JPH02133553A - 熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法 - Google Patents
熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法Info
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- JPH02133553A JPH02133553A JP28373888A JP28373888A JPH02133553A JP H02133553 A JPH02133553 A JP H02133553A JP 28373888 A JP28373888 A JP 28373888A JP 28373888 A JP28373888 A JP 28373888A JP H02133553 A JPH02133553 A JP H02133553A
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Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は熱交換器、例えば自動車用ラジェーターやドロ
ンカップエバポレーターの製造に用いるフィン加工性(
コルゲート性)がよく、組付は時やろう付は加熱時の変
形が少なく、ろう付は後の熱伝導性が高い熱交換器用ア
ルミニウム合金フィン材の製造方法に関するものである
。
ンカップエバポレーターの製造に用いるフィン加工性(
コルゲート性)がよく、組付は時やろう付は加熱時の変
形が少なく、ろう付は後の熱伝導性が高い熱交換器用ア
ルミニウム合金フィン材の製造方法に関するものである
。
熱交換器、例えば自動車用ラジェーターは第2図に示す
ように、表面にろう材をクラッドした偏平チューブ(3
)とベアのコルゲートフィン(1)を積層し、チューブ
(3)の両端(図は上部のみを示す)にヘッダー(4)
を取付け、これをろう付は接合した後、ヘッダー(4)
にバッキング(5)を介してタンク(6)を結合したも
のである。
ように、表面にろう材をクラッドした偏平チューブ(3
)とベアのコルゲートフィン(1)を積層し、チューブ
(3)の両端(図は上部のみを示す)にヘッダー(4)
を取付け、これをろう付は接合した後、ヘッダー(4)
にバッキング(5)を介してタンク(6)を結合したも
のである。
また自動車用ドロンカップタイプのエバポレーターは第
3図に示すように冷媒通路(7)、(7’)を形成する
プレージングシートからなるチューブ構成シート(1)
、(8’)とベアのコルゲートフィン(1)とを交互に
積層し、これをろう付は接合したものである。これ等熱
交換器のフィン材には板厚0.1mm程度のAl−Mn
系合金であるIt53003合金が用いられ、冷媒の通
路を形成するチューブ材を外側からの外気腐食による貫
通孔食発生を防止する目的で犠牲作用を付与するため、
Zn、Sn、In等A、9の電位を卑にする元素を添加
したものも用いられている。
3図に示すように冷媒通路(7)、(7’)を形成する
プレージングシートからなるチューブ構成シート(1)
、(8’)とベアのコルゲートフィン(1)とを交互に
積層し、これをろう付は接合したものである。これ等熱
交換器のフィン材には板厚0.1mm程度のAl−Mn
系合金であるIt53003合金が用いられ、冷媒の通
路を形成するチューブ材を外側からの外気腐食による貫
通孔食発生を防止する目的で犠牲作用を付与するため、
Zn、Sn、In等A、9の電位を卑にする元素を添加
したものも用いられている。
このようなフィン材はコルゲート加工、チューブ材との
組付は等常温での加工に対し、適度な強度を有すること
が必要である。またフィン材はろう付は加熱時に600
℃の高温下にさらされるため、チューブや治具等の拘束
により、最も薄いフィン材に変形が生じ、コア変形、ろ
う付は不具合等が発生する場合もあり、高温における強
度、耐サグ性が必要である。しかしてIt33003合
金からなるフィン材の強度はHI3材で14〜18kg
/rIvA程度である。
組付は等常温での加工に対し、適度な強度を有すること
が必要である。またフィン材はろう付は加熱時に600
℃の高温下にさらされるため、チューブや治具等の拘束
により、最も薄いフィン材に変形が生じ、コア変形、ろ
う付は不具合等が発生する場合もあり、高温における強
度、耐サグ性が必要である。しかしてIt33003合
金からなるフィン材の強度はHI3材で14〜18kg
