JPH01225736A - Ａｌ熱交換器の管継手用高強度Ａｌ合金 - Google Patents
Ａｌ熱交換器の管継手用高強度Ａｌ合金Info
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- JPH01225736A JPH01225736A JP5326788A JP5326788A JPH01225736A JP H01225736 A JPH01225736 A JP H01225736A JP 5326788 A JP5326788 A JP 5326788A JP 5326788 A JP5326788 A JP 5326788A JP H01225736 A JPH01225736 A JP H01225736A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、／ｌ熱交換器の構造部材である管継手とし
て用いるのに適し、かつＡｌ熱交換器を真空ろう付けあ
るいはフラックスろう付げにより組立て製造する際に、
管継手の管材への取付けを、この他の構造部材であるフ
ィン材やヘッダーブレート材のろう付けと一緒に行なう
ことを可能とする高強度Ａｌ１合金に関するものである
。
て用いるのに適し、かつＡｌ熱交換器を真空ろう付けあ
るいはフラックスろう付げにより組立て製造する際に、
管継手の管材への取付けを、この他の構造部材であるフ
ィン材やヘッダーブレート材のろう付けと一緒に行なう
ことを可能とする高強度Ａｌ１合金に関するものである
。
一般に、Ａｌ熱交換器は、例えばいずれも純Ａｌあるい
はＡｌ合金で構成された管材、フィン材、およびヘッダ
ープレート材を所定形状に組立て、これを真空ろう付け
あるいはフラックスろう付けによりろう付は結合し、さ
らにこのろう付は前か後に、ろう付は組立て体の構造部
材である管材に、押出し形材を切断し、この切断材にネ
ジ加工などを施すことにより成形された管継手を、純Ａ
ｆｉや１１合金を溶加材として用い、隅肉溶接する２工
程にて製造されている。
はＡｌ合金で構成された管材、フィン材、およびヘッダ
ープレート材を所定形状に組立て、これを真空ろう付け
あるいはフラックスろう付けによりろう付は結合し、さ
らにこのろう付は前か後に、ろう付は組立て体の構造部
材である管材に、押出し形材を切断し、この切断材にネ
ジ加工などを施すことにより成形された管継手を、純Ａ
ｆｉや１１合金を溶加材として用い、隅肉溶接する２工
程にて製造されている。
上記のＡＮ熱交換器の製造において、ろう付は工程とは
別に管継手を溶接するのは、管継手には強度が要求され
、したがってその製造には、重量％で（以下％は重量％
を示す）、 Ｚｎ：４〜５％、Ｍｇ：１〜２％。
別に管継手を溶接するのは、管継手には強度が要求され
、したがってその製造には、重量％で（以下％は重量％
を示す）、 Ｚｎ：４〜５％、Ｍｇ：１〜２％。
Ｍｎ ： ０．２〜０．７％。
を含有し、残りがＡｌ７と不可避不純物からなる組成を
有する ＪＩ３ ７ ＮＯｌ などのＡｌ合金が広
く用いられており、このＡｌ合金が、通常６００〜６２
０℃、場合によっては６４０℃という高温のろう付は温
度に加熱されると、真空ろう付けでは、合金成分である
ＺｎやＭｇが蒸発し、特に表面部におけるこれら成分の
含有量低下は著しく、これに伴って強度が低下するよう
になるばかりでなく、この種Ａｌ合金は酸化皮膜が厚い
ので、ろう付は性が悪く、またフラックスろう付けでは
、フラックスと合金成分であるＭｇとが反応し、接合を
阻害するという理由によるものである。
有する ＪＩ３ ７ ＮＯｌ などのＡｌ合金が広
く用いられており、このＡｌ合金が、通常６００〜６２
０℃、場合によっては６４０℃という高温のろう付は温
度に加熱されると、真空ろう付けでは、合金成分である
ＺｎやＭｇが蒸発し、特に表面部におけるこれら成分の
含有量低下は著しく、これに伴って強度が低下するよう
になるばかりでなく、この種Ａｌ合金は酸化皮膜が厚い
ので、ろう付は性が悪く、またフラックスろう付けでは
