JPH029100B2

JPH029100B2 -

Info

Publication number: JPH029100B2
Application number: JP57054257A
Authority: JP
Inventors: Ken Toma; Masanao Iida; Isao Takeuchi
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1982-04-01
Filing date: 1982-04-01
Publication date: 1990-02-28
Also published as: JPS58171546A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、フイン材と管材とをろう付けする
ことにより熱交換器を製造するに際して、フイン
材として使用した場合に、ろう付け時の加熱に対
してすぐれた耐垂下性を示すと共に、ろう付け後
の管材に対する犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器
フイン材に関するものである。従来、一般に、例えば自動車のラジエータや、
空調器機などには、Al合金製熱交換器が広く使
用されている。この熱交換器は、例えばAl−Mn
−Zr合金の冷延板からなるフイン材、あるいは
この合金を芯材とし、この芯材の片面または両面
にAl−Si系合金のろう材をクラツドしてブレー
ジングシートとしてなるフイン材を用い、前者の
フイン材に対しては、例えばAl−Mn系合金を芯
材とし、この芯材の表側片面にAl−Si系合金の
ろう材をクラツドしてブレージングシートとして
なる管材を組合せ、一方後者のフイン材に対して
はAl−Mn系合金の管材をそれぞれ組合せ、真空
中あるいは不活性ガス中でフラツクスなしでろう
付けするか、大気中でフラツクスを用いてろう付
けすることによつて製造されている。したがつ
て、フイン材には、ろう付け時におけるろう材の
溶融温度以上の高温加熱に対して変形しない十分
な耐垂下性をもつことが要求され、かつろう付け
後においては、管材に対して満足する犠牲陽極効
果を発揮することが要求されるが、上記従来Al
−Mn−Zr合金で構成されるフイン材を含め、数
多く提案されている従来Al合金で構成されるフ
イン材は、耐垂下性および犠牲陽極効果の両特性
を十分満足する程度に具備したものではないのが
現状である。本発明者等は、上述のような観点から、耐垂下
性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フイン
材を得べく研究を行なつた結果、重量％で（以下
％は重量％を示す）、 Si：0.1〜0.9％、Zr：0.02〜0.2％、Sn：0.1〜
0.2％、を含有し、さらに必要に応じて、 Zn：0.1〜1.5％、Mn：0.1〜0.9％、Cr：0.05〜
0.3％、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合金の冷延板、またはこのAl合金
を芯材とし、この芯材の片面または両面にAl−
Si系合金のろう材をクラツドしてなるブレージン
グシートで構成された熱交換器フイン材は、ろう
付け時の高温加熱に対してすぐれた耐垂下性を示
し、さらにろう付け後の熱交換器における管材に
対してすぐれた犠牲陽極効果を発揮するという知
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
のであつて、以下に、フイン材を構成するAl合
金の成分組成を上記の通りに限定した理由を説明
する。 (a) Zr Zr成分には、Alと結合してAl−Zr化合物を
形成し、これが素地中に微細にして均一に分散
析出して合金の再結晶温度を著しく上昇させ、
この結果ろう付け加熱時に再結晶粒が粗大化す
ることになり、これによつてろう付け時の耐垂
下性が著しく向上するようになる作用がある
が、その含有量が0.02％未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方0.2％を越えて含有
させてもより一層の向上効果は現われず、むし
ろ溶解鋳造時に巨大晶を形成し易くなつて加工
性が損なわれるようになることから、その含有
量を0.02〜0.2％と定めた。 (b) Si Si成分には、Al−Zr化合物の析出を促進し、
もつてZr成分による耐垂下性向上効果を十分
に発揮させる作用があるが、その含有量が0.1
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、
一方0.9％を越えて含有させると、フイン材自
体が電気化学的に貴になつて、管材に対する犠
牲陽極効果が劣化するようになることから、そ
の含有量を0.1〜0.9％と定めた。 (c) Sn Sn成分には、素地に固溶してフイン材を電
気化学的に卑にし、もつて管材に対して十分な
犠牲陽極効果を発揮させる作用があるが、その
含有量が0.1％未満では所望の犠牲陽極効果を
確保することができず、一方0.2％を越えて含
有させると、フイン材の軟化点が低下し、耐垂
下性が著しく劣化するようになることから、そ
の含有量を0.1〜0.2％と定めた。 (d) Zn Zz成分には、Sn成分との共在においてフイ
ン材を電気化学的に卑にし、もつて犠牲陽極効
果を促進せしめる作用があるので、特により一
層の犠牲陽極効果を必要とする場合に必要に応
じて含有されるが、その含有量が0.1％未満で
は所望の向上効果が得られず、一方1.5％を越
えて含有させると、犠牲陽極効果が促進されす
ぎてしまつて、フイン材自体の腐食量が増大す
るようになるばかりでなく、特に真空ろう付け
時において、Znの蒸発量が多くなりすぎ、炉
汚染の原因ともなることから、その含有量を
0.1〜1.5％と定めた。 (e) MnおよびCr これらの成分には、Al−Mn−Si化合物およ
びAl−Cr化合物を形成し、Zrと同様に素地中
に微細に分散析出して、ろう付け加熱時に再結
晶粒の粗大化を促進させてフイン材の耐垂下性
をより一段と向上させる作用があるので、特に
より一層の耐垂下性が要求される場合に必要に
応じて含有されるが、その含有量がそれぞれ
Mn：0.1％未満およびCr：0.05％未満では所望
の耐垂下性向上効果が得られず、一方それぞれ
Mn：0.9％およびCr：0.3％を越えて含有させ
ると、フイン材が電気化学的に貴になる傾向が
現われ、犠牲陽極効果が損なわれるようになる
ことから、その含有量を、それぞれMn：0.1〜
0.9％、Cr：0.05〜0.3％と定めた。つぎに、この発明の熱交換器フイン材を実施例
により具体的に説明する。通常の溶解法により、それぞれ第１表に示され
る最終成分組成をもつた本発明フイン材用Al合
金１〜18、構成成分のうちのいずれかの成分を合
金成分として含有しない組成を有する比較フイン
材用Al合金１〜３、管材用Al合金、およびろう
材用Al合金を溶製し、鋳造して鋳塊とし、本発
明フイン材用Al合金以外の鋳塊には均質化処理
を施した。なお、第１表には表示を省略したが、
これらAl合金は、いずれも不可避不純物として、
Si：0.02％以下、Mn：0.01％以下、Mg：0.01％
以下、Cu：0.03％以下、Zn：0.02％以下、Fe：
0.41％以下、Cr：0.01％以下、およびZr：0.01％
以下を含有するものであつた。ついで、これらのAl合金鋳塊について、フイ
ン材用および管材用Al合金鋳塊は、熱間圧延に
より板厚：８mmの熱延板とし、またろう材用Al
合金鋳塊も同様に熱間圧延により板厚：５mmの熱
延板とした。さらに前記ろう材用Al合金の熱延
板には冷間圧延を施して板厚：１mmの冷延板