/rIvA程度である。
近年熱交換器はコンパクト化と共に高性能化のニーズが
強(なり、フィン材の薄肉化と共に熱伝導性の向上が強
く望まれている。JIS 3003合金は強度的に薄肉
化の対応が可能であるが、薄肉化に際して熱放散のため
のフィン材断面積の減少に伴い、フィン材の熱伝導性の
向上が必要となるにもかかわらず、添加されたMn(約
]、Iw1%)の固溶により、熱伝導性は導電率で40
%lAc5とAl合金材の中でも下位に位置するところ
から、高性能化には支障をきたし、その使用には問題が
あった。
強(なり、フィン材の薄肉化と共に熱伝導性の向上が強
く望まれている。JIS 3003合金は強度的に薄肉
化の対応が可能であるが、薄肉化に際して熱放散のため
のフィン材断面積の減少に伴い、フィン材の熱伝導性の
向上が必要となるにもかかわらず、添加されたMn(約
]、Iw1%)の固溶により、熱伝導性は導電率で40
%lAc5とAl合金材の中でも下位に位置するところ
から、高性能化には支障をきたし、その使用には問題が
あった。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、強度と熱伝導性の
バランスがとれ、特にろう付は加熱が加わるラジェータ
ーやエバポレーター用のフィン材として、ろう付けによ
る高温変形やサグに強い熱交換器用アルミニウム合金フ
ィン材の製造方法を開発したものである。
バランスがとれ、特にろう付は加熱が加わるラジェータ
ーやエバポレーター用のフィン材として、ろう付けによ
る高温変形やサグに強い熱交換器用アルミニウム合金フ
ィン材の製造方法を開発したものである。
即ち本発明製造方法の一つは、Si0.3〜1、Qw1
%(以下wt%を%と略記),Fe0.3〜3.0%を
含み、残部Alと不可避的不純物からなるAl合金を5
50’C以下の温度で均質化処理した後、熱間圧延を施
し、しかる後冷間圧延を行なうにあたり、少なくとも1
回以上の中間焼鈍を行ない、最後の中間焼鈍から最終板
厚とするまでに15〜60%の圧延率で冷間圧延するこ
とを特徴とするものである。
%(以下wt%を%と略記),Fe0.3〜3.0%を
含み、残部Alと不可避的不純物からなるAl合金を5
50’C以下の温度で均質化処理した後、熱間圧延を施
し、しかる後冷間圧延を行なうにあたり、少なくとも1
回以上の中間焼鈍を行ない、最後の中間焼鈍から最終板
厚とするまでに15〜60%の圧延率で冷間圧延するこ
とを特徴とするものである。
また本発明製造方法の他の一つは、Si0.3〜1.0
%、 F e0.3〜3.0%、 Zr0.01〜
0.3%を含み、残部Alと不可避的不純物からなるA
l合金を550℃以下の温度で均質化処理した後、熱間
圧延を施し、しかる後冷間圧延を行なうにあたり、少な
くとも1回以上の中間焼鈍を行ない、最後の中間焼鈍か
ら最終板厚とするまでに15〜60%の圧延率で冷間圧
延することを特徴とするものである。
%、 F e0.3〜3.0%、 Zr0.01〜
0.3%を含み、残部Alと不可避的不純物からなるA
l合金を550℃以下の温度で均質化処理した後、熱間
圧延を施し、しかる後冷間圧延を行なうにあたり、少な
くとも1回以上の中間焼鈍を行ない、最後の中間焼鈍か
ら最終板厚とするまでに15〜60%の圧延率で冷間圧
延することを特徴とするものである。
また本発明製造方法の他の一つは、SiQ、3〜1.0
%、F eOJ 〜3.0%を含み、更にZn(1,2
〜2、θ%、 Sn0.OI 〜0.1%、 In
(1,(II 〜0.1%の範囲内で何れか1種又は2
種以上を含み、残部Alと不可避的不純物からなるAl
合金を550℃以下の温度で均質化処理した後、熱間圧
延を施し、しかる後冷間圧延を行なうにあたり、少なく
とも1回以上の中間焼鈍を行ない、最後の中間焼鈍から
最終板厚とするまでに15〜60%の圧延率で冷間圧延
することを特徴とするものである。
%、F eOJ 〜3.0%を含み、更にZn(1,2
〜2、θ%、 Sn0.OI 〜0.1%、 In
(1,(II 〜0.1%の範囲内で何れか1種又は2
種以上を含み、残部Alと不可避的不純物からなるAl
合金を550℃以下の温度で均質化処理した後、熱間圧
延を施し、しかる後冷間圧延を行なうにあたり、少なく
とも1回以上の中間焼鈍を行ない、最後の中間焼鈍から
最終板厚とするまでに15〜60%の圧延率で冷間圧延
することを特徴とするものである。
また本発明製造方法の更に他の一つは、Si0.3〜1
.0 %、 F e0.3〜3.111%、Zr0.