、フラックスと合金成分であるＭｇとが反応し、接合を
阻害するという理由によるものである。
このように従来Ａｌ熱交換器の製造には、ろう付は組立
てとは別に、管継手の溶接を行なう２工程ヲとらざるを
得ないために、生産性の点で問題があり、コスト高とな
らざるを得ないのが現状である。
てとは別に、管継手の溶接を行なう２工程ヲとらざるを
得ないために、生産性の点で問題があり、コスト高とな
らざるを得ないのが現状である。
そこで、本発明者等は、上述のような観点から、管継手
の管材への接合を、管材へのフィン材およびヘッダープ
レート材の組立てろう付は時に一緒に行なうことができ
る管継手用Ａｌ合金を開発すべく研究を行なった結果、
管継手を、 Ｍｎ ：ＯＪ 〜１．５％、 Ｓｌ ： ０．７〜
１．８％。
の管材への接合を、管材へのフィン材およびヘッダープ
レート材の組立てろう付は時に一緒に行なうことができ
る管継手用Ａｌ合金を開発すべく研究を行なった結果、
管継手を、 Ｍｎ ：ＯＪ 〜１．５％、 Ｓｌ ： ０．７〜
１．８％。
を含有し、さらに必要に応じて、
Ｔ Ｉ ： ０．０１〜０．１５％、 Ｚｒ ：
０．０１〜０．２％。
０．０１〜０．２％。
Ｃｕ ： ０．１〜０．８％。
のうちの１種または２種以上を含有し、残りがＡｆｉと
不可避不純物からなる組成を有するＡ、１１合金で構成
すると、このＡｆｉ合金は、管継手に要求される高強度
を有し、かつ真空ろう付は条件でも、合金成分の蒸発が
なく、合金自体の酸化皮膜の形成がきわめて少ないので
、強固なろう付は強度が得られ、さらにフラックスろう
付けでも合金成分がフラックスと反応することがないの
で、良好なろう付けを行なうことができることから、ろ
う付は工程だけの一工程でＡｌ熱交換器の製造を可能と
するという知見を得たのである。 −この発明は、上記
知見にもとづいてなされたものであって、 Ｍｎ ： ０．３〜１．５ ％、 Ｓｉ ：
０．７〜１．３ ％。
不可避不純物からなる組成を有するＡ、１１合金で構成
すると、このＡｆｉ合金は、管継手に要求される高強度
を有し、かつ真空ろう付は条件でも、合金成分の蒸発が
なく、合金自体の酸化皮膜の形成がきわめて少ないので
、強固なろう付は強度が得られ、さらにフラックスろう
付けでも合金成分がフラックスと反応することがないの
で、良好なろう付けを行なうことができることから、ろ
う付は工程だけの一工程でＡｌ熱交換器の製造を可能と
するという知見を得たのである。 −この発明は、上記
知見にもとづいてなされたものであって、 Ｍｎ ： ０．３〜１．５ ％、 Ｓｉ ：
０．７〜１．３ ％。
を含有し、さらに必要に応じて、
Ｔｉ ： ０．０１〜０．１５％、 Ｚｒ ：
０．０１〜０．２％。
０．０１〜０．２％。
Ｃｕ ： Ｏ，Ｌ 〜０．８％。
のうちの１種または２種以上を含有し、残りがＡｌと不
可避不純物からなる組成を有するＡｌ熱交換器の管継手
用高強度Ａｌ合金に特徴を有するものである。
可避不純物からなる組成を有するＡｌ熱交換器の管継手
用高強度Ａｌ合金に特徴を有するものである。
つぎに、この発明のＡｌ合金において、成分組成を上記
の通りに限定した理由を説明する。
の通りに限定した理由を説明する。
（ａ）ＭｎおよびＳＩ
これらの成分には、Ａｌと結合してＡｌ −Ｍｎ−３ｌ
系化合物を形成し、この化合物は、特にろう付は時に、
ろう付は加熱温度である６００℃程度の温度で素地中に
微細均一に分散析出して強度を向上させる作用があるが
、その含有量がＭｎ：０．３％未満およびＳｌ：０．７
％未満では、上記化合物の形成が不十分で所望の高強度
を確保することができず、一方その含有量がＭｎ：１．
５％およびＳｉ：１．３％をそれぞれ越えてもより一層
の強度向上効果が現われないばかりでなく、Ｍｎについ
ては押出加工性が低下し、またｓｌについてはろう付は
時に溶融し易くなることから、その含有量をそれぞれＭ
ｎ ： ０．３〜１．５％、Ｓ１：０．７〜１．３％と
定めた。
系化合物を形成し、この化合物は、特にろう付は時に、
ろう付は加熱温度である６００℃程度の温度で素地中に
微細均一に分散析出して強度を向上させる作用があるが
