JPH0237992A - ブレージング用アルミニウム薄板の製造方法 - Google Patents

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、耐高温座屈性に優れ、非腐食性フラックスブ
レージングおよびキャリアーガスブレージングに適した
フィン用アルミニウム薄板の製造方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、自動車クーラー用コンデンサー、エバポレーター
などのアルミニウム合金からなる熱交換器は、押出多穴
チューブとコルゲートフィンから構成されている。

一般にこのような押出多穴チューブにはＪＩＳＡ１０５
０　（９９，５ｗｔ％以上の、６ｊ２（以下ｗｔ％を単
に％と略記する））やＡ３００３　（ＡＲ−０，１５％
Ｃｕ−１，１％Ｍｎ）合金が用いられ、コルゲートフィ
ンにはＡ３００３あるいはＡ３２０３（、／１１−１．
１％Ｍｎ）を芯材とし、これの両面にＡｌ−Ｓｉ系合金
、例えばＡ４３４３　（Ａｌ２−７．５％ＳＬ）やＡ４
００４　（Ａβ−１０％　５Ｌ−１，５％Ｍｇ）がクラ
ッドされた。いわゆるプレージングシートが用いられて
いる。

そして、これらのプレージングシートを用いる熱交換器
の製造は、一般に、押出多穴チューブとプレージングシ
ートを５９０〜６２０℃に数分加熱して接合する方法い
わゆるブレージング法により行われる。

ところでブレージング法の中で非腐食性フラックスブレ
ージング法あるいはキャリヤーガスブレージング法に用
いるプレージングシートの場合、コルゲートフィンの芯
材（あるいは皮材にも）にＡ３００３合金にＺｎを添加
し、犠牲陽極フィンの効果を与え押出しチューブ材を防
食する必要がある。しかしＺｎを添加すると犠牲陽極効
果は向上するものの耐高温座屈性が低下する。

また、キャリヤーガスブレージング法では、皮材の拡散
が大きいと芯材中のＺｎが蒸発し、フィンの残留Ｚｎ量
が少なくなり犠牲陽極効果が十分期待できなくなること
がある。

一方、このようなブレージング法によるアルミニウム合
金製熱交換器製造用フィン材の製造方法として、Ｍｎ、
Ｍｇ、Ｚｒ等の所定量含有するアルミニウム合金の芯材
に皮材をクラッドしたフィン材の製造方法が最近提案さ
れている（特開昭６０−２１５７２９号公報）。

（発明が解決しようとする問題点） 上記特開昭６０−２１５７２９号公報に開示の方法は耐
座屈性の向上はＺｒを含有させることと、焼鈍１回を所
定冷間圧延の中間処理として行うということなどで行っ
ている。しかしプレージングシートの耐高温座屈性は、
フィン材の薄肉化が進むにつれて近年さらに要求水準が
厳しくなってきており、このような方法ではその要求を
満足できない。

また非腐食性フラックスブレーシング法あるいはキャリ
ヤーガスブレージング法においては、前記のように芯材
にＺｎを添加した従来のプレージングシートは耐高温座
屈性が低く、フィン材の薄肉化の要求を満足できなかっ
た。

したがって本発明の目的は、薄肉化しても耐高温座屈性
が高く、押出多穴チューブに対してすぐれた犠牲陽極効
果を示すブレージング用アルミニウム薄板の製造方法を
提供することである。

さらに本発明の目的は、特に、非腐食性フラックスブレ
ージング法およびキャリヤーガスブレージング法に対し
て好適なブレージング用アルミニウム薄板の製造方法を
提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは上記問題点を解決するため種々検討を重ね
た結果、Ｍｎ、Ｚｎを所定量含有しＦｅ、Ｓｉの量を規
制したアルミニウム合金を芯材とし、Ａｆｆ−ＳＬ系あ
るいはＡｌ２−ＳＬ−Ｍｇ系ろう材を皮材として被覆し
た合せ材を加工する場合、熱間圧延終了後は、直ちに、
あるいは冷間圧延をおこなった後に焼鈍をおこなうが、
耐高温座屈性を向上させるためには、２回の中間焼鈍が
必要であること、さらに、それらの中間焼鈍の間の冷間
圧量率及び最後の中間焼鈍後の最終の冷間圧量率も重要
であることを発見し、詳細な検討を行った。その結果、
冷間圧延、焼鈍工程に関して圧延率をある条件で制御す
ることが必要なことを見い出した０本発明はこの知見に
基づきなされるに至ったものである。

