JPH05320798A - 熱交換器用アルミニウム合金押し出しチューブ - Google Patents
熱交換器用アルミニウム合金押し出しチューブInfo
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- JPH05320798A JPH05320798A JP15735092A JP15735092A JPH05320798A JP H05320798 A JPH05320798 A JP H05320798A JP 15735092 A JP15735092 A JP 15735092A JP 15735092 A JP15735092 A JP 15735092A JP H05320798 A JPH05320798 A JP H05320798A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱交換器用の耐食性に優れたチューブ材を提
供する。 【構成】 Si:0.01〜1.10wt%、Fe:0.
03〜0.6wt%、Cu:0.1〜1.0wt%、Mn:
0.1〜0.5wt%を含有し、残部が不可避の不純物及
びAlよりなる合金組成を有し、粒子径0.05μm以
下の金属間化合物を1μm3 あたり10個以下としたO
材タイプのアルミ合金材よりなる熱交換器用アルミニウ
ム合金チューブである。
供する。 【構成】 Si:0.01〜1.10wt%、Fe:0.
03〜0.6wt%、Cu:0.1〜1.0wt%、Mn:
0.1〜0.5wt%を含有し、残部が不可避の不純物及
びAlよりなる合金組成を有し、粒子径0.05μm以
下の金属間化合物を1μm3 あたり10個以下としたO
材タイプのアルミ合金材よりなる熱交換器用アルミニウ
ム合金チューブである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミニウム合金チュ
ーブに関するものであり、さらに詳しくは、ろう付け加
熱により製造される熱交換器用の耐食性に優れたチュー
ブ材に関するものである。
ーブに関するものであり、さらに詳しくは、ろう付け加
熱により製造される熱交換器用の耐食性に優れたチュー
ブ材に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ラジエ
ーター等の熱交換器は例えば図1のサーペンタインタイ
プのコンデンサーであるが、熱間または温間で管状に押
し出し成形した管材(1)を蛇行状に折り曲げ、管材の
間にブレージングシートからなるコルゲートフィン
(2)を取付けたものである。ここで(3)はコネクタ
ーを示す。管材にはJIS 3003合金等の多穴チュ
ーブが用いられ、フィンにはJIS 3003やそれに
犠牲効果を与える目的でZn等を含有した合金を芯材と
し、JIS 4045やJIS4343等のろう材を両
面にクラッドしたものが用いられている。これらは、い
ずれも600℃付近の温度に加熱してろう付けするブレ
ージングにより組み立てられるが、ブレージング法とし
ては、真空ブレージング法、フラックスブレージング
法、非腐食性のフラックスを用いたノコロックブレージ
ング法等が行われている。
ーター等の熱交換器は例えば図1のサーペンタインタイ
プのコンデンサーであるが、熱間または温間で管状に押
し出し成形した管材(1)を蛇行状に折り曲げ、管材の
間にブレージングシートからなるコルゲートフィン
(2)を取付けたものである。ここで(3)はコネクタ
ーを示す。管材にはJIS 3003合金等の多穴チュ
ーブが用いられ、フィンにはJIS 3003やそれに
犠牲効果を与える目的でZn等を含有した合金を芯材と
し、JIS 4045やJIS4343等のろう材を両
面にクラッドしたものが用いられている。これらは、い
ずれも600℃付近の温度に加熱してろう付けするブレ
ージングにより組み立てられるが、ブレージング法とし
ては、真空ブレージング法、フラックスブレージング
法、非腐食性のフラックスを用いたノコロックブレージ
ング法等が行われている。
【0003】ところで、近年、多穴チューブ用の合金と
して、成形性の向上とフィンに対する電位を貴にし外部
耐食性を高めるためにCuが添加されるようになった。
しかし、このようにCuを添加した場合、チューブ内部
から粒界腐食が発生して問題となっている。これはこの
ような押し出しチューブの場合、チューブの内側に犠牲
層を被覆することが困難なことが原因の一つである。し
かし、押し出しによるチューブ材にはコスト的なメリッ
トが大きいので、内部耐食性の問題の解決が望まれてい
る。したがって本発明は、熱交換器用の、耐食性に優れ
た押し出しチューブ材を提供することを目的とする。
して、成形性の向上とフィンに対する電位を貴にし外部
耐食性を高めるためにCuが添加されるようになった。
しかし、このようにCuを添加した場合、チューブ内部
から粒界腐食が発生して問題となっている。これはこの
ような押し出しチューブの場合、チューブの内側に犠牲
層を被覆することが困難なことが原因の一つである。し
かし、押し出しによるチューブ材にはコスト的なメリッ
トが大きいので、内部耐食性の問題の解決が望まれてい
る。したがって本発明は、熱交換器用の、耐食性に優れ
た押し出しチューブ材を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はの目的は、
(1)Si:0.01〜1.10wt%、Fe:0.03
〜0.6wt%、Cu:0.1〜1.0wt%、Mn:0.
