JP6235246B2 - Aluminum alloy material for tubes and brazed heat exchanger - Google Patents
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Description
本発明は、チューブ用アルミニウム合金材およびろう付熱交換器に関する。 The present invention relates to an aluminum alloy material for a tube and a brazed heat exchanger.
アルミニウム合金は軽量で熱伝導性に優れていること、適切な処理によって高耐食性が実現できること、ならびに、ブレージングシートを利用したろう付によって効率的な接合が可能であることから、自動車用などの熱交換器用の材料として用いられている。近年、自動車の高性能化あるいは環境保護対応として、より軽量で高耐久性を有するように熱交換器の性能向上が求められており、これに対応できるアルミニウム合金材料技術が求められている。このような自動車用熱交換器の例として、ろう材、心材、犠牲防食層をクラッドした３層ブレージングシートを成形加工したチューブと、単層の外部フィン材とをコルゲート成形した外部フィンとを組み合わせて、ろう付接合した熱交換器等がある。熱交換器のチューブは冷媒などの流体を流通させる目的のものであるから、孔食によるリークが生じることを避ける必要がある。熱交換器のチューブの孔食を抑制する防食方法として、クラッド圧延やＺｎ溶射等の方法でチューブ表面にＡｌ−Ｚｎ層を形成し、Ａｌ−Ｚｎ層による犠牲防食効果を用いた心材の防食方法等が用いられている。 Aluminum alloys are lightweight and have excellent thermal conductivity, high corrosion resistance can be realized by appropriate treatment, and efficient joining is possible by brazing using brazing sheets. Used as material for exchangers. In recent years, in order to improve the performance of automobiles or to protect the environment, it has been required to improve the performance of heat exchangers so as to be lighter and more durable, and there is a need for aluminum alloy material technology that can cope with this. As an example of such a heat exchanger for an automobile, a tube formed by molding a brazing material, a core material, a three-layer brazing sheet clad with a sacrificial anticorrosive layer, and an external fin formed by corrugating a single-layer external fin material are combined. For example, there are heat exchangers brazed and joined. Since the tubes of the heat exchanger are for the purpose of circulating a fluid such as a refrigerant, it is necessary to avoid leakage due to pitting corrosion. As an anticorrosion method for suppressing pitting corrosion of the tube of the heat exchanger, an Al-Zn layer is formed on the surface of the tube by a method such as clad rolling or Zn spraying, and an anticorrosion method for the core material using the sacrificial anticorrosive effect of the Al-Zn layer Etc. are used.
近年、これらの技術をルームクーラーの熱交換器に用いる検討がなされている。ルームクーラーの熱交換器には、従来、銅製の内面溝付き伝熱管とアルミニウム製のフィンとを組み合わせたフィンアンドチューブタイプの熱交換器が使用されてきたが、材料費低減や軽量化の要求に対応し、さらに、ろう付による効率的な接合を目的として、ろう付接合したアルミニウム製熱交換器等を使用することが検討されている。ルームクーラーの室内機は室内に配置されるため、アルミニウムに孔食を誘起する塩化物イオン（Ｃｌ−）の付着が自動車用の熱交換器よりも少ない。そのため孔食は起こりにくくなるが、まったく起こらないわけではなく、Ｃｌ−が低い場合には、Ａｌ−Ｚｎ層による犠牲防食効果が働きにくくなり、自動車用の熱交換器よりもチューブの貫通寿命が短くなる場合がある。さらに、アルミニウムの腐食生成物である酸化アルミニウムや水酸化アルミニウムは、いわゆるセメント臭の原因となる場合があり、酸化アルミニウムや水酸化アルミニウムの生成量はアルミニウムの腐食量とともに増加する。Ａｌ−Ｚｎ層による犠牲防食効果はＺｎ濃度とともに増加するが、Ａｌ−Ｚｎ層の腐食速度もＺｎ濃度とともに増大してしまうことが知られており、酸化アルミニウムや水酸化アルミニウムの生成を抑制するためには、自動車用の熱交換器の技術をルームクーラーの熱交換器にそのまま用いることは困難であった。さらに、このセメント臭を除去するために、アルカリ性のスプレーによって熱交換器が洗浄される場合があり、アルカリ性の環境に対しても耐性の高いアルミニウム材料を用いる必要がある。こういったスプレーは強アルカリ性であり、ラジエータ等のＬＬＣ（ロング・ライフ・クーラント）の劣化による弱アルカリ性の環境よりもアルカリ性が強くなる。 In recent years, studies have been made to use these techniques for heat exchangers in room coolers. Conventionally, heat exchangers for room coolers have used fin-and-tube type heat exchangers that combine copper inner-grooved heat transfer tubes and aluminum fins. However, there is a need for material cost reduction and weight reduction. In addition, for the purpose of efficient joining by brazing, the use of a brazed joined aluminum heat exchanger or the like has been studied. Since the indoor unit of the room cooler is arranged indoors, the adhesion of chloride ions (Cl − ) that induce pitting corrosion to aluminum is less than that of a heat exchanger for an automobile. Therefore, pitting corrosion hardly occurs, but it does not occur at all. When Cl − is low, the sacrificial anticorrosion effect due to the Al—Zn layer becomes difficult to work, and the penetration life of the tube is longer than the heat exchanger for automobiles. May be shorter. Furthermore, aluminum oxide and aluminum hydroxide, which are corrosion products of aluminum, may cause a so-called cement odor, and the amount of aluminum oxide and aluminum hydroxide produced increases with the amount of aluminum corrosion. The sacrificial anticorrosive effect of the Al—Zn layer increases with the Zn concentration, but it is known that the corrosion rate of the Al—Zn layer also increases with the Zn concentration, so as to suppress the formation of aluminum oxide and aluminum hydroxide. However, it has been difficult to use the heat exchanger technology for automobiles as it is for the heat exchanger of the room cooler. Furthermore, in order to remove the cement odor, the heat exchanger may be washed by an alkaline spray, and it is necessary to use an aluminum material that is highly resistant to an alkaline environment. Such sprays are strongly alkaline and are more alkaline than weakly alkaline environments due to deterioration of LLC (Long Life Coolant) such as radiators.
これらの事情に対応するために、特許文献１に記載されているような、熱交換器などのチューブ材として用いる弱酸性からアルカリ性に渡る広範囲のｐＨに対する耐食性を有するアルミニウム合金が用いられている。また、特許文献２に記載されているような、耐食性、特にクーラントなどのアルカリ性溶液に対する耐食性を有し、自動車用ラジエータ、ヒータコアなどのチューブ材、ヘッダープレート材などとして好適に使用できるアルミニウム合金クラッド材も用いられている。 In order to cope with these circumstances, an aluminum alloy having corrosion resistance with respect to a wide range of pH ranging from weak acidity to alkalinity used as a tube material for a heat exchanger or the like as described in Patent Document 1 is used. Further, as described in Patent Document 2, an aluminum alloy clad material that has corrosion resistance, particularly corrosion resistance to an alkaline solution such as a coolant, and can be suitably used as a tube material such as a radiator for an automobile, a heater core, or a header plate material. Are also used.