01〜03%を含み、更にZn0.2〜2.0%、
5n(1,(11〜Q、 1%、1n(1,(II 〜
11%の範囲内で何れか1種又は2種以」二を含み、残
部Alと不可避的不純物からなるAj!合余を550℃
以下の温度で均質化処理した後、熱間圧延を施し、しか
る後冷間圧延を行なうにあたり、少なくとも1回以上の
中間焼鈍を行ない、最後の中間焼鈍から最終板厚とする
までに15〜60%の圧延率で冷間圧延することを特徴
とするものである。
.0 %、 F e0.3〜3.111%、Zr0.
01〜03%を含み、更にZn0.2〜2.0%、
5n(1,(11〜Q、 1%、1n(1,(II 〜
11%の範囲内で何れか1種又は2種以」二を含み、残
部Alと不可避的不純物からなるAj!合余を550℃
以下の温度で均質化処理した後、熱間圧延を施し、しか
る後冷間圧延を行なうにあたり、少なくとも1回以上の
中間焼鈍を行ない、最後の中間焼鈍から最終板厚とする
までに15〜60%の圧延率で冷間圧延することを特徴
とするものである。
本発明製造方法において、合金組成を上記の如く限定し
たのは次の理由によるものである。
たのは次の理由によるものである。
Si及びFeはフィン材の強度向上に効果がある。しか
してSi含有量を063〜1.0%と限定し、たのは、
0.3%未満では効果がなく、1%を越えると融点が低
下し、ろう付は時のサグが顕著となり、かつ熱伝導性を
低下するためである。
してSi含有量を063〜1.0%と限定し、たのは、
0.3%未満では効果がなく、1%を越えると融点が低
下し、ろう付は時のサグが顕著となり、かつ熱伝導性を
低下するためである。
またFe含有量を0.3〜3,0%と限定したのは、0
63%未満では効果がなく、3.0%を越えると効果が
飽和するばかりか、塑性加工性を低下するためである。
63%未満では効果がなく、3.0%を越えると効果が
飽和するばかりか、塑性加工性を低下するためである。
Zrはフィン材の強度及び耐サグ性を向上し、グレンサ
イズを粗大として高温変形を防止する効果がある。しか
してZr含有量を0.01〜03%と限定したのは、0
.01%未満では効果がなく、θ、396を越えると効
果が飽和するばかりか、塑性加工性及び導電率を低下す
るためである。
イズを粗大として高温変形を防止する効果がある。しか
してZr含有量を0.01〜03%と限定したのは、0
.01%未満では効果がなく、θ、396を越えると効
果が飽和するばかりか、塑性加工性及び導電率を低下す
るためである。
Zn、Sn、Inは何れもフィン材を卑として犠牲陽極
作用を増す効果がある。しかしてZn0.2〜2.Q%
、 Sn0.01〜0.1%、 In001〜0.
1%の範囲内で何れか1種又は2種以上を添加したのは
、それぞれ下限未満では効果がなく、上限を越えると効
果が飽和するばかりか、導電率を低下するためである。
作用を増す効果がある。しかしてZn0.2〜2.Q%
、 Sn0.01〜0.1%、 In001〜0.
