JP7393360B2 - 耐食性高強度ろう付けシート - Google Patents
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Description
本開示の態様によれば、高Cu含有量を有するろう付けシートの耐食性は、Znをコア組成物に加えること、および/または多層構造を利用することを含む、様々な方法によって強化され得る。一実施形態では、中間ライナーは、ろう付けライナーとコアとの間に配置されうる。中間ライナーは、以下でさらに説明するように、異なるタイプであってもよい。随意に、低Cu含有量および/または4XXXろう付けライナーを有する水側ライナーは、エアサイドろう付けライナーからコアの反対側に配置されてもよい。また、水側ライナーは、Cu含有コア中に存在するZnに加えて、腐食防止に役立つZnを含有してもよい。
製造方法は、限定するものではないが、高強度コア合金および4xxxろう付けライナー合金のインゴットを鋳造すること、およびこれらを利用する実施形態については、4層構造用の3xxx中間ライナー合金、および/または7XXX/3XXX+Zn水側ライナー合金を鋳造することを含む。一部の実施形態では、インゴットは、ライナーまたは中間ライナーに圧延する前に、最大6時間の浸漬時間、400℃~560℃の範囲の温度で予熱または均質化に供される。高強度コアインゴットもまた、同様の熱処理に供され得る。一部の実施形態では、インゴットは、圧延前に熱処理に供されない。一部の実施形態では、高強度コアインゴットは、熱間圧延前に熱処理に供されない。
様々な組成を有するコア、中間ライナー、および水側ライナーの様々な例が調製された。顕著なCu含有量を有する高強度コア合金の組成を表1に示し、中間ライナーの長寿命合金組成物を表2に示し、水側ライナー組成を表3に示す。
0.1~1.2重量%のSi、最大0.6重量%のFe、1.0~2.6重量%のCu、0.5~1.8重量%のMn、最大0.6重量%のMg、0.05~1.0重量%のZn、最大0.2重量%のTi、最大0.2重量%のZr、を有するアルミニウム合金コア、6~13重量%のSi、最大0.8重量%のFe、最大0.3重量%のCu、最大0.2重量%のMn、最大2.0重量%のMg、最大4.0重量%のZnを有する4XXXアルミニウム合金ろう付けライナーを含む、シート材料。
中間ライナー、水側ライナー、コアおよびろう付けライナーのためのインゴットを鋳造する工程、中間ライナー、水側ライナー、コアおよびろう付けライナーのためのインゴットを、最大6時間の浸漬時間にわたって400~560℃の範囲の温度の予熱に供する工程、中間ライナー、水側ライナー、コアおよびろう付けライナーのためのインゴットを圧延して積層可能な薄膜を形成する工程、複合材を圧延してシート材料を形成する工程を含む、方法。
12 コア層
14 ろう付けライナー
20 ろう付けシート
22 コア
24 ろう付けライナー
26 水側ライナー
30 ろう付けシート
32 コア
34 ろう付けライナー
36 水側ライナー
38 中間ライナー
Claims (18)
- 熱交換器用のシート材料であって、
0.1~1.2重量%のSi、最大0.6重量%のFe、1.53~2.6重量%のCu、0.5~1.8重量%のMn、最大0.6重量%のMg、0.05~1.0重量%のZn、最大0.2重量%のTi、最大0.2重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含むアルミニウム合金コアと、
前記アルミニウム合金コアの第1面に位置しており、6~13重量%のSi、最大0.8重量%のFe、最大0.3重量%のCu、最大0.2重量%のMn、最大2.0重量%のMg、最大4.0重量%のZn並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む、4XXXアルミニウム合金ろう付けライナーと、
前記アルミニウム合金コアの、前記第1面の反対の第2面に位置しており、0.1~1.2重量%のSi、最大1.0重量%のFe、最大0.3重量%のCu、最大1.5重量%のMn、最大0.6重量%のMg、0.5~12重量%のZn、最大0.16重量%のTi、最大0.16重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む水側ライナーと、
を含む、シート材料。 - 前記コアの前記Znが、前記コアのマトリクスと第二相粒子との間の腐食電位差を変化させる前記第二相粒子を形成する、請求項1に記載のシート材料。
- 前記コアの前記Znが、Cu5Zn2Al、Cu3ZnAl3のうちの少なくとも一つ、またはAl-Cu-Zn/Al-Cu-Mg-Zn相を形成する、請求項2に記載のシート材料。
- 前記コアが、0.1~1.0重量%のSi、最大0.6重量%のFe、1.53~2.4重量%のCu、0.5~1.7重量%のMn、最大0.6重量%のMg、0.05~1.0重量%のZn、最大0.2重量%のTi、最大0.2重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む、請求項2に記載のシート材料。