1〜0.5wt%を含有し、残部が不可避の不純物及びA
lよりなる合金組成を有し、粒子径0.05μm以下の
金属間化合物を1μm3 あたり10個以下としたO材タ
イプのアルミニウム合金材よりなることを特徴とする熱
交換器用アルミニウム合金チューブ、及び(2)Si:
0.01〜1.10wt%、Fe:0.03〜0.6wt
%、Cu:0.1〜1.0wt%、Mn:0.1〜0.5
wt%を含有し、さらに0.5wt%以下のMg、0.3wt
%以下のCr、0.3wt%以下のZr、0.3wt%以下
のTiを1種または2種以上含有し、残部が不可避の不
純物及びAlよりなる合金組成を有し、粒子径0.05
μm以下の金属間化合物を1μm3 あたり10個以下と
したO材タイプのアルミニウム合金材よりなることを特
徴とする熱交換器用アルミニウム合金チューブ、によっ
て達成される。
(1)Si:0.01〜1.10wt%、Fe:0.03
〜0.6wt%、Cu:0.1〜1.0wt%、Mn:0.
1〜0.5wt%を含有し、残部が不可避の不純物及びA
lよりなる合金組成を有し、粒子径0.05μm以下の
金属間化合物を1μm3 あたり10個以下としたO材タ
イプのアルミニウム合金材よりなることを特徴とする熱
交換器用アルミニウム合金チューブ、及び(2)Si:
0.01〜1.10wt%、Fe:0.03〜0.6wt
%、Cu:0.1〜1.0wt%、Mn:0.1〜0.5
wt%を含有し、さらに0.5wt%以下のMg、0.3wt
%以下のCr、0.3wt%以下のZr、0.3wt%以下
のTiを1種または2種以上含有し、残部が不可避の不
純物及びAlよりなる合金組成を有し、粒子径0.05
μm以下の金属間化合物を1μm3 あたり10個以下と
したO材タイプのアルミニウム合金材よりなることを特
徴とする熱交換器用アルミニウム合金チューブ、によっ
て達成される。
【0005】まず、本発明チューブ材のアルミニウム合
金成分について説明する。Siは、強度向上に寄与す
る。すなわち固溶効果により強度を向上させ、さらにM
nの析出を促進し、金属間化合物を増やし、強度を向上
させる。Siが0.01%(以下組成を示す%はwt%を
示す。)未満の場合上記効果が十分でなく、1.10%
を越えるとブレージング加熱時にろうの拡散が大きくな
り、ろう付け性が低下し、さらにチューブの耐食性も低
下する。したがって、Siは0.01%以上1.10%
以下とするが、特に0.2〜0.7%で安定した特性を
示す。FeはMnとともに金属間化合物を形成し、強度
向上に寄与する。その量が0.05%未満では効果が十
分でなく、0.6%を越えると鋳造時に粗大な晶出物を
多く生じ、ブレージング加熱時の芯材の再結晶粒径が小
さくなり、ろう付け性が低下する。
金成分について説明する。Siは、強度向上に寄与す
る。すなわち固溶効果により強度を向上させ、さらにM
nの析出を促進し、金属間化合物を増やし、強度を向上
させる。Siが0.01%(以下組成を示す%はwt%を
示す。)未満の場合上記効果が十分でなく、1.10%
を越えるとブレージング加熱時にろうの拡散が大きくな
り、ろう付け性が低下し、さらにチューブの耐食性も低
下する。したがって、Siは0.01%以上1.10%
以下とするが、特に0.2〜0.7%で安定した特性を
示す。FeはMnとともに金属間化合物を形成し、強度
向上に寄与する。その量が0.05%未満では効果が十
分でなく、0.6%を越えると鋳造時に粗大な晶出物を
多く生じ、ブレージング加熱時の芯材の再結晶粒径が小
さくなり、ろう付け性が低下する。
【0006】Cuは固溶状態にて合金中に存在し、強
度、成形性を向上させる。さらにチューブの電位をフィ
ンに対して貴にし耐食性を向上させる働きを有する。そ
の働きは0.1%未満のCuでは十分でなく、1.0%
を越えて添加した場合、合金の融点が低下しろう付け加
熱時に溶融してしまう。Mnは、金属間化合物を合金中
に形成し強度を向上させる。その量が0.1%未満は十
分でなく、0.5%を越えて添加した場合、後述する粒
界の金属間化合物を増やすので本チューブ材の耐食性を
向上させる効果を害する。Mgは合金中に固溶状態及び
Mg2 Siの微細な析出相として存在し、強度を向上さ
せる。その量が0.5%を越えて添加すると非腐食性の
フラックスを用いたろう付けをする場合にフラックスと
Mgが反応しろう付けができなくなる。
度、成形性を向上させる。さらにチューブの電位をフィ
ンに対して貴にし耐食性を向上させる働きを有する。そ
の働きは0.1%未満のCuでは十分でなく、1.0%
を越えて添加した場合、合金の融点が低下しろう付け加
熱時に溶融してしまう。Mnは、金属間化合物を合金中