、その含有量がＭｎ：０．３％未満およびＳｌ：０．７
％未満では、上記化合物の形成が不十分で所望の高強度
を確保することができず、一方その含有量がＭｎ：１．
５％およびＳｉ：１．３％をそれぞれ越えてもより一層
の強度向上効果が現われないばかりでなく、Ｍｎについ
ては押出加工性が低下し、またｓｌについてはろう付は
時に溶融し易くなることから、その含有量をそれぞれＭ
ｎ ： ０．３〜１．５％、Ｓ１：０．７〜１．３％と
定めた。
（ｂ） Ｃｕ
Ｃｕ成分には、素地に固溶して、これを固溶強化し、上
記の微細なＡｌ７−Ｍｎ −Ｓｉ系化合物との相剰効果
によって、強度を一段と向上させる作用があるので、必
要に応じて含有されるが、その含有量が０．１％未満で
は所望の強度向上効果が得られず、一方その含有量が０
．８％を越えると、押出加工性が低下すると共に、耐食
性も劣化するようになることから、その含有量を０．１
〜０．８％と定めた。
記の微細なＡｌ７−Ｍｎ −Ｓｉ系化合物との相剰効果
によって、強度を一段と向上させる作用があるので、必
要に応じて含有されるが、その含有量が０．１％未満で
は所望の強度向上効果が得られず、一方その含有量が０
．８％を越えると、押出加工性が低下すると共に、耐食
性も劣化するようになることから、その含有量を０．１
〜０．８％と定めた。
（ｃ）Ｔ１およびＺｒ
上記のように管継手は、例えば断面が６角形の長尺材を
押出加工により成形し、これを所定長さに切断し、この
切断片に穴あけ加工やネジ切り加工、さらにグラインダ
ー加工などを施すことにより製造されるために、すぐれ
た押出加工性を具備することが要求され、この発明のＡ
ρ合金はすぐれた押出加工性を有するが、さらに−段の
押出加工性が要求される場合にＴＩおよびＺｒが含有さ
れるものであり、したがって、その含有量がＴＩおよび
Ｚｒとも０．０１％未満では所望の押出加工性向上効果
が得られず、一方その含有量がＴＩ＝０．１５％、
Ｚｒ ：０．２％を越えると押出加工性が急激に低下す
るようになることから、その含有量をそれぞれＴ１
： ０．０１〜０．１５％、 Ｚ ｒ ： ０．０１
〜０．２０％と定めた。
押出加工により成形し、これを所定長さに切断し、この
切断片に穴あけ加工やネジ切り加工、さらにグラインダ
ー加工などを施すことにより製造されるために、すぐれ
た押出加工性を具備することが要求され、この発明のＡ
ρ合金はすぐれた押出加工性を有するが、さらに−段の
押出加工性が要求される場合にＴＩおよびＺｒが含有さ
れるものであり、したがって、その含有量がＴＩおよび
Ｚｒとも０．０１％未満では所望の押出加工性向上効果
が得られず、一方その含有量がＴＩ＝０．１５％、
Ｚｒ ：０．２％を越えると押出加工性が急激に低下す
るようになることから、その含有量をそれぞれＴ１
： ０．０１〜０．１５％、 Ｚ ｒ ： ０．０１
〜０．２０％と定めた。
つぎに、この発明のＡｌ１合金を実施例により具体的に
説明する。
説明する。
通常の溶解法により、それぞれ第１表に示される成分組
成をもったＡｌ合金溶湯を調製し、鋳造して直径： ２
０Ｏｎ＋ｍのビレットとし、このビレットを温度＝５３
０℃に８時間保持の条件で均質化処理した後、５００℃
の温度で熱間押出加工して、断面が一辺長さ： １５ｍ
ｍの６角形形状を有する管継手素材としての本発明Ａｌ
合金棒材１〜１６および従来Ａｌ合金棒材１〜３をそれ
ぞれ製造した。
成をもったＡｌ合金溶湯を調製し、鋳造して直径： ２
０Ｏｎ＋ｍのビレットとし、このビレットを温度＝５３
０℃に８時間保持の条件で均質化処理した後、５００℃
の温度で熱間押出加工して、断面が一辺長さ： １５ｍ
ｍの６角形形状を有する管継手素材としての本発明Ａｌ
合金棒材１〜１６および従来Ａｌ合金棒材１〜３をそれ
ぞれ製造した。
なお、上記の各種Ａｌ合金棒材は、いずれも不可避不純
物として、Ｆｅ：０．３５％以下、ＣＯ。
物として、Ｆｅ：０．３５％以下、ＣＯ。
Ｍｇ、およびＺｎ：それぞれ０．０１％以下、ｓｉ ：
０．２１％以下を含有するものであった。
０．２１％以下を含有するものであった。
