JPH0658688A - 内面溝付溶接銅合金管 - Google Patents

内面溝付溶接銅合金管

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JPH0658688A
JPH0658688A JP21439192A JP21439192A JPH0658688A JP H0658688 A JPH0658688 A JP H0658688A JP 21439192 A JP21439192 A JP 21439192A JP 21439192 A JP21439192 A JP 21439192A JP H0658688 A JPH0658688 A JP H0658688A
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竹四 鈴木
Rensei Futatsuka
錬成 二塚
Seiji Kumagai
誠司 熊谷
Seizou Masukawa
清慥 桝川
俊▲緑▼ ▲すくも▼田
Toshitsuka Sukumoda
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内面溝付溶接銅合金管においてリフレア加工
性をより一層向上させる。 【構成】 この内面溝付溶接銅合金管は、無酸素銅、あ
るいはPを0.005〜0.05%含むリン脱酸銅に対
し、Fe,Cr,Ni,Ag,Zn,Sn,Al,P
b,Mg,Te,Zr,BおよびTiの中から選ばれる
1種または2種以上の元素を合わせて0.01〜0.5
重量%含む組成からなり、溶接部4の結晶粒径が溶接部
以外の部分の結晶粒径の2倍以内とされている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器用伝熱管等と
して使用される内面溝付溶接銅合金管に関し、特に加工
特性を向上するための改良に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、熱交換器用伝熱管としては、熱
伝導性の観点から無酸素銅やリン脱酸銅等の純銅を素材
とした内面溝付継目無銅管が多く用いられている。これ
ら伝熱管をエアコン等に用いる場合には、放熱および吸
熱効果を高めるために、貫通孔を有するアルミフィンを
伝熱管の外周に通したうえ、伝熱管にプラグを通して拡
管し、アルミフィンを固定する拡管加工が行なわれる。
さらに、伝熱管同士を接続するために、伝熱管の端部を
押し広げるフレア加工、およびフレア加工された部分を
再び押し広げるリフレア加工が順次施される。
【0003】ところで最近では、熱交換機の小型化、高
性能化の要求が強くなっていることから、それに使われ
る伝熱管にも、管肉厚が均一かつ薄肉で、しかもフロン
等の熱媒体の蒸発および凝縮性能が良いことが望まれて
いる。しかし、前記内面溝付継目無銅管では、加工工程
で偏肉を起こし、それが原因でリフレア加工時に割れを
生じることがあるうえ、引き抜き加工で内面溝を形成す
るために薄肉化および細径化に限界があり、前記要望に
十分応えられるとはいい難かった。
【0004】そこで、一般的な継目無伝熱管の代わり
に、金属条材の段階で複雑な溝加工ができ、そのため良
好な蒸発・凝縮性能を付与しやすく、かつ素材厚さも均
一である内面溝付溶接銅管が多用され始めている。この
ような溶接管においても、前記継目無伝熱管と同様に、
その材質として、導電率の高い(銅および銅合金の場合
は、測定の容易な導電率を熱伝導性の尺度として用いる
ことができる)無酸素銅あるいはリン脱酸銅等の純銅が
多く用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】現在の多くのユーザー
の使用規格においては、前記純銅製の内面溝付溶接銅管
でも、加工時に割れの問題はほとんど起きておらず、十
分な信頼性が得られている。しかし、今後さらに伝熱管
の細径化および薄肉化が進み、より厳しい加工条件が採