【表】とし、前記フイン材用および管材用Al合金の熱
延板の一部にも冷間圧延を施して、フイン材用
Al合金の熱延板からは板厚：0.5mmおよび0.16mm
を有する冷延板からなる本発明冷延板フイン材１
〜18、および比較冷延板フイン材１〜３をそれぞ
れ製造した。また、管材用Al合金の熱延板は板厚：１mmの
冷延板管材とした。なお、上記各種の冷延板フイン材の製造に際し
ては、昇温速度：２℃／mm、保持温度：370℃、
保持時間：２時間の条件で中間焼鈍を施し、かつ
最終冷間圧延率を30％とした。また、上記の残りの板厚：８mmを有するフイン
材用および管材用Al合金の熱延板には、それぞ
れフイン材用のものには両面に、管材用のものに
は片面に上記の板厚：１mmを有するろう材用Al
合金の冷延板を重ね合わせ、熱間圧延を施しクラ
ツドして、いずれも板厚：３mmとし、さらにフイ
ン材用のものについては、上記の条件で適宜中間
焼鈍を施しながら冷間圧延を施し、最終冷間圧延
率：30％にて板厚：0.5mmおよび0.16mmを有する
本発明ブレージングシートフイン材１〜18、およ
び比較ブレージングシートフイン材１〜３をそれ
ぞれ製造した。また管材用のものについては同様
に板厚：１mmのブレージングシート管材とした。ついで、この結果得られたいずれも板厚：0.16
mmを有する各種の冷延板フイン材およびブレージ
ングシートフイン材について、幅：30mm×長さ：
140mmの寸法をもつた試験片を用い、この試験片
の長さ方向30mmを水平保持した状態で約10^-4torr
の真空中、温度：620℃に５分間保持した後の前
記試験片の先端部における垂下高さを測定する耐
垂下性試験を行ない、さらに犠牲陽極効果を評価
する目的で、１気圧の窒素ガス雰囲気中、温度：
620℃に５分間加熱した後、１規定濃度の食塩水
中での孔食発生電位を測定した。これらの測定結
果を第２表に合せて示した。第２表に示される結果から、本発明冷延板フイ
ン材１〜18および本発明ブレージングシート