しかしながら、特許文献１に記載のアルミニウム合金では、酸化アルミニウムおよび水酸化アルミニウムの生成を十分に抑制することは難しかった。また、特許文献２に記載のアルミニウム合金クラッド材では、材料の表面に存在するマトリックス中の化合物粒子が皮膜成分である酸化アルミニウムや水酸化アルミニウムの沈着を妨げて皮膜の生成を抑制する場合があるため、皮膜生成が妨げられた個所で多数の皮膜欠陥が形成されることがあった。孔食を分散させることによって貫通孔食の発生を防止することは可能であったが、酸化アルミニウムや水酸化アルミニウム等の発生を十分に抑制することは難しかった。 However, with the aluminum alloy described in Patent Document 1, it has been difficult to sufficiently suppress the formation of aluminum oxide and aluminum hydroxide. Further, in the aluminum alloy clad material described in Patent Document 2, the compound particles in the matrix existing on the surface of the material may inhibit the deposition of aluminum oxide or aluminum hydroxide, which are film components, and suppress the formation of the film. Therefore, a large number of film defects may be formed at places where the film formation is hindered. Although it was possible to prevent the occurrence of through pitting by dispersing the pitting, it was difficult to sufficiently suppress the generation of aluminum oxide, aluminum hydroxide, and the like.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、アルミニウムの腐食生成物の発生を抑制しつつ、耐食性に優れたチューブ用アルミニウム合金材およびろう付熱交換器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an aluminum alloy material for tubes and a brazed heat exchanger that are excellent in corrosion resistance while suppressing the generation of corrosion products of aluminum.
上記目的を達成するため、本発明の第一の観点に係る酸性、中性及びアルカリ性の環境下で耐食性に優れるチューブ用アルミニウム合金材は、
０．６質量％以上１．５質量％以下のＳｉと、
０．５質量％以上１．８質量％以下のＭｎと、
０．０５質量％以上０．５質量％以下のＭｇと、
を含み、
０．５質量％以上２．０質量％以下のＦｅ、０．５質量％以上２．０質量％以下のＮｉ、および、０．２質量％以上１．０質量％以下のＣｕのうち少なくとも一つをさらに含み、
残部がアルミニウムおよび不可避的不純物からなり、
表面積あたりのＺｎの重量が１ｇ／ｍ２以上７ｇ／ｍ２以下である、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an aluminum alloy material for a tube having excellent corrosion resistance in an acidic, neutral and alkaline environment according to the first aspect of the present invention,
0.6 mass% or more and 1.5 mass% or less of Si;
0.5% by mass or more and 1.8% by mass or less of Mn,
0.05 mass% or more and 0.5 mass% or less of Mg,
It includes,
At least one of Fe of 0.5 mass% to 2.0 mass%, Ni of 0.5 mass% to 2.0 mass%, and Cu of 0.2 mass% to 1.0 mass% Further including
The balance consists of aluminum and inevitable impurities,
The weight of Zn per surface area is 1 g / m 2 or more and 7 g / m 2 or less,
It is characterized by that.
０．０５質量％以上０．３質量％以上のＴｉ、０．０５質量％以上０．３質量％以上のＺｒ、０．０５質量％以上０．３質量％以上のＣｒ、０．０５質量％以上０．３質量％以上のＶのうち少なくとも一つをさらに含んでもよい。 0.05 mass% or more 0.3 mass% or more of Ti, 0.05 mass% or more of 0.3 mass% or more of Zr, 0.05 mass% or more of 0.3 mass% or more of Cr, 0.05 mass% It may further include at least one of V of 0.3 mass% or more.
本発明の第二の観点に係るろう付熱交換器は、
冷媒通路管に上記チューブ用アルミニウム合金材を用いた、
ことを特徴とする。
The brazed heat exchanger according to the second aspect of the present invention is
Using the above-mentioned aluminum alloy material for tubes in the refrigerant passage tube,
It is characterized by that.
本発明によれば、アルミニウムの腐食生成物の発生を抑制しつつ、耐食性に優れたチューブ用アルミニウム合金材およびろう付熱交換器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the aluminum alloy material for tubes and brazing heat exchangers which were excellent in corrosion resistance, suppressing generation | occurrence | production of the corrosion product of aluminum can be provided.
本発明者は、アルミニウムの腐食に及ぼすカソード反応について鋭意検討した。腐食反応は一般に、金属が酸化、イオン化するアノード反応と、環境中の物質が還元するカソード反応とが同時に起こり、電子をやり取りすることによって進行する。アルミニウムが腐食するためにはカソード反応が起こる必要があるが、還元される物質が、置かれている環境のｐＨによって変化することを、鋭意検討の末、本発明者は見出した。すなわち、本発明者は、酸性では水素イオンの還元、中性では溶存酸素の還元、アルカリ性では水の還元反応が起こることを見出した。また、本発明者は、それぞれの還元反応に対して影響を与える合金中の元素が異なることも鋭意検討の末に見出した。 The present inventor has intensively studied the cathode reaction affecting the corrosion of aluminum. Generally, the corrosion reaction proceeds by exchanging electrons by simultaneously performing an anode reaction in which a metal is oxidized and ionized and a cathode reaction in which a substance in the environment is reduced. In order for aluminum to corrode, a cathode reaction needs to occur, but the present inventor has found that the substance to be reduced changes depending on the pH of the environment in which it is placed. That is, the present inventor has found that reduction of hydrogen ions occurs when acidic, reduction of dissolved oxygen occurs when neutral, and reduction of water occurs when alkaline. In addition, the present inventor has also found out that the elements in the alloy that affect the respective reduction reactions are different, as a result of intensive studies.
すなわち、Ａｌ−Ｚｎ層のＺｎ濃度を低くすることで酸化アルミニウムや水酸化アルミニウムの生成量を抑え、水素イオンの還元反応および溶存酸素の還元反応を活性にするＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕのうち少なくとも一種を含有することによって、低いＺｎ濃度においても犠牲防食効果を発現させ、ＳｉおよびＭｎを同時に添加することによって水の還元反応を不活性にし、アルカリ性の環境における耐食性を向上させることができる。本発明者は、これらの知見に基づいて本発明をなすに至った。 That is, by reducing the Zn concentration in the Al—Zn layer, the generation amount of aluminum oxide and aluminum hydroxide is suppressed, and at least one of Fe, Ni, and Cu that activates the reduction reaction of hydrogen ions and the reduction reaction of dissolved oxygen is activated. By containing Si, the sacrificial anticorrosive effect can be exhibited even at a low Zn concentration, and by simultaneously adding Si and Mn, the reduction reaction of water can be inactivated, and the corrosion resistance in an alkaline environment can be improved. The present inventor has made the present invention based on these findings.
以下、本発明のチューブ用アルミニウム合金材およびそれを備えるろう付熱交換器について説明する。 Hereinafter, the aluminum alloy material for tubes of the present invention and the brazed heat exchanger provided with the same will be described.
はじめに、本発明のチューブ用アルミニウム合金材を構成するアルミニウム合金の成分元素を説明する。なお、本発明に係るアルミニウム合金の残部は、アルミニウムと、不可避不純物と、からなる。 First, the constituent elements of the aluminum alloy constituting the aluminum alloy material for a tube of the present invention will be described. The balance of the aluminum alloy according to the present invention consists of aluminum and inevitable impurities.
（Ｓｉ）
本発明のチューブ用アルミニウム合金材においては、アルミニウム合金中のＳｉの含有率を、０．６質量％以上１．５質量％以下とする。Ｓｉは、マトリックスに固溶することや、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物を生成することによって、ろう付後のチューブ用アルミニウム合金材の強度を向上させる元素である。さらに、ＳｉおよびＭｎを同時に添加することによって、アルカリ性環境における還元反応速度を大幅に低下させることができる。Ｓｉを添加することによる上述の効果を得るためには、本発明のアルミニウム合金中のＳｉの含有率を０．６質量％以上とすることが必要である。一方、アルミニウム合金がＳｉを過剰に含有すると、アルミニウム合金の融点が低下して、ろう付時に材料の溶融を招いてしまうことがある。そのため、Ｓｉの過剰な含有による悪影響を回避するために、本発明のアルミニウム合金中のＳｉの含有率の上限を１．５質量％とする必要がある。また、同じ理由で、アルミニウム合金中のＳｉの含有率を、０．８質量％以上１．２質量％以下とすることが、より好ましい。
(Si)
In the aluminum alloy material for a tube of the present invention, the Si content in the aluminum alloy is 0.6 mass% or more and 1.5 mass% or less. Si is an element that improves the strength of the aluminum alloy material for a tube after brazing by forming a solid solution in the matrix or generating an Al—Mn—Si intermetallic compound. Furthermore, by simultaneously adding Si and Mn, the reduction reaction rate in an alkaline environment can be greatly reduced. In order to obtain the above-described effect by adding Si, the Si content in the aluminum alloy of the present invention needs to be 0.6% by mass or more. On the other hand, if the aluminum alloy contains excessive Si, the melting point of the aluminum alloy is lowered, and the material may be melted during brazing. Therefore, in order to avoid an adverse effect due to excessive Si content, the upper limit of the Si content in the aluminum alloy of the present invention needs to be 1.5% by mass. For the same reason, the Si content in the aluminum alloy is more preferably 0.8% by mass or more and 1.2% by mass or less.
