JPH03126835A - アルミニウム熱交換器用高強度管継手 - 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〕 この発明は、高強度を有し、薄肉化および小型化を可能
とするアルミニウム熱交換器の管継手に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

一般に、アルミニウム熱交換器は、いずれもＡｇまたは
Ａｐ金合金構成されたフィン材、ヘッダープレート材、
管材、および管継手などの構造部材を所定形状に組立て
、ろう付けして一体化することにより製造されており、
特にこれら構造部材のうちの管継手としては、構造的に
高強度が要求されることから、例えば特開昭０３−１１
８０４ｔ３号公報に記載される通りの、重量％で（以下
％は重量％を示す）、 Ｚｎ：３〜４．５％、　　　　　Ｍｇ：０．５〜１．５
％、Ｚｒ：０．０５〜０．２％、　　　Ｍ　ｎ　：　０
　、２〜０　、７％、Ｓ　１：０．２〜０．７％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｃｒ：ｏ、０５〜０．３％、　　Ｔ１：０．０５〜０．
２％、Ｖ　：０．０５〜０．２％、　　Ｃｕ：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Ａ４７合金、 などが用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、近年のアルミニウム熱交換器の小型化、高性能化
、および汎用化に伴い、上記の構造部材にも、薄肉化お
よび小型化が要求される傾向にあり、特にこれらのうち
の管継手に対する強度の要求は厳しく、しかし、上記の
従来Ａｊ７合金製管継手では、これらの要求に十分対応
することができないのが現状である。

〔課題を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、上述のような観点から、高強度
を有するアルミニウム熱交換器の管継手を開発すべく研
究を行なった結果、アルミニウム熱交換器の管継手を、 Ｚ　ｎ：　３〜５％、　　　　Ｍｇ：０．１５〜０．５
〜０．５％未満、Ｍｎ：ＯＪ　〜１．２％、　　　Ｓ　
１：０．３〜０．９％、Ｃｕ：０．１５〜０．５〜０．
４５％、を含有し、さらに必要に応じて、 Ｔｉ：０．０１〜０．１％、　　Ｚ　ｒ：０．ｏｆ　〜
０．１５％、のうちの１８ｉまたは２種、 を含有し、残りがＡＩと不可避不純物からなる組成を有
するＡｌ合金で構成すると、このＡｆ！合金は高強度を
もつことから、上記管継手の薄肉化および小型化が可能
になるという研究結果を得たのである。

この発明は、上記研究結果にもとづいてなされたもので
あって、以下に管継手を構成するＡ２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）ＺｎおよびＭｇ これらの成分には、共存した状態で、強度を向上させる
作用があり、この強度向上はろう付は後室温保持の時効
硬化処理で得られるようになるが、その含有量がＺｎ：
　３％未満でも、またＭｇ　：　０．１５％未満でも所
望の高強度が得られず、一方その含有量がＺｎについて
は、５％を越えても、より一層の強度向上効果が得られ
ないばかりでなく、耐孔食性が低下するようになり、ま
たＭｇについては、０．５％以上になると、ろう付は性
に悪影響を及ぼすようになることから、その含有量を、
それぞれＺｎ：３〜５％、Ｍｇ：０．１５〜０．５％未
満と定めた。

（ｂ）ＭｎおよびＳｌ これらの成分には、特にろう付は時に、ろう付は加熱温
度である約６００℃で、素地中にＡｇ−Ｍｎ−５ｌ系化
合物として微細均一に分散析出し、もって強度を向上さ
せる作用があるが、その含有量がＭｎ：０．８％未満で
も、またＳ　Ｉ　：　０．３％未満でも十分なＡｊｌ　
−Ｍｎ　−Ｓｌ系化１合物の形成が行なわれず、したが
って高強度を確保することができず、一方その含有量が
Ｍｎ：１．２％およびＳ　１　：　０．９％を越えても
一層の強度向上効果が得られないばかりでなく、Ｍｎに
ついては押出加工性が低下し、またＳｌについては、ろ
う付は時に管継手自体が溶融し易くなることから、その
含有量を、それぞれＭｎ　：　０．８〜１．２％、Ｓｌ
：０．３〜０．９％と定めた。

（ｃ）　　Ｃｕ Ｃｕ成分には、素地に固溶して、耐孔食性を一段と向上
させる作用があるが、その含有量が０．１５％未満では
所望の耐孔食性向上効果が得られず、一方その含有量が
０．・４５％を越えると、ろう付は時に管継手自体が溶
融し易くなるばかりでなく、押出加工性が低下するよう
になることから、その含有量を０．１５〜０．４５％と
定めた。