1%の範囲内で何れか1種又は2種以上を添加したのは
、それぞれ下限未満では効果がなく、上限を越えると効
果が飽和するばかりか、導電率を低下するためである。
尚上記成分以外に必要に応じてMn、Cu。
Cr、Mg等を添加すれば、更にフィンの強度を向上す
ることができる。その場合各添加量は0.3%以下とす
ることが望ましい。
ることができる。その場合各添加量は0.3%以下とす
ることが望ましい。
本発明製造方法は、上記組成の合金を鋳造後、550℃
以下、望ましくは450〜550℃の温度で均質化処理
し、これに熱間圧延と冷間圧延を加え、冷間圧延の途中
、少なくとも1回以上の中間焼鈍を入れ、最後の中間焼
鈍から最終板厚まで15〜60%の圧延率で冷間圧延す
るものである。
以下、望ましくは450〜550℃の温度で均質化処理
し、これに熱間圧延と冷間圧延を加え、冷間圧延の途中
、少なくとも1回以上の中間焼鈍を入れ、最後の中間焼
鈍から最終板厚まで15〜60%の圧延率で冷間圧延す
るものである。
均質化処理は鋳塊の偏析を減少し、固溶Fe。
Si、Zrを析出させることができる。しかして均質化
処理温度を550℃以下としたのは、この温度を越える
とFe、Si、Zrの析出物が粗大化し、フィン材とし
ての耐サグ性及び高温強度を低下するためである。しか
して均質化処理は450〜550の温度で、1〜24時
間処理することが望ましい。中間焼鈍は360℃で2時
間捏度処理することにより、再結晶させることができる
。
処理温度を550℃以下としたのは、この温度を越える
とFe、Si、Zrの析出物が粗大化し、フィン材とし
ての耐サグ性及び高温強度を低下するためである。しか
して均質化処理は450〜550の温度で、1〜24時
間処理することが望ましい。中間焼鈍は360℃で2時
間捏度処理することにより、再結晶させることができる
。
また最後の中間焼鈍から最終板厚とするまでに15〜6
0%の圧延率で冷間圧延するのは、適度な強度を与え、
コルゲート性、コア組み時の座屈を防止すると共に、ろ
う付は時の耐サグ性を向上するためである。しかして圧
延率が15%未満ではろう付は加熱時にフィン材の再結
晶が完了せず、サグが顕著となる。また圧延率が60%
を越えるとろう付は時の再結晶粒が微細となり、高温強
度を低下する。
0%の圧延率で冷間圧延するのは、適度な強度を与え、
コルゲート性、コア組み時の座屈を防止すると共に、ろ
う付は時の耐サグ性を向上するためである。しかして圧
延率が15%未満ではろう付は加熱時にフィン材の再結
晶が完了せず、サグが顕著となる。また圧延率が60%
を越えるとろう付は時の再結晶粒が微細となり、高温強
度を低下する。
以下本発明を実物例について説明する。
第1表に示す組成の合金を用い、常法に従って金型に鋳
造し、面側してから均質化処理した後、熱間圧延を行な
って厚さ3.5mmの板とした。
造し、面側してから均質化処理した後、熱間圧延を行な
って厚さ3.5mmの板とした。
これに冷間圧延と中間焼鈍を施して最終板厚0.1mの
フィン材に仕上げた。製造工程を第2表に示す。
フィン材に仕上げた。製造工程を第2表に示す。
このフィン材についてろう付けを模して600℃で10
分間大気中で加熱した後、引張強さと導電率を測定した
。また第1図に示すようにフィン材(1)の一端を治具
(2)により固定し、該治具(2)よりフィン材(1)
を50mmの長さに突出させ、これをろう付けを摸し
て600℃で10分間大気中で加熱し、その際のサグf
fi (Nl を測定し、3個の平均値を求めた。
分間大気中で加熱した後、引張強さと導電率を測定した
。また第1図に示すようにフィン材(1)の一端を治具
(2)により固定し、該治具(2)よりフィン材(1)
を50mmの長さに突出させ、これをろう付けを摸し
て600℃で10分間大気中で加熱し、その際のサグf
fi (Nl を測定し、3個の平均値を求めた。
また上記フィン材をコルゲート加工し、Its3003
合金を芯材として外側面にIts 4343合金ろう材
を10%クラッドした板厚(1,4mmの電縫チューブ
と組み合せ、フッ化物系フラッグスを用いてN2ガス中
600’Cで10分間ろう付けを行ない、ラジェーター
のフィンとチューブを接合したミニコアを作成し、これ
を720時間のCASS試験(JIS H86g+)を
行ない、チューブに発生するピットの!栗さを焦点深度
法により測定した。
合金を芯材として外側面にIts 4343合金ろう材