すなわち本発明はＭｎ　Ｏ’、６〜２．０％、Ｆｅ０．
３％以下、ＳＬｏ、６％以下、Ｚｎ　０．５〜２．０％
、残部Ａｌ２（以上、ｗｔ％）からなるアルミニウム合
金を芯材とし、Ａｌ２−ＳＬ系あるいはＡｌ２−３１−
Ｍｇ系ろう材を皮材とした合せ材を熱間圧延及び冷間圧
延加工するに当り、 （イ）加熱処理あるいは均質化処理を施した合せ材に、 （ロ）熱間圧延以降の工程で２回の中間焼鈍を行い、 （ハ）最後から２番目の中間焼鈍から最終の中間焼鈍ま
での冷間圧量率Ｒ２（％）と最終の中間焼鈍から最終板
厚までの冷間圧量率Ｒ２（％）が １０≦Ｒ３≦９０、１０≦Ｒ３≦６０．３０≦Ｒ＋　＋
Ｒ２及びＲ＋　−Ｒ＊≦６０の関係を満足するよう冷間
圧延を行う、 ことを特徴とするブレージング用アルミニウム薄板の製
造方法を提供するものである。

次に本発明のフィン材の芯材に用いられるアルミニウム
合金組成における各成分の作用を説明する。

Ｍｎは合金の強度を向上させるとともに、Ａ℃−Ｍｎ−
Ｆｅあるいは、６Ｉ２−Ｍｎ−３Ｌ系の微細な析出物を
生じ、再結晶粒を粗大化させ、ブレージング時の高温加
熱の際の耐高温座屈性を向上させる働きを持つ。その量
が０．６％未満では、その効果が小さく、２．０％を越
えて添加した場合は巨大晶出物が生じやすく、フィン材
としての成形性が悪くなる。

Ｆｅは、ＡＩ２、Ｍｎとの共存によってＡ忍−Ｍｎ−Ｆ
ｅ系の析出物を生じ、再結晶粒を粗大化させブレージン
グ時の高温加熱の際の耐高温座屈性を向上させるが、０
．３％を超えると晶出物の量が増え、再結晶の核サイト
として働くため、再結晶粒が微細化し、逆に耐高温座屈
性を悪化させる。

Ｓｔは、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系の微細な析出物を生じ、再
結晶粒を粗大化させ、ブレージング時の高温加熱の際の
耐高温座屈性を向上させる働きを持つが、０．０５％未
満ではその効果が小さく０．６％を越えると逆に晶出物
の効果で再結晶粒が微細化し、耐高温座屈性を悪化させ
る。Ｚｎはフィン材の電位を卑にし、犠牲陽極効果でチ
ューブ等の作動流体通路の孔食を防ぐ働きがあるが、０
．５％未満ではその効果が小さ（，２，０％を越えると
自己腐食が高くなるとともに、ろう付性が低下する。

本発明においては、合せ材に均質化処理を施す。この均
質化処理は上記の組成を持った芯材を均質化処理した後
にＡ℃−Ｓｉ系、Ａβ−５１−Ｍｇ系の皮材をクラッド
するか、あるいは皮材をクラッドした後に均質化処理し
ておこなわれる。

均質化処理の温度が５８０℃を越えるとブレージング時
の再結晶粒度が微細化し、耐高温座屈性が悪化するため
、上限を５８０℃に定める。なお、皮材をクラッドした
後均質化処理をおこなう場合は、皮材の融点（Ａβ−Ｓ
ｉ系では５７７℃、Ａｌ−ＳＬ−Ｍｇ系では５５５℃）
以下の温度でなければならない。また、本発明において
は均質化処理をすることな（、芯材に皮材をクラッドし
ただけでも充分要求特性を満足することができる。

