JP5192718B2 - Fin material and heat exchanger with excellent strength, sacrificial anode effect, and corrosion resistance - Google Patents
Fin material and heat exchanger with excellent strength, sacrificial anode effect, and corrosion resistance Download PDFInfo
- Publication number
- JP5192718B2 JP5192718B2 JP2007104232A JP2007104232A JP5192718B2 JP 5192718 B2 JP5192718 B2 JP 5192718B2 JP 2007104232 A JP2007104232 A JP 2007104232A JP 2007104232 A JP2007104232 A JP 2007104232A JP 5192718 B2 JP5192718 B2 JP 5192718B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fin material
- corrosion
- fin
- tube
- sacrificial anode
- 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.)
- Active
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 259
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims description 140
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims description 115
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims description 56
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 36
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 20
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 9
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 claims 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- 229910018131 Al-Mn Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910018461 Al—Mn Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 4
- 229910018473 Al—Mn—Si Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 2
- 229910021364 Al-Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006776 Si—Zn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000151 chromium(III) phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- IKZBVTPSNGOVRJ-UHFFFAOYSA-K chromium(iii) phosphate Chemical compound [Cr+3].[O-]P([O-])([O-])=O IKZBVTPSNGOVRJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical class Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
Description
本発明は、腐食速度を低減させた強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材および熱交換器に関するものである。 The present invention relates to a fin material and a heat exchanger excellent in strength with reduced corrosion rate, sacrificial anode effect, and corrosion resistance.
近年、熱交換器、特に、自動車用熱交換器の部材として、軽量であり、熱伝導度が高い特性を有することからアルミニウム材料が用いられるようになってきている。前記熱交換器の一部材であるフィン材は、アルミニウム材料を所定の形状に加工することによって製造される。具体的には、例えば、アルミニウム材料を矩形状に成型した後、ルーバー加工して、前記フィン材を製造する。前記フィン材を、チューブ間に組付け、ろう付により接合し、熱交換器の製品としている。 In recent years, aluminum materials have come to be used as members of heat exchangers, particularly automotive heat exchangers, because of their light weight and high thermal conductivity. The fin material which is a member of the heat exchanger is manufactured by processing an aluminum material into a predetermined shape. Specifically, for example, after forming an aluminum material into a rectangular shape, the fin material is manufactured by louvering. The fin material is assembled between tubes and joined by brazing to form a heat exchanger product.
前記熱交換器に用いられるフィン材は、高強度であることが必要とされる。特許文献１には、従来のＡｌ−Ｍｎ系合金にＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉ等を添加するとともにＺｎを添加し、高強度としたフィン材が開示されている。
しかし、前記添加元素はいずれも、フィン材の腐食速度を増大させた。そのため、腐食により比較的早期にフィン材が消失してしまう場合があった。そのため、熱交換器全体としての耐久強度が著しく低下してしまっていた。
The fin material used for the heat exchanger is required to have high strength. Patent Document 1 discloses a fin material having high strength by adding Fe, Ni, Cu, Si and the like to a conventional Al—Mn alloy and adding Zn.
However, all of the additive elements increased the corrosion rate of the fin material. Therefore, the fin material may disappear relatively early due to corrosion. Therefore, the durability strength as a whole heat exchanger has been remarkably lowered.
また、前記フィン材には、チューブ材に対して犠牲陽極効果を有することも必要とされる。フィン材が犠牲陽極効果を備えることにより、チューブ材の局部腐食を防ぐことができるためである。
具体的には、１．５質量％程度のＺｎをフィン材に添加し、チューブ材に対する犠牲陽極効果を付与していた。しかしながら、Ｚｎも、フィン材の腐食速度を高めた。
逆に、Ｚｎの量を低減すれば、フィン材の腐食速度を低下させることができるが、その場合、犠牲陽極効果が不十分となり、チューブ材に局部腐食が生じることとなった。
Further, the fin material is required to have a sacrificial anode effect with respect to the tube material. This is because local corrosion of the tube material can be prevented by providing the fin material with the sacrificial anode effect.
Specifically, about 1.5% by mass of Zn was added to the fin material to give a sacrificial anode effect to the tube material. However, Zn also increased the corrosion rate of the fin material.
Conversely, if the amount of Zn is reduced, the corrosion rate of the fin material can be reduced, but in this case, the sacrificial anode effect becomes insufficient and local corrosion occurs in the tube material.
近年は、フィン材を薄肉化する傾向なので、前記フィン材の腐食消耗は、よりいっそう顕著なものとなっている。すなわち、使用初期の段階では、自動車用熱交換器に求められる高強度の特性を有し、かつ、チューブ材に対する犠牲陽極効果も有しているが、腐食速度が速いので、腐食環境では、短期でフィン材は腐食消耗してしまうおそれがあった。 In recent years, since the fin material tends to be thin, the corrosion consumption of the fin material has become even more remarkable. That is, in the initial stage of use, it has the high strength characteristics required for automotive heat exchangers and also has a sacrificial anode effect on the tube material. However, the fin material could be corroded.
また、従来、フィン材の孔食電位とチューブ材の孔食電位との間の電位差を、１６０〜１８０ｍＶとし、チューブ材に対しフィン材が犠牲陽極効果を発揮できるようにして、熱交換器を製造していた。
前記電位差が、犠牲陽極効果に効果的となる記載は、特許文献２にも開示されている。しかしながら、フィン材の腐食量を低減させるのに効果的な前記電位差の範囲については、従来から検討されていなかった。
The description that the potential difference is effective for the sacrificial anode effect is also disclosed in Patent Document 2. However, the range of the potential difference effective for reducing the amount of corrosion of the fin material has not been studied conventionally.
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、腐食速度を低減させた、強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材およびそれを用いた熱交換器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a fin material having a reduced corrosion rate and excellent strength, sacrificial anode effect, and corrosion resistance, and a heat exchanger using the same.
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。すなわち、
本発明の強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材は、ろう材によりチューブ材と接合された放熱用のフィン材であって、前記フィン材が、Ｆｅ：０．５％（質量％、以下同様）以下、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｍｎ：０．５〜１．７％、Ｚｎ：０．３〜１．５％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなり、前記チューブ材が、Ｍｎ：０．３〜１．７％、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｃｕ：０．１〜１．２％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなり、ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、２０〜５０％の範囲にあり、かつ、前記フィン材の孔食電位が、前記チューブ材の孔食電位に対して卑であり、両者間の電位差が、５０〜１４０ｍＶの範囲にあることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration. That is,
The fin material excellent in strength, sacrificial anode effect, and corrosion resistance of the present invention is a heat-dissipating fin material joined to the tube material by a brazing material, and the fin material is Fe: 0.5% (mass%, The same shall apply hereinafter.) Si: 0.3 to 1.2%, Mn: 0.5 to 1.7%, Zn: 0.3 to 1.5%, with the balance being Al and inevitable impurities It is made of an alloy, and the tube material contains Mn: 0.3 to 1.7%, Si: 0.3 to 1.2%, Cu: 0.1 to 1.2%, and the balance is inevitable with Al. It is made of an Al alloy composed of impurities, and the dissolution loss of the fin material alone in the SWAAT liquid is in the range of 20 to 50% with respect to the dissolution loss due to contact with the tube material of the same surface area in the same liquid, and The pitting corrosion potential of the fin material is lower than the pitting corrosion potential of the tube material. The potential difference is in the range of 50 to 140 mV.
本発明の熱交換器は、先に記載された強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材を備えたことを特徴とする。 The heat exchanger according to the present invention includes the fin material having excellent strength, sacrificial anode effect, and corrosion resistance described above.
上記の構成によれば、腐食速度を低減させた、強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材およびそれを用いた熱交換器とすることができる。 According to said structure, it can be set as the fin material which reduced the corrosion rate, and is excellent in intensity | strength, a sacrificial anode effect, and corrosion resistance, and a heat exchanger using the same.
