JPH0637681B2 - 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用アルミニウム合金フィン材 - Google Patents
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用アルミニウム合金フィン材Info
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- JPH0637681B2 JPH0637681B2 JP2248704A JP24870490A JPH0637681B2 JP H0637681 B2 JPH0637681 B2 JP H0637681B2 JP 2248704 A JP2248704 A JP 2248704A JP 24870490 A JP24870490 A JP 24870490A JP H0637681 B2 JPH0637681 B2 JP H0637681B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ラジエ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
熱交換器のアルミニウム合金フィン材に関し、特に自己
耐食性、ろう付け後の熱伝導度および強度が高く、犠牲
陽極効果にすぐれたアルミニウム合金フィン材に関す
る。
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
熱交換器のアルミニウム合金フィン材に関し、特に自己
耐食性、ろう付け後の熱伝導度および強度が高く、犠牲
陽極効果にすぐれたアルミニウム合金フィン材に関す
る。
［従来の技術］ 自動車などのラジエータ、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、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金など
の作動流体通路構成材料と、アルミニウム系合金のフィ
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、また、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
の侵食を防ぐためにはＭｎの添加が有効であり、フィン
材には3003や3203などのＡｌ−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Ｚｎ、Ｓｎ、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62−120455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、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒなどを添加する方法
（例えば特開昭50−118919号公報参照）が提案されてい
る。
オイルクーラなどの熱交換器においては、Ａｌ−Ｃｕ系
合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金など
の作動流体通路構成材料と、アルミニウム系合金のフィ
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、また、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
の侵食を防ぐためにはＭｎの添加が有効であり、フィン
材には3003や3203などのＡｌ−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Ｚｎ、Ｓｎ、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62−120455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、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｚｒなどを添加する方法
（例えば特開昭50−118919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。
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、Ａｌ−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。熱伝導性にすぐれたフィン材と
して、Ｍｎ： 0.1〜0.8 ％、Ｚｒ：0.02〜0.2 ％および
Ｓｉ： 0.1〜0.8 ％を含むアルミニウム合金も提案され
ているが（特開昭63−23260 号公報参照）、この場合、
Ｍｎが少ないためにろう付け後の強度が低く使用中にフ
ィン倒れや変形が生じやすい。また、フィン材の電位が
卑でないため、犠牲陽極効果が小さい。またＳｉ：0.03
〜0.3 ％、Ｆｅ：0.05〜0.6 ％を含み、Ｚｒ：0.01〜0.
4 ％、Ｍｎ：0.01〜0.3 の１種または２種を含有するア
ルミニウム合金も提案されているが（特開昭63−45352
号公報参照）、この場合はフィン材の電位が卑でないた
め、犠牲陽極効果が小さい。さらに熱伝導度が高い純ア
ルミニウム（1050、1070など）にＺｎ、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。
熱伝導度を高めることが有効であるが、Ａｌ−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。熱伝導性にすぐれたフィン材と
して、Ｍｎ： 0.1〜0.8 ％、Ｚｒ：0.02〜0.2 ％および
Ｓｉ： 0.1〜0.8 ％を含むアルミニウム合金も提案され
ているが（特開昭63−23260 号公報参照）、この場合、
Ｍｎが少ないためにろう付け後の強度が低く使用中にフ
ィン倒れや変形が生じやすい。また、フィン材の電位が
卑でないため、犠牲陽極効果が小さい。またＳｉ：0.03
〜0.3 ％、Ｆｅ：0.05〜0.6 ％を含み、Ｚｒ：0.01〜0.