に形成し強度を向上させる。その量が0.1%未満は十
分でなく、0.5%を越えて添加した場合、後述する粒
界の金属間化合物を増やすので本チューブ材の耐食性を
向上させる効果を害する。Mgは合金中に固溶状態及び
Mg2 Siの微細な析出相として存在し、強度を向上さ
せる。その量が0.5%を越えて添加すると非腐食性の
フラックスを用いたろう付けをする場合にフラックスと
Mgが反応しろう付けができなくなる。
【0007】本発明において合金中にさらに0.3%以
下のCr、0.3%以下のZr、0.3%以下のTiを
1種または2種以上添加することができる。これらの元
素はいずれも微細な金属間化合物を形成し合金の強度を
向上させる働きを有する。しかし、それぞれ0.3%を
越えて添加した場合成形性が低下し、組付け等の加工時
にブレージングシートが割れてしまう。また、本発明の
合金に対し鋳塊組織の微細化のためにBが、また強度向
上を目的としてNiがそれぞれ添加されることがある
が、0.05%以下であれば含有しても、本発明の目的
に悪影響はない。従って本発明においてこれらは、上記
を限度として不純物として取扱う。
下のCr、0.3%以下のZr、0.3%以下のTiを
1種または2種以上添加することができる。これらの元
素はいずれも微細な金属間化合物を形成し合金の強度を
向上させる働きを有する。しかし、それぞれ0.3%を
越えて添加した場合成形性が低下し、組付け等の加工時
にブレージングシートが割れてしまう。また、本発明の
合金に対し鋳塊組織の微細化のためにBが、また強度向
上を目的としてNiがそれぞれ添加されることがある
が、0.05%以下であれば含有しても、本発明の目的
に悪影響はない。従って本発明においてこれらは、上記
を限度として不純物として取扱う。
【0008】本発明のチューブ材は上記組成のアルミニ
ウム合金において、0.05μm以下の金属間化合物を
1μm3 あたり10個以下としたO材タイプのチューブ
材である。このことによって、主に内部耐食性を向上さ
せるものであるが、以下にこの理由について説明する。
先ず、O材のチューブ材としたのは、押し出し材におい
て加工組織が残存する場合、ろう付け加熱時にチューブ
材にろうの侵食を生じるためである。粒子径0.05μ
m以下の金属間化合物を1μm3 あたり10個以下とす
るのは、耐食性のためである。チューブ内部での腐食は
粒界腐食であり、それを防止するためにろう付け加熱中
にチューブ材に2次再結晶を生じるさせるのであるが、
そのために0.05μm以下の金属間化合物を1μm3
あたり10個以下とするものである。2次再結晶によ
り、粒界腐食が減じる原因は次の2つである。1つは、
チューブの結晶を粗大化し、結晶粒が粗大化すると粒界
はそれに対応して減じるので、粒界腐食も減じるのであ
る。もう一つは、ろう付け加熱中に粒界の移動を生じさ
せることで粒界に析出する金属間化合物の量を減じるの
である。この金属化合物は主にCu、Mn、Siを含有
しており、粒界腐食の原因となる。
ウム合金において、0.05μm以下の金属間化合物を
1μm3 あたり10個以下としたO材タイプのチューブ
材である。このことによって、主に内部耐食性を向上さ
せるものであるが、以下にこの理由について説明する。
先ず、O材のチューブ材としたのは、押し出し材におい
て加工組織が残存する場合、ろう付け加熱時にチューブ
材にろうの侵食を生じるためである。粒子径0.05μ
m以下の金属間化合物を1μm3 あたり10個以下とす
るのは、耐食性のためである。チューブ内部での腐食は
粒界腐食であり、それを防止するためにろう付け加熱中
にチューブ材に2次再結晶を生じるさせるのであるが、
そのために0.05μm以下の金属間化合物を1μm3
あたり10個以下とするものである。2次再結晶によ
り、粒界腐食が減じる原因は次の2つである。1つは、
チューブの結晶を粗大化し、結晶粒が粗大化すると粒界
はそれに対応して減じるので、粒界腐食も減じるのであ
る。もう一つは、ろう付け加熱中に粒界の移動を生じさ
せることで粒界に析出する金属間化合物の量を減じるの
である。この金属化合物は主にCu、Mn、Siを含有
しており、粒界腐食の原因となる。
【0009】このような理由で、ろう付加熱中にチュー
ブ材に2次再結晶を生じさせるのであるが、そのために
0.05μm以下の金属間化合物を1μm3 あたり10
個以下とする。すなわち、結晶の進行を妨害する効果を
有する。したがってその数を1μm3 あたり10個以下
とする。本発明は以上の特徴を有する押し出しチューブ
材であるが、押し出し前の素材に熱処理を行うことによ
り、製造できる。例えば、押し出しに用いるDC鋳造ビ
レットを500℃で2分以内の加熱後ただちに押し出し