られた場合には、前記純銅製の溶接管では、溶接時の熱
影響により溶接部の近傍で再結晶化が起こり、結晶粒径
の大径化が起こりやすく、リフレア加工条件を厳しくす
ると溶接部から割れが生じる可能性がある。
【0006】したがって、将来的には、内面溝付溶接管
のリフレア加工性をいっそう向上することが必要になる
と予想される。本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、内面溝付溶接銅管においてリフレア加工性をより向
上することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、無酸素銅
およびリン脱酸銅等の内面溝付溶接銅管に比べてリフレ
ア加工性にすぐれ、かつ、熱伝導性との関連で導電率7
0%IACS以上の銅合金素材よりなる内面溝付溶接銅
合金管を開発すべく研究を行なった。その結果、無酸素
銅およびリン脱酸銅をベースとし、それにFe,Cr,
Mn,Ni,Ag,Zn,Sn,Al,Si,Pb,M
g,Te,Zr,BおよびTiの中から選ばれる1種ま
たは2種以上の元素を合わせて0.01〜0.5重量%
含み、残部Cu及び不可避不純物からなる組成を有する
銅合金製の内面溝付溶接銅合金管は、70%IACS以
上の導電率を有し、強度的にも従来の内面溝付溶接銅管
にくらべて優れ、さらに溶接部の近傍と周辺部とで結晶
粒径の差が生じにくく、リフレア加工性に優れていると
いう知見を得るに至った。
【0008】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、本発明に係る内面溝付溶接銅合金管は、無酸素銅あ
るいはPを0.005〜0.05重量%含むリン脱酸銅
に対し、さらにFe,Cr,Mn,Ni,Ag,Zn,
Sn,Al,Si,Pb,Mg,Te,Zr,Bおよび
Tiの中から選ばれる1種または2種以上の元素を合わ
せて0.01〜0.5重量%含む成分からなり、しかも
溶接部の結晶粒径が溶接部以外の部分の結晶粒径の2倍
以内であることを特徴としている。
【0009】次に、本発明の内面溝付溶接銅合金管の成
分組成を上記の通りに限定した理由を説明する。Fe,
Cr,Mn,Ni,Ag,Zn,Sn,Al,Si,P
b,Mg,Te,Zr,BおよびTiの各成分は、純銅
あるいはリン脱酸銅母相に固溶し、あるいは化合物相を
形成し、高温加熱に伴う結晶粒の粗大化を抑制するとと
もに、銅合金素材の強度を高め、リフレア加工性を向上
させる作用があるが、上記添加元素の総量が0.01重
量%未満では、前記作用が得られない。
【0010】一方、上記添加元素の総量が0.5重量%
を超えると、導電率が70%IACS未満となって伝熱
特性が悪化する場合が多くなるうえ、酸化物等の巻き込
みによる溶接部の不健全性が増し、溶接部とそれ以外の
部分との強度差が増大し、拡管加工およびリフレア加工
後の管形状の不均一性が増加して好ましくない。このた
め、上記各成分の総添加量を0.01〜0.5重量%と
定めた。
【0011】内面溝付溶接銅合金管は、熱交換機の伝熱
用パイプとして用いられるのであるから導電率は高いほ
ど望ましいが、導電率70%IACS以上であれば、リ
ン脱酸銅(85%IACS以下)と比較して実用上問題
がなく、この程度の導電率(すなわち伝熱性)の差は、
伝熱管の内面溝の形状、その他の設定により十分に補え
る。したがって、本発明に係る内面溝付銅合金管の銅合
金素材の導電率下限は70%IACSに定めた。
【0012】さらに、溶接部の結晶粒径がそれ以外の部
分の結晶粒径の2倍以内であれば、リフレア加工性に対
する影響が大きなものとならないことから、両者の結晶
粒径の差を2倍以内と定めた。
【0013】
【実施例】次に、本発明に係る内面溝付溶接銅合金管の
実施例を具体的に説明する。表1〜4にそれぞれ示す組
成の銅合金を水冷鋳型を用いて半連続鋳造し、800℃
〜950℃の温度で熱間圧延後、平面研削を行い、厚さ
9mmの板を製造した。この面削した熱延板を厚さ0.