ついで、これらのＡｌ合金棒材より、断面：１５ｍｍ
Ｘ ２ ｍ１１１％長さ： １００ ｍｍの引張試験片
、および幅：１５ｍｍＸ長さ：３０ｍｍｘ厚さ：１．５
ｍｍのろう付試験片を切出し、強度を評価する目的で引
張強さを測定すると共に、前記ろう付試験片を、Ｍｎ：
１．２３％、 Ｃｕ：ｏ、１２％を含有し、残りがＡｌ
と不可避不純物からなる組成を有し、かつ幅＝１０關Ｘ
長さ＝３０關×厚さ：１關の寸法をもった板材の上面に
逆Ｔ字形に立設配置し、溶加材として直径：１．８ｍｍ
を有する下記組成のＡｌ合金線材を用い、これを両側ろ
う付はコーナ一部にセットし、 （ａ） ＡＩ −１０，５％Ｓ１の組成を有する上記溶
加材にフラックスを散布し、Ｎ２ガス雰囲気中で、８０
０℃に５分間保持（以下ろう付は条件ａという）、 （ｂ） ＡＩ−１０，０％５ｌ−１，２％Ｍｇの組成を
有する上記溶加材を用い、ＩＯ’ｔｏｒｒの真空中で、
６００℃に５分間保持（以下ろう付は条件すという）、 以上（ａ）または（ｂ）のいずれかの条件でろう付けを
行ない、ろう付は後、上記板材を上から押さえて固定し
た状態で上記ろう付試験片を垂直に引張ることによりろ
う付は強度を測定した。これらの結果を第１表に示した
。
Ｘ ２ ｍ１１１％長さ： １００ ｍｍの引張試験片
、および幅：１５ｍｍＸ長さ：３０ｍｍｘ厚さ：１．５
ｍｍのろう付試験片を切出し、強度を評価する目的で引
張強さを測定すると共に、前記ろう付試験片を、Ｍｎ：
１．２３％、 Ｃｕ：ｏ、１２％を含有し、残りがＡｌ
と不可避不純物からなる組成を有し、かつ幅＝１０關Ｘ
長さ＝３０關×厚さ：１關の寸法をもった板材の上面に
逆Ｔ字形に立設配置し、溶加材として直径：１．８ｍｍ
を有する下記組成のＡｌ合金線材を用い、これを両側ろ
う付はコーナ一部にセットし、 （ａ） ＡＩ −１０，５％Ｓ１の組成を有する上記溶
加材にフラックスを散布し、Ｎ２ガス雰囲気中で、８０
０℃に５分間保持（以下ろう付は条件ａという）、 （ｂ） ＡＩ−１０，０％５ｌ−１，２％Ｍｇの組成を
有する上記溶加材を用い、ＩＯ’ｔｏｒｒの真空中で、
６００℃に５分間保持（以下ろう付は条件すという）、 以上（ａ）または（ｂ）のいずれかの条件でろう付けを
行ない、ろう付は後、上記板材を上から押さえて固定し
た状態で上記ろう付試験片を垂直に引張ることによりろ
う付は強度を測定した。これらの結果を第１表に示した
。
第１表に示される結果から、本発明Ａｌ合金棒材１〜１
６は、いずれも従来Ａｌ合金棒材１〜３と同等あるいは
これ以上の高強度を有し、かつ著しく高いろう付は強度
を示し、ろう付けが良好に行なわれていることを示すの
に対して、従来Ａｌ合金棒材１〜３はいずれもＭｇやＺ
ｎ成分の蒸発、強固な酸化皮膜の形成、さらにフラック
スとの反応が原因で、真空ろう付けおよびフラックスろ
う付けが不可能であることが明らかである。
６は、いずれも従来Ａｌ合金棒材１〜３と同等あるいは
これ以上の高強度を有し、かつ著しく高いろう付は強度
を示し、ろう付けが良好に行なわれていることを示すの
に対して、従来Ａｌ合金棒材１〜３はいずれもＭｇやＺ
ｎ成分の蒸発、強固な酸化皮膜の形成、さらにフラック
スとの反応が原因で、真空ろう付けおよびフラックスろ
う付けが不可能であることが明らかである。
上述のように、この発明のＡｌ合金は、真空ろう付けで
は、合金成分の蒸発がなく、酸化皮膜の形成も著しく少
なく、さらにフラックスろう付けでは合金成分とフラッ
クスとの反応がないので、良好なろう付けが可能となり
、高いろう付は強度が確保されることから、Ａｌ熱交換
器の管継手として用いた場合に、他の構造部材であるフ
ィン材や管材、さらにヘッダープレート材などのろう付
は組立てと同時に、管材へのろう付けが可能となり、こ
の結果−工程のろう付けでＡｌ７熱交換器を製造するこ
とができるようになり、また前記のように合金成分の蒸
発がないので、合金特性の局部的不均一性が皆無となっ
て、ろう付は後も高い強度を保持するなど工業上有用な
特性を有するのである。
は、合金成分の蒸発がなく、酸化皮膜の形成も著しく少
なく、さらにフラックスろう付けでは合金成分とフラッ