（Ｍｎ）
本発明のチューブ用アルミニウム合金材においては、アルミニウム合金中のＭｎの含有率を、０．５質量％以上１．８質量％以下とする。ＭｎはＡｌ−Ｍｎ系金属間化合物として晶出または析出して、ろう付加熱後のチューブ用アルミニウム合金材の強度の向上に寄与する元素である。Ｍｎを添加することによる上述の効果を得るためには、本発明のアルミニウム合金中のＭｎの含有率を０．５質量％以上とすることが必要である。一方、アルミニウム合金中のＭｎの含有率が１．８質量％を超過すると、巨大な金属間化合物が晶出して、チューブ用アルミニウム合金材の製造性を低下させるおそれがある。そのため、本発明に係るアルミニウム合金中のＭｎの含有率の上限を１．８質量％とする。また、同じ理由で、アルミニウム合金中のＭｎの含有率を、０．８質量％以上１．４質量％以下とすることが、より好ましい。
(Mn)
In the aluminum alloy material for a tube of the present invention, the content of Mn in the aluminum alloy is 0.5 mass% or more and 1.8 mass% or less. Mn is an element that crystallizes or precipitates as an Al—Mn-based intermetallic compound and contributes to the improvement of the strength of the aluminum alloy material for tubes after heat of brazing. In order to obtain the above-described effect by adding Mn, it is necessary to set the content of Mn in the aluminum alloy of the present invention to 0.5% by mass or more. On the other hand, if the Mn content in the aluminum alloy exceeds 1.8% by mass, a huge intermetallic compound may be crystallized, which may reduce the productivity of the aluminum alloy material for a tube. Therefore, the upper limit of the Mn content in the aluminum alloy according to the present invention is 1.8% by mass. For the same reason, the Mn content in the aluminum alloy is more preferably 0.8% by mass or more and 1.4% by mass or less.
（Ｓｉ／Ｍｎ）
本発明のチューブ用アルミニウム合金材においては、アルミニウム合金中のＳｉ含有率／Ｍｎ含有率の比（Ｓｉの含有率を、Ｍｎの含有率で除した数値）を、０．８以上２．０以下とすることが、より好ましい。特にアルカリ性環境においては、Ａｌ−Ｍｎ系金属間化合物よりもＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系金属間化合物の方が、化合物上での還元反応速度が遅い。還元反応速度が遅いことによって、それに伴うアルミニウムの溶解を抑制することができる。Ｓｉ含有率／Ｍｎ含有率の比を０．８以上とすることによって、上述の効果を、より一層得ることができる。また、Ｓｉ含有率／Ｍｎ含有率の比を２．０以下とすることによって、Ｓｉ単体の分布密度の増大を抑え、Ｓｉ上での還元反応速度の上昇を抑制し、アルミニウムの溶解の抑制効果をより高く維持することができる。また、本発明に係るアルミニウム合金中のＳｉ含有率／Ｍｎ含有率の比を、１．２以上１．９以下とすることが、さらに好ましい。
(Si / Mn)
In the aluminum alloy material for a tube of the present invention, the ratio of Si content / Mn content in the aluminum alloy (a numerical value obtained by dividing the Si content by the Mn content) is 0.8 or more and 2.0 or less. Is more preferable. Particularly in an alkaline environment, the reduction rate of the reduction reaction on the compound of the Al—Mn—Si intermetallic compound is slower than that of the Al—Mn intermetallic compound. Since the reduction reaction rate is slow, the accompanying dissolution of aluminum can be suppressed. By setting the ratio of Si content / Mn content to 0.8 or more, the above-described effects can be further obtained. In addition, by setting the ratio of Si content / Mn content to 2.0 or less, the increase in the distribution density of Si alone is suppressed, the increase in the reduction reaction rate on Si is suppressed, and the dissolution effect of aluminum is suppressed. Can be kept higher. Moreover, it is more preferable that the ratio of Si content / Mn content in the aluminum alloy according to the present invention is 1.2 or more and 1.9 or less.
（Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ）
本発明のチューブ用アルミニウム合金材においては、アルミニウム合金にＦｅ、Ｎｉ、Ｃｕを添加することによって、水素イオンの還元反応や溶存酸素の還元反応を活性化し、自然電位を貴化させることによって、Ａｌ−Ｚｎ層に孔食が発生しやすくなり、低いＺｎ濃度でも犠牲防食効果を発現させることができる。この効果を得るためには、本発明に係るアルミニウム合金が、０．５質量％以上のＦｅ、０．５質量％以上のＮｉ、０．２質量％以上のＣｕのうち少なくとも一つを含むことが必要である。一方、それぞれ、Ｆｅの含有率が２．０質量％、Ｎｉの含有率が２．０質量％、Ｃｕの含有率が１．０質量％を越えると、アルミニウム合金の腐食速度が増大し、セメント臭の原因となる酸化アルミニウムおよび／または水酸化アルミニウムが大量に生成してしまう。そのため、本発明に係るアルミニウム合金は、０．５質量％以上２．０質量％以下のＦｅ、０．５質量％以上２．０質量％以下のＮｉ、０．２質量％以上１．０質量％以下のＣｕのうち少なくとも一つを含み、Ｆｅの含有率が２．０質量％を超過せず（すなわち、２．０質量％以下（０．００質量％を含む））、かつ、Ｎｉの含有率が２．０質量％を超過せず（すなわち、２．０質量％以下（０．００質量％を含む））、かつ、Ｃｕの含有率が１．０質量％を超過しない（すなわち、１．０質量％以下（０．００質量％を含む））。なお、本明細書において、含有率が「０．００質量％」とは、０．００質量％だけではなく、検出機器における当該元素の検出下限以下の微少な含有率をも含むものとする。
(Fe, Ni, Cu)
In the aluminum alloy material for a tube of the present invention, by adding Fe, Ni, and Cu to the aluminum alloy, the reduction reaction of hydrogen ions and the reduction reaction of dissolved oxygen are activated, and the natural potential is made noble, so that Al -Pitting corrosion is likely to occur in the Zn layer, and a sacrificial anticorrosive effect can be exhibited even at a low Zn concentration. In order to obtain this effect, the aluminum alloy according to the present invention contains at least one of Fe of 0.5 mass% or more, Ni of 0.5 mass% or more, and Cu of 0.2 mass% or more. is necessary. On the other hand, when the Fe content is 2.0% by mass, the Ni content is 2.0% by mass, and the Cu content exceeds 1.0% by mass, the corrosion rate of the aluminum alloy increases, A large amount of aluminum oxide and / or aluminum hydroxide that causes odor is produced. Therefore, the aluminum alloy according to the present invention includes 0.5 mass% to 2.0 mass% Fe, 0.5 mass% to 2.0 mass% Ni, 0.2 mass% to 1.0 mass%. % Containing at least one of Cu or less, and the Fe content does not exceed 2.0 mass% (that is, 2.0 mass% or less (including 0.00 mass%)), and Ni The content does not exceed 2.0% by mass (that is, 2.0% by mass or less (including 0.00% by mass)), and the Cu content does not exceed 1.0% by mass (that is, 1.0 mass% or less (including 0.00 mass%)). In the present specification, the content rate of “0.00% by mass” includes not only 0.00% by mass but also a very small content rate of not more than the detection lower limit of the element in the detection device.