以下、本発明の実施形態である強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材および熱交換器について説明する。 Hereinafter, the fin material and heat exchanger excellent in strength, sacrificial anode effect, and corrosion resistance, which are embodiments of the present invention, will be described.
前記フィン材は、ろう材を介してチューブ材と接合して形成される。前記チューブ材は、ベアチューブ材もしくはクラッドチューブ材など内部に冷媒の流路を備えたチューブ材を用いる。前記流路に冷媒を流すことにより、熱交換を行うことができる構成となっている。 The fin material is formed by joining with a tube material via a brazing material. As the tube material, a tube material having a refrigerant flow path inside is used, such as a bare tube material or a clad tube material. Heat is exchanged by flowing a coolant through the flow path.
本発明に係るフィン材は、Ｆｅ：０．５％（質量％、以下同様）以下、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｍｎ：０．５〜１．７％、Ｚｎ：０．３〜１．５％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなることが好ましい。 The fin material according to the present invention is Fe: 0.5% (mass%, the same applies hereinafter), Si: 0.3-1.2%, Mn: 0.5-1.7%, Zn: 0.3 It is preferable that it contains ~ 1.5%, and the balance is made of an Al alloy consisting of Al and inevitable impurities.
Ｆｅは、０．５％以下であることが望ましい。Ｆｅは、分散強化によってフィン材の強度を向上させる一方、粗大な晶出物を生成しやすく、フィンの腐食速度を増大させる。また、該晶出物が再結晶の核となるため、ろう付時の再結晶粒が微細となり、耐ろう侵食性が低下する。
このため、Ｆｅの含有量は、質量％で０．５％以下であることが望ましい。
Ｆｅの含有量を０．５％以下とすることにより、強度、耐食性、ろう付性を同時に向上させることができる。
Fe is desirably 0.5% or less. Fe improves the strength of the fin material by dispersion strengthening, but tends to generate coarse crystals, and increases the corrosion rate of the fin. Further, since the crystallized product becomes a nucleus of recrystallization, the recrystallized grains at the time of brazing become fine, and the brazing erosion resistance is lowered.
For this reason, the content of Fe is desirably 0.5% or less by mass%.
By setting the Fe content to 0.5% or less, strength, corrosion resistance, and brazing can be improved at the same time.
Ｓｉは、０．３％〜１．２％であることが望ましい。Ｓｉは、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系の微細な析出物を生じ、ろう付時に生成される再結晶粒を粗大化させ、ろう付加熱時の耐座屈性を向上させる働きと、フィン材の強度を向上させる働きとがある。Ｓｉ含有量が０．３％未満である場合には、上記効果が小さく、一方、１．２％を超える場合には、融点の低下により、ろう付時にフィン材が溶融する可能性がある。そのため、Ｓｉは０．３〜１．２％であることが好ましい。 Si is desirably 0.3% to 1.2%. Si produces fine precipitates of Al-Mn-Si system, coarsens the recrystallized grains produced during brazing, improves the buckling resistance during brazing heat, and the strength of the fin material There is a work to improve. When the Si content is less than 0.3%, the above effect is small. On the other hand, when the Si content exceeds 1.2%, the fin material may melt during brazing due to a decrease in the melting point. Therefore, Si is preferably 0.3 to 1.2%.
Ｍｎは、０．５％〜１．７％であることが好ましい。Ｍｎは、合金の強度を向上させるとともに、Ａｌ−Ｍｎ系析出物（Ａｌ６Ｍｎ等）あるいはＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系析出物等の微細な析出物を生じ、ろう付時生成の再結晶粒を粗大化させ、ろう付加熱時の耐高温座屈性を向上させる働きと、フィン材の強度を向上させる働きとがある。
ただし、Ｍｎの含有量が０．５％未満である場合には、その効果が小さく、一方、１．７％を越える場合には、鋳造時の晶出物が粗大化し、加工性およびフィン材の諸特性が低下する。そのため、Ｍｎは、０．５％〜１．７％であることが好ましく、１．０％〜１．７％がより好ましい。
Mn is preferably 0.5% to 1.7%. Mn improves the strength of the alloy and produces fine precipitates such as Al-Mn-based precipitates (Al 6 Mn, etc.) or Al-Mn-Si-based precipitates. There is a function to increase the strength of the fin material by increasing the resistance to high-temperature buckling at the time of brazing and heating.
However, when the Mn content is less than 0.5%, the effect is small. On the other hand, when it exceeds 1.7%, the crystallized product at the time of casting becomes coarse, and the workability and fin material are reduced. The various characteristics of are reduced. Therefore, Mn is preferably 0.5% to 1.7%, and more preferably 1.0% to 1.7%.
Ｚｎは、０．３〜１．５％であることが好ましい。Ｚｎは、フィン材の電位を卑にし、犠牲陽極効果を与える効果がある。Ｚｎの含有量が０．３％未満である場合には、前記犠牲陽極効果が小さい。逆に、Ｚｎの含有量が１．５％を超える場合には、フィン材の自己耐食性が低下する。そのため、Ｚｎの含有量は０．３〜１．５％とするのが好ましく、０．５〜１．０％がより好ましい。 Zn is preferably 0.3 to 1.5%. Zn has the effect of lowering the potential of the fin material and providing a sacrificial anode effect. When the Zn content is less than 0.3%, the sacrificial anode effect is small. On the other hand, when the Zn content exceeds 1.5%, the self-corrosion resistance of the fin material decreases. Therefore, the Zn content is preferably 0.3 to 1.5%, more preferably 0.5 to 1.0%.
なお、また、犠牲陽極効果を付与するには、Ｉｎ、Ｓｎ等の犠牲陽極元素の添加も有効であり、それぞれ０．３％以下添加することが可能であり、その場合、下限を０．０５％とするのが望ましい。
前記添加元素を添加することによって、Ａｌ合金の強度を上げ、耐久性に優れたフィン材とすることができる。また、犠牲陽極効果を付与することもできる。
In order to give the sacrificial anode effect, addition of sacrificial anode elements such as In and Sn is also effective, and 0.3% or less can be added respectively. % Is desirable.
By adding the additive element, the strength of the Al alloy can be increased and a fin material having excellent durability can be obtained. Also, a sacrificial anode effect can be imparted.
なお、前記特性を踏まえて、前記フィン材においては、添加元素の種類、および量を適正化するとともに、添加元素の固溶、晶析出状態、さらには晶析出物の種類、サイズ、形状、マトリックスとの整合性、密度分布といった金属組織学的要因に影響を与える種々の因子を適性化して構成する。 Based on the above characteristics, in the fin material, the type and amount of the additive element are optimized, and the solid solution of the additive element, the crystal precipitation state, and the crystal precipitate type, size, shape, matrix Various factors that affect metallographic factors such as consistency and density distribution are made appropriate and configured.
本発明の実施形態であるフィン材に用いる前記組成のＡｌ合金を製造する製造方法には、一般に用いられる製造方法を用いることができる。
たとえば、析出物が異なれば、その析出温度範囲が異なってくるので、異なる合金系を用いる場合には、前記析出温度範囲を考慮した製造方法を用いる。
また、添加元素が固溶状態または析出状態のいずれかの状態になるかは、添加元素の種類および検討温度により異なるので、前記添加元素の種類および検討温度を考慮した製造方法を用いる。
The manufacturing method generally used can be used for the manufacturing method which manufactures the Al alloy of the said composition used for the fin material which is embodiment of this invention.
For example, if the precipitates are different, the precipitation temperature range is different. Therefore, when a different alloy system is used, a manufacturing method considering the precipitation temperature range is used.
Whether the additive element is in a solid solution state or a precipitated state depends on the kind of the additive element and the examination temperature, and therefore, a manufacturing method that takes into account the kind of the additive element and the examination temperature is used.