クスとの反応がないので、良好なろう付けが可能となり
、高いろう付は強度が確保されることから、Ａｌ熱交換
器の管継手として用いた場合に、他の構造部材であるフ
ィン材や管材、さらにヘッダープレート材などのろう付
は組立てと同時に、管材へのろう付けが可能となり、こ
の結果−工程のろう付けでＡｌ７熱交換器を製造するこ
とができるようになり、また前記のように合金成分の蒸
発がないので、合金特性の局部的不均一性が皆無となっ
て、ろう付は後も高い強度を保持するなど工業上有用な
特性を有するのである。
Claims (4)
- （１）Ｍｎ：０．３〜１．５％，Ｓｉ：０．７〜１．３
％，を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成
（以上重量％）を有することを特徴とするＡｌ熱交換器
の管継手用高強度Ａｌ合金。 - （２）Ｍｎ：０．３〜１．５％，Ｓｉ：０．７〜１．３
％，を含有し、さらに、 Ｃｕ：０．１〜０．８％， を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とするＡｌ熱交換器の管
継手用高強度Ａｌ合金。 - （３）Ｍｎ：０．３〜１．５％，Ｓｉ：０．７〜１．３
％，を含有し、さらに、 Ｔｉ：０．０１〜０．１５％，Ｚｒ：０．０１〜０．２
％，のうちの１種または２種を含有し、残りがＡｌと不
可避不純物からなる組成（以上重量％）を有することを
特徴とするＡｌ熱交換器の管継手用高強度Ａｌ合金。 - （４）Ｍｎ：０．３〜１．５％，Ｓｉ：０．７〜１．３
％，を含有し、さらに、 Ｔｉ：０．０１〜０．１５％，Ｚｒ：０．０１〜０．２
％，のうちの１種または２種と、 Ｃｕ：０．１〜０．８％， を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成（以
上重量％）を有することを特徴とするＡｌ熱交換器の管
継手用高強度Ａｌ合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5326788A JPH01225736A (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Ａｌ熱交換器の管継手用高強度Ａｌ合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5326788A JPH01225736A (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Ａｌ熱交換器の管継手用高強度Ａｌ合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01225736A true JPH01225736A (ja) | 1989-09-08 |
Family
ID=12937985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5326788A Pending JPH01225736A (ja) | 1988-03-07 | 1988-03-07 | Ａｌ熱交換器の管継手用高強度Ａｌ合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01225736A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006083424A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Mitsubishi Alum Co Ltd | アルミニウム合金押出材を用いた熱交換器用ヘッダータンク及びそれを備えた熱交換器 |
| US8640766B2 (en) | 2003-05-06 | 2014-02-04 | Mitsubishi Aluminum Co., Ltd. | Heat exchanger tube |
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