4 ％、Ｍｎ：0.01〜0.3 の１種または２種を含有するア
ルミニウム合金も提案されているが（特開昭63−45352
号公報参照）、この場合はフィン材の電位が卑でないた
め、犠牲陽極効果が小さい。さらに熱伝導度が高い純ア
ルミニウム（1050、1070など）にＺｎ、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。
そこで本発明者らは先に(1) Ｆｅ： 0.8〜1.8 ％、Ｚ
ｒ：0.05〜0.20％、Ｚｎ： 0.3〜2.0 ％を含む合金（特
願平 1−218647）、(2)Ｆｅ： 0.8〜1.8 ％、Ｚｒ：0.0
5〜0.20％、更にＩｎ： 0.005〜0.1 ％、Ｓｎ：0.01〜
0.1 ％、Ｇａ：0.01〜0.2 ％およびＢｉ：0.01〜0.1 ％
のうち１種または２種以上を含む合金（特願平 1−2186
49）、(3) ：Ｆｅ 0.2〜1.8 、Ｓｉ： 0.2〜0.6 ％、Ｍ
ｎ： 0.1〜0.35％、Ｚｒ：0.05〜0.20％を含み、さらに
Ｉｎ：0.05〜0.1 ％、Ｓｎ：0.01〜0.1 ％、Ｇａ：0.01
〜0.2 ％およびＢｉ：0.01〜0.1 ％のうち１種または２
種以上を含み、かつ必要に応じてＺｎ： 2.0％以下、あ
るいはＣｕ： 0.3以下を含む合金（特願平 1−240577、
特願平 1−242319）などを提案した。これらの合金はろ
う付後熱伝導度および犠牲陽極効果にすぐれ、ろう付後
の強度もある程度のレベルにあるため、フィン材の薄肉
化に寄与した。すなわち、一例においては従来のフィン
材0.11mmの厚さを0.08mmまで薄肉化することが可能とな
った。しかしながら、これらのフィン材のろう付後の引
張強さは 8〜10kgf/mm２程度であるので、更に薄肉化を
進めるとフィン倒れが生じやすいという問題があった。
ｒ：0.05〜0.20％、Ｚｎ： 0.3〜2.0 ％を含む合金（特
願平 1−218647）、(2)Ｆｅ： 0.8〜1.8 ％、Ｚｒ：0.0
5〜0.20％、更にＩｎ： 0.005〜0.1 ％、Ｓｎ：0.01〜
0.1 ％、Ｇａ：0.01〜0.2 ％およびＢｉ：0.01〜0.1 ％
のうち１種または２種以上を含む合金（特願平 1−2186
49）、(3) ：Ｆｅ 0.2〜1.8 、Ｓｉ： 0.2〜0.6 ％、Ｍ
ｎ： 0.1〜0.35％、Ｚｒ：0.05〜0.20％を含み、さらに
Ｉｎ：0.05〜0.1 ％、Ｓｎ：0.01〜0.1 ％、Ｇａ：0.01
〜0.2 ％およびＢｉ：0.01〜0.1 ％のうち１種または２
種以上を含み、かつ必要に応じてＺｎ： 2.0％以下、あ
るいはＣｕ： 0.3以下を含む合金（特願平 1−240577、
特願平 1−242319）などを提案した。これらの合金はろ
う付後熱伝導度および犠牲陽極効果にすぐれ、ろう付後
の強度もある程度のレベルにあるため、フィン材の薄肉
化に寄与した。すなわち、一例においては従来のフィン
材0.11mmの厚さを0.08mmまで薄肉化することが可能とな
った。しかしながら、これらのフィン材のろう付後の引
張強さは 8〜10kgf/mm２程度であるので、更に薄肉化を
進めるとフィン倒れが生じやすいという問題があった。
他の問題としてはＩｎ、Ｓｎ、あるいはＧａを含むフィ
ン材の場合、フィン材を製造してからろう付されるまで
の間に自己腐食が生じてしまうという問題があった。こ
の自己腐食はフィン材の保管中、輸送中あるいはろう付
前の加工中に生じ、特に高温高湿の気象条件下で生じや
すいものである。
ン材の場合、フィン材を製造してからろう付されるまで
の間に自己腐食が生じてしまうという問題があった。こ
の自己腐食はフィン材の保管中、輸送中あるいはろう付
前の加工中に生じ、特に高温高湿の気象条件下で生じや
すいものである。
本発明は以上に示した問題点を解決せんとするものであ
る。
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、ＭｎとＳｉとをある特定の範囲で共存させ、さら
にＦｅとＭｇを添加することによって、ろう付後の熱伝
導度と高強度を兼備させうること、およびＩｎ、Ｓｎあ
るいはＧａを添加したフィン材の自己腐食は、フィン材
の製造工程中の加熱の際にこれらの元素がフィン材表面
部に濃縮し、このために生ずること、従ってこの表面濃
縮を一定量以下に抑制すればフィン材の自己腐食が生じ
ないことを見出し、本発明を完成した。
行い、ＭｎとＳｉとをある特定の範囲で共存させ、さら
にＦｅとＭｇを添加することによって、ろう付後の熱伝
導度と高強度を兼備させうること、およびＩｎ、Ｓｎあ
るいはＧａを添加したフィン材の自己腐食は、フィン材
の製造工程中の加熱の際にこれらの元素がフィン材表面
部に濃縮し、このために生ずること、従ってこの表面濃
縮を一定量以下に抑制すればフィン材の自己腐食が生じ
ないことを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、Ｉｎ： 0.005〜0.1 ％（重量％、
以下同じ）、Ｓｎ：0.01〜0.1 ％およびＧａ：0.01〜0.
