JPH05311304A - アルミニウム熱交換器の高強度Ａｌ合金製フィン材 - Google Patents
アルミニウム熱交換器の高強度Ａｌ合金製フィン材Info
- Publication number
- JPH05311304A JPH05311304A JP14638392A JP14638392A JPH05311304A JP H05311304 A JPH05311304 A JP H05311304A JP 14638392 A JP14638392 A JP 14638392A JP 14638392 A JP14638392 A JP 14638392A JP H05311304 A JPH05311304 A JP H05311304A
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- Japan
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- alloy
- heat exchanger
- fin material
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- aluminum heat
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ａｌ熱交換器の構造部材であるフィン材の常
温および高温強度を向上させる。 【構成】 Ａｌ熱交換器のフィン材が、重量％で、Ｍ
ｇ：０．３〜１．５％、Ｓｉ：０．８％超〜１．３％、
Ｍｎ：０．７〜１．５％、Ｚｒ：０．０５〜０．２％、
Ｆｅ：０．３５〜１．５％、Ｃｒ：０．０５〜０．３
％、Ｉｎ：０．００５〜０．０６％、Ｚｎ：０．０５〜
１．５％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合金からなる。
温および高温強度を向上させる。 【構成】 Ａｌ熱交換器のフィン材が、重量％で、Ｍ
ｇ：０．３〜１．５％、Ｓｉ：０．８％超〜１．３％、
Ｍｎ：０．７〜１．５％、Ｚｒ：０．０５〜０．２％、
Ｆｅ：０．３５〜１．５％、Ｃｒ：０．０５〜０．３
％、Ｉｎ：０．００５〜０．０６％、Ｚｎ：０．０５〜
１．５％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合金からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高強度を有し、した
がって薄肉化が可能なアルミニウム熱交換器のＡｌ合金
製フィン材に関するものである。
がって薄肉化が可能なアルミニウム熱交換器のＡｌ合金
製フィン材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に、自動車のラジエータやエ
アコンなどとして広く用いられているアルミニウム（Ａ
ｌ）熱交換器が、例えばＡｌ−Ｍｎ系合金の管材、ある
いはＡｌ−Ｍｎ系合金を芯材とし、その外面にＡＡ規格
４０００番代のＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材をクラッドし
てブレージングシートとしてなる管材と、同じくＡｌ−
Ｍｎ系合金のフィン材、あるいは前記ろう材をクラッド
してブレージングシートとなるフィン材を所定形状に組
立て、この組立て体に真空中、所定温度に加熱の真空ろ
う付け処理を施すことにより製造されることは良く知ら
れるところである。また、上記Ａｌ熱交換器のフィン材
として多数の高強度Ａｌ合金が用いられていることも知
られている。
アコンなどとして広く用いられているアルミニウム（Ａ
ｌ）熱交換器が、例えばＡｌ−Ｍｎ系合金の管材、ある
いはＡｌ−Ｍｎ系合金を芯材とし、その外面にＡＡ規格
４０００番代のＡｌ−Ｓｉ系合金のろう材をクラッドし
てブレージングシートとしてなる管材と、同じくＡｌ−
Ｍｎ系合金のフィン材、あるいは前記ろう材をクラッド
してブレージングシートとなるフィン材を所定形状に組
立て、この組立て体に真空中、所定温度に加熱の真空ろ
う付け処理を施すことにより製造されることは良く知ら
れるところである。また、上記Ａｌ熱交換器のフィン材
として多数の高強度Ａｌ合金が用いられていることも知
られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年のＡｌ熱交