前記ろう材は、通常のＡｌ−Ｓｉ合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ合金からなるろう材を用いることができる。ろう材中に含まれるＳｉは、ろう材の融点を下げるとともに、流動性を付与する成分である。
Ｓｉの含有量が５．０％未満の場合には、所望の効果が得られない。逆に、Ｓｉの含有量が１５．０％の場合には、かえって流動性が低下するので好ましくない。したがって、ろう材中のＳｉの含有量を５．０〜１５．０％とするのが好ましく、７．０〜１１．０％がより好ましい。
また、前記ろう材には、Ｚｎを１．０〜５．０％の範囲で含有させてもかまわない。
As the brazing material, a normal brazing material made of an Al-Si alloy or an Al-Si-Zn alloy can be used. Si contained in the brazing material is a component that lowers the melting point of the brazing material and imparts fluidity.
If the Si content is less than 5.0%, the desired effect cannot be obtained. On the contrary, when the Si content is 15.0%, the fluidity is lowered, which is not preferable. Therefore, the content of Si in the brazing material is preferably 5.0 to 15.0%, and more preferably 7.0 to 11.0%.
The brazing material may contain Zn in the range of 1.0 to 5.0%.
前記チューブ材は、前記接合構造においてフィン材と接合させる部材である。前記チューブ材としては、Ｍｎ：０．３〜１．７％、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｃｕ：０．１〜１．２％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなることが好ましい。
具体的には、ベアチューブ材（Ａｌ−１Ｍｎ−０．５Ｃｕ）、ブレージングシート（４０４５／Ａｌ−１Ｍｎ−０．８Ｓｉ−０．５Ｃｕ／７０７２）などを用いることができる。
The tube material is a member to be bonded to the fin material in the bonding structure. As said tube material, Mn: 0.3-1.7%, Si: 0.3-1.2%, Cu: 0.1-1.2% is contained, The remainder consists of Al and an unavoidable impurity. It is preferably made of an Al alloy.
Specifically, a bare tube material (Al-1Mn-0.5Cu), a brazing sheet (4045 / Al-1Mn-0.8Si-0.5Cu / 7072), or the like can be used.
前記チューブ材において、Ｍｎは、０．３〜１．７％であることが好ましい。Ｍｎは、素地中にＡｌ−Ｍｎ系化合物として分散し、耐食性を低下させることなく強度を向上させる作用があるが、その含有量が０．３％未満では所望の効果が得られず、一方、１．７％を超えて含有すると粗大な化合物が生成して加工性が低下するので好ましくない。したがって、Ｍｎ添加量を０．３〜１．７％の範囲に定めた。Ｍｎ含有量の一層好ましい範囲は０．７〜１．７％である。
前記チューブ材において、Ｓｉは、０．３〜１．２％であることが好ましい。Ｓｉは、マトリックスに固溶、またはＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物として析出し、強度を向上させる。また、マトリックスに固溶した場合、チューブ材の電位を貴にし、フィン材との電位差を大きくする作用を有するが、０．３％未満では所望の効果が得られず、１．２％を超えて添加すると融点が低下し、ろう付時に材料が溶融しやすくなる。Ｓｉ含有量の一層好ましい範囲は０．５〜１．０％である。
前記チューブ材において、Ｃｕは、０．１〜１．２％であることが好ましい。Ｃｕは、マトリックスに固溶して強度を向上させ、またチューブ材自体の電位を貴にし、フィン材との電位差を大きくする作用を有するが、Ｃｕが０．１％未満では所望の効果が得られず、一方、Ｃｕを１．２％を超えて添加すると融点が低下するため、ろう付時に材料が溶融しやすく、さらに、粒界腐食が起こりやすくなり耐食性が低下するため好ましくない。したがって、Ｃｕ添加量は上記範囲が好ましい。Ｃｕ含有量の一層好ましい範囲は０．５〜０．９％である。
In the tube material, Mn is preferably 0.3 to 1.7%. Mn is dispersed as an Al-Mn compound in the substrate and has the effect of improving the strength without reducing the corrosion resistance. However, if its content is less than 0.3%, the desired effect cannot be obtained, If the content exceeds 1.7%, a coarse compound is formed and processability is lowered, which is not preferable. Therefore, the amount of Mn added is set in the range of 0.3 to 1.7%. A more preferable range of the Mn content is 0.7 to 1.7%.
In the tube material, Si is preferably 0.3 to 1.2%. Si is dissolved in the matrix or precipitated as an Al—Mn—Si intermetallic compound to improve the strength. In addition, when dissolved in the matrix, it has the effect of making the potential of the tube material noble and increasing the potential difference from the fin material, but if it is less than 0.3%, the desired effect cannot be obtained, exceeding 1.2% When added, the melting point decreases, and the material tends to melt during brazing. A more preferable range of the Si content is 0.5 to 1.0%.
In the tube material, Cu is preferably 0.1 to 1.2%. Cu has the effect of improving the strength by solid solution in the matrix, making the potential of the tube material itself noble and increasing the potential difference from the fin material. However, if Cu is less than 0.1%, the desired effect is obtained. On the other hand, if Cu is added in excess of 1.2%, the melting point is lowered, so that the material is easily melted at the time of brazing, and further, intergranular corrosion is liable to occur and the corrosion resistance is lowered. Accordingly, the Cu addition amount is preferably within the above range. A more preferable range of the Cu content is 0.5 to 0.9%.
なお、前記チューブ材は、接合構造において、フィン材の犠牲陽極効果により、チューブ材の腐食が抑制されているので、防食体と呼称することもできる。 In addition, the said tube material can also be called an anticorrosion body in the joining structure, since corrosion of the tube material is suppressed by the sacrificial anode effect of the fin material.
前記フィン材の腐食は、Ｓｅａ Ｗａｔｅｒ Ａｃｅｔｉｃ Ａｃｉｄ Ｔｅｓｔ（人工海水噴霧試験、以下、ＳＷＡＡＴ）を行い測定する。 Corrosion of the fin material is measured by performing a Sea Water Acid Acid Test (Artificial Seawater Spray Test, hereinafter referred to as SWAAT).
前記ＳＷＡＡＴは、Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（以下、ＡＳＴＭ）のＧ８５−Ａ３に記載の方法に準拠した。また、この試験に用いる溶液をＳＷＡＡＴ液と呼称する。 The SWAAT was compliant with the method described in G85-A3 of American Society for Testing and Materials (hereinafter, ASTM). The solution used for this test is referred to as SWAAT solution.
前記溶解減量とは、サンプルが溶解する量を暴露面積で除した値のことである。
たとえば、前記ＳＷＡＡＴ液を４０℃に温め、１２０ｒｐｍで攪拌した中に、暴露面積２０ｃｍ２、被液量１Ｌの条件下で、サンプルを浸漬させ、５時間保持する。この試験を行う前後のサンプルの質量の差を暴露面積で除した値を、溶解減量とする。
The dissolution weight loss is a value obtained by dividing the amount of dissolution of the sample by the exposed area.
For example, while the SWAAT liquid is warmed to 40 ° C. and stirred at 120 rpm, the sample is immersed under a condition of an exposed area of 20 cm 2 and a liquid volume of 1 L and held for 5 hours. The value obtained by dividing the difference in the mass of the sample before and after this test by the exposure area is taken as dissolution loss.
前記ＳＷＡＡＴ液は、腐食性の強い液であるので、前記溶解減量を腐食量とみなすことができる。
そのため、前記溶解減量の測定において、サンプルとして、フィン材単独を用いた場合には、前記溶解減量は、フィン材単独の腐食量（以下、自己腐食量）となる。
また、サンプルとして、フィン材とチューブ材とを接合してものを用いた場合には、前記溶解減量は、接合構造におけるフィン材の腐食量（以下、フィン材全体の腐食量）となる。
前記溶解減量の測定においては、たとえば、フィン材を等表面積のチューブ材に導線などを介して触接させたものを用い、それらを両者間の距離１０ｍｍ程度で向かい合わせて、ＳＷＡＡＴ液に浸漬させて行う。
Since the SWAAT liquid is a highly corrosive liquid, the loss on dissolution can be regarded as the amount of corrosion.