2 ％のうち１種または２種以上を含み、さらにＦｅ：
0.1〜1.8 ％、Ｓｉ： 0.1〜1.0 ％、Ｍｎ： 0.1〜1.5
％、Ｍｇ：0.05〜0.7 ％を含み、あるいはさらにまたＺ
ｎ： 2.0以下、Ｚｒ：0.25％以下、Ｃｒ：0.25％以下の
１種または２種以上を含み、残部Ａｌおよび不可避不純
物からなるアルミニウム合金製フィン材であって、 2[Si(%)]-1.2≦[Mn(%)]≦2[Si(%)]+0.1 であると同時に、フィン材の表面部におけるＩｎ、Ｓｎ
およびＧａの最大濃度が各々５％以下であることを特徴
とする自己耐食性、ろう付後熱伝導度、強度および犠牲
陽極効果にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金フィン
材である。
以下同じ）、Ｓｎ：0.01〜0.1 ％およびＧａ：0.01〜0.
2 ％のうち１種または２種以上を含み、さらにＦｅ：
0.1〜1.8 ％、Ｓｉ： 0.1〜1.0 ％、Ｍｎ： 0.1〜1.5
％、Ｍｇ：0.05〜0.7 ％を含み、あるいはさらにまたＺ
ｎ： 2.0以下、Ｚｒ：0.25％以下、Ｃｒ：0.25％以下の
１種または２種以上を含み、残部Ａｌおよび不可避不純
物からなるアルミニウム合金製フィン材であって、 2[Si(%)]-1.2≦[Mn(%)]≦2[Si(%)]+0.1 であると同時に、フィン材の表面部におけるＩｎ、Ｓｎ
およびＧａの最大濃度が各々５％以下であることを特徴
とする自己耐食性、ろう付後熱伝導度、強度および犠牲
陽極効果にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金フィン
材である。
本発明における各成分の限定理由は次のとおりである。
Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ：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、
圧延加工性が劣化する。
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、
圧延加工性が劣化する。
Ｆｅ：Ｆｅは合金の強度すなわちろう付け前およびろう
付け後の強度を向上させる。さらにＭｎの固溶量を抑制
し、ろう付後熱伝導度を向上させる。 0.1％未満では効
果が十分でなく、 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。
付け後の強度を向上させる。さらにＭｎの固溶量を抑制
し、ろう付後熱伝導度を向上させる。 0.1％未満では効
果が十分でなく、 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。
Ｓｉ：ＳｉはＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系あるいはＡｌ−Ｍｎ−
Ｆｅ−Ｓｉ系の化合物を生成してＭｎの固溶量を減少さ
せ、熱伝導度を向上させる。その含有量が 0.1％未満で
は効果が十分でなく、 1.0％を越えるとろう付時にフィ
ン材の溶融が生じる。
Ｆｅ−Ｓｉ系の化合物を生成してＭｎの固溶量を減少さ
せ、熱伝導度を向上させる。その含有量が 0.1％未満で
は効果が十分でなく、 1.0％を越えるとろう付時にフィ
ン材の溶融が生じる。
Ｍｎ：Ｆｅと同様にろう付け前およびろう付け後の強度
を向上させる。また、耐高温座屈性および成形加工性を
改良する。 0.1％未満では効果が十分でなく、 1.5％を
越えると熱伝導度が低下する。
を向上させる。また、耐高温座屈性および成形加工性を
改良する。 0.1％未満では効果が十分でなく、 1.5％を
越えると熱伝導度が低下する。
また、ＭｎとＳｉはある特定の範囲で共存させて、各々
がろう付中に固溶して熱伝導度を下げることを防止する
必要がある。その範囲は次式で示される。
がろう付中に固溶して熱伝導度を下げることを防止する
必要がある。その範囲は次式で示される。
