JPH03197652A

JPH03197652A - ろう付け用アルミニウム合金フィン材の製造方法

Info

Publication number: JPH03197652A
Application number: JP33690089A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Ishikawa; 石川　和徳
Original assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Current assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1989-12-26
Publication date: 1991-08-29

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〕本発明はろう付け用アルミニウム合金フィン材の製造方
法に関するもので、特に自動車用熱交換器、例えばラジ
ェーター、ドロンカップエバポレーターの製造において
、フィン加工性（コルゲート性）がよく、組付時やろう
付け加熱時のサグ量が少なく、ろう付け後の熱伝導性が
高いフィン材を堤供するものである。

〔従来の技術〕

自動車用ラジェーターは第２図に示すようにろう材を外
側にクラッドしたプレージングシートからなる偏平なチ
ューブ（２）とフィン（１１をろう付けにより接合した
もので、図において（３）はヘッダー、（４）は樹脂製
タンク、（５）はバッキングを示す。このような熱交換
器のフィン材にはＡｌ−Ｍｎ系の月８３００３合金にＺ
ｎ、、Ｓｎ、、Ｉｎ等を添加したＡｌ合金が使用され、
その厚さは一般に０．ＩＩ前後であり、コルゲート加工
やチューブ材との組付け等常温での加工に対し適度の強
度を有していることが必要である。従来のｊＳ　３００
３合金製フィン材ではＨＩＪ材で１４〜Ｉ　８　ｋｇ　
／−の引張強度を示す。

またフィン材はろう付け加熱時に６００℃の高温度にさ
らされるため、チューブ材や治具（鋼製）の拘束により
、最も薄いフィン材に変形が生じ、コア変形やろう付け
不具合を発生する場合があり、高強度と耐サグ性が必要
である。更に熱交換性能を確保するためには、熱伝導性
能も必要である。

また冷媒の通路を形成するチューブ材の外側（大気側）
からの腐食による貫通孔食発生を防止するため、フィン
材に犠牲作用を付与するＺｎ、Ｓｒ＋、Ｉｎ等の元素を
添加する場合もある。

このようなフィン材の製造は、常法により溶解鋳造後、
５６０〜６００℃で均質化処理を施し、熱間圧延、冷間
圧延、中間焼鈍、最終冷間圧延を施して行なわれる。最
終冷間圧延率は１５〜４０％である。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年自動車用熱交換器のコンパクト化、高性能化（高放
熱性）のニーズが強くなってきており、フィン材の薄肉
化、熱伝導性の向上が望まれている。

１１５３００３合金フィン材は強度上薄肉化の対応が可
能であるが、薄肉化に際してフィンの断面積の減少によ
り放熱性が減少し、熱伝導率の向上が必要となる。更に
Ｉｔ３３００３合金フィン材では添加されたＭ　ｎ　（
１，ｌｖ１％）の合金中への固溶により熱伝導性は導電
率で４０％ｌＡＣ３とＡｌ合金中下位に位置するところ
から、高性能化に支障をきたし、その使用には問題があ
る。

また純Ａｌ系のフィン材も一部で実用化されているもの
の、強度上の問題から板厚を若干厚目にして使用してい
るのが実情である。

〔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、Ｉｔｓ３００３合
金フィン材にかわり強度、熱伝導性能のバランスのとれ
たろう付け用アルミニウム合金フィン材の製造方法を開
発したものである。

即ち本発明製造法の一つは、Ｆｅｎ、３〜３．Ｏｖ１％
（以下Ｗ１％を％と略記）、Ｓｉ０．３％未満を含み、
残部Ａｌと不可避的不純物からなる合金を、５５０℃以
下の温度で均質化処理した後、熱間圧延を施し、続いて
冷間圧延を行なうにあたり、少なくとも１回の中間焼鈍
を施し、最後の中間焼鈍から最終板厚までに１５〜８５
％の圧延率で冷間圧延を行なうことを特徴とするもので
ある。

