JPH02299706A - 熱交換器用アルミニウムフィン材の製造方法 - Google Patents

熱交換器用アルミニウムフィン材の製造方法

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JPH02299706A
JPH02299706A JP11838389A JP11838389A JPH02299706A JP H02299706 A JPH02299706 A JP H02299706A JP 11838389 A JP11838389 A JP 11838389A JP 11838389 A JP11838389 A JP 11838389A JP H02299706 A JPH02299706 A JP H02299706A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱交換器用アルミニウムフィン材の製造方法
に関するもので、特に熱伝導性と耐垂下性を改善するも
のである。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕一般にろ
う付け接合により組立てられるアルミニウム製熱交換器
は、水等の冷媒を通す通路(以下チューブという)と熱
を放散するフィンとからなり、チューブとしては熱交換
器の用途に応じて押出偏平多穴管又はAJ−3i系ろう
材を皮材としてクラッドしたプレージングシートのプレ
ス成形プレートや電縫偏平管が用いられている。またフ
ィン材には第3図に示すように芯材(6)の両面に皮材
(7)をクラッドしたプレージングシート又は皮材をク
ラッドしない裸のフィン材(ベア材)が用いられている
ろう付け接合により組立てられるアルミニウム製熱交換
器の具体例を第4図〜第7図に示す。
第4図はドロンカップエバポレータであり、プレージン
グシートからなるプレス成形プレート(8)を積層して
チューブを形成し、これにベア材又はプレージングシー
トからなるコルゲートフィン())を組合せたものであ
る。第5図はエバポレータであり、押出偏平多穴管(9
)とプレージングシートからなるコルゲートフィン(1
)を組合せたものである。第6図はコンデンサーであり
、押出多穴管(lO)とコルゲートフィン(1)を組合
せたものである。また第7図はラジェータであり、片面
にAl−3j系ろう材をクラッドしたプレージングシー
トで製作した電縫偏平管(2)(管の外側にろう材がく
る)とベアのフィン材(11を組合せたものである。こ
れ等の熱交換器はチューブとコルゲートフィンを約60
0℃前後の温度で7ラツクスろう付け、真空ろう付け、
不活性ガス雰囲気ろう付け等で接合することにより組立
てられている。
ところで従来このようなろう付けにより組立てられるア
ルミニウム製熱交換器においては、フィン材に耐座屈性
のよい八/ −Mn系合金、例えば3003合金(AJ
 −(1,O5〜0120W1%Cu−1、0〜I、 
5 w:%Mn合金)(以下W(%を%と略記)又は3
202合金(At’ −1,0〜1.5 Mn合金)を
芯材とし、その両面にAJ−Si合金(/l’−5〜1
2%Si合金)やAJ −8i −Mg合金<Al−5
〜12%5i−0,5〜2%Mg合金)等をクラッドし
た厚さ0.1〜0,2閣のプレージングシート又は厚さ
0.1〜0.2m+の前記3003゜3203合金から
なるベア材が使用されている。
一方熱交換器の中でも、特に自動車用熱交換器は近年重
量軽減と小型化の方向にあり、フィンの薄肉化と共に熱
交換器の性能向上、即ち熱交換率(冷房能率)の向上が
求められ、また薄肉化しても耐高温座屈性が優れている
ことが望まれている。
しかしながら3003合金、 3203合金のような/
M−Mn系合金からなるフィン材は、耐座屈性が優れて
いるも熱電導性が必ずしも高いとは言えず、これがこの
フィン材を用いた熱交換器の放熱性を悪くする原因とな
っている。また熱伝導性を向上させるために純アルミニ
ウムに近い組成の合金フィン材が近年提案されているが
、そのような合金の場合にはフィン材の耐高温座屈性が
劣るため、実用上問題があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、かかる問題を解決するため、種々検討の結果
、熱伝導性を向上させ、かつ優れた耐高温座屈性を有す
る熱交換器用アルミニウム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、F e 0.O5〜0.