2[Si(%)]-1.2≦[Mn(%)]≦2[Si(%)]+0.1 すなわち、2[Si(%)]-1.2＞[Mn(%)]の場合はＳｉがフィ
ン母材中に固溶して熱伝導度を下げ、また[Mn(%)]＞2[S
i(%)]+0.1 の場合はＭｎがフィン母材中に固溶して熱伝
導度を下げるので、 2[Si(%)]-1.2≦[Mn(%)]≦2[Si(%)]+0.1 が満足される必要がある。
ン母材中に固溶して熱伝導度を下げ、また[Mn(%)]＞2[S
i(%)]+0.1 の場合はＭｎがフィン母材中に固溶して熱伝
導度を下げるので、 2[Si(%)]-1.2≦[Mn(%)]≦2[Si(%)]+0.1 が満足される必要がある。
Ｍｇ：Ｍｇはフィンの強度を向上させる。特にＳｉと共
存することにより時効硬化を生じ、熱伝導度をほとんど
下げることなく、強度を向上させる。0.05％未満では効
果が十分でない。 0.7％を越えるとろう付性を害する。
すなわちフッ化物フラックスろう付の場合はＭｇとフラ
ックスが反応してろう付不良を生じ、また真空ろう付の
場合はＭｇの蒸発量が多くなってろう付炉の清掃回数が
多くなる。
存することにより時効硬化を生じ、熱伝導度をほとんど
下げることなく、強度を向上させる。0.05％未満では効
果が十分でない。 0.7％を越えるとろう付性を害する。
すなわちフッ化物フラックスろう付の場合はＭｇとフラ
ックスが反応してろう付不良を生じ、また真空ろう付の
場合はＭｇの蒸発量が多くなってろう付炉の清掃回数が
多くなる。
Ｚｎ：Ｚｎはフィン材の電位を卑にし、犠牲陽極効果を
さらに高める。ただし、真空ろう付けを適用する場合に
はろう付け中にＺｎが蒸発し、残留Ｚｎ量が少なくなる
ので、Ｉｎ、Ｓｎ、またはＧｅと共存させることが必要
である。上限を越えると自己耐食性が劣化したり、真空
ろう付け時の蒸発量が多くなって、ろう付炉の清掃回数
が増したりする。
さらに高める。ただし、真空ろう付けを適用する場合に
はろう付け中にＺｎが蒸発し、残留Ｚｎ量が少なくなる
ので、Ｉｎ、Ｓｎ、またはＧｅと共存させることが必要
である。上限を越えると自己耐食性が劣化したり、真空
ろう付け時の蒸発量が多くなって、ろう付炉の清掃回数
が増したりする。
Ｚｒ、Ｃｒ：耐高温座屈性を向上させる。上限を越える
とろう付後の熱伝導度が低下する。
とろう付後の熱伝導度が低下する。
フィン材表面部におけるＩｎ、Ｓｎ、Ｇａの最大濃度：
Ｉｎ、ＳｎあるいはＧａを含む材料を加熱するとこれら
の元素が表面部（表面から約0.5 μｍ深さまでの範囲）
に濃縮する。フィン材の製造工程においては均質化処
理、熱間圧延の予備加熱、焼鈍などの加熱処理が行われ
るので、表面濃縮の現象は避けることができない。表面
濃縮部の最大濃度が５％を越えるとフィン材の自己耐食
性が低下し、フィン材の製造中、保管中あるいは輸送中
などに腐食が生じ、フィン材のコルゲート加工中あるい
はろう付中に腐食生成物が飛散し、トラブルを生ずる。
したがってＩｎ、ＳｎあるいはＧａの表面の最大濃度は
各々５％以下にする必要がある。
Ｉｎ、ＳｎあるいはＧａを含む材料を加熱するとこれら
の元素が表面部（表面から約0.5 μｍ深さまでの範囲）
に濃縮する。フィン材の製造工程においては均質化処
理、熱間圧延の予備加熱、焼鈍などの加熱処理が行われ
るので、表面濃縮の現象は避けることができない。表面
濃縮部の最大濃度が５％を越えるとフィン材の自己耐食
性が低下し、フィン材の製造中、保管中あるいは輸送中
などに腐食が生じ、フィン材のコルゲート加工中あるい
はろう付中に腐食生成物が飛散し、トラブルを生ずる。
したがってＩｎ、ＳｎあるいはＧａの表面の最大濃度は
各々５％以下にする必要がある。
表面の最大濃度を５％以下にする方法は、本発明の規定
するところではないが、いくつかの方法がある。材料の
加熱処理、なかでも最終工程に近い時点での加熱処理
（中間焼鈍や最終焼鈍）の温度が高温になるほどＩｎ、
ＳｎやＧａの濃縮が著しくなるので、これらの焼鈍の温
度を 400℃以下、望ましくは 350℃以下にすることが有
効である。また、焼鈍温度が高くて５％を越える濃縮が
生ずる場合には、その後酸やアルカリ性の薬品によるエ
