JPH0230395A - ろう付用アルミニウム合金フィン材 - Google Patents

ろう付用アルミニウム合金フィン材

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JPH0230395A
JPH0230395A JP18024688A JP18024688A JPH0230395A JP H0230395 A JPH0230395 A JP H0230395A JP 18024688 A JP18024688 A JP 18024688A JP 18024688 A JP18024688 A JP 18024688A JP H0230395 A JPH0230395 A JP H0230395A
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JP
Japan
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brazing
alloy
core material
fin
fin material
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JP18024688A
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English (en)
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Kazunori Ishikawa
石川 和徳
Kunihiko Kishino
邦彦 岸野
Katsutoshi Sasaki
佐々木 勝敏
Takenobu Dokou
武宜 土公
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Furukawa Aluminum Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Aluminum Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0477Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag
    • F28D1/0478Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag the conduits being bent in a serpentine or zig-zag the conduits having a non-circular cross-section

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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〕 本発明は自動車用熱交換器、即ちラジェーター、エバポ
レーター、コンデンサー等の製造時において加工性が良
く、組付やろう付加熱時の変形が少なく、さらにろう付
後の熱伝導性の優れたアルミニウム合金フィン材に関す
るものでおる。
〔従来の技術〕
Alは加工性が良好で、かつ耐食性に優れ、しかも軽量
であることから近年車輌用、各種産業用等の熱交換器に
多く使用されている。この熱交換器のうち例えばコンデ
ンサーやエバポレーターは通常第1図に示すようにろう
材をクラッドした板厚0.16m程度のプレージングシ
ートをコルゲート加工してフィン材(1)とし、偏平状
の押出多穴管(2)を蛇行状に曲げ、それぞれの間隙に
フィン材(1)を配置Lノで互いにろう付けして固定し
、多穴管(2)内に熱媒体を通すことにより熱交換を行
なうものである。
このようなAl合金製熱交換器に使用されるフィン材に
は従来JIS 69Si合金(0,20〜0.50wt
%(以下単に%と記す) 3 i −0,15〜0.4
0%CU −0,40−0,8%Mg−Al)やJIS
 3003合金(0,05〜0.20%Qu −1,0
〜1.5%MrlAl)等の薄板またはこの両面にろう
材をクラッドしたプレージングシートが使用され、さら
に熱媒体の通路を形成しているチューブ材等の外表面か
らの腐食(外気腐食)による貫通孔食の発生を防止する
目的でフィン材に犠牲作用を付与するため、これらフィ
ン材にはZn,Sn。
■n等のAlの電位を卑にする元素を添加1ノでいる。
そして上記フィン材に求められる特性としては一般に次
のものが上げられる。
■コルゲート加工及びチューブ材との組付等の常温での
加工に対し適度な強度を有していること。(例えばJI
S 3003合金のH14処理材は14〜18Kfff
/NAの強度を有する)■ろう付加熱時にフィン材とチ
ューブ材とを組付けたコアを治具で拘束するが、約60
0℃の高温下でのろう付加熱の際最も薄いフィン材に変
形が生じてコア変形やろう付不具合が発生する場合がお
るのでこれを防止するため高温強度及び耐サグ性が優れ