6%、Si0.8%以下を含み、残部Alと不司避的不
純物からなる、ろう付け加熱後の電気比抵抗値が38n
Ωm以下であるアルミニウム合金を、連続鋳造圧延によ
り厚さ2〜IOa++の板とし、これに冷間圧延と中間
焼鈍を加え、最終冷間圧延率を15〜70%として厚さ
0,04〜0.2+m++のフィン材とすることを特徴
とするものである。
また本発明製造方法の他の−っは、F e0.O5〜0
.6%、Si0.8%以下を含み、更にZn2%以下、
In0.3%以下、Sn0.3%以下。
Ca0.3%以下、Cu0.3%以下、Mn0.2%以
下、Mg0.5%以下、Ti0.1%以下、Zr012
%以下、80.05%以下、Cr0.3%以下の範囲内
で何れか1種以上を含み、残部Alと不司避的不純物か
らなる、ろう付け加熱後の電気比抵抗値が38nΩm以
下であるアルミニウム合金を、連続鋳造圧延により厚さ
2〜IOma+の板とし、これに冷間圧延と280〜4
00℃の中間焼鈍を加え、最終冷間圧延率を15〜70
%として厚さ0.04〜0.2mのフィン材とすること
を特徴とするものである。
1作用〕 本発明は上記アルミニウム合金を上記機製造工程に基づ
いて熱交換器用アルミニウムフィン材を製造するもので
、アルミニウム合金において、Feの添加は、強度を高
め、かつ本発明製造方法により耐垂下性を向上させるも
、その含有量を0.05〜0,6%と限定したのは、0
.05%未満ではその効果が十分でなく、016%を越
えると成形加工性及び熱伝導性を低下するためである。
またSiはフィンの強度と成形性を向上させる働きを有
するも、その含有量を0,8%以下と限定したのは、0
.8%を越えると耐垂下性を低下するためである。
Fe及びSiはフィン材の強度、耐垂下性。
熱伝導性を向上させるための必須添加元素であり、上記
特性を有効に発揮させるため、Z n 2%以下、夏n
 0.3%以下、Sn0.3%以下。
Ca  θ、3%以下、Cu0J%以下、 Mn  0
12%以下、Mg0.5%以下、Ti0.1%以下、Z
r042%以下、80.05%以下、Cr0.3%以下
の範囲内で何れか1種以上を添加することができる。特
にZn、In、Sn、Caの添加はフィンに犠牲陽極効
果を持たせるのに有効であり、Cu、Mn、Mgの添加
はフィンの強度向上に有効であり、Ti、Zr、B、C
rの添加はフィンの組織を微細化するのに有効である。
しかしてこれ等の添加は、添加量の増大と共に確かに上
記特性を向上するも、逆に熱伝導性を低−ドするため、
上記添加範囲内に制限し、更にフィンのろう付け加熱後
の電気比抵抗値が38Ωm以下になるように添加元素及
び添加量を制限する。
次に製造工程であるが、本発明ではまず上記組成のアル
ミニウム合金を連続鋳造圧延により、厚さ2〜IOmの
板とする。ここで連続鋳造圧延を行なうのは、添加元素
であるFeとSiをフィン材中に固溶させるためであり
、従来のDC鋳造、熱間圧延の工程では、熱間圧延中に
大部分のFeとSiが析出してしまい、フィンの耐垂下
性を向上させることができないためである。
また連続鋳造圧延により板厚を2〜IOwu++とじた
のは、2閣未満では割れが生じるために連続鋳造圧延に
おける生産性を低下し、10醜を越えると凝固時の冷却
速度が小さくなり、十分にFeとSiを固溶できなくな
るためである。連続鋳造圧延には従来から用いられてい
るハンター法や30法等を用いればよく、冷却速度が5
0℃/see以上であればよい。
本発明は上記連続鋳造圧延板を冷間圧延してフィン材と
するが、途中280〜400℃で中間焼鈍を行ない、最
終冷間圧延率を15〜70%とする。
これは最終冷間圧延率が15%未満でも、また70%を
越えても耐垂下性を低下するためである。
ここで中間焼鈍温度を280〜400℃としたのは、2
80℃未満では十分に再結晶が進行せず、亜結晶粒界へ
のSiの析出が中間焼鈍中に生じ、ろう付け加熱時の耐
垂下性が極端に低下するためである。また400℃を越
えると連続鋳造圧延で□固溶させたFeとSiが析出し
、耐垂下性を低下するためである。尚中間焼鈍の保持時
間は通常行なわれている0、5〜6時間程度で十分であ
る。
以下本発明を実施例について説明する。
〔実施例〕
第1表に示す組成のアルミニウム合金を第2表に示す工
程によって、厚さ0.08mのフィン材を作製した。得
られたフィン材の600℃、10分加熱(ろう付け)後