また本発明製造法の他の一つは、Ｆｅ０．３〜３．０％
、Ｓｉ０．３％未満を含み、更にＺｎ０．２〜３．０％
、　　Ｓｎ０．０１〜０．１％、　　Ｉ　ｎｏ、０１〜
０．１％の範囲内で何れか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合金を、５５０℃以下
の温度で均質化処理した後、熱間圧延を施し、続いて冷
間圧延を行なうにあたり、少なくとも１回の中間焼鈍を
施し、最後の中間焼鈍から最終板厚までに１５〜８５％
の圧延率で冷間圧延を行なうことを特徴とするものであ
る。

また本発明製造法の他の一つは、Ｆｅ０．３〜３．０％
、Ｓｉｎ、３％未満を含み、かつＺｒ０．０３〜０．３
％、　　Ｃｒｏ、０３〜０．３％、　Ｔ　ｉ　０．［１
３〜０．３％、Ｍｎ０．０３〜０．３％の範囲内で何れ
か１種又は２種以上を含み、残部Ａｌと不可避的不純物
からなる合金を、５５０℃以下の温度で均質化処理した
後、熱間圧延を施し、続いて冷間圧延を行なうにあたり
、少なくとも１回の中間焼鈍を施し、最後の中間焼鈍か
ら最終板厚までに１５〜８５％の圧延率で冷間圧延を行
なうことを特徴とするものである。

更に本発明製造法の他の一つは、Ｆｅ０．３〜３．０％
、Ｓｉ０．３％未満を含み、かっＺｒ０１０３〜０．３
％、　　Ｃｒｏ、０３〜０．３％、　Ｔ　ｉｏ、０３〜
０．３％、Ｍｎ０１０３〜０．３％の範囲内で何れか１
種又は２種以上を含み、更にＺｎ０．２〜３．０％。

Ｓｎ０．０１〜０．１％、　　Ｉ　ｎｏ、０１〜０．１
％の範囲内で何れか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合金を、５５０℃以下の温度
で均質化処理した後、熱間圧延を施し、続いて冷間圧延
を行なうにあたり、少なくとも１回の中間焼鈍を施し、
最後の中間焼鈍から最終板厚までに１５〜８５％の圧延
率で冷間圧延を行なうことを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明において合金組成を上記の如く限定したのは、次
の理由によるものである。

Ｆｅ含有量を０．３〜３．０％と限定したのは、Ｆｅは
Ａｌに対する固溶度が小さく、熱伝導性を低下させるこ
となく、強度を向上させることができるも、ＯＪ％未満
では効果がなく、３．０％を越えると効果が飽和する。

Ｓｉ含有量を０．３％未満と限定したのは、ＳｉはＡｌ
に不可避的不純物として含まれ、フィンの融点を低下さ
せるばかりか、ろう付け時の高温強度、耐サグ性を低下
し、熱伝導性を低下するため、０．３％未満に制限する
必要があるためである。

Ｚｒ０．０３〜ＯＪ％、　　Ｃｒ０．０３〜０．３％、
Ｔｉ０．０３〜０．３％、Ｍｎ０１０３〜０．３％の範
囲内で何れか１種又は２種以上を含有せしめるのは、こ
れ等は何れもフィンの強度、耐サグ性の向上に効果があ
り、グレンサイズを粗大として高温変形を防止するも、
下限未満では効果がなく、上限を越えると効果が飽和す
るばかりか、塑性加工性を低下し、かつ導電率（放熱性
）を低下するためである。

Ｚｎ　（１，２〜３．０％、　　Ｓｎ０．０１〜０．１
％、　　Ｉｎ０．０１〜０．１％の範囲内で何れか１種
又は２種以上をを含有せしめるのは、これ等は何れもフ
ィンを卑とし、犠牲陽極作用を増すも、下限未満では効
果がなく、上限を越えると効果が飽和するばかりか、フ
ィンの自己耐食性を低下するためである。