ッチングあるいは機械的研磨などにより表面層を除去す
る方法も有効である。
するところではないが、いくつかの方法がある。材料の
加熱処理、なかでも最終工程に近い時点での加熱処理
（中間焼鈍や最終焼鈍）の温度が高温になるほどＩｎ、
ＳｎやＧａの濃縮が著しくなるので、これらの焼鈍の温
度を 400℃以下、望ましくは 350℃以下にすることが有
効である。また、焼鈍温度が高くて５％を越える濃縮が
生ずる場合には、その後酸やアルカリ性の薬品によるエ
ッチングあるいは機械的研磨などにより表面層を除去す
る方法も有効である。
Ｉｎ、ＳｎあるいはＧａの表面濃縮はフィン材をろう付
する際にも生ずる。この表面濃縮はそのまま除去されず
に使用されることもあるし、また熱交換器のろう付後ク
ロメート処理および塗装がなされる場合には、クロメー
ト処理中に表面濃縮部は除去されてしまう。表面濃縮が
除去されない場合には、フィン材の表面部の自己耐食性
は劣るが、その濃縮部の厚さは約 0.5μｍ以下と極めて
薄いので、熱交換器のフィン材としての性能を阻害する
ものではない。また、フィン材の犠牲陽極効果はフィン
材深部のＩｎ、ＳｎあるいはＧａ量（平均的な量）によ
って確保され、極薄い表面層の濃縮には影響されない。
したがって、ろう付後のフィン材表面の濃縮は除去され
てもされなくても性能上何ら変わらない。
する際にも生ずる。この表面濃縮はそのまま除去されず
に使用されることもあるし、また熱交換器のろう付後ク
ロメート処理および塗装がなされる場合には、クロメー
ト処理中に表面濃縮部は除去されてしまう。表面濃縮が
除去されない場合には、フィン材の表面部の自己耐食性
は劣るが、その濃縮部の厚さは約 0.5μｍ以下と極めて
薄いので、熱交換器のフィン材としての性能を阻害する
ものではない。また、フィン材の犠牲陽極効果はフィン
材深部のＩｎ、ＳｎあるいはＧａ量（平均的な量）によ
って確保され、極薄い表面層の濃縮には影響されない。
したがって、ろう付後のフィン材表面の濃縮は除去され
てもされなくても性能上何ら変わらない。
その他の元素では本発明合金の効果を損わない範囲でＣ
ｕ、Ｔｉなどを含んでもよい。ただし、Ｃｕは含有量が
多くなるとフィン材の電位を貴にし、犠牲陽極効果を損
ねるので、 0.3％以下にする必要がある。またＴｉの含
有量が多くなると熱伝導度が低下するので、 0.1％以下
にすることが望ましい。Ｔｉは鋳造時の結晶粒微細化の
ために合金元素として添加してもよいし、Ａｌ−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。
ｕ、Ｔｉなどを含んでもよい。ただし、Ｃｕは含有量が
多くなるとフィン材の電位を貴にし、犠牲陽極効果を損
ねるので、 0.3％以下にする必要がある。またＴｉの含
有量が多くなると熱伝導度が低下するので、 0.1％以下
にすることが望ましい。Ｔｉは鋳造時の結晶粒微細化の
ために合金元素として添加してもよいし、Ａｌ−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］ 実施例１ 第１表に示す合金Ｎｏ．１〜33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、0.07mm厚さのフィン材を得た、中間焼鈍の
温度は 300℃とした。得られたフィン材の表面部におけ
るＩｎ、Ｓｎ、Ｇａの最大濃度を測定した。すなわち、
第１図に示すように、SIMSによりフィン材表面から深さ
方向の濃度分布を測定し、 0〜1.5 μｍの範囲における
ピーク値をもって最大濃度とした。次に自己腐食性を調
べるために、温度40℃、相対湿度80％の恒温恒湿槽中に
２１日間放置し、自己腐食発生の有無を調べた。
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、0.07mm厚さのフィン材を得た、中間焼鈍の
温度は 300℃とした。得られたフィン材の表面部におけ
るＩｎ、Ｓｎ、Ｇａの最大濃度を測定した。すなわち、
第１図に示すように、SIMSによりフィン材表面から深さ