Therefore, in the measurement of the dissolution weight loss, when the fin material alone is used as a sample, the dissolution weight loss is the corrosion amount of the fin material alone (hereinafter referred to as self-corrosion amount).
Further, when a sample obtained by bonding a fin material and a tube material is used as the sample, the dissolution loss is the amount of corrosion of the fin material in the bonded structure (hereinafter, the amount of corrosion of the entire fin material).
In the measurement of the loss on dissolution, for example, a fin material that is brought into contact with a tube material having an equal surface area via a conductor or the like is used, facing each other at a distance of about 10 mm, and immersed in the SWAAT solution. Do it.
前記フィン材全体の腐食量は、前記自己腐食量と、フィン材が防食体を犠牲防食した腐食量（以下、犠牲陽極効果によるフィン材の腐食量）の和として決まる。
そのため、熱交換器におけるフィン材の腐食量を低減させるためには、前記自己腐食量を低減させるとともに、前記犠牲陽極効果によるフィン材の腐食量を低減させる必要がある。
The amount of corrosion of the entire fin material is determined as the sum of the amount of self-corrosion and the amount of corrosion (hereinafter, the amount of corrosion of the fin material due to the sacrificial anode effect) in which the fin material sacrifices the anticorrosive body.
Therefore, in order to reduce the amount of corrosion of the fin material in the heat exchanger, it is necessary to reduce the amount of self-corrosion and the amount of corrosion of the fin material due to the sacrificial anode effect.
前記犠牲陽極効果とは、フィン材において、フィン材が犠牲陽極として作用し、チューブ材の腐食を抑制する効果のことである。この効果が大きければ大きいほど、チューブ材の腐食を抑制することができる。チューブ材の腐食を抑制するためには、この効果が一定以上存在することが好ましい。しかしながら、この効果をあまり大きくすると、前記犠牲陽極効果によるフィン材の腐食量は増大するので、好ましくない。
たとえば、Ｚｎを添加するに従い、フィン材の犠牲陽極効果を増加させることができるが、多すぎる場合には、前記犠牲陽極効果によるフィン材の腐食量が増加し、フィン材が腐食して、散逸してしまう。
The sacrificial anode effect is an effect that the fin material acts as a sacrificial anode and suppresses corrosion of the tube material in the fin material. The greater this effect, the more the corrosion of the tube material can be suppressed. In order to suppress the corrosion of the tube material, it is preferable that this effect exists over a certain level. However, if this effect is too large, the amount of corrosion of the fin material due to the sacrificial anode effect increases, which is not preferable.
For example, as the Zn is added, the sacrificial anode effect of the fin material can be increased. However, if it is too much, the amount of corrosion of the fin material due to the sacrificial anode effect increases and the fin material corrodes and dissipates. Resulting in.
前記フィン材は、ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、２０〜５０％の範囲にあることが好ましい。 In the fin material, it is preferable that the dissolution loss of the fin material alone in the SWAAT liquid is in the range of 20 to 50% with respect to the dissolution loss due to contact with the tube material having the same surface area in the liquid.
前記溶解減量の割合は、フィン材の腐食量の割合に関連する。また、フィン材の腐食形態は、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合に応じて変化する。
たとえば、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合が５０％超である場合、腐食形態は主として孔食状になり、フィン材は前記孔食を起点とした崩落を生じる。その結果、早期にフィン材が消耗・消失してしまう。
逆に、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合が５０％以下である場合、全面状の腐食形態となる。つまり、この場合には、自己腐食量を抑制することができるとともに、腐食形態を全面状とし、孔食を起点とした崩落を無くすことができる。そのため、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合が５０％以下であることが好ましい。
また、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合が２０％未満の場合には、フィン材の強度が低下してしまうので、好ましくない。
The dissolution weight loss ratio is related to the corrosion rate of the fin material. Further, the corrosion form of the fin material changes according to the ratio of the self-corrosion amount to the corrosion amount of the entire fin material.
For example, when the ratio of the self-corrosion amount to the corrosion amount of the entire fin material is more than 50%, the corrosion form is mainly pitting corrosion, and the fin material is collapsed starting from the pitting corrosion. As a result, the fin material is consumed and disappears at an early stage.
On the contrary, when the ratio of the self-corrosion amount with respect to the corrosion amount of the entire fin material is 50% or less, the entire form of corrosion is formed. That is, in this case, the amount of self-corrosion can be suppressed, and the corrosion form can be made to be the entire surface, so that the collapse from the pitting corrosion can be eliminated. Therefore, it is preferable that the ratio of the amount of self-corrosion to the amount of corrosion of the entire fin material is 50% or less.
Moreover, when the ratio of the self-corrosion amount with respect to the corrosion amount of the whole fin material is less than 20%, the strength of the fin material is lowered, which is not preferable.
そのため、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合が２０〜５０％であることが好ましい。この範囲にある場合には、まず、フィン材の自己腐食量を低減させることができる。次に、フィン材の腐食形態を全面状とし、孔食を基点とした崩落による消失をなくすことができる。また、フィン材の犠牲陽極効果も高いので、チューブ材の腐食を抑制することもできる。その結果、フィン材全体の腐食量を低減させることができる。 Therefore, it is preferable that the ratio of the self-corrosion amount with respect to the corrosion amount of the whole fin material is 20 to 50%. If it is within this range, first, the amount of self-corrosion of the fin material can be reduced. Next, the corrosion form of the fin material can be made entirely, and disappearance due to collapse based on pitting corrosion can be eliminated. Further, since the sacrificial anode effect of the fin material is also high, the corrosion of the tube material can be suppressed. As a result, the amount of corrosion of the entire fin material can be reduced.
また、接合構造におけるフィン材の腐食速度（以下、フィン材全体の腐食速度）は、フィン材全体の腐食量を規定する要因に関連し、フィン材単独での腐食速度（以下、自己腐食速度）と、フィン材がチューブ材を犠牲防食した腐食速度（以下、犠牲陽極効果によるフィン材の腐食速度）とを組み合わせて決まる。 In addition, the corrosion rate of the fin material in the joint structure (hereinafter referred to as the corrosion rate of the entire fin material) is related to the factors that determine the amount of corrosion of the entire fin material, and the corrosion rate of the fin material alone (hereinafter referred to as the self-corrosion rate). And the corrosion rate at which the fin material sacrifices and protects the tube material (hereinafter referred to as the corrosion rate of the fin material due to the sacrificial anode effect).
前記自己腐食速度を低減し、犠牲陽極効果によるフィン材の腐食速度を低減すれば、フィン材全体の腐食速度を低減することができる。
また、前記自己腐食速度あるいは犠牲陽極効果によるフィン材の腐食速度のいずれかを低減することによっても、フィン材全体の腐食速度を低減する効果がある。
If the corrosion rate of the fin material due to the sacrificial anode effect is reduced by reducing the self-corrosion rate, the corrosion rate of the entire fin material can be reduced.
Further, reducing either the self-corrosion rate or the corrosion rate of the fin material due to the sacrificial anode effect also has the effect of reducing the overall corrosion rate of the fin material.
なお、従来技術のフィン材では、強度を向上させるために種々の元素が添加されている。一方、前記添加元素は、フィン材の自己腐食量を増大させる。フィン材として必要最低限の強度を満足するために、必要最低限の量の前記種々の元素を添加した場合には、フィン材全体の腐食量に対する自己腐食量の割合は、５０％以上となる。
この場合には、前記自己腐食量を低減することによって、フィン材全体の腐食速度を低減させることができる。
In the fin material of the prior art, various elements are added to improve the strength. On the other hand, the additive element increases the amount of self-corrosion of the fin material. In order to satisfy the minimum necessary strength as the fin material, when the minimum amount of the various elements is added, the ratio of the self-corrosion amount to the corrosion amount of the entire fin material is 50% or more. .