8mmまで冷間圧延し、250℃〜550℃の温度で1
時間焼純後、50%の加工率で厚さ0.4mmまで冷間
圧延し、さらに250℃〜550℃の温度で1時間の焼
純を施した。
【0014】得られた各銅合金製の素条を、スリッター
により幅31mm間隔で裁断し、溝付圧延ロールによっ
てエンボス加工し、図1(管に成形した状態)に示す山
部2および溝部3を形成した後、板条材を溝形成面を内
面側に向けた状態で電縫装置にセットし、多段階に駆動
ロールおよびアイドラの間を通して板条材を幅方向に丸
めていき、最終的に板条材の両側縁部を溶接して管形に
成形した。図1中符号4が溶接部であり、管の軸線方向
へ延びて形成される(内面溝付溶接管の製造方法につい
ては、特開平4−157036号公報参照)。
【0015】成形した管を伸管加工により外径9.52
mmの管体とし、最終的に250℃〜550℃の温度で
1時間の焼純を行い、本発明に係る実施例1〜15の内
面溝付溶接銅合金管、および添加元素の含有率が本発明
の範囲から外れた比較例1〜4の内面溝付溶接銅合金管
を製造した。一方、無酸素銅およびリン脱酸銅をそれぞ
れ使用し、前記と全く同じ方法で比較例5,6の内面溝
付溶接銅管をそれぞれ製造した。また、市販されている
同一寸法のリン脱酸銅製継目無銅管を比較例7とした。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】
【0020】実施例1〜15、比較例1〜7の各伝熱管
について、以下のような試験および測定を行った。これ
らの結果を表5に示す。
【0021】(1)引張試験 JIS−Z2241およびJIS−Z2201に準じた
方法により引張試験を行い、引張強さおよび伸びを測定
した。 (2)導電率測定 JIS−H0505の方法により、エンボス加工前の各
銅合金素条について、導電率を測定した。
【0022】(3)結晶粒径比の測定 溶接部(溶接部中心から0.15mm以内)とそれ以外
の部分(溶接時の熱影響を受けていない部位)との結晶
粒径の差は、結晶粒の大きい部位の粒径を分子、小さい
部位の粒径を分母とする結晶粒径比で表した。
【0023】(4)リフレア加工性 現在採用されている規格ではリフレア加工割れがほとん
ど発生しないので、判定基準をより厳しくして、実施例
1〜15および比較例1〜7の同一寸法の内面溝付継目
無銅管各20本について、円錐形のプラグを端部から挿
入し、押拡倍率1.70にて押拡げ試験を行い、割れ不
良発生率(%)を求めた。
【0024】
【表5】
【0025】表5に示される結果から明らかなように、
本発明に係る実施例1〜15の内面溝付溶接銅合金管
は、各比較例1〜7に比して溶接熱による結晶粒径の大
形化も起きにくく、押拡げ試験結果も良好で、リフレア
加工性に優れている。それにも拘らず、導電率(熱伝導
率)の点で殆ど遜色がなく、強度も十分に高い。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の内面溝付
溶接銅合金管によれば、拡径率が大きいリフレア加工等
を行った場合にも管端部に割れが生じにくく、伝熱管の
信頼性向上および製造歩留まりが向上できる。また、伝
熱管の加工特性が改善される分、その細径化および薄肉
化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る内面溝付溶接銅合金管の断面図で
ある。
【符号の説明】
1 内面溝付溶接銅合金管 2 山部 3 溝部 4 溶接部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 桝川 清慥 福島県会津若松市扇町128の7 三菱伸銅 株式会社若松製作所内 (72)発明者 ▲すくも▼田 俊▲緑▼ 福島県会津若松市扇町128の7 三菱伸銅 株式会社若松製作所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Fe,Cr,Mn,Ni,Ag,Zn,S
    n,Al,Si,Pb,Mg,Te,Zr,BおよびT
    iから選ばれる1種または2種以上の元素を合わせて
    0.01〜0.5重量%含み、残部Cuおよび不可避不
    純物からなり、かつ溶接部の結晶粒径が溶接部以外の部
    分の結晶粒径の2倍以内であることを特徴とする内面溝
    付溶接銅合金管。
  2. 【請求項2】Pを0.005〜0.05重量%含み、さ
    らにFe,Cr,Mn,Ni,Ag,Zn,Sn,A
    l,Si,Pb,Mg,Te,Zr,BおよびTiから
    選ばれる1種または2種以上の元素を合わせて0.01
    〜0.5重量%含み、残部Cuおよび不可避不純物から
    なり、かつ溶接部の結晶粒径が溶接部以外の部分の結晶
    粒径の2倍以内であることを特徴とする内面溝付溶接銅
    合金管。
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