を10%クラッドした板厚(1,4mmの電縫チューブ
と組み合せ、フッ化物系フラッグスを用いてN2ガス中
600’Cで10分間ろう付けを行ない、ラジェーター
のフィンとチューブを接合したミニコアを作成し、これ
を720時間のCASS試験(JIS H86g+)を
行ない、チューブに発生するピットの!栗さを焦点深度
法により測定した。
これ等の結果を第3表に示す。
第 1
表
第1表及至第3表から明らかなように、本発明方法k
l〜12によるものは何れもろう付は後の強度8kg/
−以上、導電率50%lAc5以上の特性を示し、ろう
付は加熱時のサグ量も15n+m以下と優れ、1133
003合金を用いた従来方法Nα22と比較し、強度は
幾分劣るも導電率ははるかに優れ、か−)同等の犠牲作
用を示し、強度面で若干の劣りは、フィンの形状、ピッ
チ、コルケートの高さ等を調整することにより、十分使
用できるものである。
l〜12によるものは何れもろう付は後の強度8kg/
−以上、導電率50%lAc5以上の特性を示し、ろう
付は加熱時のサグ量も15n+m以下と優れ、1133
003合金を用いた従来方法Nα22と比較し、強度は
幾分劣るも導電率ははるかに優れ、か−)同等の犠牲作
用を示し、強度面で若干の劣りは、フィンの形状、ピッ
チ、コルケートの高さ等を調整することにより、十分使
用できるものである。
これに対し本発明用合金であっても、製造工程から外れ
る比較方法k13〜15はろう付は時のサグ量が増大し
、製造工程が同一であっても0金組成がタシれる比較方
法Nα1G〜18は、ろう付は後の強度が劣り、比較方
法N(119〜21ではフィンの自己腐食が大きい。
る比較方法k13〜15はろう付は時のサグ量が増大し
、製造工程が同一であっても0金組成がタシれる比較方
法Nα1G〜18は、ろう付は後の強度が劣り、比較方
法N(119〜21ではフィンの自己腐食が大きい。
以上ベアのフィン材の製造方法について説明したが、本
発明製造方法によるフィン材は→)゛−ペンタイン型の
コンデンサーやエバボレ・−ターのろう材をクラッドし
たフィン材の芯材としても同様の一21j果を奏するも
のである。
発明製造方法によるフィン材は→)゛−ペンタイン型の
コンデンサーやエバボレ・−ターのろう材をクラッドし
たフィン材の芯材としても同様の一21j果を奏するも
のである。
(発明の’8]里)
このように本発明製造方法によれば、従来のIt330
03合金からなるフィンあるいは家庭空調機用フィンに
使用される純Aでフィンの両方の特性即ち強度、熱伝導
性、ろう付は時の耐サグ性等をバランスよく¥fするフ
ィン材の製造が可能となり、熱交換性能にすぐれたコン
パクトな熱交換器の製造が可能となり、更に熱交換器の
軽量化、コストダウンを可能にする等工粟上顕著な効果
を奏するものである。
03合金からなるフィンあるいは家庭空調機用フィンに
使用される純Aでフィンの両方の特性即ち強度、熱伝導
性、ろう付は時の耐サグ性等をバランスよく¥fするフ
ィン材の製造が可能となり、熱交換性能にすぐれたコン
パクトな熱交換器の製造が可能となり、更に熱交換器の
軽量化、コストダウンを可能にする等工粟上顕著な効果
を奏するものである。
第1図はサグテストを示す側面図、第2図は自動車用ラ
ジェーターの一例を示す斜視図、第3図は自動車用エバ
ポレーターの一例を示す要部斜視図である。 1−、フィン 2、治具 3、偏平チューブ ・1.ヘッダー パワキング タンク 7′冷媒通路 8′ チューブ構成シート
ジェーターの一例を示す斜視図、第3図は自動車用エバ
ポレーターの一例を示す要部斜視図である。 1−、フィン 2、治具 3、偏平チューブ ・1.ヘッダー パワキング タンク 7′冷媒通路 8′ チューブ構成シート
Claims (4)
- (1)Si0.3〜1.0wt%,Fe0.3〜3.0
wt%を含み、残部Alと不可避的不純物からなるAl
合金を550℃以下の温度で均質化処理した後、熱間圧
延を施し、しかる後冷間圧延を行なうにあたり、少なく
とも1回以上の中間焼鈍を行ない、最後の中間焼鈍から
最終板厚とするまでに15〜60%の圧延率で冷間圧延
することを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金フィ
ン材の製造方法。 - (2)Si0.3〜1.0wt%,Fe0.3〜3.0
wt%,Zr0.01〜0.3wt%を含み、残部Al