換器の軽量化および小型化に対する要求は厳しく、これ
に伴ないこれの構造部材であるフィン材には薄肉化が強
く要求されるが、従来の高強度Ａｌ合金では強度が十分
でないために、これらの要求に満足に対応することがで
きない。
換器の軽量化および小型化に対する要求は厳しく、これ
に伴ないこれの構造部材であるフィン材には薄肉化が強
く要求されるが、従来の高強度Ａｌ合金では強度が十分
でないために、これらの要求に満足に対応することがで
きない。
【０００４】
【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、Ａｌ熱交換器の構造部材である
フィン材の薄肉化を可能ならしめる高強度Ａｌ合金の開
発を行なった結果、重量％で（以下、％は重量％を示
す）、Ｍｇ：０．３〜１．５％、 Ｓｉ：０．８
％超〜１．３％、Ｍｎ：０．７〜１．５％、 Ｚ
ｒ：０．０５〜０．２％、Ｆｅ：０．３５〜１．５％、
Ｃｒ：０．０５〜０．３％、Ｉｎ：０．００５〜
０．０６％、 Ｚｎ：０．０５〜１．５％、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
金は、１５０〜３５０℃に１〜８時間保持後、４５０〜
６００℃に４〜１２時間保持の均質化処理を施すと、Ａ
ｌ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｆｅ系化合物が素地中に微細均一に分
散した組織をもつようになり、前記Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ−
Ｆｅ系化合物の析出によって高温および室温強度が著し
く向上するようになることから、これをＡｌ熱交換器の
フィン材として用いた場合、薄肉化しても、Ａｌ熱交換
器の組立て時の真空ろう付け時や実用時の変形が著しく
抑制されるようになるという研究結果を得たのである。
上述のような観点から、Ａｌ熱交換器の構造部材である
フィン材の薄肉化を可能ならしめる高強度Ａｌ合金の開
発を行なった結果、重量％で（以下、％は重量％を示
す）、Ｍｇ：０．３〜１．５％、 Ｓｉ：０．８
％超〜１．３％、Ｍｎ：０．７〜１．５％、 Ｚ
ｒ：０．０５〜０．２％、Ｆｅ：０．３５〜１．５％、
Ｃｒ：０．０５〜０．３％、Ｉｎ：０．００５〜
０．０６％、 Ｚｎ：０．０５〜１．５％、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
金は、１５０〜３５０℃に１〜８時間保持後、４５０〜
６００℃に４〜１２時間保持の均質化処理を施すと、Ａ
ｌ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｆｅ系化合物が素地中に微細均一に分
散した組織をもつようになり、前記Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ−
Ｆｅ系化合物の析出によって高温および室温強度が著し
く向上するようになることから、これをＡｌ熱交換器の
フィン材として用いた場合、薄肉化しても、Ａｌ熱交換
器の組立て時の真空ろう付け時や実用時の変形が著しく
抑制されるようになるという研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、Ｍｇ：０．３〜１．５％、
Ｓｉ：０．８％超〜１．３％、Ｍｎ：０．７〜１．
５％、 Ｚｒ：０．０５〜０．２％、Ｆｅ：０．
３５〜１．５％、 Ｃｒ：０．０５〜０．３％、Ｉ
ｎ：０．００５〜０．０６％、 Ｚｎ：０．０５〜０．
３％、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合金で構成してなるＡｌ熱交換器の高強
度Ａｌ合金製フィン材に特徴を有するものである。
なされたものであって、Ｍｇ：０．３〜１．５％、
Ｓｉ：０．８％超〜１．３％、Ｍｎ：０．７〜１．
５％、 Ｚｒ：０．０５〜０．２％、Ｆｅ：０．
３５〜１．５％、 Ｃｒ：０．０５〜０．３％、Ｉ
ｎ：０．００５〜０．０６％、 Ｚｎ：０．０５〜０．
３％、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合金で構成してなるＡｌ熱交換器の高強
度Ａｌ合金製フィン材に特徴を有するものである。
【０００６】つぎに、この発明のフィン材において、こ