In this case, the corrosion rate of the entire fin material can be reduced by reducing the self-corrosion amount.
前記フィン材の孔食電位が、チューブ材の孔食電位に対して卑（マイナス）であることが好ましい。通常、フィン材は防食体の孔食電位よりも卑に保たれ、チューブ材に対し十分な犠牲陽極効果を発揮するよう電気化学的な設計がなされている。 It is preferable that the pitting corrosion potential of the fin material is base (minus) with respect to the pitting corrosion potential of the tube material. Usually, the fin material is kept lower than the pitting corrosion potential of the anticorrosive body, and is electrochemically designed to exhibit a sufficient sacrificial anode effect on the tube material.
前記フィン材とチューブ材との間の電位差が、５０〜１４０ｍＶの範囲にあることが好ましい。なお、前記電位差は、チューブ材がベアチューブ材の場合には、フィン材とチューブ材自身との電位差であり、チューブ材がクラッドチューブ材の場合には、フィン材とクラッドチューブ材の芯材との電位差となる。 The potential difference between the fin material and the tube material is preferably in the range of 50 to 140 mV. The potential difference is a potential difference between the fin material and the tube material itself when the tube material is a bare tube material, and when the tube material is a clad tube material, the potential difference between the fin material and the core material of the clad tube material The potential difference becomes.
従来、前記接合構造におけるフィン材の孔食電位とチューブ材の孔食電位との間の電位差を、１６０〜１８０ｍＶとし、チューブ材に対しフィン材が犠牲陽極効果を発揮できるようにして、熱交換器を製造していた。
しかしながら、前記電位差を大きく取りすぎていたことを新たに見出した。
Conventionally, the potential difference between the pitting corrosion potential of the fin material and the pitting corrosion potential of the tube material in the joint structure is set to 160 to 180 mV so that the fin material can exert a sacrificial anode effect on the tube material. Was producing a bowl.
However, it was newly found that the potential difference was too large.
前記フィン材とチューブ材との間の電位差が、１４０ｍＶ超の範囲である場合には、チューブ材は十分に防食されるものの、チューブ材を過剰に防食することとなり、フィン材の腐食が促進され、早期にフィン材が腐食し、消失してしまう。
逆に、前記フィン材とチューブ材との間の電位差が、５０ｍＶ未満の範囲である場合には、チューブ材に対する犠牲陽極効果が不十分となり、チューブ材に局部腐食が発生してしまう。
When the potential difference between the fin material and the tube material is in the range of more than 140 mV, the tube material is sufficiently prevented from corrosion, but the tube material is excessively protected, and the corrosion of the fin material is promoted. The fin material corrodes and disappears early.
Conversely, when the potential difference between the fin material and the tube material is in a range of less than 50 mV, the sacrificial anode effect on the tube material becomes insufficient and local corrosion occurs in the tube material.
次に、本発明の実施形態であるフィン材の製造方法の一例を示す。
Ａｌ−Ｍｎ系合金に強度を向上する目的で、マトリックスよりも貴な晶出物を形成しやすい元素を添加した場合、フィン材全体に占める自己腐食の割合が５０％以上となる。その場合、鋳造時の冷却速度を速くし、晶出物を微細に形成させるとともに、固溶度を増大させる、さらに均質化処理、中間焼鈍を低温、短時間とし、マトリックスの固溶度を増大させ、晶出物とマトリックスの電位差を小さくすることにより、フィン材全体に占める自己腐食の割合を５０％以下にすることができる。
Next, an example of the manufacturing method of the fin material which is embodiment of this invention is shown.
For the purpose of improving the strength of the Al—Mn alloy, when an element that easily forms a noble crystallized product than the matrix is added, the ratio of self-corrosion in the entire fin material is 50% or more. In that case, the cooling rate during casting is increased, the crystallized product is formed finely, and the solid solubility is increased. Further, the homogenization treatment and the intermediate annealing are performed at a low temperature for a short time, thereby increasing the solid solubility of the matrix. By reducing the potential difference between the crystallized product and the matrix, the ratio of self-corrosion in the entire fin material can be reduced to 50% or less.
さらに、本発明の実施形態であるフィン材の製造方法の別の一例を示す。
Ａｌ−Ｍｎ系合金に、フィン材に占める自己腐食量の割合を低減するため、晶出物を形成する元素の添加を抑えた場合、フィン材に占める自己腐食量の割合は５０％以下となるが、強度も著しく低下してしまう。その場合、一回目の均質化処理を高温、二回目の均質化温度を低温とし、さらに中間焼鈍をＣＡＬ焼鈍とし、析出を促進させることにより強度を確保することができる。
Furthermore, another example of the manufacturing method of the fin material which is embodiment of this invention is shown.
In order to reduce the ratio of the self-corrosion amount in the fin material to the Al-Mn alloy, when the addition of an element forming a crystallized product is suppressed, the ratio of the self-corrosion amount in the fin material is 50% or less. However, the strength is also significantly reduced. In that case, the strength can be ensured by promoting the precipitation by setting the first homogenization treatment at a high temperature, the second homogenization temperature at a low temperature, and the intermediate annealing by CAL annealing.
なお、本発明の実施形態では、ベアフィン−クラッドチューブの組合せのみ記載したが、クラッドフィン−ベアチューブ等の組合せであっても同様の関係が成り立つ。
以下、本発明の実施形態の効果について説明する。
In the embodiment of the present invention, only the combination of the bare fin-clad tube has been described, but the same relationship is established even in the combination of the clad fin-bare tube.
Hereinafter, effects of the embodiment of the present invention will be described.
本発明のフィン材は、Ｆｅ：０．５％以下、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｍｎ：０．５〜１．７％、Ｚｎ：０．３〜１．５％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなるフィン材を具備するので、高強度のフィン材とすることができ、これを備えた熱交換器の耐久性を向上させることができる。 The fin material of the present invention contains Fe: 0.5% or less, Si: 0.3-1.2%, Mn: 0.5-1.7%, Zn: 0.3-1.5%. In addition, since the balance includes a fin material made of an Al alloy composed of Al and inevitable impurities, a high-strength fin material can be obtained, and the durability of a heat exchanger equipped with the fin material can be improved.
本発明のフィン材は、ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、２０％以上の範囲にあるので、一定レベル以上の犠牲陽極効果を有し、チューブ材の腐食を抑制することができる。 The fin material of the present invention has a certain level because the dissolution loss of the fin material alone in the SWAAT liquid is in the range of 20% or more with respect to the dissolution loss due to contact with the tube material of the same surface area in the same liquid. It has the above sacrificial anode effect and can suppress the corrosion of the tube material.
本発明のフィン材は、ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、５０％以下の範囲にあるので、腐食形態を全面状とすることができ、フィン材の腐食速度を低減することができる。 In the fin material of the present invention, the dissolution loss of the fin material alone in the SWAAT liquid is in the range of 50% or less with respect to the dissolution loss due to contact with the tube material of the same surface area in the same liquid. Can be made into a whole surface, and the corrosion rate of the fin material can be reduced.
本発明のフィン材は、ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、５０％以下の範囲にあるので、過剰にチューブ材の腐食を抑制することなく、一定レベル以上の犠牲陽極効果を示すことができる。 In the fin material of the present invention, the dissolution loss of the fin material alone in the SWAAT liquid is in the range of 50% or less with respect to the dissolution loss due to contact with the tube material of the same surface area in the same liquid. A sacrificial anode effect of a certain level or more can be exhibited without suppressing the corrosion of the tube material.