（Ｍｇ）
本発明のチューブ用アルミニウム合金材においては、更に、アルミニウム合金中のＭｇの含有率が、０．０５質量％以上０．５質量％以下であることが、好ましい。Ｍｇは、Ｍｇ２Ｓｉとして微細析出することで強度の向上に寄与する。Ｍｇを添加することによる上述の効果を得るためには、アルミニウム合金中のＭｇの含有率が、０．０５質量％以上であることが、より好ましい。また、アルミニウム合金中のＭｇの含有率の上限を０．５質量％とすることによって、ろう付性低下や粒界腐食発生を抑制することによってアルミニウム合金の耐食性をより高く保つことができる。また、同じ理由で、アルミニウム合金中のＭｇの含有率を、０．１質量％以上０．３質量％以下とすることが、より好ましい。
(Mg)
In the aluminum alloy material for a tube of the present invention, it is further preferable that the Mg content in the aluminum alloy is 0.05% by mass or more and 0.5% by mass or less. Mg contributes to strength improvement by fine precipitation as Mg 2 Si. In order to obtain the above-described effect by adding Mg, it is more preferable that the content of Mg in the aluminum alloy is 0.05% by mass or more. In addition, by setting the upper limit of the Mg content in the aluminum alloy to 0.5 mass%, it is possible to keep the corrosion resistance of the aluminum alloy higher by suppressing brazing deterioration and occurrence of intergranular corrosion. For the same reason, the Mg content in the aluminum alloy is more preferably 0.1% by mass or more and 0.3% by mass or less.
（Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ）
本発明のチューブ用アルミニウム合金材においては、更に、アルミニウム合金中のＴｉの含有率、Ｚｒの含有率、Ｃｒの含有率、Ｖの含有率のうち少なくとも一つが、それぞれ、０．０５質量％以上０．３質量％以下であることが、好ましい。アルミニウム合金中のＴｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖは、アルミニウム合金の耐食性、特に耐孔食性の向上に寄与する。すなわち、アルミニウム合金中に添加されたＴｉは、Ｔｉ濃度の高い領域とＴｉ濃度の低い領域とに分かれ、それらが板厚方向に交互に積層状に分布する。そして、Ｔｉ濃度、Ｚｒ濃度、Ｃｒ濃度、Ｖ濃度の低い領域が、Ｔｉ濃度の高い領域よりも優先的に腐食することによって、アルミニウム合金の腐食形態が層状となり、その結果、アルミニウム合金の板厚方向への腐食の進行が妨げられ、アルミニウム合金の耐孔食性が向上する。アルミニウム合金中のＴｉの含有率、Ｚｒの含有率、Ｃｒの含有率、Ｖの含有率を０．０５％以上とすることによって、上述の耐孔食性向上の効果を十分に得ることができる。また、アルミニウム合金中のＴｉの含有率、Ｚｒの含有率、Ｃｒの含有率、Ｖの含有率の上限を０．３質量％とすることによって、鋳造時における粗大な化合物の生成を抑制して、製造性をより高く維持することができる。また、アルミニウム合金中のＴｉの含有率、Ｚｒの含有率、Ｃｒの含有率、Ｖの含有率のうち少なくとも一つを、０．１質量％以上０．２質量％以下とすることが、より好ましい。
(Ti, Zr, Cr, V)
In the aluminum alloy material for a tube of the present invention, at least one of Ti content, Zr content, Cr content, and V content in the aluminum alloy is 0.05% by mass or more, respectively. It is preferable that it is 0.3 mass% or less. Ti, Zr, Cr, and V in the aluminum alloy contribute to improvement of the corrosion resistance, particularly pitting corrosion resistance of the aluminum alloy. That is, Ti added to the aluminum alloy is divided into a region having a high Ti concentration and a region having a low Ti concentration, and they are alternately distributed in the thickness direction. And the area | region where Ti density | concentration, Zr density | concentration, Cr density | concentration, and V density | concentration are lower than the area | region where Ti density | concentration preferentially corrodes, and the corrosion form of an aluminum alloy becomes layered, As a result, plate | board thickness of aluminum alloy The progress of corrosion in the direction is hindered, and the pitting corrosion resistance of the aluminum alloy is improved. By making the Ti content, the Zr content, the Cr content, and the V content in the aluminum alloy 0.05% or more, the above-described effect of improving the pitting corrosion resistance can be sufficiently obtained. Moreover, the production | generation of the coarse compound at the time of casting is suppressed by making the upper limit of the content rate of Ti, the content rate of Zr, the content rate of Cr, and the content rate of V in an aluminum alloy into 0.3 mass%. The productivity can be maintained higher. Further, at least one of the Ti content, the Zr content, the Cr content, and the V content in the aluminum alloy may be 0.1% by mass or more and 0.2% by mass or less. preferable.
以下、本発明のチューブ用アルミニウム合金材の表面へのＺｎ付与について説明する。 Hereinafter, Zn addition to the surface of the aluminum alloy material for a tube of the present invention will be described.
本発明のチューブ用アルミニウム合金材への、Ｚｎの付与方法は、本発明の効果を奏する範囲で適宜選択され、以下に限定されるものではないが、Ｚｎ溶射、Ｚｎ塗布、メッキ等を用いることができ、Ｚｎ溶射が製造性、コストの点で好ましい。溶射法には、アーク溶射法、プラズマ溶射法、ガス・フレーム溶射法、低温溶射法などが使用できる。Ｚｎには、純Ｚｎの他、Ｚｎ−Ａｌ系などのＺｎ合金が使用できる。 The method for imparting Zn to the aluminum alloy material for a tube of the present invention is appropriately selected within the scope of the effects of the present invention, and is not limited to the following, but Zn spraying, Zn coating, plating, etc. are used. Zn spraying is preferable in terms of manufacturability and cost. As the thermal spraying method, an arc spraying method, a plasma spraying method, a gas flame spraying method, a low temperature spraying method, or the like can be used. In addition to pure Zn, Zn alloy such as Zn—Al can be used as Zn.