を行ったり、また、コンフォーム等の連続押し出しの場
合、その素線を予め520℃以上の温度で2時間程度の
加熱処理をしておくことで達成できる。なお、この製造
方法はあくまで本発明の一例であって、本発明を限定す
るものである。
ブ材に2次再結晶を生じさせるのであるが、そのために
0.05μm以下の金属間化合物を1μm3 あたり10
個以下とする。すなわち、結晶の進行を妨害する効果を
有する。したがってその数を1μm3 あたり10個以下
とする。本発明は以上の特徴を有する押し出しチューブ
材であるが、押し出し前の素材に熱処理を行うことによ
り、製造できる。例えば、押し出しに用いるDC鋳造ビ
レットを500℃で2分以内の加熱後ただちに押し出し
を行ったり、また、コンフォーム等の連続押し出しの場
合、その素線を予め520℃以上の温度で2時間程度の
加熱処理をしておくことで達成できる。なお、この製造
方法はあくまで本発明の一例であって、本発明を限定す
るものである。
【0010】
【実施例】次に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説
明する。 実施例1 表1のアルミニウム合金のO材のチューブ材を種々の製
造工程にて作製した。ここでチューブのサイズは幅16
mm、厚さ2mmであり、8穴である。チューブ材の板
厚は0.4mmである。表中の金属間化合物は透過型電
子顕微鏡にて測定した。得られたチューブ材をN2 ガス
中で600℃×5min の条件で加熱を行った。得られた
加熱後のチューブ材表面中央部のみを露出させ、他の面
をすべてシールし、以下の条件で腐食試験を行った。す
なわち、シール処理後の各試験片を88℃のASTM人
工水(100ppm・Cl- 、100ppm・CO3 -及
び100ppm・SO4 2- を含む水溶液)中に8時間浸
漬した後、室温で16時間放置するサイクル試験を90
回行った。このサイクル試験終了後各ブレージングシー
トはリン酸・クロム酸混液で腐食生成物を除去した後、
最大孔食深さを光学顕微鏡を用いて焦点深度法により求
めた。さらに腐食部の断面を研磨し、粒界腐食の状況を
調べた。結果を表2に記した。本試験は表面から行った
がこのチューブ材は単一の合金であるので、内部耐食性
と対応している。表2の結果より本発明のチューブ材は
耐食性に優れていることが分かる。
明する。 実施例1 表1のアルミニウム合金のO材のチューブ材を種々の製
造工程にて作製した。ここでチューブのサイズは幅16
mm、厚さ2mmであり、8穴である。チューブ材の板
厚は0.4mmである。表中の金属間化合物は透過型電
子顕微鏡にて測定した。得られたチューブ材をN2 ガス
中で600℃×5min の条件で加熱を行った。得られた
加熱後のチューブ材表面中央部のみを露出させ、他の面
をすべてシールし、以下の条件で腐食試験を行った。す
なわち、シール処理後の各試験片を88℃のASTM人
工水(100ppm・Cl- 、100ppm・CO3 -及
び100ppm・SO4 2- を含む水溶液)中に8時間浸
漬した後、室温で16時間放置するサイクル試験を90
回行った。このサイクル試験終了後各ブレージングシー
トはリン酸・クロム酸混液で腐食生成物を除去した後、
最大孔食深さを光学顕微鏡を用いて焦点深度法により求
めた。さらに腐食部の断面を研磨し、粒界腐食の状況を
調べた。結果を表2に記した。本試験は表面から行った
がこのチューブ材は単一の合金であるので、内部耐食性
と対応している。表2の結果より本発明のチューブ材は
耐食性に優れていることが分かる。
【0011】
【表1】
【0012】
【表2】
【発明の効果】本発明の熱交換器用アルミニウム合金押
し出しチューブは耐食性に優れる。
し出しチューブは耐食性に優れる。
【図1】サーペンタインタイプのエバポレーターを示す
一部断面の斜視図である。
一部断面の斜視図である。
1 偏平チューブ 2 フィン 3 コネクター
Claims (2)
- 【請求項1】 Si:0.01〜1.10wt%、Fe:
0.03〜0.6wt%、Cu:0.1〜1.0wt%、M
n:0.1〜0.5wt%を含有し、残部が不可避の不純
物及びAlよりなる合金組成を有し、粒子径0.05μ
m以下の金属間化合物を1μm3 あたり10個以下とし
たO材タイプのアルミニウム合金材よりなることを特徴
とする熱交換器用アルミニウム合金チューブ。 - 【請求項2】 Si:0.01〜1.10wt%、Fe:
0.03〜0.6wt%、Cu:0.1〜1.0wt%、M
n:0.1〜0.5wt%を含有し、さらに0.5wt%以
下のMg、0.3wt%以下のCr、0.3wt%以下のZ
r、0.3wt%以下のTiを1種または2種以上含有