本発明製造方法において、上記組成の合金を５５０℃以
下の温度で均質化処理するのは、鋳塊の偏析を減少し、
固溶Ｆｅ、　　Ｓｉ、　　Ｚｒ、　　Ｃｒ。

Ｔｉ、Ｍｎを析出させるためで、５５Ｑ’Ｃを越えると
Ｆｅ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｎの析出物が粗大化
して、フィン材の耐サグ性、高温強度を低下する。尚均
質化処理温度は、５５０℃以下、４５０℃以上の範囲で
行なうことが望ましい。また処理時間は１〜２４時間が
望ましい。

次に均質化処理後、熱間圧延を施し、続いて冷間圧延を
行なうにあたり、少なくとも１回の中間焼鈍を施すのは
、３６０℃で２時間の焼鈍により材料を再結晶させるこ
とが可能で、フィン材の強度のバラツキも少なくするた
めである。

また最後の中間焼鈍から最終板厚までは、１５〜８５％
の圧延率で冷間圧延を行なうのは、フィン材に適度の強
度を与え、コルゲート性、コア組み時の座屈を防止する
と共に、ろう付け時の耐サグ性を改善するためである。

しかして最終の冷間圧延率が１５％未満ではろう付け加
熱時にフィン材の再結晶が完了せず、サグが顕著となり
、８５％を越えるとろう付け時の再結晶粒が微細となり
、高温強度が低下する。

〔実施例〕

以下本発明を実施例について説明する。

第１表に示す組成の合金を用い、次の工程によりペアフ
ィン材を製造した。常法により溶解して金型に鋳造した
後、両面を面側して第２表に示す均質化処理を施した後
、５００℃で熱間圧延して厚さ３．５閾の板材とし、続
いて冷間圧延と中間焼鈍を施し、しかる後第２表に示す
最終冷間圧延を行なって厚さ０．１ｍｍのフィン材とし
た。

上記フィン材を６００℃で１０分間大気中ろう付け加熱
し、引張強さと導電率を測定すると共に、第１図に示す
ように治具（６）によりフィン材（１）を５０ｍｍ突出
させて保持し、上記と同様の大気中ろう付け加熱を行な
い、該加熱によるサグ量を測定し、３個の平均値を求め
た。更に犠牲フィンとしての性質を比較するため、上記
フィン材をコルゲート加工し、板厚０．４ｍｍの電縫チ
ューブ（芯材用３３００３合金、外側用３４３４３合金
ろう材を１０％クラッド）と組み合せ、フッ化物系フラ
ックスを用いて６００℃で１０分のＮ２ガス中ろう付け
を行なってミニコアを作製し、これについてＣＡＳＳ試
験（１１８１１８６８１）を７２θ時間行ない、チュー
ブ材に発生するビット深さを焦点法魔法により測定した
。これ等の結果を第３表に示す。

第表第１表〜第３表から明らかなように、本発明例随１〜１
８によるフィン材はろう付け後の強度６．５ｋｇ／ｍｕ
以上、導電率５４％ｌＡＣ３以上、ろうけ時のサグ量２
２ｍｍ以下、ミニコアのチューブに発生するビット深さ
０．２２ｍｍ以下の特性を示し、従来例漱２７によるフ
ィン材（ＪＩＳ　３θ（１３＋１％Ｚｎ合金）と比較し
、強度、サグ度、ピット深さは同等なるも導電性（熱伝
導性）がはるかに優れていることが判る。

これに対し本発明のフィン材の組成範囲内の合金を用い
るも、製造条件が外れる比較例Ｎｉ１１９〜２１では耐
サグ量が大きく、製造条件が本発明の範囲内であっても
、フィン材の組成範囲が外れる比較例Ｎα２２〜２６で
は強度又は導電率が劣るか、或いは、フィンとして自己
腐食が大きく、早期にフィンとチューブの接合部が剥離
する。