本発明のフィン材は、ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、２０〜５０％の範囲にあるので、すなわち、フィン材全体の腐食量に対し、フィン材単独の腐食量が２０〜５０％の範囲であるので、所定の犠牲陽極効果を有し、過剰にチューブ材の腐食を抑制することがなく、チューブ材の腐食を抑制することができる。 In the fin material of the present invention, the dissolution loss of the fin material alone in the SWAAT liquid is in the range of 20 to 50% with respect to the dissolution loss due to contact with the tube material having the same surface area in the same liquid. Because the corrosion amount of the fin material alone is in the range of 20 to 50% with respect to the corrosion amount of the entire fin material, the tube has a predetermined sacrificial anode effect and does not excessively suppress the corrosion of the tube material. Corrosion of the material can be suppressed.
本発明のフィン材は、前記フィン材の孔食電位が、前記チューブ材の孔食電位に対して卑であるので、前記チューブ材に対し、前記フィン材が犠牲陽極効果を有し、前記チューブ材の腐食を抑制することができる。 The fin material of the present invention has a sacrificial anode effect on the tube material because the pitting corrosion potential of the fin material is lower than the pitting corrosion potential of the tube material. Corrosion of the material can be suppressed.
本発明のフィン材は、前記フィン材の孔食電位が、前記チューブ材の孔食電位に対して卑であり、さらに両者間の電位差が、５０〜１４０ｍＶの範囲にあるので、前記チューブ材に対し、前記フィン材が犠牲陽極効果を有し、チューブ材の腐食を抑制することができるとともに、フィン材の腐食速度を低減することができる。 In the fin material of the present invention, the pitting corrosion potential of the fin material is lower than the pitting corrosion potential of the tube material, and the potential difference between the two is in the range of 50 to 140 mV. On the other hand, the fin material has a sacrificial anode effect, can suppress the corrosion of the tube material, and can reduce the corrosion rate of the fin material.
本発明の熱交換器は、先に記載されたフィン材を備えたことを特徴とするので、腐食速度が低減された高強度のフィン材と、犠牲陽極効果を有するフィン材からなる接合構造を有するので、熱交換器の耐食性を向上させることができる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。しかし、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
Since the heat exchanger of the present invention is characterized by including the fin material described above, it has a bonding structure comprising a high-strength fin material having a reduced corrosion rate and a fin material having a sacrificial anode effect. Therefore, the corrosion resistance of the heat exchanger can be improved.
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited only to these examples.
（実施例１）
＜製造工程＞
まず、Ｆｅ：０．２６％、Ｓｉ：０．４５％、Ｍｎ：１．２１％、Ｚｎ：０．３５％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金を溶解鋳造し、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍の順序で処理を行い、板厚０．０６ｍｍ、調質Ｈ１４のフィン材を製造した。
なお、前記溶解鋳造における鋳造冷却速度は２〜３℃／ｓｅｃ、前記均質化処理は３８０℃で２時間保持の条件とし、前記中間焼鈍は３６０℃で２時間保持の条件とした。 また、熱間圧延、冷間圧延の条件には、一般的に用いられる条件を用いた。
Example 1
<Manufacturing process>
First, an Al alloy containing Fe: 0.26%, Si: 0.45%, Mn: 1.21%, Zn: 0.35%, the balance being Al and inevitable impurities is melt cast and homogenized. Processing was performed in the order of processing, hot rolling, cold rolling, and intermediate annealing to produce a fin material having a thickness of 0.06 mm and a tempered H14.
The casting cooling rate in the melt casting was 2 to 3 ° C./sec, the homogenization treatment was performed at 380 ° C. for 2 hours, and the intermediate annealing was performed at 360 ° C. for 2 hours. Moreover, the conditions generally used were used for the conditions of hot rolling and cold rolling.
次に、防食体として、板厚０．２５ｍｍ、調質Ｈ１４のブレージングシートを用意した。前記ブレージングシートは、クラッド構成が、ろう材（１０％）／芯材（７５％）／犠牲材（１５％）であり、ろう材：４０４５、芯材：Ａｌ−１．０Ｍｎ−０．８Ｓｉ−０．５Ｃｕ、犠牲材：７０７２である。 Next, a brazing sheet having a thickness of 0.25 mm and a tempered H14 was prepared as an anticorrosive body. The brazing sheet has a clad composition of brazing material (10%) / core material (75%) / sacrificial material (15%), brazing material: 4045, core material: Al-1.0Mn-0.8Si- 0.5 Cu, sacrificial material: 7072.
前記フィン材、および前記防食体は、窒素ガス雰囲気中で６００℃×３ｍｉｎ保持後、−１００℃／ｍｉｎで冷却するろう付熱処理を行った。
また、前記フィン材と前記防食体を用いてろう付熱処理を行い、ミニコアを作製した。なお、前記ミニコアはフィンピッチを３ｍｍとし、ノコロックフラックスはチューブ材にのみ約４ｇ／ｍ２塗布した。また、前記ろう付熱処理は、窒素ガス雰囲気中で、６００℃×３ｍｉｎ保持後、−１００℃／ｍｉｎで冷却を行うものとした。
The fin material and the anticorrosive were subjected to brazing heat treatment for cooling at −100 ° C./min after holding at 600 ° C. for 3 minutes in a nitrogen gas atmosphere.
Moreover, brazing heat processing was performed using the said fin material and the said anticorrosion body, and the minicore was produced. The mini-core had a fin pitch of 3 mm, and the noclock flux was applied to the tube material only at about 4 g / m 2 . The brazing heat treatment was performed at a temperature of −100 ° C./min after holding at 600 ° C. for 3 minutes in a nitrogen gas atmosphere.
＜特性測定＞
前記実験サンプルについて、以下に示す５つのパラメーターについて測定を行った。
＜実験１＞全体腐食量に占める自己腐食分の割合の測定
まず、前記フィン材単独のサンプル（以下、サンプルＡ）と、前記フィン材と防食体とを触接させたサンプル（以下、サンプルＢ）を用意した。
前記サンプルＢにおいては、前記フィン材と等表面積とした防食体をフィン材と導線を介して触接させた。また、前記防食体としては、チューブ材（ろう材：４０４５、芯材：Ａｌ−１．０Ｍｎ−０．８Ｓｉ−０．５Ｃｕ）を用いた。
次に、ＳＷＡＡＴ液を、２つのビーカーに入れ、それぞれ４０℃に温めた後、１２０ｒｐｍで攪拌をした。その後、サンプルＡとサンプルＢを、暴露面積２０ｃｍ２、被液量１Ｌの条件下で、前記ＳＷＡＡＴ液に浸漬した。このとき、サンプルＢの場合には、両者間の距離１０ｍｍで向かい合わせにした。
５時間後、前記サンプルＡとサンプルＢを取り出し、それぞれのフィン材の溶解量を測定した。サンプルＡの溶解量とサンプルＢの溶解量とを比較し、全体腐食量に占める自己腐食分の割合を算出した。
実施例１のサンプルでは、自己腐食量の割合は、４２％であった。
<Characteristic measurement>
For the experimental sample, the following five parameters were measured.
<Experiment 1> Measurement of the ratio of self-corrosion in the total corrosion amount First, a sample of the fin material alone (hereinafter referred to as sample A) and a sample in which the fin material and the anticorrosive body are brought into contact with each other (hereinafter referred to as sample B). ) Was prepared.
In the sample B, an anticorrosive body having the same surface area as that of the fin material was brought into contact with the fin material via a conductive wire. Moreover, a tube material (brazing material: 4045, core material: Al-1.0Mn-0.8Si-0.5Cu) was used as the anticorrosive body.
Next, the SWAAT solution was put into two beakers, each was warmed to 40 ° C., and then stirred at 120 rpm. Thereafter, Sample A and Sample B were immersed in the SWAAT liquid under the conditions of an exposed area of 20 cm 2 and a liquid volume of 1 L. At this time, in the case of Sample B, the two were opposed to each other with a distance of 10 mm.
