する。
を促進する作用があるため、少量でも分散強化に寄与す
る金属間化合物を増やし、強度を向上させる。さらに、
FeやNiの析出を促進することでフィン材中に固溶し
ているFeおよびNiの固溶量を減らすので、熱伝導性
を向上させる。しかし、Mgの添加量が0.008wt%
を超えると、ノコロックろう付工法の場合、Mgとノコ
ロックろう付用のフラックスとが反応し、ろう付性が劣
化して、フィンの接合が安定してできなくなる。従っ
て、Mgは0.008wt%以下とする。
る。Crが0.03wt%未満ではその効果が十分ではな
く、0.3wt%を超えると成形性が低下し、フィンのコ
ルゲート成形ができにくくなる。従って、Crは0.0
3〜0.3wt%とする。
強度を向上させるとともに、材料の再結晶粒度を大きく
して、ろう付加熱中の座屈強度を向上させる。Zrが
0.03wt%未満ではその効果が十分ではなく、0.3
wt%を超えると成形性が低下し、フィンのコルゲート成
形ができにくくなる。従って、Zrを添加する場合、そ
の量は0.03〜0.3wt%とする。
位を下げ、ろう付された相手部材に対して犠牲陽極効果
を持たせることができるもので、Znの添加だけでは犠
牲陽極効果が不十分な場合に添加される。それぞれ0.
005wt%未満ではその効果が十分ではなく、0.1wt
%を超えると材料が割れやすくなり、フィンの製造が困
難となる。従って、In、Snは0.005〜0.1wt
%とする。
避不純物としての代表的な元素としてFeがある。Fe
は1.2wt%以下であれば、含有されていても構わな
い。また、鋳塊組織の微細化のために添加されるTiや
B等があり、これらの元素はそれぞれ0.03wt%以下
であれば添加されていても差し支えない。
合金組成であるが、本発明フィン材はベア材として用い
られることが可能であり、また、ブレージングシートフ
ィンの芯材として用いることも可能である。後者の場合
のろう材は従来より使用されているろう合金をそのまま
使用しても構わない。
動車用のラジエーター、コンデンサー、エバポレータ
ー、オイルクーラー等を挙げることが出来るが、これら
に限定するものではない。
は従来より行われている非腐食性フラックスろう付、フ
ラックスろう付、真空ろう付等、いずれでも可能であ
る。
より鋳塊を製造し、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍の工程で
製造可能であり、また、連続鋳造圧延、冷間圧延、焼鈍
の工程でも製造可能である。
る。 (実施例1) 表1に示す合金組成のアルミニウム合金フィン材(板厚
90μm、H14調質)を常法により作製した。これら
のフィン材のろう付加熱後の強度と導電率を測定した。
ろう付加熱の条件はN2 ガス中で600℃×5分で行っ
た。結果を表2に示す。ここで、導電率は熱伝導性の指
標であり、フィンの導電率が5%IACS向上すると熱
交換器の熱効率は1%程度向上する。
例のフィン材は引張強さと導電率の両者に優れているも
のがないのに対して、本発明例フィン材は引張強さと導
電率に優れた値を示している。
合金フィン材をコルゲート成形し、その成形性を評価し
た。フィン材をコルゲート成形する場合、フィンピッチ
が一定であることが必要である。成形性の悪いフィン材
をコルゲート成形すると、フィンピッチを揃える役割を
するウォームギアからフィン山が外れて、フィンピッチ
が変わることがある。これをピッチ飛びと称する。コル
ゲート成形性はピッチ飛びの有無で評価し、フィン山5
0個に対してピッチ飛びの無かったものを○、ピッチ飛
びのあったものを×とした。また、このようにしてコル
ゲート成形したフィンとBAS111Pブレージングシ
ート(芯材3003合金、ろう材4343合金、クラッ
ド率10%、板厚1mm、O材調質)とを図2に示すろ
う付性評価試験片に組み立て、この試験片にフッ化カリ
ウム系フラックスの10%濃度液を塗布し、N2 ガス中
で600℃×5分の加熱を行い、ろう付した。ろう付性
は図2に示すフィレット長さlにより評価した。フィレ
ットの長さが大きい程ろう付性は良好である。結果を表
2に併記した。表2から明らかなように、本発明フィン
材は比較例と比較して良好なコルゲート成形性とろう付
性を兼ね備えている。
ミニウム合金フィン材は高強度で熱伝導性とろう付性に
優れ、工業上顕著な効果を奏するものである。
Claims (2)
- 【請求項1】 Si0.6〜1.0wt%、Cu0.1〜
0.4wt%、Mn0.9〜1.5wt%、Zn0.8〜
2.5wt%、Ni0.3〜0.6wt%を含有し、残部A
lと不可避的不純物とからなることを特徴とする熱交換
器用アルミニウム合金フィン材。 - 【請求項2】 Si0.6〜1.0wt%、Cu0.1〜
0.4wt%、Mn0.9〜1.5wt%、Zn0.8〜
2.5wt%、Ni0.3〜0.6wt%を含有し、さらに
Mg0.008wt%以下、Cr0.03〜0.3wt%、
In0.005〜0.1wt%、Sn0.005〜0.1
wt%のうちの1種または2種以上を含有し、残部Alと
不可避的不純物とからなることを特徴とする熱交換器用
アルミニウム合金フィン材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23427293A JP3359115B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 熱交換器用アルミニウム合金フィン材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23427293A JP3359115B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 熱交換器用アルミニウム合金フィン材 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0790444A JPH0790444A (ja) | 1995-04-04 |
JP3359115B2 true JP3359115B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=16968373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23427293A Expired - Lifetime JP3359115B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | 熱交換器用アルミニウム合金フィン材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3359115B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2797454B1 (fr) * | 1999-08-12 | 2001-08-31 | Pechiney Rhenalu | Bande ou tube en alliage d'aluminium pour la fabrication d'echangeurs de chaleur brases |
US6800244B2 (en) | 1999-11-17 | 2004-10-05 | Corus L.P. | Aluminum brazing alloy |
US6610247B2 (en) * | 1999-11-17 | 2003-08-26 | Corus Aluminium Walzprodukte Gmbh | Aluminum brazing alloy |
SE530437C2 (sv) | 2006-10-13 | 2008-06-03 | Sapa Heat Transfer Ab | Rankmaterial med hög hållfasthet och högt saggingmotstånd |
-
1993
- 1993-08-26 JP JP23427293A patent/JP3359115B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0790444A (ja) | 1995-04-04 |
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