と不可避的不純物からなるAl合金を550℃以下の温
度で均質化処理した後、熱間圧延を施し、しかる後冷間
圧延を行なうにあたり、少なくとも1回以上の中間焼鈍
を行ない、最後の中間焼鈍から最終板厚とするまでに1
5〜60%の圧延率で冷間圧延することを特徴とする熱
交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法。 - (3)Si0.3〜1.0wt%,Fe0.3〜3.0
wt%を含み、更にZn0.2〜2.0wt%,Sn0
.01〜0.1wt%,In0.01〜0.1wt%の
範囲内で何れか1種又は2種以上を含み、残部Alと不
可避的不純物からなるAl合金を550℃以下の温度で
均質化処理した後、熱間圧延を施し、しかる後冷間圧延
を行なうにあたり、少なくとも1回以上の中間焼鈍を行
ない、最後の中間焼鈍から最終板厚とするまでに15〜
60%の圧延率で冷間圧延することを特徴とする熱交換
器用アルミニウム合金フィン材の製造方法。 - (4)Si0.3〜1.0wt%,Fe0.3〜3.0
wt%,Zr0.01〜0.3wt%を含み、更にZn
0.2〜2.0wt%,Sn0.01〜0.1wt%,
In0.01〜0.1wt%の範囲内で何れか1種又は
2種以上を含み、残部Alと不可避的不純物からなるA
l合金を550℃以下の温度で均質化処理した後、熱間
圧延を施し、しかる後冷間圧延を行なうにあたり、少な
くとも1回以上の中間焼鈍を行ない、最後の中間焼鈍か
ら最終板厚とするまでに15〜60%の圧延率で冷間圧
延することを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金フ
ィン材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28373888A JPH02133553A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28373888A JPH02133553A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02133553A true JPH02133553A (ja) | 1990-05-22 |
Family
ID=17669465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28373888A Pending JPH02133553A (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | 熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02133553A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5217547A (en) * | 1991-05-17 | 1993-06-08 | Furukawa Aluminum Co., Ltd. | Aluminum alloy fin material for heat exchanger |
JP2009161835A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | アルミニウム製熱交換器及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP28373888A patent/JPH02133553A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5217547A (en) * | 1991-05-17 | 1993-06-08 | Furukawa Aluminum Co., Ltd. | Aluminum alloy fin material for heat exchanger |
JP2009161835A (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-23 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | アルミニウム製熱交換器及びその製造方法 |
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