以下、チューブ用アルミニウム合金材へのＺｎの付与について説明する。Ｚｎ層は、ろう付処理を施すことによって、Ｚｎが拡散した層（Ｚｎ拡散層）となる。Ｚｎ拡散層は、アルミニウム合金中、Ｚｎが拡散されていない部分よりも孔食電位が卑であるため、犠牲防食効果によってアルミニウム合金を防食し、アルミニウム合金の耐久寿命を向上させることができる。本発明のチューブ用アルミニウム合金材においては、チューブ用アルミニウム合金材の表面積あたりのＺｎ量を１ｇ／ｍ２以上７ｇ／ｍ２以下とする。表面積あたりのＺｎ量は、付与前後のチューブ用アルミニウム合金材の質量変化をチューブ用アルミニウム合金材の表面積で除することによって求めることができる。上記のＺｎ量は従来の熱交換器用のチューブ材よりも少ない量であるが、本発明のチューブ用アルミニウム合金材を構成するアルミニウム合金には、０．５質量％以上２．０質量％以下のＦｅ、０．５質量％以上２．０質量％以下のＮｉ、および／または、０．２質量％以上１．０質量％以下のＣｕが添加されているため、水素イオンの還元反応および溶存酸素の還元反応が活性化され、自然電位が貴化されることによって、Ａｌ−Ｚｎ層に孔食が発生しやすくなり、従来よりも低いＺｎ濃度においても犠牲防食効果を発現させることができる。一方、Ｚｎ量が１ｇ／ｍ２未満の場合、０．５質量％以上２．０質量％以下のＦｅ、０．５質量％以上２．０質量％以下のＮｉ、および／または、０．２質量％以上１．０質量％以下のＣｕが添加されていても犠牲防食効果が十分に発現しない。また、Ｚｎ量が７ｇ／ｍ２超過の場合、アルミニウム合金の腐食速度が過度に増大し、セメント臭の原因となる酸化アルミニウムおよび／または水酸化アルミニウムが大量に生成してしまう。 Hereinafter, the provision of Zn to the aluminum alloy material for tubes will be described. The Zn layer becomes a layer in which Zn is diffused (Zn diffusion layer) by performing a brazing treatment. Since the Zn diffusion layer has a lower pitting corrosion potential than the portion of the aluminum alloy where Zn is not diffused, it can prevent the aluminum alloy by sacrificial anticorrosive effect and improve the durable life of the aluminum alloy. In the aluminum alloy material for tubes of the present invention, the Zn amount per surface area of the aluminum alloy material for tubes is set to 1 g / m 2 or more and 7 g / m 2 or less. The amount of Zn per surface area can be obtained by dividing the mass change of the aluminum alloy material for tubes before and after the application by the surface area of the aluminum alloy material for tubes. The amount of Zn is less than that of a conventional tube material for a heat exchanger, but the aluminum alloy constituting the aluminum alloy material for a tube of the present invention has a content of 0.5% by mass or more and 2.0% by mass or less. Fe, 0.5% by mass or more and 2.0% by mass or less Ni and / or 0.2% by mass or more and 1.0% by mass or less Cu are added, so that the reduction reaction of hydrogen ions and dissolved oxygen Since the reduction reaction is activated and the natural potential is made noble, pitting corrosion is likely to occur in the Al—Zn layer, and a sacrificial anticorrosive effect can be exhibited even at a Zn concentration lower than the conventional one. On the other hand, when the amount of Zn is less than 1 g / m 2 , 0.5% by mass to 2.0% by mass of Fe, 0.5% by mass to 2.0% by mass of Ni, and / or 0.2% Even when Cu of not less than 1.0% by mass and not more than 1.0% by mass is added, the sacrificial anticorrosive effect is not sufficiently exhibited. Moreover, when Zn amount exceeds 7 g / m < 2 >, the corrosion rate of an aluminum alloy will increase too much, and the aluminum oxide and / or aluminum hydroxide which will cause a cement odor will produce | generate in large quantities.
以上に説明したように、本発明のチューブ用アルミニウム合金材は、セメント臭の原因となる酸化アルミニウムおよび／または水酸化アルミニウムなどのアルミニウム腐食生成物の過度な生成を抑制しつつ、自動車用の熱交換器内のような比較的高い腐食環境だけでなく、室内用の熱交換器などの比較的低い腐食環境においても、チューブ用アルミニウム合金材の製造性および耐食性を高く維持することができる。 As described above, the aluminum alloy material for a tube of the present invention suppresses excessive generation of aluminum corrosion products such as aluminum oxide and / or aluminum hydroxide that cause cement odor, while preventing heat generated for automobiles. The productivity and corrosion resistance of the aluminum alloy material for tubes can be maintained high not only in a relatively high corrosive environment such as in an exchanger but also in a relatively low corrosive environment such as an indoor heat exchanger.
以下、本発明の実施形態に係るチューブ用アルミニウム合金材の製造方法について説明する。本発明の実施形態に係るチューブ用アルミニウム合金材を用いたアルミニウム合金チューブの製造方法は、たとえば、本発明の実施形態に係る犠性陽極材層用のアルミニウム合金を半連続鋳造する半連続鋳造工程と、心材の鋳塊を必要に応じて均質化処理および面削を施す工程と、犠性陽極材層用の鋳塊をアルミニウム管の心材の内面および外面の少なくとも一方に組み合わせてビレットとする組み合わせ工程と、押出成形工程前にビレットを４５０℃以上５７０℃以下に加熱する加熱工程と、ビレットを押出成形する押出成形工程と、チューブの外径および肉厚が所定の数値になるようにする抽伸加工工程と、をこの順序で行う方法が用いられる。また、上記製造方法によって得られるクラッド押出管の機械的特性を調整するために、上記製造方法の任意の工程において、適宜熱処理を加えてもよい。これらは、本発明の効果を奏する範囲で常法から適宜選択され、限定されるものではない。 Hereinafter, the manufacturing method of the aluminum alloy material for tubes which concerns on embodiment of this invention is demonstrated. The method for producing an aluminum alloy tube using the aluminum alloy material for a tube according to the embodiment of the present invention includes, for example, a semi-continuous casting step of semi-continuously casting the aluminum alloy for the sacrificial anode material layer according to the embodiment of the present invention. And a step of homogenizing and chamfering the ingot of the core material as necessary, and a billet by combining the ingot for the sacrificial anode material layer with at least one of the inner surface and the outer surface of the core material of the aluminum tube A heating process for heating the billet to 450 ° C. or more and 570 ° C. or less before the extrusion molding process, an extrusion molding process for extruding the billet, and drawing so that the outer diameter and thickness of the tube become predetermined numerical values. A method of performing processing steps in this order is used. In addition, in order to adjust the mechanical properties of the clad extruded tube obtained by the above production method, heat treatment may be appropriately performed in any step of the production method. These are appropriately selected from conventional methods within the scope of the effects of the present invention, and are not limited.
また、本発明の実施形態に係るチューブ用アルミニウム合金材を用いた冷媒通路管を備える熱交換器の製造方法は、たとえば、以下の製造方法が用いられる。 Moreover, the manufacturing method of the following is used for the manufacturing method of the heat exchanger provided with the refrigerant | coolant passage pipe | tube using the aluminum alloy material for tubes which concerns on embodiment of this invention, for example.
はじめに、両端部分をヘッダーに取り付けた本発明のチューブ用アルミニウム合金材を用いたアルミニウム合金チューブの外面にフィン材を配置して組み立てる。ついで、アルミニウム合金チューブの両端重ね合せ部分と、フィン材およびアルミニウム合金チューブの外面と、アルミニウム合金チューブの両端と、ヘッダーとを、１回のろう付加熱によって同時に接合して、冷媒通路管を備える熱交換器を製造する。なお、必要に応じて、アルミニウム合金チューブの内面にインナーフィンを配置して、これらをろう付してもよい。これらは、本発明の効果を奏する範囲で常法から適宜選択され、限定されるものではない。 First, the fin material is arranged and assembled on the outer surface of the aluminum alloy tube using the aluminum alloy material for a tube of the present invention in which both end portions are attached to the header. Subsequently, the both ends overlapping portion of the aluminum alloy tube, the outer surface of the fin material and the aluminum alloy tube, both ends of the aluminum alloy tube, and the header are joined simultaneously by one brazing heat, and a refrigerant passage tube is provided. Manufacture heat exchangers. If necessary, inner fins may be disposed on the inner surface of the aluminum alloy tube and brazed. These are appropriately selected from conventional methods within the scope of the effects of the present invention, and are not limited.