方向の濃度分布を測定し、 0〜1.5 μｍの範囲における
ピーク値をもって最大濃度とした。次に自己腐食性を調
べるために、温度40℃、相対湿度80％の恒温恒湿槽中に
２１日間放置し、自己腐食発生の有無を調べた。
次に上記のように製造されたフィン材につき、ろう付時
と同様に 5×10-5Torr以下の真空中で 600℃×３分間の
加熱処理を行った後、引張試験、電気伝導度を測定し
た。一般に金属の熱伝導度と電気伝導度との間には比例
関係があるので、ここでは熱伝導度に代えて電気伝導度
（25℃）を測定した。また、犠牲陽極効果を評価するた
め、ｐＨ 3に調整した 3％ＮａＣｌ水溶液中に８時間浸
漬後、自然電極電位を測定した。
と同様に 5×10-5Torr以下の真空中で 600℃×３分間の
加熱処理を行った後、引張試験、電気伝導度を測定し
た。一般に金属の熱伝導度と電気伝導度との間には比例
関係があるので、ここでは熱伝導度に代えて電気伝導度
（25℃）を測定した。また、犠牲陽極効果を評価するた
め、ｐＨ 3に調整した 3％ＮａＣｌ水溶液中に８時間浸
漬後、自然電極電位を測定した。
また、フィン材にコルゲート加工を施し、3003合金を芯
材とし4004合金を皮材（ろう材）とするプレート材（厚
さ0.6mm）の上に乗せて、真空ろう付けを行い、ろう付
け性を調べた。また、フィンとプレートの接合部につい
てＣＡＳＳ試験をＪＩＳ Ｄ0201に基づき１ケ月間行
い、プレートの最大腐食深さの測定と、フィンの腐食状
況を観察した。
材とし4004合金を皮材（ろう材）とするプレート材（厚
さ0.6mm）の上に乗せて、真空ろう付けを行い、ろう付
け性を調べた。また、フィンとプレートの接合部につい
てＣＡＳＳ試験をＪＩＳ Ｄ0201に基づき１ケ月間行
い、プレートの最大腐食深さの測定と、フィンの腐食状
況を観察した。
結果を第２表に示す。
本発明合金No.１〜15は、Ｉｎ、ＳｎまたはＧａの最大
濃度が５％以下と小さく、自己腐食も発生していない。
また、引張強さが12kgf/mm２以上と高く、電気伝導度も
46％以上と高く（従来材の3003は38％）熱伝導度が高い
ことを示している。また、ろう付け性も良好であり、自
然電極電位も−730 から−780mVvsＳＣＥの範囲であり
電気化学的に卑である。また、ＣＡＳＳ試験後のプレー
ト材の最大腐食深さは、0.05〜0.08mmと小さく犠牲陽極
効果に優れている。また、フィンの腐食状況も正常であ
る。
濃度が５％以下と小さく、自己腐食も発生していない。
また、引張強さが12kgf/mm２以上と高く、電気伝導度も
46％以上と高く（従来材の3003は38％）熱伝導度が高い
ことを示している。また、ろう付け性も良好であり、自
然電極電位も−730 から−780mVvsＳＣＥの範囲であり
電気化学的に卑である。また、ＣＡＳＳ試験後のプレー
ト材の最大腐食深さは、0.05〜0.08mmと小さく犠牲陽極
効果に優れている。また、フィンの腐食状況も正常であ
る。
一方、比較合金のNo.16、18、20はＩｎ、ＳｎまたはＧ
ａ量が少ないために自然電極電位が3003合金と同程度ま
で貴になり、プレートの最大腐食深さが大きい。すなわ
ち、犠牲陽極効果に劣るものである。No.17、19、21は
Ｉｎ、ＳｎまたはＧａ量が多いために表面部の最大濃度
が５％を越え、自己腐食が発生している。またＣＡＳＳ
試験後にもフィンの局部的消耗が顕著である。
ａ量が少ないために自然電極電位が3003合金と同程度ま
で貴になり、プレートの最大腐食深さが大きい。すなわ
ち、犠牲陽極効果に劣るものである。No.17、19、21は
Ｉｎ、ＳｎまたはＧａ量が多いために表面部の最大濃度
が５％を越え、自己腐食が発生している。またＣＡＳＳ
試験後にもフィンの局部的消耗が顕著である。
No.22はＦｅ量が少ないために引張強さが低く、電気伝
導度も低い。No.23はＦｅ量が多いために健全なフィン
材が得られなかった。
導度も低い。No.23はＦｅ量が多いために健全なフィン
材が得られなかった。
No.24はＳｉ量が少ないため引張強さが低いとともに電
気伝導度がやや低い。No.25はＳｉ量が多いためにろう