し、残部が不可避の不純物及びAlよりなる合金組成を
有し、粒子径0.05μm以下の金属間化合物を1μm
3 あたり10個以下としたO材タイプのアルミニウム合
金材よりなることを特徴とする熱交換器用アルミニウム
合金チューブ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15735092A JPH05320798A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 熱交換器用アルミニウム合金押し出しチューブ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15735092A JPH05320798A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 熱交換器用アルミニウム合金押し出しチューブ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05320798A true JPH05320798A (ja) | 1993-12-03 |
Family
ID=15647761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15735092A Pending JPH05320798A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 熱交換器用アルミニウム合金押し出しチューブ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05320798A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998045492A1 (en) * | 1997-04-04 | 1998-10-15 | Alcan International Limited | Aluminum alloy composition and method of manufacture |
EP0899350A1 (en) * | 1997-07-17 | 1999-03-03 | Norsk Hydro ASA | High extrudability and high corrosion resistant aluminium alloy |
FR2773819A1 (fr) * | 1998-01-22 | 1999-07-23 | Cebal | Alliage d'aluminium pour boitier d'aerosol |
US6458224B1 (en) | 1999-12-23 | 2002-10-01 | Reynolds Metals Company | Aluminum alloys with optimum combinations of formability, corrosion resistance, and hot workability, and methods of use |
US6503446B1 (en) | 2000-07-13 | 2003-01-07 | Reynolds Metals Company | Corrosion and grain growth resistant aluminum alloy |
US6602363B2 (en) | 1999-12-23 | 2003-08-05 | Alcoa Inc. | Aluminum alloy with intergranular corrosion resistance and methods of making and use |
JP2007070699A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Calsonic Kansei Corp | 熱交換器用アルミニウム合金押出チューブおよび熱交換器ならびにチューブの製造方法 |
-
1992
- 1992-05-26 JP JP15735092A patent/JPH05320798A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2007070699A (ja) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Calsonic Kansei Corp | 熱交換器用アルミニウム合金押出チューブおよび熱交換器ならびにチューブの製造方法 |
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