ていること。
■熱交換性能を確保するため熱伝導性が良好であること
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし実際に使用されているフィン材は上記■、■、■
のいずれかにおいて十分なものとは言い難い。特に自動
車用熱交換器のコンパクト化、高性能化のニーズが近年
強くなってきており、フィン材の薄肉化と同時に熱伝導
性の向上が望まれている。例えばJIS 3003合金
においては強度的には薄肉化に対応可能であるが、熱放
散のために必要なフィン材の断面積は薄肉化に伴ない減
少してしまう。従ってフィン材は熱伝導性の向上が必要
であるにもかかわらず、添加されたMn(約i、iwt
%)の合金中への固溶により熱伝導性は導電率において
40%lAC3と低いため、Al材中でも下位に位置し
、このための高性能化は困難であって、フィン材として
の使用には問題があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、強度、熱伝導性能
及びろう付加熱の際の高温変形やサグに強いプレージン
グシートからなるフィン材を開発したものである。
即ち本発明フィン材の一つはSi0.3〜1.0%及び
Fe0.05〜0.3%を含み、残部A4と不可避的不
純物からなるAl合金を芯材とし、その片面又は両面に
Al−Si系合金または/’1−s r−Mg系合金ろ
う材をクラッドしたことを特徴とするものである。
また本発明フィン材の他の一つはSi0.3〜1.0%
、F e 0.05〜0.3%及びl r 0.01〜
0.’3%を含み、残部iと不可避的不純物からなるA
l合金を芯材とし、その片面又は両面にAJ−Si系合
金またはAl−5 r −Mg系合金ろう材をクラッド
したことを特徴とするものである。
また本発明フィン材の伯の一つは3’i0.3〜1.0
%及びF e 0.05〜0.3%を含み、さらにZ 
no、2〜2.0%、Sn O= O1〜o、 i%、
I「10、01〜0.1%から選ばれる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
を芯材とし、その片面又は両面にAl−81系合金また
はAl−81−Mg系合金ろう材をクラッドしたことを
特徴とするものである。
また本発明フィン材のさらに他の一つはSo、3 ヘ−
1,0%、F e 0.05〜0.3%及びZr0.0
l−=o、3%を含み、さらにZ no、2〜2.0%
3n0.01〜0.1%、  l no、01〜0.1
%から選ばれる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合金を芯材とし、その片面又
は両面にAl−5+系合金またはAl−Si−Mg系合
金ろう材をクラッドしたことを特徴とするものである。
〔作 用〕
以下にフィン材を構成するプレージングシートの芯材へ
の添加元素をこのように限定した理由を以下に示す。
Siの添加は芯材の強度の向上に効果があるからであり
、その含有量を0.3〜1.0%と限定したのは、0.
3%未満では強度向上の効果がなく、1.0%を超える
と融点が低下するためろう付時のサグが顕著になり、ま
た熱伝導性も低下するからである。
Feの添加は芯材の強度の向上に効果があるからであり
、その含有量を0.05〜0.3%と限定したのは、0
.05%未満ではこの効果がなく、0.3%を超えると
グレンサイズが微細になりろう付時のサグが顕著になる
からである。
Zrの添加は芯材のグレンサイズを粗大化して強度向上
と耐サグ性向上に効果があり、特に高温変形を防止する
作用を有するからでおり、その含有量を0.01〜0.
3%としたのは0.01%未満では上記効果がなく、0
.3%を超えると上記効果が飽和するばかりでなく、さ
らに塑性加工性を低下させるからである。
またZn,Sn、  ■nの添加はいずれも芯材の電位
をさらに卑として犠牲陽極作用を増大させる効果がある
からであり、それぞれの含有量をZ no、2〜2.0
%、 3n0.01〜0.1%、In0.01〜0.1
%と限定したのは、いずれも下限未満ではこの効果がな
く、上限を超えるとこの効果が飽和してしまうからであ
る。これらは単独で添加してもよいし、複合添加しても
よい。
その他所望により導電率を低下させるが強度を向上させ
る元素としてMn、cu、Mg。
Cr等を合計で0.4%以下添加しても良い。
そして本発明フィン材は上記芯材の両面にA、f!’−
3l系合金またはAI!−Si −Mg系合金ろう材を
クラッドしたプレージングシートとして使用するもので
あるが、その際のクラツド率は5〜15%が良い。
(実施例〕 次に本発明の実施例について説明する。
実施例(1) 第1表に示す組成のAl合金を芯材とし、その両面にJ
IS 4343合金(Aj!−7,5%Si)を常法に
よりクラッドして厚さ0.1B、のプレージングシート
を作製した。
上記プレージングシートからなるフィン材をそれぞれ6
