JP4395420B2 - 二酸化炭素冷媒用熱交換器のアルミニウム合金押出しチューブ材 - Google Patents
二酸化炭素冷媒用熱交換器のアルミニウム合金押出しチューブ材 Download PDFInfo
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Description
MnはAl−Mn系金属間化合物として晶出または析出して、ろう付け後の強度の向上に寄与し、またSiと共存することによりAl−Mn−Si系の金属間化合物を生成して強度を向上させる元素である。さらにMnの添加はアルミニウム合金の電位を貴にするため、チューブ材の外面にフィンを設ける場合においてチューブ材にMnを添加しておけば、フィンとの電位差を大きくして、外部耐食性を向上させることができる。これらの効果を確実に得るためには0.5%以上のMnを添加する必要があり、望ましくは0.7%以上のMnを添加する。なおMnを多量に添加すれば、押出し性の低下が懸念されるが、後述するようにこの発明のチューブ材の場合、Siの添加によって押出し性の低下を回避しているため、0.5%以上あるいは0.7%以上のMn量でも特に支障はない。但し、Mn量が1.5%を越えれば、Siを含有させても押出し性の低下を避け得なくなるおそれがあり、したがってMn量の上限は1.5%とした。
前述のようにMnの添加により生成されるAl−Mn系金属間化合物(Mnのみを含有するAlの化合物、例えばAl6Mn)の晶出物もしくは析出物は、ろう付け後の強度向上に寄与するが、これらのAl−Mn系金属間化合物の晶出物や析出物は、押出し面圧を高くして押出し性を著しく低下させる。しかしながらSiを添加しておけば、Al−Mn−Si系金属間化合物が生成される結果、必要以上にAl−Mn系金属間化合物が生成されることを防止して、押出し面圧を低下させることができ、したがってMn添加と併せてSiを添加することにより、押出し性の低下を防止することができる。またSiは、マトリックスに固溶したり、Al−Mn−Si系金属間化合物を生成することによって、ろう付け後の強度を向上させる効果も奏し得る。これらのSi添加の効果を得るためには0.1%以上のSiの含有が必要である。そしてまた、特に押出し性を向上させる観点からは、Si量は0.2%以上とすることが望ましく、より望ましくは0.3%以上のSi量とする。一方、過剰にSiが含有されれば、単独で晶出したSiにより押出しダイスの寿命を著しく低下させるおそれがあるとともに、合金の融点を低下させてろう付け時に材料の溶融を招き、また晶出物の形成によってかえって押出し性を低下させてしまうことがあり、さらには、130〜200℃程度の高温の冷媒温度に曝された場合には、曝される前の室温強度と比較して著しい室温強度の低下が生じ、また130℃を越える高温域での高温強度が著しく低下してしまう。これらの過剰なSiの含有による悪影響を回避するためには、Si量の上限は0.5%とする必要がある。
Feは金属間化合物として晶出もしくは析出して、ろう付け後の強度を向上させる。またFeはAl−Mn−Fe系もしくはAl−Mn−Fe−Si系の金属間化合物を形成することにより押出し性を向上させる。これらのFe添加の効果を得るためには、0.3%以上のFe量とする必要がある。一方、過剰にFeが含有されれば、Feを含む金属間化合物が表面に晶出して腐食速度を速め、また押出し性を低下させてしまう。このような過剰なFeの含有による悪影響を回避するためいは、Fe量は0.8%以下とする必要がある。
Ti:0.05〜0.25%
CuおよびTiは、それぞれ単独でも種々の効果を発揮するが、この発明の場合は特に両者を同時に添加することによって、優れた耐食性を維持しつつ、強度向上を図ることができる。そこでこれらのCu、Tiのそれぞれの単独の添加効果および同時複合添加の効果について説明する。
表1のNo.1〜No.19に示す成分組成のAl合金を常法により溶解・鋳造して、直径200mmのビレットを製造し、このビレットに610℃、4時間保持の条件で均質化処理を施し、長さ1000mmに切断して押出し用ビレットとした。これを再度500℃に加熱して、マンドレルダイスにて押出して20穴の多穴チューブ材を作製した。
表2のNo.21〜No.36に示す成分組成のAl合金を常法により溶解・鋳造して、直径200mmのビレットを製造し、このビレットに610℃、4時間保持の条件で均質化処理を施し、長さ1000mmに切断して押出し用ビレットとした。これを再度500℃に加熱して、マンドレルダイスにて押出して20穴の多穴チューブ材を作製した。
表4のNo.41〜No.56に示す成分組成のAl合金を常法により溶解・鋳造して、直径200mmのビレットを製造し、このビレットに610℃、4時間保持の条件で均質化処理を施し、長さ1000mmに切断して押出し用ビレットとした。これを再度500℃に加熱して、マンドレルダイスにて押出して20穴の多穴チューブ材を作製した。
Claims (3)
- Si0.1〜0.5%(mass%、以下同じ)、Fe0.3〜0.8%、Mn0.5〜1.5%、Cu0.05%を越え0.25%以下、Ti0.05〜0.25%を含有し、残部がAlおよび不可避的不純物よりなるアルミニウム合金からなることを特徴とする、二酸化炭素冷媒用熱交換器のアルミニウム合金押出しチューブ材。
- 請求項1に記載のアルミニウム合金からなるチューブ材の外面に、犠牲材が設けられていることを特徴とする、二酸化炭素冷媒用熱交換器のアルミニウム合金押出しチューブ材。
- 請求項1もしくは請求項2に記載の二酸化炭素冷媒用熱交換器のアルミニウム合金押出しチューブ材において、
前記チューブ材に複数の冷媒流通穴が形成されて、多穴押出しチューブ材とされていることを特徴とする、二酸化炭素冷媒用熱交換器のアルミニウム合金押出しチューブ材。
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