れを構成する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） Ｍｇ Ｍｇ成分には、Ｓｉと結合して素地に微細に析出分布す
るＭｇ2 Ｓｉを形成し、これによって室温強度を向上さ
せる作用があるが、その含有量が０．３％未満では所望
の室温強度向上効果が得られず、一方その含有量が１．
５％を越えると融点が低下し、ろう付け時に溶融が発生
し易くなることから、その含有量を０．３〜１．５％と
定めた。
れを構成する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） Ｍｇ Ｍｇ成分には、Ｓｉと結合して素地に微細に析出分布す
るＭｇ2 Ｓｉを形成し、これによって室温強度を向上さ
せる作用があるが、その含有量が０．３％未満では所望
の室温強度向上効果が得られず、一方その含有量が１．
５％を越えると融点が低下し、ろう付け時に溶融が発生
し易くなることから、その含有量を０．３〜１．５％と
定めた。
【０００７】（ｂ） Ｍｎ，Ｓｉ、およびＦｅ これらの成分には、上記の通り高温（ろう付け時）で安
定なＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｆｅ系化合物を形成し、高温強
度を向上させると共に、常温強度も向上させる作用があ
り、したがってこれらの成分のうちのいずれかでも、Ｍ
ｎ：０．７％未満、Ｓｉ：０．８％以下、およびＦｅ：
０．３５％未満になると、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｆｅ系化
合物の形成が十分に行なわれなくなり、この結果所望の
すぐれた高温および常温強度を確保することができず、
一方その含有量が、Ｍｎにあっては１．５％を越えると
巨大な晶出物が形成されるようになって加工性の劣化は
まぬがれず、またＳｉにあっては１．３％を越えると融
点が低下し、ろう付け時に溶融し易くなり、さらにＦｅ
では１．５％を越えて含有させても前記の強度向上効果
により一層の効果は現われないことから、その含有量
を、それぞれＭｎ：０．７〜１．５％、Ｓｉ：０．８％
超〜１．３％、およびＦｅ：０．３５〜１．５％と定め
たのである。
定なＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｆｅ系化合物を形成し、高温強
度を向上させると共に、常温強度も向上させる作用があ
り、したがってこれらの成分のうちのいずれかでも、Ｍ
ｎ：０．７％未満、Ｓｉ：０．８％以下、およびＦｅ：
０．３５％未満になると、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ−Ｆｅ系化
合物の形成が十分に行なわれなくなり、この結果所望の
すぐれた高温および常温強度を確保することができず、
一方その含有量が、Ｍｎにあっては１．５％を越えると
巨大な晶出物が形成されるようになって加工性の劣化は
まぬがれず、またＳｉにあっては１．３％を越えると融
点が低下し、ろう付け時に溶融し易くなり、さらにＦｅ
では１．５％を越えて含有させても前記の強度向上効果
により一層の効果は現われないことから、その含有量
を、それぞれＭｎ：０．７〜１．５％、Ｓｉ：０．８％
超〜１．３％、およびＦｅ：０．３５〜１．５％と定め
たのである。
【０００８】（ｃ） ＺｒおよびＣｒ これらの成分には、いずれもそれぞれＡｌ化合物を形成
して、高温および常温強度を向上させる作用があるが、
その含有量がＺｒおよびＣｒのいずれかでも、Ｚｒ：
０．０５％未満、Ｃｒ：０．０５％未満になると所望の
強度向上効果は得られず、一方その含有量がＺｒ：０．
２％およびＣｒ：０．３％を越えてもより一層の強度向
上効果は得られないことから、その含有量をＺｒ：０．
０５〜０．２％、Ｃｒ：０．０５〜０．３％と定めた。
して、高温および常温強度を向上させる作用があるが、
その含有量がＺｒおよびＣｒのいずれかでも、Ｚｒ：
０．０５％未満、Ｃｒ：０．０５％未満になると所望の
強度向上効果は得られず、一方その含有量がＺｒ：０．
２％およびＣｒ：０．３％を越えてもより一層の強度向
上効果は得られないことから、その含有量をＺｒ：０．
０５〜０．２％、Ｃｒ：０．０５〜０．３％と定めた。
【０００９】（ｄ） ＩｎおよびＺｎ これらの成分には、共存下でフィン材を管材に比して電