【表】

【表】フイン材１〜18は、比較冷延板フイン材１〜３お
よび比較ブレージングシートフイン材１〜３に比
して、いずれもすぐれた耐垂下性を示し、ろう付
け時に“へたり”や変形の発生なく、良好なろう
付けが可能であることを示し、さらに電気化学的
に卑であり、すぐれた犠牲陽極効果を発揮し得る
ことが明らかである。さらに、いずれも0.5mmの板厚を有し、かつ
幅：30mm×長さ：50mmの寸法を有する上記の各種
の冷延板フイン材およびブレージングシートフイ
ン材を、第１図に斜視図で示されるように、１mm
の板厚を有し、かつ幅：40mm×長さ：50mmの寸法
を有する冷延板管材およびブレージングシート管
材の中心部に直立セツトした状態で、真空中およ
び１気圧の窒素ガス雰囲気中のいずれかにおい
て、温度：620℃に５分間保持してろう付けし、
引続いて1ppmのCuイオンを含有する温度：40℃
の水道水中に30日間浸漬の水道水浸漬試験、並び
に30日間のCASS試験をそれぞれ行ない、管材に
おける孔食数および最大孔食深さをそれぞれ測定
した。これらの腐食結果も第２表に示した。第２表に示される結果から、本発明冷延板フイ
ン材１〜18および本発明ブレージングシートフイ
ン材１〜18は、いずれも比較冷延板フイン材１〜
３および比較ブレージングシートフイン材１〜３
に比して管材をよく防食し、管材における局部腐
食の発生を抑制することが明らかである。上述のように、この発明の熱交換器フイン材
は、すぐれた耐垂下性および犠牲陽極効果を有す
るので、熱交換器製造におけるろう付け加熱時に
“へたり”や変形の発生が著しく抑制されること
から、良好なろう付けを行なうことができ、また
ろう付け後の熱交換器において、よく管材を防食
し、局部腐食の発生を抑制するなど工業上有用な
効果をもたらすのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は水道水浸漬試験およびCASS試験用試
験片の斜視図である。

Claims

【特許請求の範囲】１ Si：0.1〜0.9％、Zr：0.02〜0.2％、Sn：0.1〜
0.2％、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Al合金の冷延板から
なる耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交
換器フイン材。２ Si：0.1〜0.9％、Zr：0.02〜0.2％、Sn：0.1〜
0.2％、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Al合金の芯材の片面
または両面に、Al−Si系合金のろう材をクラツ
ドしてブレージングシートとしてなる耐垂下性お
よび犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フイン材。３ Si：0.1〜0.9％、Zr：0.02〜0.2％、Sn：0.1〜
0.2％、を含有し、さらに、 Zn：0.1〜1.5％、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Al合金の冷延板から
なる耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交
換器フイン材。４ Si：0.1〜0.9％、Zr：0.02〜0.2％、Sn：0.1〜
0.2％、を含有し、さらに、 Zn：0.1〜1.5％、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Al合金の芯材の片面
または両面に、Al−Si系合金のろう材をクラツ
ドしてブレージングシートとしてなる耐垂下性お
よび犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フイン材。５ Si：0.1〜0.9％、Zr：0.02〜0.2％、Sn：0.1〜
0.2％、を含有し、さらに、 Mn：0.1〜0.9％、Cr：0.05〜0.3％、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Al合金の冷延板から
なる耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交
換器フイン材。６ Si：0.1〜0.9％、Zr：0.02〜0.2％、Sn：0.1〜
0.2％、を含有し、さらに、 Mn：0.1〜0.9％、Cr：0.05〜0.3％、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Al合金の芯材の片面
または両面に、Al−Si系合金のろう材をクラツ
ドしてブレージングシートとしてなる耐垂下性お
よび犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フイン材。７ Si：0.1〜0.9％、Zr：0.02〜0.2％、Sn：0.1〜
0.2％、を含有し、 Zn：0.1〜1.5％、を含有し、さらに、 Mn：0.1〜0.9％、Cr：0.05〜0.3％、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Al合金の冷延板から
なる耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交
換器フイン材。８ Si：0.1〜0.9％、Zr：0.02〜0.2％、Sn：0.1〜
0.2％、を含有し、 Zn：0.1〜1.5％、を含有し、さらに、 Mn：0.1〜0.9％、Cr：0.05〜0.3％、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Al合金の芯材の片面
または両面に、Al−Si系合金のろう材をクラツ
ドしてブレージングシートとしてなる耐垂下性お
よび犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フイン材。