本発明の実施形態に係る熱交換器の製造方法において用いられるろう付方法は、たとえば、窒素雰囲気中でフッ化物系フラックスを用いたろう付方法（ノコロックろう付法等）や、真空中や窒素雰囲気中で材料に含有されるＭｇによってアルミニウム材表面の酸化膜を還元して破壊するろう付方法（真空ろう付、フラックスレスろう付）等が好適に用いられる。また、本発明の実施形態においては、ろう付は、好ましくは、５９０℃以上６１０℃以下の温度で２分間以上１０分間以下の加熱によって行われる。加熱時間を５９０℃以上、かつ、加熱時間を２分以上とすることによって、ろう付をより良好に行うことができる。また、加熱時間を６１０℃以下、かつ、加熱時間を１０分以下とすることによって、熱交換器の各部材の溶融を防止しつつろう付することができる。また、より好ましくは、５９０℃以上６１０℃以下の温度で２分間以上６分間以下の加熱によってろう付が行なわれる。これらは、本発明の効果を奏する範囲で常法から適宜選択され、限定されるものではない。 The brazing method used in the method for manufacturing a heat exchanger according to the embodiment of the present invention includes, for example, a brazing method using a fluoride-based flux in a nitrogen atmosphere (such as a Nocolok brazing method), a vacuum, or a nitrogen atmosphere. Among them, a brazing method (vacuum brazing, fluxless brazing) or the like in which the oxide film on the surface of the aluminum material is reduced and broken by Mg contained in the material is preferably used. In the embodiment of the present invention, brazing is preferably performed by heating at a temperature of 590 ° C. to 610 ° C. for 2 minutes to 10 minutes. Brazing can be performed more satisfactorily by setting the heating time to 590 ° C. or more and the heating time to 2 minutes or more. Further, by setting the heating time to 610 ° C. or less and the heating time to 10 minutes or less, brazing can be performed while preventing melting of each member of the heat exchanger. More preferably, brazing is performed by heating at a temperature of 590 ° C. to 610 ° C. for 2 minutes to 6 minutes. These are appropriately selected from conventional methods within the scope of the effects of the present invention, and are not limited.
ろう付加熱後の本発明の実施形態に係る熱交換器は、有機系または無機系の親水性皮膜を表面に備えることが、より好ましい。有機系や無機系の親水性皮膜の形成方法は、たとえば、アルミニウム合金製の本発明の実施形態に係る熱交換器の表面に、下地処理としてクロメート処理やベーマイト処理などを行って耐食性皮膜（下地皮膜）を形成した後、その耐食性皮膜上に有機系の塗料溶液または無機系の塗料溶液を塗装・焼付けする方法、あるいは、耐食性皮膜を設けたアルミニウム合金製の本発明の実施形態に係る熱交換器を、有機系の塗料溶液中または無機系の塗料溶液中に浸漬する方法等を用いることができる。これらは、本発明の効果を奏する範囲で常法から適宜選択され、限定されるものではない。また、有機系の塗料溶液または無機系の塗料溶液を塗装・焼付けする方法における焼付条件は、たとえば、１４０℃以上３００℃以下の温度で５秒間以上６０秒間以下にわたって焼き付け、室温で乾燥する条件などが用いられる。これらは、本発明の効果を奏する範囲で常法から適宜選択され、限定されるものではない。また、有機系の塗料溶液または無機系の塗料夜液に浸漬する方法における浸漬条件は、たとえば、塗料溶液を３０℃以上、塗料溶液の溶媒の沸点以下の温度で１０秒間以上２００秒間以下にわたって熱交換器を浸漬し、その後、熱交換器を室温で乾燥させる条件などが用いられる。これらは、本発明の効果を奏する範囲で常法から適宜選択され、限定されるものではない。また、上記塗料溶液の溶媒は、たとえば、有機系の塗料溶液に対してはアセトンなどの有機溶媒等が好適に用いられ、無機系の塗料溶液に対しては水などが好適に用いられる。これらは、本発明の効果を奏する範囲で常法から適宜選択され、限定されるものではない。 It is more preferable that the heat exchanger according to the embodiment of the present invention after brazing addition heat has an organic or inorganic hydrophilic film on the surface. The organic or inorganic hydrophilic film can be formed, for example, by subjecting the surface of the heat exchanger according to the embodiment of the present invention made of an aluminum alloy to a corrosion-resistant film (base film) by performing chromate treatment or boehmite treatment as the base treatment. A method of coating and baking an organic paint solution or an inorganic paint solution on the corrosion resistant film, or heat exchange according to an embodiment of the present invention made of an aluminum alloy provided with a corrosion resistant film A method of immersing the vessel in an organic coating solution or an inorganic coating solution can be used. These are appropriately selected from conventional methods within the scope of the effects of the present invention, and are not limited. The baking conditions in the method of applying and baking an organic coating solution or an inorganic coating solution are, for example, conditions of baking at a temperature of 140 ° C. to 300 ° C. for 5 seconds to 60 seconds and drying at room temperature. Is used. These are appropriately selected from conventional methods within the scope of the effects of the present invention, and are not limited. The immersion conditions in the method of immersing in an organic paint solution or an inorganic paint night liquid include, for example, heating the paint solution at a temperature not lower than 30 ° C. and not higher than the boiling point of the solvent of the paint solution for 10 seconds to 200 seconds. Conditions such as immersing the exchanger and then drying the heat exchanger at room temperature are used. These are appropriately selected from conventional methods within the scope of the effects of the present invention, and are not limited. As the solvent of the coating solution, for example, an organic solvent such as acetone is preferably used for an organic coating solution, and water is preferably used for an inorganic coating solution. These are appropriately selected from conventional methods within the scope of the effects of the present invention, and are not limited.
本発明の実施形態に係るチューブ用アルミニウム合金材を用いた熱交換器は、自動車用の熱交換器などの比較的腐食性が高い環境だけでなく、ルームクーラーの室内機などのアルカリ性が比較的腐食性が低い環境においても優れた耐食性を有する。 The heat exchanger using the aluminum alloy material for a tube according to the embodiment of the present invention has a relatively high alkalinity such as an indoor unit of a room cooler as well as a relatively highly corrosive environment such as an automobile heat exchanger. Excellent corrosion resistance even in low corrosive environments.
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲であれば種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to this.
はじめに、表１に示す組成のアルミニウム合金（合金番号：Ａ１〜Ａ５１）をそれぞれ溶解し、鋳造して、直径２０ｍｍのビレットを製造した。次に、ビレットを５５０℃、１０時間保持の条件で均質化処理を行った後、面削を施した。ついで、ビレットを５００℃に加熱した後に、ビレットを押出加工することによって、チューブの高さが２ｍｍ、幅が１６ｍｍ、肉厚が０．３ｍｍのアルミニウム合金チューブを作製した。 First, aluminum alloys (alloy numbers: A1 to A51) having the compositions shown in Table 1 were respectively melted and cast to produce billets having a diameter of 20 mm. Next, the billet was homogenized under the condition of holding at 550 ° C. for 10 hours, and then faced. Next, after heating the billet to 500 ° C., the billet was extruded to produce an aluminum alloy tube having a tube height of 2 mm, a width of 16 mm, and a wall thickness of 0.3 mm.
次に、ろう付加熱に相当する熱処理として、窒素雰囲気下において、アルミニウム合金チューブを６００℃までは４０℃／分の速度で昇温し、５８０℃〜６００℃の温度範囲に５分間保持して、ろう付を行った。ついで、室温で冷却して試験用テストピースを作製した。 Next, as a heat treatment corresponding to brazing addition heat, the temperature of the aluminum alloy tube is increased at a rate of 40 ° C./min up to 600 ° C. in a nitrogen atmosphere, and held at a temperature range of 580 ° C. to 600 ° C. for 5 minutes. And brazed. Subsequently, it cooled at room temperature and produced the test piece for a test.