After 5 hours, Sample A and Sample B were taken out, and the amount of each fin material dissolved was measured. The dissolution amount of sample A and the dissolution amount of sample B were compared, and the proportion of self-corrosion in the total corrosion amount was calculated.
In the sample of Example 1, the ratio of the amount of self-corrosion was 42%.
＜実験２＞電位測定
まず、脱気雰囲気にした２．６７％ＡｌＣｌ３溶液中を調整した。次に、前記フィン材を前記溶液に浸漬させ、飽和カロメル電極を用いて、前記フィン材の孔食電位を測定した。同様にして、ブレージングシートの芯材の孔食電位を測定した。
実施例１のサンプルでは、前記フィン材と前記ブレージングシートの芯材との電位差は、４５ｍＶであった。
<Experiment 2> Potential measurement First, a 2.67% AlCl 3 solution in a degassing atmosphere was prepared. Next, the fin material was immersed in the solution, and the pitting corrosion potential of the fin material was measured using a saturated calomel electrode. Similarly, the pitting potential of the core material of the brazing sheet was measured.
In the sample of Example 1, the potential difference between the fin material and the core material of the brazing sheet was 45 mV.
＜実験３＞導電率
まず、前記フィン材を、２０×４００ｍｍのサイズに調整した。次に、２５℃の雰囲気中で、ダブルブリッジ式導電率計を用いて、サイズを調整した前記フィン材の電気伝導度を測定した。実施例１のサンプルでは、３８．９（％ＩＡＣＳ）という値が得られた。導電率が低いため、固溶度は高いと評価した。
<Experiment 3> Conductivity First, the fin material was adjusted to a size of 20 × 400 mm. Next, the electrical conductivity of the fin material whose size was adjusted was measured in a 25 ° C. atmosphere using a double bridge type conductivity meter. In the sample of Example 1, a value of 38.9 (% IACS) was obtained. Since the electrical conductivity was low, it was evaluated that the solid solubility was high.
＜実験４＞フィン材の腐食消耗程度
まず、前記フィン材をコルゲート加工した。次に、コルゲート加工した前記フィン材を板厚０．２５ｍｍｔのブレージングシート（クラッド構成：ろう材（１０％）／芯材（７５％）／犠牲材（１５％）、ろう材：４０４５、芯材：Ａｌ−１．０Ｍｎ−０．８Ｓｉ−０．５Ｃｕ、犠牲材：７０７２）のろう材面に組み付けた。
さらに、前記組み付けたサンプルを、ろう付熱処理してミニコアを作製した。なお、前記ろう付熱処理は、窒素ガス雰囲気中で６００℃×３ｍｉｎ保持後、−１００℃／ｍｉｎで冷却を行う処理を用いた。なお、ノコロックフラックスはチューブ材にのみ約４ｇ／ｍ２塗布した。また、ミニコアはフィンピッチを３ｍｍとした。
前記ミニコアをＳＷＡＡＴに４０日間供した後、リン酸クロム酸溶液で加熱し、腐食生成物を除去した。
<Experiment 4> Degree of corrosion of fin material First, the fin material was corrugated. Next, the corrugated fin material is brazed with a thickness of 0.25 mm (cladding structure: brazing material (10%) / core material (75%) / sacrificial material (15%), brazing material: 4045, core material : Al-1.0Mn-0.8Si-0.5Cu, sacrificial material: 7072).
Further, the assembled sample was subjected to brazing heat treatment to produce a minicore. The brazing heat treatment used a treatment of cooling at −100 ° C./min after holding at 600 ° C. for 3 minutes in a nitrogen gas atmosphere. In addition, about 4 g / m < 2 > of noclock flux was applied only to the tube material. The mini-core has a fin pitch of 3 mm.
The minicore was subjected to SWAAT for 40 days and then heated with a chromic phosphate solution to remove corrosion products.
前記フィン材の残存状態を観察するとともに、腐食消耗程度を評価した。ここで、７５％超のフィンが残存したサンプルを○、４０％超〜７５％以下のフィンが残存したサンプルを△、４０％以下しかフィンが残存しなかったサンプルを×と評価した。
実施例１のサンプルは、８３％のフィンが残存していたので、○と評価した。
While observing the remaining state of the fin material, the degree of corrosion consumption was evaluated. Here, a sample in which more than 75% fins remained was evaluated as ◯, a sample in which more than 40% to 75% or less fins remained was evaluated as Δ, and a sample in which only 40% or less fins remained was evaluated as ×.
The sample of Example 1 was evaluated as “good” because 83% of the fins remained.
＜実験５＞犠牲陽極効果
実験４で作製し、ＳＷＡＡＴを行った後、腐食生成物を除去したミニコアのブレージングシート腐食部の断面観察を行い、同部の最大腐食深さを測定した。
実施例１のサンプルでは、ブレージングシート腐食部の最大腐食深さは、４８μｍであった。
表１に、実施例１の実験サンプル条件を示す。また、表２に、実施例１の各種特性の測定結果を示す。また、各種特性から総合評価を行った。その結果についても、表２に合わせて示す。
<Experiment 5> Sacrificial anode effect After producing and performing SWAAT in Experiment 4, the cross-section observation of the corroded part of the brazing sheet of the mini core from which the corrosion product was removed was performed, and the maximum corrosion depth of the part was measured.
In the sample of Example 1, the maximum corrosion depth of the corroded portion of the brazing sheet was 48 μm.
Table 1 shows the experimental sample conditions of Example 1. Table 2 shows measurement results of various characteristics of Example 1. Moreover, comprehensive evaluation was performed from various characteristics. The results are also shown in Table 2.
なお、総合評価は、フィンの残存状況が○であり、チューブ材の最大腐食深さが３０μｍ以下であるものを◎、フィンの残存状況が○であり、チューブ材の最大腐食深さが３１〜５０μｍの範囲にあるものを○、フィンの残存状況が○であり、チューブの最大腐食深さが５１〜１３０μｍの範囲にあるもの、またはフィンの残存状況が△で、チューブの最大腐食深さが３０μｍ以下であるものを△、それ以外を×という評価基準で評価した。 In the comprehensive evaluation, the remaining state of the fin is ○, and the maximum corrosion depth of the tube material is 30 μm or less, ◎, the remaining state of the fin is ○, and the maximum corrosion depth of the tube material is 31 to 31 mm. O in the range of 50 μm, the residual state of the fin is ○, and the maximum corrosion depth of the tube is in the range of 51 to 130 μm, or the residual state of the fin is Δ and the maximum corrosion depth of the tube is Evaluation was made according to the evaluation criteria of Δ for those having a thickness of 30 μm or less and × for the others.
（実施例２〜１０および比較例１〜１０）
表１に示すフィン材の合金組成、均質化処理の条件と、中間焼鈍の条件を用いた他は、実施例１と同様にして、実験サンプルを調整し、各種特性の測定を行った。
また、表２に、各種特性の測定結果を示す。
さらに、各種特性から総合評価を行った。その結果についても、表２に合わせて示す。
(Examples 2 to 10 and Comparative Examples 1 to 10)
Experimental samples were prepared and various characteristics were measured in the same manner as in Example 1 except that the alloy composition of the fin material, the conditions for the homogenization treatment, and the conditions for the intermediate annealing shown in Table 1 were used.
Table 2 shows measurement results of various characteristics.
Furthermore, comprehensive evaluation was performed from various characteristics. The results are also shown in Table 2.
本発明は、耐食性を求められるフィン材、また、前記フィン材を具備する熱交換器、特に自動車用熱交換器などの産業において利用可能性がある。本発明は、熱交換器の高耐食化、高耐久化、および軽量化に大きく貢献する可能性がある。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in industries such as fin materials that require corrosion resistance, and heat exchangers that include the fin materials, particularly automotive heat exchangers. The present invention may greatly contribute to high corrosion resistance, high durability, and light weight of the heat exchanger.
