JPH06271965A - アルミニウム熱交換器用高強度Al合金製管継手材 - Google Patents

アルミニウム熱交換器用高強度Al合金製管継手材

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JPH06271965A
JPH06271965A JP8550593A JP8550593A JPH06271965A JP H06271965 A JPH06271965 A JP H06271965A JP 8550593 A JP8550593 A JP 8550593A JP 8550593 A JP8550593 A JP 8550593A JP H06271965 A JPH06271965 A JP H06271965A
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JP
Japan
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alloy
joint material
heat exchanger
aluminum heat
pipe joint
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JP8550593A
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English (en)
Inventor
Takeshi Itagaki
武志 板垣
Tatsuya Toukichi
達也 籐吉
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Marelli Corp
MA Aluminum Corp
Original Assignee
Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Calsonic Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高強度とすぐれた耐孔食性を有するアルミニ
ウム熱交換器用Al合金製管継手材を提供する。 【構成】 アルミニウム熱交換器用Al合金製管継手材
を、重量%で、Zn:3〜6%、Mg:0.15〜0.
5%未満、Mn:0.8〜1.2%、Si:0.3〜
0.9%、Cu:0.15〜0.45%、Fe:0.1
5〜0.4%、を含有し、さらに必要に応じて、Ti:
0.01〜0.1%および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を有するAl合金で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高強度を有し、かつ
耐孔食性にもすぐれたAl合金で構成され、したがって
薄肉化が可能なアルミニウム熱交換器用管継手材に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に、例えば自動車のラジエー
タやコンデンサなどの熱交換器としてアルミニウム熱交
換器が用いられており、このアルミニウム熱交換器が、
いずれも純Alおよび/またはAl合金で構成されたフ
ィン材、ヘッダープレート材、管材、および管継手材な
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ることも良く知られるところで
ある。また、上記構造部材のうちの管継手材として、構
造的に高強度が要求されることから、例えば特開平3−
126835号公報に記載される通りの、Zn:3〜5
%、 Mg:0.15〜0.5%未満、M
n:0.8〜1.2%、 Si:0.3〜0.9%、
Cu:0.15〜0.45%、を含有し、さらに必要に
応じて、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%、以
下%は重量%を示す)を有するAl合金などで構成され
た高強度Al合金製管継手材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、近年のアルミニ
ウム熱交換器の軽量化および小型化、さらに省力化はめ
ざましく、これは、これの構造部材であるフィン材や管
材、さらにヘッダープレート材や管継手材の薄肉化技術
に負うところが大きいが、さらに一段の軽量化および小
型化が望まれており、このためには、上記構造部材のよ
り一層の薄肉化が必要となるが、これら構造部材のう
ち、特に管継手材は、機能上高強度が不可欠であること
と相まって、上記の従来Al合金製管継手材はじめ、そ
の他多くのAl合金製管継手材の場合、強度不足が原因
でより一層の薄肉化が困難であるのが現状である。
【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、より一段の薄肉化が可能な高強
度を有するアルミニウム熱交換器用Al合金製管継手材
を開発すべく研究を行なった結果、前記管継手材を、Z
n:3〜6%、 Mg:0.15〜0.5%
未満、Mn:0.8〜1.2%、 Si:0.3〜
0.9%、Cu:0.15〜0.45%、Fe:0.1
5〜0.4%、を含有し、さらに必要に応じて、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を有するAl合金で構成すると、
このAl合金は高強度とすぐれた耐孔食性を有すること
から、この結果のAl合金製管継手材は、所望の薄肉化
が可能となるばかりでなく、実用に際しても孔食の発生
がなく、長期に亘ってすぐれた性能を発揮するという研
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、Zn:3〜6%、
Mg:0.15〜0.5%未満、Mn:0.8〜1.2
%、 Si:0.3〜0.9%、Cu:0.15〜
0.45%、Fe:0.15〜0.4%、を含有し、さ
らに必要に応じて、Ti:0.01〜0.1%、 Z
r:0.01〜0.15%、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
るアルミニウム熱交換器用Al合金製管継手材に特徴を
有するものである。
【0006】つぎに、この発明の管継手材において、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) ZnおよびMg これらの成分には、熱交換器へのろう付け組立て後、常
温でMgZn2 として時効析出して、強度を向上させる