（ｄ）ＴＩおよびＺｒ これらの成分には、いずれも鋳造組織を微細化して押出
加工性をより一層向上させる作用があるので、必要に応
じて含有されるが、その含有量がそれぞれＴｉ：０．０
１％未満およびＺｒ：０．０１％未満では所望の押出加
工性向上効果が得られず、−方その含有量が、それぞれ
Ｔ１：０．１％およびＺｒ；０．１５％を越えると押出
加工性に急激な劣化傾向が現われるようになることから
、その含有量を、それぞれＴ　Ｉ　：　０．０１〜０．
１％、Ｚ　ｒ　：　０．０１〜０．１５％と定めた。

〔実　施　例〕

つぎに、この発明のＡｆｆ合金製管継手を実施例により
具体的に説明する。

通常の溶鯉法によりそれぞれ第１表に示される成分組成
をもったＡＪＩＩ合金溶湯を調製し、鋳造して直径：　
２００ｍｍのビレットとし、これらのビレットに、温度
：５３０℃に８時間保持の条件で均質化処理を施した後
、５００℃の温度で熱間押出加工を施すことにより断面
が一辺長さ：１５ｍｍの６角形形状を有する本発明管継
手素材１〜２０および比較管継手素材１〜６をそれぞれ
製造した。

なお、比較管継手素材１〜６は、これを構成するＡ２合
金の構成成分のうちのいずれかの成分含有量（第１表に
※印を付す）がこの発明の範囲から外れたものである。

また、上記の各種の管継手素材は、いずれも不可避不純
物として、Ｆｅ：０．５％以下、Ｃｕ：ｏ、０５％以下
、Ｍｇ：０．０５％以下、Ｚ　ｎ：０．０５％以下、お
よびＳ　１：０．２％以下を含有するものであった。

ついで、上記の各種管継手素材から、強度を評価する目
的で、断面：５＋ｚｍ×５ｍｍ、長さ：５０ｍの寸法を
もった抗折力測定用試験片、並びに耐孔食性を評価する
目的で、断面：　１５ｍｍ　Ｘ　２８ｍｍ、長さニア０
ｍ＋＊の寸法をもった腐食試験用試験片をそれぞれ切出
し、これらの試験片に、ろう付けと同じ条件、すなわち
Ｎ２ガス雰囲気中、温度：６００’Ｃに５分間保持の条
件で加熱処理を施し、以後室温に５日間保持の時効硬化
処理を施した状態で、それぞれの試験に供した。

なお、腐食試験は、 （ａ）　　０．ｌｐｐｍのＣｕ２＋イオン含有の温度：
　４０”Ｃの水道水中に３０日間浸漬の水道水浸漬試験
、（ｂ）　　１０１００ｐｐ　ＣＩＩ−１ｌｌ−１１０
０１）ｐ　Ｓ　０２−．１１００ｐｐのＨＣＯ３７、お
よび０．ｌｐｐｍのＣｕ２＋の各イオン含有の温度＝４
０℃の水溶液中に３０日間浸漬の溶液浸漬試験、 について行ない、試験後の最大孔食深さを測定した。こ
れらの測定結果を第１表に示した。

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から、本発明管継手素材１〜２０
は、いずれも純度、９９．９９％の純ＡＩＩで構成され
たそれが同じ状態で、抗折カニ８．５ｋｇ／−を示すの
に比して、高強度を有し、かつ耐孔食性も良好であるの
に対して、比較管継手素材１〜６に見られるように、こ
れを構成するＡｌ合金のうちのいずれかの成分含有量が
この発明の範囲から外れると強度および耐孔食性のうち
の少なくともいずれかの特性が劣ったものになることが
明らかである。

上述のように、この発明のアルミニウム熱交換器の管継
手は、特に高強度を有するＡｆｉ合金で構成されている
ので、これの薄肉化および小型化が可能となるなど工業
上有用な特性を有するのである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｚｎ：３〜５％、Ｍｇ：０．１５〜０．５％未満
   、Ｍｎ：０．８〜１．２％、Ｓｉ：０．３〜０．９％、
   Ｃｕ：０．１５〜０．４５％、 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合金で構成したことを特徴とす
   るアルミニウム熱交換器高強度管継手。
2. （２）Ｚｎ：３〜５％、Ｍｇ：０．１５〜０．５％未満
   、Ｍｎ：０．８〜１．２％、Ｓｉ：０．３〜０．９％、
   Ｃｕ：０．１５〜０．４５％、 を含有し、さらに、 Ｔｉ：０．０１〜０．１％、Ｚｒ：０．０１〜０．１５
   ％、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合金で構成したことを特徴とす
   るアルミニウム熱交換器用高強度管継手。