気化学的に卑にし、もって犠牲陽極効果を発揮せしめて
管材を防食する作用があるが、その含有量がいずれかで
もＩｎ：０．００５％未満およびＺｎ：０．０５％未満
になると所望の犠牲陽極効果を発揮することができず、
一方その含有量が同じくＩｎおよびＺｎのいずれかで
も、Ｉｎ：０．０６％およびＺｎ：１．５％を越えると
自己腐食が急激に進行するようになることから、その含
有量をＩｎ：０．００５〜０．０６％、Ｚｎ：０．０５
〜１．５％と定めた。
気化学的に卑にし、もって犠牲陽極効果を発揮せしめて
管材を防食する作用があるが、その含有量がいずれかで
もＩｎ：０．００５％未満およびＺｎ：０．０５％未満
になると所望の犠牲陽極効果を発揮することができず、
一方その含有量が同じくＩｎおよびＺｎのいずれかで
も、Ｉｎ：０．０６％およびＺｎ：１．５％を越えると
自己腐食が急激に進行するようになることから、その含
有量をＩｎ：０．００５〜０．０６％、Ｚｎ：０．０５
〜１．５％と定めた。
【００１０】
【実施例】つぎに、この発明の高強度Ａｌ合金製フィン
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、それぞれ表１，２に示される成分組成をもったＡｌ
合金溶湯を調製し、水冷鋳型を用いて幅：２００mm×長
さ：４００mm×厚さ：５０mmの寸法をもったスラブに鋳
造し、このスラブに、１５０〜３５０℃の範囲内の所定
温度に４時間保持後、４５０〜６００℃の範囲内の所定
温度に８時間保持の条件で均質化処理を施し、厚さ：４
mmの面削を施し、以下いずれも通常の条件で、熱間圧延
により厚さ：５mmの熱延板とし、ついで中間焼鈍を加え
ながら冷間圧延を繰り返し施すことにより、いずれも
０．０６mmの厚さを有する本発明フィン材１〜１８およ
び比較フィン材１〜６をそれぞれ製造した。
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、それぞれ表１，２に示される成分組成をもったＡｌ
合金溶湯を調製し、水冷鋳型を用いて幅：２００mm×長
さ：４００mm×厚さ：５０mmの寸法をもったスラブに鋳
造し、このスラブに、１５０〜３５０℃の範囲内の所定
温度に４時間保持後、４５０〜６００℃の範囲内の所定
温度に８時間保持の条件で均質化処理を施し、厚さ：４
mmの面削を施し、以下いずれも通常の条件で、熱間圧延
により厚さ：５mmの熱延板とし、ついで中間焼鈍を加え
ながら冷間圧延を繰り返し施すことにより、いずれも
０．０６mmの厚さを有する本発明フィン材１〜１８およ
び比較フィン材１〜６をそれぞれ製造した。
【００１１】なお、比較フィン材１〜６は、これを構成
するＡｌ合金における強度向上成分のうちのいずれかの
成分含有量（表２に＊印を付す）がこの発明の範囲から
低く外れたものである。
するＡｌ合金における強度向上成分のうちのいずれかの
成分含有量（表２に＊印を付す）がこの発明の範囲から
低く外れたものである。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】つぎに、この結果得られた各種のフィン材
について、常温強度および高温強度を評価する目的で引
張試験およびサグ性試験を行なった。なお、引張試験
は、試験片に圧力：０．１Paの真空中、温度：６０５℃
に５分間保持後冷却の真空ろう付け処理に相対する加熱
処理を施し、さらに温度：１００℃に１０日間保持した
後で、室温で引張強さを測定することにより行なった。
また、サグ性試験は、幅：３０mm×長さ：１４０mmの寸
法をもった試片を用い、この試片の長さ方向の一端から
１１０mmに至る部分を水平に把持し、残りの３０mmをフ
リーとした状態で、真空ろう付け処理に相当する条件、
すなわち圧力：０．１Paの真空中、温度：６０５℃に５
分間保持後冷却の条件で加熱し、加熱後の試片のフリー
端の垂下高さを測定することにより行なった。これらの
測定結果を表１，２に示した。
について、常温強度および高温強度を評価する目的で引
張試験およびサグ性試験を行なった。なお、引張試験
は、試験片に圧力：０．１Paの真空中、温度：６０５℃
に５分間保持後冷却の真空ろう付け処理に相対する加熱
処理を施し、さらに温度：１００℃に１０日間保持した
後で、室温で引張強さを測定することにより行なった。