の電気比抵抗値を測定すると共に、このフィン材につい
て垂下試験と冷房能力試験を行なった。電気比抵抗値を
第2表に、垂下試験と冷房能力試験の結果を第3表に示
す。
垂下試験は第1図に示すように幅22IIIIlのフィ
ン材(1)を50閣突出させて固定し、大気中6011
℃で10分間加熱後の垂下量(■)の大小で耐垂下性を
計価した。この評価法において、垂下量が15−以下で
あれば、実際にラジェータを組立ててろう付けした際に
問題がないことを確認し、垂下flt15a*以下を合
格とした。
冷房能力試験は第2図に示すラジェータのフィン(1)
に上記フィン材を用い、フッ化物フラックス5%を塗布
し、N2ガス中600℃で10分間ろう付け加熱を行な
ってラジェータを組み立て、これを用いてIt3016
18 (自動車用冷房試験方法)に準じて行なった。尚
チューブ(2)には芯材に3003合金を用い、外側皮
材に4343合金を10%クラッドし、内側皮材に70
72合金を10%クラッドした厚さ0.4m+111の
チューブ材を用い、ヘッダー(3)には、芯材に300
3合金を用い、外側皮材に4343合金を8%クラッド
し、内側皮材に7072合金を8%クラッドした厚さ1
.6m+のヘッダー材を用いた。また図において(4)
はパツキン、(5)は樹脂製タンクを示す。
第1表乃至第3表から明らかなように、本発明方法N1
11. 3. 6〜8によるフィン材は従来方法No、
IOによるフィン材と比較し、優れた特性を有すること
が判る。
これに対し本発明で規制する組成範囲内の合金であって
も、従来のDC鋳造による比較方法No、2を初め、最
終圧延率が70%を越える比較方法No、4.中間焼鈍
部が400℃を越える比較方法No、5.更には電気比
抵抗値が38nΩmを越える比較方法No、9では何れ
も特性が低下していることが判る。
〔発明の効果〕
このように本発明によれば、フィンの耐垂下性及び熱伝
導性を改善し、熱交換器の冷房能力を向上することがで
きる等工業上顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は垂下試験の説明図、第2図は冷房能力試験用ラ
ジェータの一部拡大斜視図、第3図はプレージングシー
トを示す側断面図、第4図はトロンカップエバポレータ
の一例を示す側面部、第5図はエバポレータの一例を示
す斜視図、第6図はコンザンサーの一例を示す斜視図、
第7図はラジェータの一側を示す正面図である。 1、フィン材、2.チューブ、3.ヘッダープレート、
4.バッキング、5.樹脂製タンク、6.芯材、7.皮
材、8.プレス成形プレート 9.押出偏平多穴管、1
0.押出多穴管 第1図 第2図 第3図 第5図 第6図 第7図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Fe0.05〜0.6wt%,Si0.8wt%
    以下を含み、残部Alと不司避的不純物からなる、ろう
    付け加熱後の電気比抵抗値が38nΩm以下であるアル
    ミニウム合金を、連続鋳造圧延により厚さ2〜10mm
    の板とし、これに冷間圧延と280〜400℃の中間焼
    鈍を加え、最終冷間圧延率を15〜70%として厚さ0
    .04〜0.2mmのフィン材とすることを特徴とする
    熱交換器用アルミニウムフィン材の製造方法。
  2. (2)Fe0.05〜0.6wt%,Si0.8wt%
    以下を含み、更にZn2wt%以下,In0.3wt%
    以下,Sn0.3wt%以下,Ca0.3wt%以下,
    Cu0.3wt%以下,Mn0.2wt%以下,Mg0
    .5wt%以下,Ti0.1wt%以下,Zr0.2w
    t%以下,B0.05wt%以下,Cr0.3wt%以
    下の範囲内で何れか1種以上を含み、残部Alと不可避
    的不純物からなる、ろう付け加熱後の電気比抵抗値が3
    8nΩm以下であるアルミニウム合金を、連続鋳造圧延
    により厚さ2〜10mmの板とし、これに冷間圧延と2
    80〜400℃の中間焼鈍を加え、最終冷間圧延率を1
    5〜70%として厚さ0.04〜0.2mmのフィン材
    とすることを特徴とする熱交換器用アルミニウムフィン
    材の製造方法。
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