試験用テストピースを長さ１２０ｍｍに切り出し、端部を絶縁テープでマスキングした。中性環境における腐食試験としては、試験用テストピースに人工海水を０．１ｍｇ／ｍ２付着させ、恒温恒湿槽に保持し、恒温恒湿槽内の温度を５０℃、相対湿度を１００％のＲＨ（Ｒｅｌａｔｉｖｅ Ｈｕｍｉｄｉｔｙ：相対湿度）、保持時間を１２時間とするサイクルと、恒温恒湿槽内の温度を５０℃、相対湿度を５０％のＲＨ（相対湿度）、保持時間を１２時間とするサイクルを繰り返す試験を６ヶ月間かけて実施した後、試験用テストピースの表面の腐食生成物を除去し、腐食深さおよび腐食量を測定した。アルカリ性環境における腐食試験として、５ｐｐｍのＮａＣｌ水溶液にＮａＯＨを添加してｐＨ１３に調整した液を温度３５℃として、１日間にわたって試験用テストピースを浸漬した後、試験用テストピースの表面の腐食生成物を除去し、腐食量を測定した。実験データを表２および表３に示す。 A test piece for testing was cut out to a length of 120 mm, and the end portion was masked with an insulating tape. As a corrosion test in a neutral environment, 0.1 mg / m 2 of artificial seawater is adhered to a test piece for testing, held in a thermostatic chamber, the temperature in the thermostatic chamber is 50 ° C., and the relative humidity is 100%. RH (Relativistic Humidity: Relative Humidity), a cycle in which the holding time is 12 hours, the temperature in the constant temperature and humidity chamber is 50 ° C., the relative humidity is 50%, and the holding time is 12 hours. After performing the test which repeats a cycle over 6 months, the corrosion product of the surface of the test piece for a test was removed, and the corrosion depth and the corrosion amount were measured. As a corrosion test in an alkaline environment, a solution adjusted to pH 13 by adding NaOH to a 5 ppm NaCl aqueous solution is set at a temperature of 35 ° C., and after the test test piece is immersed for one day, the corrosion product on the surface of the test test piece The amount of corrosion was measured. Experimental data are shown in Tables 2 and 3.
表２および表３において、中性の腐食深さについては、０μｍ以上１５０μｍ以下の場合を合格として「○」で示し、１５０μｍ超過の場合を不合格として「×」で示した。また、中性の腐食量については、０ｇ／ｍ２以上６．０ｇ／ｍ２以下の場合を合格として「○」で示し、６．０ｇ／ｍ２超過の場合を不合格として「×」で示した。また、アルカリ性の腐食量については、０ｇ／ｍ２以上２５ｇ／ｍ２以下の場合を合格として「○」で示し、２５ｇ／ｍ２超過の場合を不合格として「×」で示した。また、サンプルが割れる等によって評価をできなかった場合も、不合格として「×」で示した。総合評価としては、一つも「×」がないサンプルを「○」として耐食性良好とし、それ以外を「×」とした。 In Table 2 and Table 3, the neutral corrosion depth is indicated by “◯” as a pass when the depth is 0 μm or more and 150 μm or less, and indicated by “X” as a failure when it exceeds 150 μm. Moreover, about the amount of neutral corrosion, the case of 0 g / m 2 or more and 6.0 g / m 2 or less is indicated as “◯” as a pass, and the case of exceeding 6.0 g / m 2 is indicated as “Fail”. Indicated. As for the alkaline corrosion amount, indicated by "○" and the case of 0 g / m 2 or more 25 g / m 2 or less as a pass, indicated by "×" in the case of 25 g / m 2 excess as failed. Moreover, also when it was not able to evaluate by a sample cracking etc., it indicated by "x" as a failure. As a comprehensive evaluation, a sample without any “x” was evaluated as “good” as “◯”, and the other samples were evaluated as “x”.
実施例１〜３５（合金番号：Ａ２〜Ａ６、Ａ９〜Ａ１２、Ａ１５〜Ａ１７、Ａ１９〜Ａ２２、Ａ２４〜Ａ２６、Ａ２８〜Ａ３１、Ａ３８〜Ａ４７、Ａ４９〜Ａ５０）のアルミニウム合金チューブは、含有率が０．６質量％以上１．５質量％以下のＳｉと、含有率が０．５質量％以上１．８質量％以下のＭｎと、を含み、含有率が０．５質量％以上２．０質量％以下のＦｅ、含有率が０．５質量％以上２．０質量％以下のＮｉ、および、含有率が０．２質量％以上１．０質量％以下のＣｕのうち、少なくとも一つをさらに含み、Ｆｅの含有率が２．０質量％以下であり、かつ、Ｎｉの含有率が２．０質量％以下であり、かつ、Ｃｕの含有率が１．０質量％以下であり、残部がアルミニウムおよび不可避的不純物からなり、アルミニウム合金材の表面における、表面積あたりのＺｎの重量が１ｇ／ｍ２以上７ｇ／ｍ２以下であった。そのため、中性における腐食深さ、腐食量、アルカリ性における腐食量の全てが合格で、耐食性に優れていた。
とりわけ、実施例１〜５（合金番号：Ａ２〜Ａ６）、実施例７（合金番号：Ａ１０）、実施例１０〜３５（合金番号：Ａ１５〜Ａ１７、Ａ１９〜Ａ２２、Ａ２４〜Ａ２６、Ａ２８〜Ａ３１、Ａ３８〜Ａ４７、Ａ４９、Ａ５０）のアルミニウム合金チューブは、Ｓｉの含有率をＭｎの含有率で除した数値が０．８以上２．０以下であったため、アルカリ性の環境におけるアルミニウムの溶解が少なかった。
また、実施例２４〜２５（合金番号：Ａ３８、Ａ３９）のアルミニウム合金チューブは、Ｍｇの含有率が０．０５質量％以上０．５質量％以下であったため、耐食性に優れつつ、アルミニウム合金の強度が向上した。
また、実施例２６〜２７（合金番号：Ａ４０、Ａ４１）のアルミニウム合金チューブは、Ｔｉの含有率が０．０５質量％以上０．３質量％以下であったため、耐食性に優れていた。
また、実施例２８〜２９（合金番号：Ａ４２、Ａ４３）のアルミニウム合金チューブは、Ｚｒの含有率が０．０５質量％以上０．３質量％以下であったため、耐食性に優れていた。
また、実施例３０〜３１（合金番号：Ａ４４、Ａ４５）のアルミニウム合金チューブは、Ｃｒの含有率が０．０５質量％以上０．３質量％以下であったため、耐食性に優れていた。
また、実施例３２〜３３（合金番号：Ａ４６、Ａ４７）のアルミニウム合金チューブは、Ｖの含有率が０．０５質量％以上０．３質量％以下であったため、耐食性に優れていた。
The aluminum alloy tubes of Examples 1 to 35 (alloy numbers: A2 to A6, A9 to A12, A15 to A17, A19 to A22, A24 to A26, A28 to A31, A38 to A47, A49 to A50) have a content rate. Including 0.6 mass% or more and 1.5 mass% or less of Si, and a content ratio of 0.5 mass% or more and 1.8 mass% or less of Mn, and the content ratio is 0.5 mass% or more and 2.0 mass% or less. At least one of Fe of mass% or less, Ni with a content of 0.5 mass% or more and 2.0 mass% or less, and Cu with a content of 0.2 mass% or more and 1.0 mass% or less. Further, the Fe content is 2.0% by mass or less, the Ni content is 2.0% by mass or less, and the Cu content is 1.0% by mass or less, and the balance Made of aluminum and inevitable impurities, In the plane, the weight of Zn per surface area was 7 g / m 2 or less 1 g / m 2 or more. Therefore, all of the neutral corrosion depth, the corrosion amount, and the alkaline corrosion amount passed, and the corrosion resistance was excellent.
In particular, Examples 1 to 5 (alloy numbers: A2 to A6), Example 7 (alloy numbers: A10), Examples 10 to 35 (alloy numbers: A15 to A17, A19 to A22, A24 to A26, A28 to A31). The aluminum alloy tubes of A38 to A47, A49, A50) had a numerical value obtained by dividing the Si content by the Mn content of 0.8 or more and 2.0 or less, so that there was little dissolution of aluminum in an alkaline environment. It was.
In addition, since the aluminum alloy tubes of Examples 24 to 25 (alloy numbers: A38, A39) had an Mg content of 0.05% by mass or more and 0.5% by mass or less, while being excellent in corrosion resistance, Strength improved.