- 前記コアが、0.1~0.8重量%のSi、最大0.6重量%のFe、1.53~2.3重量%のCu、0.5~1.5重量%のMn、最大0.4重量%のMg、0.05~0.8重量%のZn、最大0.18重量%のTi、最大0.18重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む、請求項2に記載のシート材料。
- 前記コアが、0.1~0.8重量%のSi、最大0.6重量%のFe、1.53~2.3重量%のCu、0.5~1.5重量%のMn、最大0.4重量%のMg、0.1~0.8重量%のZn、最大0.18重量%のTi、最大0.18重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む、請求項1に記載のシート材料。
- 前記水側ライナーは、0.1~1.2重量%のSi、最大1.0重量%のFe、最大0.2重量%のCu、最大1.5重量%のMn、最大0.6重量%のMg、0.5~12重量%のZn、最大0.16重量%のTi、最大0.16重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含み、
前記コアが、0.1~0.8重量%のSi、最大0.5重量%のFe、1.53~2.3重量%のCu、0.5~1.5重量%のMn、最大0.35重量%のMg、0.05~0.8重量%のZn、最大0.2重量%のTi、最大0.2重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む、請求項1に記載のシート材料。 - 前記水側ライナーは、0.1~1.2重量%のSi、最大0.8重量%のFe、最大0.1重量%のCu、最大1.3重量%のMn、最大0.5重量%のMg、0.5~10重量%のZn、最大0.1重量%のTi、最大0.1重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含み、
前記コアが、0.1~0.8重量%のSi、最大0.5重量%のFe、1.53~2.3重量%のCu、0.5~1.4重量%のMn、最大0.3重量%のMg、0.05~0.8重量%のZn、最大0.18重量%のTi、最大0.18重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む、請求項1に記載のシート材料。 - 前記シート材料は、前記コアと前記4XXXアルミニウム合金ろう付けライナーとの間に配置された中間ライナーをさらに含み、
前記中間ライナーが、最大0.3重量%のSi、最大0.5重量%のFe、0.1~1.0重量%のCu、0.5~1.8重量%のMn、最大0.3重量%のMg、最大0.25重量%のZn、最大0.25重量%のTi、最大0.25重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含み、
前記水側ライナーが、0.1~1.2重量%のSi、最大1.0重量%のFe、最大0.2重量%のCu、最大1.5重量%のMn、最大0.6重量%のMg、0.5~12重量%のZn、最大0.16重量%のTi、最大0.16重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含み、
前記コアが、0.1~1.0重量%のSi、最大0.6重量%のFe、1.53~2.5重量%のCu、0.5~1.8重量%のMn、最大0.6重量%のMg、0.05~1.0重量%のZn、最大0.2重量%のTi、最大0.2重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む、請求項1に記載のシート材料。 - 前記シート材料は、前記コアと前記4XXXアルミニウム合金ろう付けライナーとの間に配置された中間ライナーをさらに含み、
前記中間ライナーが、最大0.2重量%のSi、最大0.5重量%のFe、0.3~0.9重量%のCu、0.5~1.8重量%のMn、最大0.35重量%のMg、最大0.2重量%のZn、最大0.18重量%のTi、最大0.18重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含み、
前記水側ライナーが、0.1~1.0重量%のSi、最大1.0重量%のFe、最大0.2重量%のCu、最大1.2重量%のMn、最大0.5重量%のMg、0.5~10重量%のZn、最大0.1重量%のTi、最大0.1重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含み、
前記コアが、0.1~0.8重量%のSi、最大0.5重量%のFe、1.53~2.5重量%のCu、0.5~1.6重量%のMn、最大0.3重量%のMg、0.05~0.8重量%のZn、最大0.18重量%のTi、最大0.18重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む、請求項1に記載のシート材料。 - 前記シート材料は、前記コアと前記4XXXアルミニウム合金ろう付けライナーとの間に配置された中間ライナーをさらに含み、
前記中間ライナーが、最大0.15重量%のSi、最大0.4重量%のFe、0.2~0.9重量%のCu、0.5~1.7重量%のMn、最大0.3重量%のMg、最大0.15重量%のZn、最大0.16重量%のTi、0.1~0.16重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含み、