Claims (2)
前記フィン材が、Ｆｅ：０．５％（質量％、以下同様）以下、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｍｎ：０．５〜１．７％、Ｚｎ：０．３〜１．５％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなり、
前記チューブ材が、Ｍｎ：０．３〜１．７％、Ｓｉ：０．３〜１．２％、Ｃｕ：０．１〜１．２％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金からなり、
ＳＷＡＡＴ液中でのフィン材単独の溶解減量が、同液中での等表面積のチューブ材との接触による溶解減量に対し、２０〜５０％の範囲にあり、
かつ、前記フィン材の孔食電位が、前記チューブ材の孔食電位に対して卑であり、
両者間の電位差が、５０〜１４０ｍＶの範囲にあることを特徴とする強度、犠牲陽極効果、および耐食性に優れるフィン材。 A fin material for heat dissipation joined to the tube material by brazing material,
The fin material is Fe: 0.5% (mass%, the same applies hereinafter), Si: 0.3-1.2%, Mn: 0.5-1.7%, Zn: 0.3-1. Containing 5%, the balance is made of an Al alloy consisting of Al and inevitable impurities ,
The tube material contains Mn: 0.3 to 1.7%, Si: 0.3 to 1.2%, Cu: 0.1 to 1.2%, the balance being Al and inevitable impurities. Made of alloy,
The dissolution loss of the fin material alone in the SWAAT liquid is in the range of 20 to 50% with respect to the dissolution loss due to contact with the tube material of the same surface area in the same liquid,
And the pitting corrosion potential of the fin material is lower than the pitting corrosion potential of the tube material,
A fin material excellent in strength, sacrificial anode effect, and corrosion resistance, characterized in that the potential difference between them is in the range of 50 to 140 mV.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007104232A JP5192718B2 (en) | 2007-04-10 | 2007-04-11 | Fin material and heat exchanger with excellent strength, sacrificial anode effect, and corrosion resistance |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007103018 | 2007-04-10 | ||
| JP2007103018 | 2007-04-10 | ||
| JP2007104232A JP5192718B2 (en) | 2007-04-10 | 2007-04-11 | Fin material and heat exchanger with excellent strength, sacrificial anode effect, and corrosion resistance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008280544A JP2008280544A (en) | 2008-11-20 |
| JP5192718B2 true JP5192718B2 (en) | 2013-05-08 |
Family
ID=40141616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007104232A Active JP5192718B2 (en) | 2007-04-10 | 2007-04-11 | Fin material and heat exchanger with excellent strength, sacrificial anode effect, and corrosion resistance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5192718B2 (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5468809B2 (en) * | 2009-04-16 | 2014-04-09 | 株式会社ティラド | Method for producing heat exchanger for exhaust gas made of aluminum and its heat exchanger |
| JP5702927B2 (en) * | 2009-11-09 | 2015-04-15 | 三菱アルミニウム株式会社 | Aluminum alloy brazing fin material for heat exchanger and heat exchanger using the fin material |
| JP5578702B2 (en) * | 2009-12-24 | 2014-08-27 | 三菱アルミニウム株式会社 | Aluminum alloy fin material for heat exchanger and heat exchanger |
| JP5717475B2 (en) * | 2010-04-16 | 2015-05-13 | 株式会社ケーヒン・サーマル・テクノロジー | Capacitor |
| JP5613548B2 (en) * | 2010-12-14 | 2014-10-22 | 三菱アルミニウム株式会社 | Aluminum alloy fin material for heat exchanger and heat exchanger using the fin material |
| JP7226935B2 (en) * | 2018-07-20 | 2023-02-21 | Ｍａアルミニウム株式会社 | Fin material for heat exchangers and heat exchangers with excellent formability |
| US20240076767A1 (en) * | 2021-02-01 | 2024-03-07 | Novelis Inc. | High strength, sag resistant aluminum alloys for use as fin stock and methods of making the same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004017116A (en) * | 2002-06-18 | 2004-01-22 | Mitsubishi Alum Co Ltd | Aluminum alloy brazing sheet for brazed pipe making tubes, and its producing method |
| JP2005060790A (en) * | 2003-08-18 | 2005-03-10 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | Aluminum alloy brazing fin material for heat exchanger |
| JP4725019B2 (en) * | 2004-02-03 | 2011-07-13 | 日本軽金属株式会社 | Aluminum alloy fin material for heat exchanger, manufacturing method thereof, and heat exchanger provided with aluminum alloy fin material |
-
2007
- 2007-04-11 JP JP2007104232A patent/JP5192718B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2008280544A (en) | 2008-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5339560B1 (en) | Aluminum alloy brazing sheet and method for producing the same | |
| JP5192718B2 (en) | Fin material and heat exchanger with excellent strength, sacrificial anode effect, and corrosion resistance | |
| JP4822277B2 (en) | Aluminum alloy brazing sheet for heat exchanger tubes with excellent brazing and corrosion resistance and heat exchanger tubes with excellent corrosion resistance | |
| JP2011026681A (en) | Aluminum alloy clad material | |
| JP6315365B2 (en) | Brazing sheet for heat exchanger and method for producing the same | |
| JP2010270395A (en) | Aluminum alloy brazing sheet for thin-wall tube | |
| JP7107690B2 (en) | Aluminum alloy fin material for heat exchangers and heat exchangers with excellent strength, electrical conductivity, corrosion resistance, and brazeability | |
| WO2004057261A1 (en) | Aluminum alloy tube and fin assembly for heat exchangers having improved corrosion resistance after brazing | |
| JP3756439B2 (en) | High strength and high corrosion resistance aluminum alloy extruded material for heat exchanger, method for producing the same, and heat exchanger | |
| WO2018110320A1 (en) | Aluminum alloy brazing sheet and method for manufacturing same | |
| JP2008111143A (en) | Aluminum alloy brazing sheet and manufacturing method therefor | |
| JPWO2015141192A1 (en) | Aluminum alloy clad material excellent in corrosion resistance and brazing and method for producing the same | |
| JP2019011495A (en) | Connector made of aluminum alloy for connecting piping member to heat exchanger and piping member for heat exchanger connection having the connector, and method for manufacturing them | |
| JP2004017116A (en) | Aluminum alloy brazing sheet for brazed pipe making tubes, and its producing method | |
| JP4019775B2 (en) | Aluminum alloy brazing sheet for heat exchangers with excellent corrosion resistance | |
| JP2007146264A (en) | Aluminum alloy fin material | |
| JP5118984B2 (en) | Brazing sheet for heat exchanger, heat exchanger and method for producing the same | |
| WO2020054325A1 (en) | Aluminum alloy brazing sheet | |
| JP2010270386A (en) | Aluminum alloy fin material for heat exchanger | |
| JP6738667B2 (en) | Aluminum alloy heat exchanger excellent in corrosion resistance in atmospheric environment and method of manufacturing aluminum alloy heat exchanger | |
| JP5019797B2 (en) | Sacrificial anode material and aluminum alloy composite | |
| JP4263160B2 (en) | Aluminum alloy clad material and heat exchanger tube and heat exchanger using the same | |
| JP6307331B2 (en) | Aluminum alloy fin material for heat exchanger excellent in room temperature strength, high temperature strength and corrosion resistance after brazing heat and method for producing the same | |
| JP3759441B2 (en) | High strength and high corrosion resistance aluminum alloy extruded tube for heat exchanger, method for producing the same, and heat exchanger | |
| JP2009249699A (en) | Method for producing sacrificial material for aluminum alloy cladding material for heat exchanger, and method for producing aluminum alloy cladding material for heat exchanger |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100330 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120417 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120731 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120920 |
|
| 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: 20130108 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130201 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5192718 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160208 Year of fee payment: 3 |
|
| 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 |
|
| 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 |
|
| 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: R313111 |
|
| 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 |