In addition, the aluminum alloy tubes of Examples 26 to 27 (alloy numbers: A40, A41) were excellent in corrosion resistance because the Ti content was 0.05% by mass or more and 0.3% by mass or less.
Moreover, since the aluminum alloy tube of Examples 28-29 (alloy number: A42, A43) was 0.05 mass% or more and 0.3 mass% or less, it was excellent in corrosion resistance.
In addition, the aluminum alloy tubes of Examples 30 to 31 (alloy numbers: A44, A45) were excellent in corrosion resistance because the Cr content was 0.05 mass% or more and 0.3 mass% or less.
In addition, the aluminum alloy tubes of Examples 32-33 (alloy numbers: A46, A47) were excellent in corrosion resistance because the V content was 0.05 mass% or more and 0.3 mass% or less.
一方、比較例１（合金番号Ａ１）のアルミニウム合金チューブは、Ｓｉの含有率が０．６質量％未満であったため、アルカリ性における腐食速度が速く、耐食性に劣っていた。
比較例２（合金番号Ａ７）のアルミニウム合金チューブは、Ｓｉの含有率が１．５質量％超過であったため、アルカリ性における腐食速度が速く、耐食性に劣っていた。
On the other hand, the aluminum alloy tube of Comparative Example 1 (Alloy No. A1) had a Si content of less than 0.6% by mass, and therefore had a high corrosion rate in alkalinity and poor corrosion resistance.
In the aluminum alloy tube of Comparative Example 2 (Alloy No. A7), the Si content was more than 1.5% by mass, so the corrosion rate in alkalinity was fast and the corrosion resistance was poor.
比較例３（合金番号Ａ８）のアルミニウム合金チューブは、Ｍｎの含有率が０．５質量％未満であったため、アルカリ性における腐食速度が速く、耐食性に劣っていた。
比較例４（合金番号Ａ１３）のアルミニウム合金チューブは、Ｍｎの含有率が１．８質量％超過であったため、鋳造時に割れが発生し、その後の評価を行うことができなかった。
Since the aluminum alloy tube of Comparative Example 3 (Alloy No. A8) had a Mn content of less than 0.5% by mass, the alkaline corrosion rate was high and the corrosion resistance was poor.
In the aluminum alloy tube of Comparative Example 4 (Alloy No. A13), the Mn content was more than 1.8% by mass, so that cracking occurred during casting, and subsequent evaluation could not be performed.
比較例５（合金番号Ａ１４）のアルミニウム合金チューブは、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕのいずれも含有していないため、犠牲防食効果が作用せず、中性における腐食深さが深く、耐食性に劣っていた。 Since the aluminum alloy tube of Comparative Example 5 (Alloy No. A14) does not contain any of Fe, Ni, and Cu, the sacrificial anticorrosive effect does not act, the neutral corrosion depth is deep, and the corrosion resistance is inferior. .
比較例６（合金番号Ａ１８）、比較例９（合金番号Ａ３２）、比較例１２（合金番号Ａ３５）のアルミニウム合金チューブは、Ｆｅの含有率が２．０質量％超過であったため、中性における腐食速度が速く、腐食量が大きくなり、耐食性に劣っていた。
比較例７（合金番号Ａ２３）、比較例１０（合金番号Ａ３３）、比較例１３（合金番号Ａ３６）のアルミニウム合金チューブは、Ｎｉの含有率が２．０質量％超過であったため、中性における腐食速度が速く、腐食量が大きくなり、耐食性に劣っていた。
比較例８（合金番号Ａ２７）、比較例１１（合金番号Ａ３４）、比較例１４（合金番号Ａ３７）のアルミニウム合金チューブは、Ｃｕの含有率が１．０質量％超過であったため、中性における腐食速度が速く、腐食量が大きくなり、耐食性に劣っていた。
In the aluminum alloy tubes of Comparative Example 6 (Alloy No. A18), Comparative Example 9 (Alloy No. A32), and Comparative Example 12 (Alloy No. A35), the Fe content was more than 2.0% by mass. The corrosion rate was fast, the amount of corrosion was large, and the corrosion resistance was poor.
In the aluminum alloy tubes of Comparative Example 7 (Alloy No. A23), Comparative Example 10 (Alloy No. A33), and Comparative Example 13 (Alloy No. A36), the Ni content was more than 2.0% by mass. The corrosion rate was fast, the amount of corrosion was large, and the corrosion resistance was poor.
In the aluminum alloy tubes of Comparative Example 8 (Alloy No. A27), Comparative Example 11 (Alloy No. A34), and Comparative Example 14 (Alloy No. A37), the Cu content was more than 1.0% by mass. The corrosion rate was fast, the amount of corrosion was large, and the corrosion resistance was poor.
比較例１５（合金番号Ａ４８）のアルミニウム合金チューブは、Ｚｎ溶射がされておらず、アルミニウム合金チューブ表面における表面積あたりのＺｎの重量が１ｇ／ｍ２未満であったため、中性環境における犠牲防食効果が作用せず、中性における腐食深さが深く、耐食性が劣っていた。
比較例１６（合金番号Ａ５１）のアルミニウム合金チューブは、アルミニウム合金チューブ表面における表面積あたりのＺｎの重量が７ｇ／ｍ２超過であったため、中性における腐食速度が速く、腐食量が大きくなり、耐食性に劣っていた。
The aluminum alloy tube of Comparative Example 15 (Alloy No. A48) was not thermally sprayed with Zn, and the weight of Zn per surface area on the aluminum alloy tube surface was less than 1 g / m 2. Did not act, the corrosion depth in neutral was deep, and the corrosion resistance was inferior.
In the aluminum alloy tube of Comparative Example 16 (Alloy No. A51), the weight of Zn per surface area on the surface of the aluminum alloy tube was more than 7 g / m 2 , so that the corrosion rate at neutrality was high, the amount of corrosion increased, and the corrosion resistance It was inferior to.
Claims (3)
０．５質量％以上１．８質量％以下のＭｎと、
０．０５質量％以上０．５質量％以下のＭｇと、
を含み、
０．５質量％以上２．０質量％以下のＦｅ、０．５質量％以上２．０質量％以下のＮｉ、および、０．２質量％以上１．０質量％以下のＣｕのうち少なくとも一つをさらに含み、
残部がアルミニウムおよび不可避的不純物からなり、
表面積あたりのＺｎの重量が１ｇ／ｍ２以上７ｇ／ｍ２以下である、
ことを特徴とする酸性、中性及びアルカリ性の環境下で耐食性に優れるチューブ用アルミニウム合金材。 0.6 mass% or more and 1.5 mass% or less of Si;
0.5% by mass or more and 1.8% by mass or less of Mn,
0.05 mass% or more and 0.5 mass% or less of Mg,
Including
At least one of Fe of 0.5 mass% to 2.0 mass%, Ni of 0.5 mass% to 2.0 mass%, and Cu of 0.2 mass% to 1.0 mass% Further including
The balance consists of aluminum and inevitable impurities,
The weight of Zn per surface area is 1 g / m 2 or more and 7 g / m 2 or less,
An aluminum alloy material for tubes having excellent corrosion resistance in acidic, neutral and alkaline environments .
ことを特徴とする請求項１に記載のチューブ用アルミニウム合金材。 0.05 mass% or more 0.3 mass% or more of Ti, 0.05 mass% or more of 0.3 mass% or more of Zr, 0.05 mass% or more of 0.3 mass% or more of Cr, 0.05 mass% Further including at least one of V of 0.3 mass% or more,
The aluminum alloy material for a tube according to claim 1, wherein:
ことを特徴とするろう付熱交換器。 The aluminum alloy material for a tube according to claim 1 or 2 is used for a refrigerant passage pipe.
A brazed heat exchanger characterized by that.
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