JPH0382729A - ろう付け後熱伝導度および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材用アルミニウム合金 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、ラジェータやカーエアコンなどのようにフィ
ンと作動流体通路構成材料とがろう付により接合される
熱交換器のフィン材用アルミニウム合金に関し、特にろ
う付け後の熱伝導度が高く、犠牲陽極効果にすぐれたフ
ィン材用アルミニウム合金に関する。

〔従来の技術〕

自動車などのラジェータ、エアコン、インタークーラや
オイルクーラなどの熱交換器においては、Ａｌ−Ｃｕ系
合金、Ａ　ｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金な
どの作動流体通路構成材料と、アルミニウム合金のフィ
ン材とがろう付けにより組立てられている。そして、フ
ィン材には、作動流体通路構成材料を防食するために犠
牲陽極効果が要求され、又、ろう付け時に高温加熱によ
って変形したり、ろうが侵食したりしないように優れた
耐高温座屈性が要求される。ろう付け時の変形やろうの
侵食を防ぐにはＭｎの添加が有効であり、フィン材には
３００３合金や３２０３合金などのＡ　Ｉ　−Ｍｎ系合
金が用いられる。そして、犠牲陽極効果を付与するため
には、Ａｌ−Ｍｎ合金にＺｎＳＳｎ、Ｉｎなどを添加し
て電気化学的に卑にする方法（例えば特開昭６２−１２
０４５５号公報参照）が、また、耐高温座屈性（耐高温
サグ性）をさらに向上させるためには、Ｃ「、Ｔｌ　ｓ
　Ｚ　ｒなどを添加する方法（例えば特開昭５０−１１
８９１９号公報参照）が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、近年、熱交換器の軽量化、コストの低減など
の要求が強く、これに対応するためには熱交換器の構成
材料（作動流体通路構成材やフィン材など）を薄肉化す
ることが必要となっている。しかしフィン材を薄肉化す
ると伝熱断面積が小さくなるために、熱交換性能に支障
をきたすという問題が生じている。

この問題を解消するためには、ろう付け後のフィン材の
熱伝導度を高めることが有効であるが、Ａ　ｌ−Ｍｎ系
合金の場合、ろう付け時に高温でＭｎが固溶するため、
熱伝導度の低下が著しい。また、熱伝導度を高めるため
に、純アルミニウム（１０５０，１０７０など）にＺｎ
ｓ　Ｓｎ。

ＩｎあるいはＣｒ、Ｔｉ、Ｚｒなどを添加したフィン材
を使用する試みも行なわれているが、この場合、熱伝導
度は高いもののろう付け後の強度が低いためにフィン倒
れが生じやすく、問題の根本的な解決にはなっていない
。

本発明はこの点を根本的に解決せんとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、種々のアルミニウム合金について検討を
行い、従来のＡ　Ｉ　−Ｍｎ系合金に比べてろう付け後
の強度を大幅に低下させることなく、熱伝導度が大幅に
向上し、犠牲陽極効果および耐高温座屈性にすぐれたフ
ィン材用アルミニウム合金を見出し、本発明を完成した
。

すなわち、本発明は、Ｆ　ｅ　：　　０．８〜１．８％
、Ｚ　ｒ　：　０．０５〜０．２０％、Ｚ　ｎ　：　　
０．３〜２．０％を含有し、残部ＡＩおよび不可避的不
純物からなることを特徴とするろう付け後熱伝導度およ
び犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材用アルミニ
ウム合金である。

本発明における各成分の限定理由はつぎのとおりである
。

Ｆｅ：Ｆｅは合金の強度すなわちろう付け前のフィン材
の強度とともにろう付け後の強度を向上させる。本発明
合金はＭｎを含まないために、強度向上のためには、０
．８％以上のＦｅが必要である。Ｆｅが多いほど強度が
向上し、１，０％以上が望ましい。一方１．８％を超え
ると鋳造時に粗大な晶出物が生成し、板材の製造が困難
になる。

Ｚｒ：Ｚｒは耐高温座屈性を向上させる。下限未満では
効果が十分でなく、上限を越えるとろう付換の熱伝導度
が低下する。

Ｚｎ　：　Ｚｎはフィン材の電位を卑にし、犠牲陽極効
果を付与する。下限未満では効果が十分でなく、上限を
越えると効果が飽和するばかりでなく、自己耐食性が劣
化する。