次に、皮材の融点以下の温度に加熱し、°熱間圧延をお
こなうが、この条件については特に規定する必要はない
。また、皮材をクラッドした後に均質化処理をおこなう
場合は、この均質化処理後、直ちに熱間圧延をおこなっ
てもよい。

熱延終了後は、直ちに、あるいは冷間圧延をおこなった
後に中間焼鈍を行うが、耐高温座屈性な向上させるため
には、２回の中間焼鈍が必要である。

さらに、それらの中間焼鈍間の冷間圧量率及び最後の冷
間圧量率も重要であり、以下の条件で冷間圧延、焼鈍を
行う。Ｒ，を最終から２番目の焼鈍から最終焼鈍までの
冷間圧量率（％）とし、Ｒ２を最終焼鈍から最終板厚ま
での冷間圧量率（％）としたとき、１０≦Ｒ＋≦９０か
つ１０≦Ｒｘ　≦６０かつ３０：ｉｉ；Ｒ＋　＋Ｒ＊　
かつＲ＋　　Ｒａ≦６０の条件を満たす板厚で中間焼鈍
をおこなう工程である。このＲ＋、Ｒａで規制される冷
間圧量率の範囲を第１図に示す。

中間焼鈍の温度、時間等は特に制限はないが通常３００
〜４００℃で０．５〜６時間である。

一般に、アルミニウム合金フィン材の高温座屈の原因と
しては、溶融した皮材が芯材の粒界あるいは、サブバウ
ンダリーを経路として拡散することが考えられ、したが
って、拡散を防ぐためにはブレージングの高温加熱の際
、すみやかに再結晶しくサブバウンダリーを消す）、シ
かも、再結晶粒が粗大である（粒界の面積を小にする）
ことが必要である。

本発明者らの研究によればブレージングの高温加熱時に
、再結晶が遅れる最大の原因は、加熱昇温時に、Ｍｎ、
Ｓｉ等の固溶元素が析出し、再結晶と競合することであ
り、それを防ぐためには、熱間圧延終了後に冷間圧延、
中間焼鈍をくり返し、析出物をあらかじめ十分マトリク
ス中に析出させることによって固溶Ｍｎ％ＳＬ量を減ら
すことが有効であることが判明した。高温加熱以前に存
在するこれらの微細析出物は、再結晶をやや遅らせるが
通常は、問題となることはなく、むしろ、粒度な粗大化
する働きがあり、耐高温座屈性を向上させる。このよう
な効果を得るには、中間焼鈍は１回では不十分で、２回
の中間焼鈍が必要である。

さらに最後から２番目の中間焼鈍から最終中間焼鈍まで
の冷間圧量率（Ｒ１）が１０％未満では、最終焼鈍時の
析出が不十分になるとともに、再結晶が生じず、ブレー
ジングの高温加熱の際にサブバウンダリーが残りやす（
なる。また、９０％を越えると最終焼鈍時の再結晶が極
めて早（、析出物のサイズも極めて微細化するため、ブ
レージング時のサブバウンダリーの消滅を妨害し、耐高
温座屈性を悪化させる。

また、最終冷間圧量率（Ｒ２）が１０％未満では加工度
が小さく、ブレージング時の再結晶が遅れ、サブバウン
ダリーが残存し、耐高温座屈性が悪化する。逆に、Ｒ２
が６０％を越えると再結晶粒度が微細化し、耐高温座屈
性が悪化するとともに、フィン材としての成形性が悪化
する。

そこで、１０≦Ｒ１≦９０％１０≦Ｒ２≦６０の条件が
必要となる。さらに、１ｏ≦Ｒ２≦２０の領域において
は、１０≦Ｒ１≦９０でも耐高温座屈性が悪化する場合
があり、 ３０≦Ｒ＋　＋Ｒ＊　、Ｒ＋　−Ｒ２≦６０の条件も、
加える必要がある。

本発明において用いられる皮材としてのＡｌ２−３Ｌ系
あるいはＡｌ２−５１−Ｍｇ系ろう材の具体例としては
Ａ４３４３　（Ａ氾−７，５％Ｓｉ）とこれにＺｎを１
％程度加えたもの及びＡ４００４（Ａｌ２−１０％５ｉ
−１，５％Ｍｇ）がある。