以上ベアーフィン材の製造例について説明したが、ろう
材をクラッドしたフィン材の製造においても同様の特性
が得られる。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、従来の月３３００３合金か
らなるフィン材と純Ａｌからなるフィン材の両方の性能
、即ち強度、熱伝導性、ろう付け時の耐サグ性等をバラ
ンスよく有するフィン材の製造が可能となり、熱交換性
能の優れたコンパクトな熱交換器の製造が可能になる等
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図はフィンのザク試験を示す側面図、第２図は自動
車用ラジェーターの一例を一部切欠いて示す斜視図であ
る。１、フィン　　　　　２．偏平チューブ３、ヘッダー　
　　　４．樹脂製タンク５、バッキング　　　６．治具第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｆｅ０．３〜３．０ｗｔ％、Ｓｉ０．３ｗｔ％未
満を含み、残部Ａｌと不可避的不純物からなる合金を、
５５０℃以下の温度で均質化処理した後、熱間圧延を施
し、続いて冷間圧延を行なうにあたり、少なくとも１回
の中間焼鈍を施し、最後の中間焼鈍から最終板厚までに
１５〜８５％の圧延率で冷間圧延を行なうことを特徴と
するろう付け用アルミニウム合金フィン材の製造方法。
（２）Ｆｅ０．３〜３．０ｗｔ％、Ｓｉ０．３ｗｔ％未
満を含み、更にＺｎ０．２〜３．０ｗｔ％、Ｓｎ０．０
１〜０．１ｗｔ％、Ｉｎ０．０１〜０．１ｗｔ％の範囲
内で何れか１種又は２種以上を含み、残部Ａｌと不可避
的不純物からなる合金を、５５０℃以下の温度で均質化
処理した後、熱間圧延を施し、続いて冷間圧延を行なう
にあたり、少なくとも１回の中間焼鈍を施し、最後の中
間焼鈍から最終板厚までに１５〜８５％の圧延率で冷間
圧延行なうことを特徴とするろう付け用アルミニウム合
金フィン材の製造方法。
（３）Ｆｅ０．３〜３．０ｗｔ％、Ｓｉ０．３ｗｔ％未
満を含み、かつＺｒ０．０３〜０．３ｗｔ％、Ｃｒ０．
０３〜０．３ｗｔ％、Ｔｉ０．０３〜０．３ｗｔ％、Ｍ
ｎ０．０３〜０．３ｗｔ％の範囲内で何れか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合金
を、５５０℃以下の温度で均質化処理した後、熱間圧延
を施し、続いて冷間圧延を行なうにあたり、少なくとも
１回の中間焼鈍を施し、最後の中間焼鈍から最終板厚ま
でに１５〜８５％の圧延率で冷間圧延行なうことを特徴
とするろう付け用アルミニウム合金フィン材の製造方法
。
（４）Ｆｅ０．３〜３．０ｗｔ％、Ｓｉ０．３ｗｔ％未
満を含み、かつＺｒ０．０３〜０．３ｗｔ％、Ｃｒ０．
０３〜０．３ｗｔ％、Ｔｉ０．０３〜０．３ｗｔ％、Ｍ
ｎ０．０３〜０．３ｗｔ％の範囲内で何れか１種又は２
種以上を含み、更にＺｎ０．２〜３．０ｗｔ％、Ｓｎ０
．０１〜０．１ｗｔ％、Ｉｎ０．０１〜０．１ｗｔ％の
範囲内で何れか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合金を、５５０℃以下の温度で均
質化処理した後、熱間圧延を施し、続いて冷間圧延を行
なうにあたり、少なくとも１回の中間焼鈍を施し、最後
の中間焼鈍から最終板厚までに１５〜８５％の圧延率で
冷間圧延行なうことを特徴とするろう付け用アルミニウ
ム合金フィン材の製造方法。