作用があるが、ZnおよびMgのいずれかでも、その含
有量がZn:3%未満、Mg:0.15%未満になると
所望の強度向上効果が得られず、一方その含有量が、Z
nにおいては6%を越えると全面型腐食の進行が速くな
り、またMgにあっては0.5%以上になると、ろう付
け性が低下するようになることから、その含有量を、Z
n:3〜6%、Mg:0.15〜0.5%未満と定め
た。
【0007】(b) MnおよびSi これらの成分には、熱交換器へのろう付け組立て時に、
Al−Mn−Si系化合物として素地中に微細均一に分
散析出して強度を向上させる作用があるが、Mnおよび
Siのいずれかの含有量でも、Mn:0.8%未満、S
i:0.3%未満では、所望の強度向上効果が得られ
ず、一方その含有量がMnにおいては、1.2%を越え
ると熱間加工性(押出加工性)が低下するようになり、
またSiでは0.9%を越えると、ろう付け時に溶融が
起り易くなることから、その含有量を、それぞれMn:
0.8〜1.2%、Si:0.3〜0.9%と定めた。
【0008】(c) Fe Fe成分には、AlおよびMn、Siと結合し、同じく
ろう付け時に素地に微細均一に分散析出するAl−Mn
−Si−Fe系化合物やAl−Si−Fe系化合物を形
成して、強度を一段と向上させるほか、MgZn2 の形
成を促進する作用があるが、その含有量が0.15%未
満では所望の高強度を確保することができず、一方その
含有量が0.4%を越えると熱間加工性(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
〜0.4%と定めた。
【0009】(d) 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、ろう付け時に溶融を起し易くな
るほか、熱間加工性(押出加工性)も低下するようにな
ることから、その含有量を0.15〜0.45%と定め
た。
【0010】(e) 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、もっ
て熱間加工性を一段と向上させる作用があるので、例え
ば薄肉の管継手材を歩留り良く押出成形加工する場合な
どに必要に応じて含有されるが、その含有量が、それぞ
れTi:0.01%未満およびZr:0.01%未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量
が、それぞそれTi:0.1%およびZr:0.15%
を越えると熱間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Ti:0.0
1〜0.1%、Zr:0.01〜0.15%と定めた。
【0011】
【実施例】つぎに、この発明のAl合金製管継手材を実
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、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、断面形状が一辺長さ:15mmの6
角形にして、内径が8mmφの寸法をもった本発明管継手
材1〜20および従来管継手材1〜4をそれぞれ製造し
た。なお、上記従来管継手材1〜4は、いずれも従来技
術の項で述べた特開平3−126835号公報に記載さ
れるAl合金で構成されたものである。
【0012】ついで、上記の各種管継手材から、強度を
評価する目的で、断面:5mm×5mm、長さ:50mm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×26mm、長さ:70mm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、すなわち窒素ガス雰
囲気中、温度:600℃に5分間保持の条件で加熱処理
を施し、以後室温に5日間保持の時効析出処理を施した
状態で、それぞれの試験に供した。
【0013】上記腐食試験は、(a) Cu2+イオンを
0.1ppm 含有し、かつ温度を40℃とした水道水中に
30日間浸漬の水道水浸漬試験、(b) Cl- イオ
ン:100ppm 、SO4 2-イオン:100ppm 、HCO
3 -イオン:100ppm 、およびCu2+イオン:0.1p
pm 含有の温度:40℃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、上記水道水浸漬試験では
上記管継手材の内面、上記溶液浸漬試験では同外面の最
大孔食深さをそれぞれ測定した。これらの測定結果を表
3に示した。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【表3】
【0017】
【発明の効果】表1〜3に示される結果から、本発明管
継手材1〜20は、いずれも従来管継手材1〜4と同等
のすぐれた耐孔食性を具備した上で、これより一段とす
ぐれた強度をもつことが明らかである。上述のように、
この発明のAl合金製管継手材は、より一段の高強度と
すぐれた耐孔食性を有するので、これを薄肉化しても管
継手材としての機能を十分に発揮することができ、アル
ミニウム熱交換器の軽量化および小型化に寄与するもの
である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 Zn:3〜6%、 Mg:0.15〜0.5
    %未満、 Mn:0.8〜1.2%、 Si:0.3〜0.9
    %、 Cu:0.15〜0.45%、Fe:0.15〜0.4
    %、 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
    熱交換器用高強度Al合金製管継手材。
  2. 【請求項2】 重量%で、 Zn:3〜6%、 Mg:0.15〜0.5
    %未満、 Mn:0.8〜1.2%、 Si:0.3〜0.9
    %、 Cu:0.15〜0.45%、Fe:0.15〜0.4
    %、 を含有し、さらに、 Ti:0.01〜0.1%、 Zr:0.01〜0.1
    5%、 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Al合金製
    管継手材。
JP8550593A 1993-03-19 1993-03-19 アルミニウム熱交換器用高強度Al合金製管継手材 Pending JPH06271965A (ja)

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