本発明により得られるフィン材の最終板厚は通常０．１
０〜０．２０ｍｍである。

（実施例） 次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。

実施例 下記第１表に示すＡ−Ｈの組成を持つ鋳塊（３０４ｍｍ
ｔＸ　Ｔｏ抛♂　ｘ　１６００＊、５を均質化処理した
後、面前しく一部は均質化処理させずに面前のみ）、Ａ
４３４３相当のＡｆｌ−７，５％Ｓｉの皮材をクラツド
率片面１２％で両面にクラッドした。

その後、第２表に示すように再加熱、熱間圧延、冷延、
焼鈍をおこない０．１２ｍｎ＋のフィン用プレージング
シートを作製した。詳細な加工方法を第２表に示す。ま
たこの加工方法Ｎｏ、３〜１５を第１図にプロットした
。図中数字は加工方法Ｎｏ、を示し、線で囲った範囲が
本発明の条件の範囲を示す。

上記のようにして得られたフィン材の耐高温座屈性及び
耐食性を試験した。この結果を第３表に示した。

（１）耐高温座屈性試験 合金Ａ−Ｅを芯材とした加工方法３〜１５により加工し
て得たフィン用プレージングシートから幅２２ｍｍ長さ
６０ｍｍの試料（２１）を作成し、これを第２図（イ）
（ロ）のように台（２２）上に固定具（２３）を用いて
ｔ×２２ｗ×５０４を片持ちで保持し、６１０℃、１０
分間大気中で加熱する。第２図（ハ）に示す加熱後の垂
下量の大小で耐高温座屈性を評価する。この評価法にお
いて、垂下量が１５ｍｍ以下であれば実際のコンデンサ
ーを組みたて、ブレージングをした際に問題がないこと
を確認した。

したがって垂下量１５ｍｍ以下を合格と判定する。

（２）フィン材の耐孔食性試験 第３図に示すようにフィン材（３１）をコルゲート加工
した後、両側に０．８ｔＸ２０ｗ　Ｘ１００”のＡ３０
０３板（３２）を非腐食性フラックスブレージング法で
ろう付けした。

この試片を塩水噴霧（ＪＩＳＺ、２３７１に準じる）４
０００ｈｒのテストを行いＡ３００３仮に生じた孔食を
調べた。

（発明の効果） 本発明によって、従来より一段と耐高温座屈性を向上さ
せることができ、よりフィン材の薄肉化が可能となる。

したがって本発明方法によれば非腐食性フラックスブレ
ージングおよびキャリアーガスブレージングに適するフ
ィン用アルミニウム薄板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法においてとられる冷間圧量率の範囲
の説明図であり、第２図（イ）、（ロ）、（ハ）はフィ
ン材の耐座屈性の試験方法の説明図、第３図はフィン材
の耐孔食性試験の説明図である。 特許出願人　古河アルミニウム工業株式会社Ｒ２（％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　Ｍｎ０．６〜２．０％、Ｆｅ０．３％以下、Ｓｉ０．
   ６％以下、Ｚｎ０．５〜２．０％、残部Ａｌ（以上、ｗ
   ｔ％）からなるアルミニウム合金を芯材とし、Ａｌ−Ｓ
   ｉ系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材を皮材とした合
   せ材を熱間圧延及び冷間圧延加工するに当り、 （イ）加熱処理あるいは均質化処理を施した合せ材に、 （ロ）熱間圧延以降の工程で２回の中間焼鈍を行い、 （ハ）最後から２番目の中間焼鈍から最終の中間焼鈍ま
   での冷間圧延率Ｒ＿１（％）と最終の中間焼鈍から最終
   板厚までの冷間圧量率 Ｒ＿２（％）が １０≦Ｒ＿１≦９０、１０≦Ｒ＿２≦６０）、３０≦Ｒ
   ＿１＋Ｒ＿２及びＲ＿１−Ｒ＿２≦６０の関係を満足す
   るよう冷間圧延を行う、 ことを特徴とするブレージング用アルミニウム薄板の製
   造方法。