00℃X10m1nのろう付加熱条件で大気中加熱を行
なった後、引張り強さ及び導電率を測定してその結果を
第1表に併記した。また第2図に示すようにそれぞれの
フィン材(1)の一端部をブロック治具(3)に固定し
、該ブロック治具(3)のエツジから該フィン材(1)
の他端部を水平に50mの長さで突き出した状態で60
0’Cx10m1nの条件にて加熱してこの時のサグ量
(i)、即ちフィン材(1)の他端の垂れ下り量を測定
し、各組成のフィン材のそれぞれ3個ずつのサグ量の平
均値を第1表に併記した。
第1表かられかるように本発明材はいずれもろう付加熱
後の引張り強さは8.5 K9f/mrA917hr、
導電率は44%IAC8J:4上、さらにろう付加熱時
のサグ量もすべて13M以下でおり良好な特性を示して
いる。これに対し比較材N015は引張り強度が劣り、
比較材Nα16は導電率が悪く、また比較材Nα17は
サグ量が大きく、さらに比較材Nα18は導電率及びサ
グ量において劣っている。
また従来材Nα20及びNα21は引張り強さとサグ量
が劣っており、従来材Nα19は強度やサグ量の面では
優れるものの導電率が著しく悪い。
このように本発明材は強度面でJIS 3003合金に
比べて若干劣るがこれはコルゲート加工の際のピッチや
コルゲート高さ等のフィン形状の調整により十分対処で
きるものである。
実施例(2) 次に本発明材の犠牲フィンとしての性質を調査した。
第2表に示す組成のAl合金芯材の両面にJIS 43
43合金をクラッドして厚さ0.16sのプレージング
シートを作製した後コルゲート加工してコンデンサーの
フィンとした。
次にJIS 3003合金からなる押出多穴管を第1図
に示すように蛇行状に曲げ、その間隙に上記フィンを挟
んで組付けた後これをフッ化物系フラックスを用いて6
00℃x1omtnの条件で陣ガス中にてろう付を行な
いミニコアを作った。
そしてこれらミニコアをJIS 88681による72
0hrのCASS試験にかけ、多穴管に貫通孔食が発生
したか否かを調べ、及び焦点深度法による孔食のピット
深さを測定し、それらの結果を第2表に併記した。
第2表から明らかなように本発明材はいずれも従来材と
同等の犠牲作用を示していることがわかる。
(発明の効果) このように本発明によればAl合金からなる本発明フィ
ン材を用いることにより、コルゲート加工フィンの形状
を若干調整すればろう何時の座屈がなくなり、熱交換性
能に優れ、かつ構造強度の十分な熱交換器の製造が可能
であり、特に薄肉化に際してもフィンの熱交換性能が低
下することなく、コアの軽量化及びコンパクト化が可能
とな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図はエバポレーターを示す側面図、第2図はサグテ
ストの方法を示す側面図である。 1・・・・・・・・フィン材 2・・・・・・・・押出多穴管 3・・・・・・・・ブロック治具

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Si0.3〜1.0wt%及びFe0.05〜0
    .3wt%を含み、残部Alと不可避的不純物からなる
    Al合金を芯材とし、その片面又は両面にAl−Si系
    合金またはAl−Si−Mg系合金ろう材をクラッドし
    たことを特徴とするろう付用アルミニウム合金フィン材
  2. (2)Si0.3〜1.0wt%、Fe0.05〜0.
    3wt%及びZr0.01〜0.3wt%を含み、残部
    Alと不可避的不純物からなるAl合金を芯材とし、そ
    の片面又は両面にAl−Si系合金またはAl−Si−
    Mg系合金ろう材をクラッドしたことを特徴とするろう
    付用アルミニウム合金フィン材。
  3. (3)Si0.3〜1.0wt%及びFe0.05〜0
    .3wt%を含み、さらにZn0.2〜2.0wt%,
    Sn0.01〜0.1wt%,In0.01〜0.1w
    t%から選ばれる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合金を芯材とし、その片面
    又は両面にAl−Si系合金またはAl−Si−Mg系
    合金ろう材をクラッドしたことを特徴とするろう付用ア
    ルミニウム合金フィン材。
  4. (4)Si0.3〜1.0wt%、Fe0.05〜0.
    3wt%及びZr0.01〜0.3wt%を含み、さら
    にZn0.2〜2.0wt%,Sn0.01〜0.1w
    t%,In0.01〜0.1wt%から選ばれる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合金を芯材とし、その片面又は両面にAl−Si系
    合金またはAl−Si−Mg系合金ろう材をクラッドし
    たことを特徴とするろう付用アルミニウム合金フィン材
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