また、サグ性試験は、幅：３０mm×長さ：１４０mmの寸
法をもった試片を用い、この試片の長さ方向の一端から
１１０mmに至る部分を水平に把持し、残りの３０mmをフ
リーとした状態で、真空ろう付け処理に相当する条件、
すなわち圧力：０．１Paの真空中、温度：６０５℃に５
分間保持後冷却の条件で加熱し、加熱後の試片のフリー
端の垂下高さを測定することにより行なった。これらの
測定結果を表１，２に示した。
【００１５】
【発明の効果】表１，２に示される結果から、本発明フ
ィン材１〜１８は、いずれも高い常温および高温強度を
示すことが明らかであり、一方比較フィン材１〜６に見
られるように、これを構成するＡｌ合金における強度向
上成分のうちのいずれかの成分含有量がこの発明の範囲
から低く外れると、所望の常温および高温強度を確保す
ることができないことが明らかである。上述のように、
この発明のＡｌ合金製フィン材は、高い高温強度と常温
強度を有するので、これを薄肉化してもＡｌ熱交換器の
組立て時の真空ろう付けや、ろう付け後の実用に際して
も変形が著しく抑制され、この結果同じ構造部材である
管材との接合性がきわめて良好な状態が保持されること
から、Ａｌ熱交換器は長期に亘ってすぐれた性能を発揮
するなど工業上有用な効果をもたらすものである。
ィン材１〜１８は、いずれも高い常温および高温強度を
示すことが明らかであり、一方比較フィン材１〜６に見
られるように、これを構成するＡｌ合金における強度向
上成分のうちのいずれかの成分含有量がこの発明の範囲
から低く外れると、所望の常温および高温強度を確保す
ることができないことが明らかである。上述のように、
この発明のＡｌ合金製フィン材は、高い高温強度と常温
強度を有するので、これを薄肉化してもＡｌ熱交換器の
組立て時の真空ろう付けや、ろう付け後の実用に際して
も変形が著しく抑制され、この結果同じ構造部材である
管材との接合性がきわめて良好な状態が保持されること
から、Ａｌ熱交換器は長期に亘ってすぐれた性能を発揮
するなど工業上有用な効果をもたらすものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、 Ｍｇ：０．３〜１．５％、 Ｓｉ：０．８％超〜
１．３％、 Ｍｎ：０．７〜１．５％、 Ｚｒ：０．０５〜
０．２％、 Ｆｅ：０．３５〜１．５％、 Ｃｒ：０．０５〜
０．３％、 Ｉｎ：０．００５〜０．０６％、 Ｚｎ：０．０５〜
１．５％、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合金で構成したことを特徴とするア
ルミニウム熱交換器の高強度Ａｌ合金製フィン材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14638392A JPH05311304A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | アルミニウム熱交換器の高強度Ａｌ合金製フィン材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14638392A JPH05311304A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | アルミニウム熱交換器の高強度Ａｌ合金製フィン材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05311304A true JPH05311304A (ja) | 1993-11-22 |
Family
ID=15406466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14638392A Pending JPH05311304A (ja) | 1992-05-13 | 1992-05-13 | アルミニウム熱交換器の高強度Ａｌ合金製フィン材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05311304A (ja) |
-
1992
- 1992-05-13 JP JP14638392A patent/JPH05311304A/ja active Pending
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