その他の元素では、本発明合金の効果を損わない範囲で
、Ｓｔ、Ｍｎ５Ｍｇ、Ｃｒ５Ｔｉなどを含んでもよい。

ただし、いずれも含有量が多くなると熱伝導度が低下す
るので、Ｓｉは０．８％以下、Ｍｎは０．１％以下、Ｍ
ｇは０．２％以下、Ｃｒは０，０５％以下、Ｔｉは０．
０５％以下にすることが望ましい。Ｍｇは、フッ化物フ
ラックスろう付けを行う場合にはフラックスと反応する
ので更に低く、すなわち０．１％以下に抑えることが望
ましい。ＴＬは鋳造時の結晶微細化のために合金元素と
して添加してもよいし、ＡＩ−Ｔｉ−Ｂ微細化剤として
添加してもよいが、上記の範囲内に抑えることが望まし
い。

［実施例］ 第１表に示す１３種の合金を溶解・鋳造し、均質化処理
、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍および仕上げ冷間圧延
を行い、０．０７＋ａａ＋厚さのフィン材を得た。次に
、ろう付け時と同様に窒素ガス中で６００℃×３分間の
加熱を行った後、引張試験、電気伝導度測定を行い、ｐ
Ｈ８に調整した３％ＮａＣ１水溶液中に８時間浸漬後、
自然電極電位を測定した。なお、一般に金属の熱伝導度
と電気伝導度は比例関係にあるので、ここでは、熱伝導
度に代えて電気伝導度（２５℃において）を測定したも
のである。

また、フィン材にコルゲート加工を施し、３００３を芯
材とし４０４５を皮材（ろう材）とするブレート材の上
に乗せて、弗化物フラックスろう付けを行い、ろう付け
性を調べた。そして、フィンとプレートの接合部につい
てＣＡＳＳ試験（ＪＩＳ　　ＤＯ２０１）を１ケ月間行
い、プレートの最大腐食深さを調べ、フィンの腐食状況
を観察した。

結果を第１表に併記する。

本発明例Ｎ　ｏ、　１〜５は引張強さが７．εｋｇｆ／
ｌｌｌｍ２以上と高く、電気伝導度も５１％以上と高い
。又、ろう付け性も良好であり、自然電極電位も一８０
０ＩＩＶｖｓＳＣＥ以下と卑であって、プレート材の最
大腐食深さを０．０４〜０．０６＋ｚｍと小さくしてお
り、犠牲陽極効果に優れている。比較例Ｎｏ、６はＦｅ
が少ないため引張強さが低い。

Ｎ　ｏ、　７はＦｅが多いために健全なフィン材が得ら
れておらず、又、引張強さも飽和傾向にあって、Ｆｅを
増やした効果が見られない。Ｎｏ、８は２「が少ないた
めにろう付け時にフィン材中にろうの侵食が生じ、フィ
ンが座屈している。

Ｎｏ、９はＺｒが多いために電気伝導度が低い。

Ｎ　ｏ、１０はＺｎが少ないために自然電極電位が一７
２０ａＶ　ｖｓＳ　ＣＥと貴であり、プレート材の最大
腐食深さも０．４０ａｖと大きく、犠牲陽極効果が十分
でない。Ｎｏ、１１はＺｎが多いためにフィン材の自己
耐食性が劣り、フィンの消耗が顕著である。

Ｎｏ、１２は従来フィンとして使用されてきたＭｎ、Ｃ
ｕを添加したＪ　Ｉ　Ｓ　３００３合金の場合であり、
電気伝導度が３８％ｌＡＣ３と低く熱伝導度が低いもの
である。又自然電極電位が−７００−ＶｖｓＳＣＥと責
であり、プレート材の最大腐食深さも０．４５１１１ｉ
大きく、犠牲陽極効果が十分でない。Ｎｏ、Ｉ３は３０
０３合金にＺｎを１．５％添加したものであるが、電気
伝導度が３８％ＩＡＣＳと低い。また、自然電極電位が
一７３０ＩＩＶ　ＶＳＳ　ＣＥと貴であり、最大腐食深
さも０．１０ａ＋ａとやや多くなった。

［発明の効果］ 本発明によると、熱伝導度、犠牲陽極効果、耐高温座屈
性、強度に優れたフィン材が提供でき、フィン材の薄肉
化が可能となり、熱交換器の軽量化、低コスト化に寄与
する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｆｅ：０．８〜１．８％（重量％、以下同じ）、Ｚｒ：
   ０．０５〜０．２０％、Ｚｎ：０．３〜２．０％を含有
   し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなることを特徴
   とするろう付け後熱伝導度および犠牲陽極効果に優れた
   熱交換器フィン材用アルミニウム合金。