付時に局部溶融が生じている。
気伝導度がやや低い。No.25はＳｉ量が多いためにろう
付時に局部溶融が生じている。
No.26はＭｎ量が少ないために引張強さが低い。
No.27はＭｎ量が多いために電気伝導度が低い。
No.28、29は2[Si(%)]-1.2≦[Mn(%)]≦2[Si(%)]+0.1を満
足しないために、いずれも電気伝導度が低い。
足しないために、いずれも電気伝導度が低い。
No.30はＭｇ量が少ないために引張強さが低い。
No.31はＺｎ量が多いためにフィンの腐食消耗が顕著で
ある。
ある。
No.32、33はＺｒ量またはＣｒ量が多いために電気伝導
度が小さい。
度が小さい。
実施例２ 第１表の合金No.２、４、６、10、11、13および15を溶
解・鋳造し、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼
鈍(410℃×3h)および仕上げ冷間圧延を行い、0.07mm厚
さのフィン材とした。これを製造法Ｂと呼ぶことにし
た。一方、上記仕上げ冷間圧延の後に40℃の 1％NaOH水
溶液中でエッチングし、表面層を除去してフィン材とし
たものを製造法Ａとした。
解・鋳造し、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、中間焼
鈍(410℃×3h)および仕上げ冷間圧延を行い、0.07mm厚
さのフィン材とした。これを製造法Ｂと呼ぶことにし
た。一方、上記仕上げ冷間圧延の後に40℃の 1％NaOH水
溶液中でエッチングし、表面層を除去してフィン材とし
たものを製造法Ａとした。
このようにして得られたフィン材について、実施例１と
同様に表面部におけるＩｎ、ＳｎおよびＧａの最大濃度
を測定し、恒温恒湿試験により自己腐食の発生の有無を
調べた。結果を第３表に示す。
同様に表面部におけるＩｎ、ＳｎおよびＧａの最大濃度
を測定し、恒温恒湿試験により自己腐食の発生の有無を
調べた。結果を第３表に示す。
製造法Ａを用いたもの（発明例）はいずれも最大濃度が
５％以下であり、自己腐食が発生していない。製造法Ｂ
を用いたもの（比較例）はＩｎ、ＳｎまたはＧａの最大
濃度が５％を越え、自己腐食が発生している。
５％以下であり、自己腐食が発生していない。製造法Ｂ
を用いたもの（比較例）はＩｎ、ＳｎまたはＧａの最大
濃度が５％を越え、自己腐食が発生している。
［発明の効果］ 本発明によると、自己耐食性、ろう付後の熱伝導度、強
度および犠牲陽極効果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。
度および犠牲陽極効果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。
第１図はフィン材表面からの濃度分布の測定結果を示す
グラフである。
グラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】Ｉｎ： 0.005〜0.1 ％（重量％、以下同
じ）、Ｓｎ：0.01〜0.1 ％およびＧａ：0.01〜0.2 ％の
うち１種または２種以上を含み、さらにＦｅ： 0.1〜1.
8 ％、Ｓｉ： 0.1〜1.0 ％、Ｍｎ： 0.1〜1.5 ％、Ｍ
ｇ：0.05〜0.7 ％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物
からなるアルミニウム合金製フィン材であって、 2[Si(%)]-1.2≦[Mn(%)]≦2[Si(%)]+0.1 であると同時に、フィン材の表面部におけるＩｎ、Ｓｎ
およびＧａの最大濃度が各々５％以下であることを特徴
とする自己耐食性、ろう付後熱伝導度、強度および犠牲
陽極効果にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金フィン
材。 - 【請求項２】Ｉｎ： 0.005〜0.1 ％（重量％、以下同
じ）、Ｓｎ：0.01〜0.1 ％およびＧａ：0.01〜0.2 ％の
うち１種または２種以上を含み、さらにＦｅ： 0.1〜1.