前記水側ライナーが、0.1~1.0重量%のSi、最大0.9重量%のFe、最大0.2重量%のCu、最大1.4重量%のMn、最大0.5重量%のMg、0.5~8重量%のZn、最大0.1重量%のTi、最大0.1重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含み、
前記コアが、0.1~0.8重量%のSi、最大0.5重量%のFe、1.53~2.3重量%のCu、0.5~1.5重量%のMn、最大0.3重量%のMg、0.05~0.8重量%のZn、最大0.18重量%のTi、最大0.18重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む、請求項1に記載のシート材料。 - 熱交換器であって、それを通して流体を伝導することができる少なくとも一つのチューブと、前記チューブと熱伝導性接触する少なくとも一つのフィンと、を含み、
前記チューブが、
0.1~1.2重量%のSi、最大0.6重量%のFe、1.53~2.6重量%のCu、0.5~1.8重量%のMn、最大0.6重量%のMg、0.05~1.0重量%のZn、最大0.2重量%のTi、最大0.2重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含むコアと、
前記コアの第1面に位置しており、6~13重量%のSi、最大0.8重量%のFe、最大0.3重量%のCu、最大0.2重量%のMn、最大2.0重量%のMg、最大4.0重量%のZn並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む4XXXアルミニウム合金ろう付けライナーと、
前記コアの、前記第1面の反対の第2面に位置しており、0.1~1.2重量%のSi、最大1.0重量%のFe、最大0.3重量%のCu、最大1.5重量%のMn、最大0.6重量%のMg、0.5~12重量%のZn、最大0.16重量%のTi、最大0.16重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む水側ライナーと、
を有し、
前記フィンが、Zn添加を有するアルミニウム合金を含み、前記コアの前記Znが、前記チューブと前記フィンとの間の腐食電位差を低減させる、熱交換器。 - フィン合金が3003+Zn/3003modであり、Zn添加が≧0.5重量%である、請求項12に記載の熱交換器。
- 0.1~1.0重量%のSi、最大1.0重量%のFe、1.2~2.5重量%のCu、0.5~1.8重量%のMn、最大0.6重量%のMg、0.05~1.0重量%のZn、最大0.2重量%のTi、最大0.2重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含むコアと、
前記コアの第1面に位置している4XXXろう付けライナーと、
前記コアと前記4XXXろう付けライナーとの間に位置しており、最大0.3重量%のSi、最大0.5重量%のFe、0.1~1.0重量%のCu、0.5~1.8重量%のMn、最大0.3重量%のMg、最大0.25重量%のZn、最大0.25重量%のTi、最大0.25重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む中間ライナーと、
前記コアの、前記第1面の反対の第2面に位置しており、0.1~1.2重量%のSi、最大1.0重量%のFe、最大0.2重量%のCu、最大1.5重量%のMn、最大0.6重量%のMg、0.5~12重量%のZn、最大0.16重量%のTi、最大0.16重量%のZr並びに残部のアルミニウムおよび不純物を含む水側ライナーとを有する熱交換器用のシート材料を製造する方法であって、
前記中間ライナー、前記水側ライナー、前記コアおよび前記ろう付けライナーのためのインゴットを鋳造する工程と、
前記中間ライナー、前記水側ライナー、前記コア、および前記ろう付けライナーのための前記インゴットを、400~560℃の範囲の温度で最大6時間の浸漬時間、予熱に供する工程と、
前記中間ライナー、前記水側ライナー、前記コアおよび前記ろう付けライナーのためのインゴットを圧延して積層可能な薄膜を形成する工程と、
前記薄膜を複合材に積層する工程と、
前記複合材を圧延して前記シート材料を形成する工程と、を含む、方法。 - 前記複合材を圧延する工程が、400~520℃の温度で実施される、請求項14に記載の方法。
- 前記複合材を圧延する工程が、室温で実施される、請求項14に記載の方法。
- 前記複合材を圧延する工程が、中間ゲージへ冷間圧延し、次いで340~420℃の範囲の温度で一回以上中間アニールし、その後最終ゲージへ冷間圧延することによって実施される、請求項14に記載の方法。
- 前記複合材を圧延する工程が、最終ゲージへ直接冷間圧延し、次いで、150~420℃の範囲の温度で最終アニールに供することによって実施される、請求項14に記載の方法。
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