8 ％、Ｓｉ： 0.1〜1.0 ％、Ｍｎ： 0.1〜1.5 ％、Ｍ
ｇ：0.05〜0.7 ％さらにまたＺｎ： 2.0％以下を含み、
残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金
製フィン材であって、 2[Si(%)]-1.2≦[Mn(%)]≦2[Si(%)]+0.1 であると同時に、フィン材の表面部におけるＩｎ、Ｓｎ
およびＧａの最大濃度が各々５％以下であることを特徴
とする自己耐食性、ろう付後熱伝導度、強度および犠牲
陽極効果にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金フィン
材。 - 【請求項３】Ｉｎ： 0.005〜0.1 ％（重量％、以下同
じ）、Ｓｎ：0.01〜0.1 ％およびＧａ：0.01〜0.2 ％の
うち１種または２種以上を含み、さらにＦｅ： 0.1〜1.
8 ％、Ｓｉ： 0.1〜1.0 ％、Ｍｎ： 0.1〜1.5 ％、Ｍ
ｇ：0.05〜0.7 ％さらにまたＺｒ：0.25％以下、Ｃｒ：
0.25％以下の１種または２種を含み、残部Ａ１および不
可避不純物からなるアルミニウム合金製フィン材であっ
て、 2[Si(%)]-1.2≦[Mn(%)]≦2[Si(%)]+0.1 であると同時に、フィン材の表面部におけるＩｎ、Ｓｎ
およびＧａの最大濃度が各々５％以下であることを特徴
とする自己耐食性、ろう付後熱伝導度、強度および犠牲
陽極効果にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金フィン
材。 - 【請求項４】Ｉｎ： 0.005〜0.1 ％（重量％、以下同
じ）、Ｓｎ：0.01〜0.1 ％およびＧａ：0.01〜0.2 ％の
うち１種または２種以上を含み、さらにＦｅ： 0.1〜1.
8 ％、Ｓｉ： 0.1〜1.0 ％、Ｍｎ： 0.1〜1.5 ％、Ｍ
ｇ：0.05〜0.7 ％、さらにまたＺｎ： 2.0以下およびＺ
ｒ：0.25％以下、Ｃｒ：0.25％以下の１種又は２種を含
み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム
合金製フィン材であって、 2[Si(%)]-1.2≦[Mn(%)]≦2[Si(%)]+0.1 であると同時に、フィン材の表面部におけるＩｎ、Ｓｎ
およびＧａの最大濃度が各々５％以下であることを特徴
とする自己耐食性、ろう付後熱伝導度、強度および犠牲
陽極効果にすぐれた熱交換器用アルミニウム合金フィン
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248704A JPH0637681B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 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用アルミニウム合金フィン材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2248704A JPH0637681B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 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用アルミニウム合金フィン材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04128337A JPH04128337A (ja) | 1992-04-28 |
| JPH0637681B2 true JPH0637681B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=17182093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2248704A Expired - Fee Related JPH0637681B2 (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 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用アルミニウム合金フィン材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637681B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2527479B1 (de) * | 2011-05-27 | 2014-02-12 | Hydro Aluminium Rolled Products GmbH | Hochleitfähige Aluminiumlegierung für elektrisch leitfähige Produkte |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54124811A (en) * | 1978-03-22 | 1979-09-28 | Sumitomo Light Metal Ind | Fin material for heat exchanger comprising aluminium alloy and production |
| JPS58171546A (ja) * | 1982-04-01 | 1983-10-08 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材 |
| JPS60215729A (ja) * | 1984-04-10 | 1985-10-29 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | アルミニウム合金熱交換器用フイン材とその製造方法 |
-
1990
- 1990-09-20 JP JP2248704A patent/JPH0637681B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54124811A (en) * | 1978-03-22 | 1979-09-28 | Sumitomo Light Metal Ind | Fin material for heat exchanger comprising aluminium alloy and production |
| JPS58171546A (ja) * | 1982-04-01 | 1983-10-08 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材 |
| JPS60215729A (ja) * | 1984-04-10 | 1985-10-29 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | アルミニウム合金熱交換器用フイン材とその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04128337A (ja) | 1992-04-28 |
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