JPH07145439A - アルミニウム合金製熱交換器用部材 - Google Patents
アルミニウム合金製熱交換器用部材Info
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- JPH07145439A JPH07145439A JP5315797A JP31579793A JPH07145439A JP H07145439 A JPH07145439 A JP H07145439A JP 5315797 A JP5315797 A JP 5315797A JP 31579793 A JP31579793 A JP 31579793A JP H07145439 A JPH07145439 A JP H07145439A
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Abstract
る。 【構成】 ろう材に、Si:6.5〜11.5%、M
g:0.2〜1.0%未満を含有し、さらに所望によ
り、Bi:0.01〜0.2%、Be:0.0005〜
0.05%の1種または2種を含有するAl合金を用
い、フィン材には、Mn:0.5〜2.0%、Si:
0.4〜1.5%、Mg:0.2〜0.6%を含有し、
さらに、Zn:0.1〜2.0%、In:0.005〜
0.05%、Sn:0.05〜0.2%の内1種または
2種以上を含有し、さらに所望により、Zr:0.05
〜0.25%、Ti:0.05〜0.25%、V:0.
05〜0.25%、Cr:0.05〜0.25%、F
e:0.5〜1.5%の1種または2種以上を含有する
Al合金を用いる。 【効果】 ろう付時の炉内でのスケールの増大やろう
付性の低下を招くことなく、熱交換器のフィンを高強度
化することができ、したがって熱交換器の薄肉、軽量化
が可能になる
Description
交換器の材料として使用される熱交換器用部材に関する
ものである。
ーラー、オイルクーラーなどの熱交換器は、作動流体通
路を構成するチューブ、タンク、サイドサポート及びフ
ィンの各部材を組み付けて、ろう付接合することによっ
て製造されており、この熱交換器のろう付では、フラッ
クスの後処理や、フラックス残渣による腐食などの問題
を避けるため、一般に真空ろう付法が採用されている。
金の表面には数百Å以上の安定した酸化皮膜が形成され
ており、ろう付時には、ろうのぬれを阻害するこの皮膜
を破壊する必要がある。フラックスろう付では、フラッ
クスでこの皮膜を破壊して接合するが、フラックスを用
いない真空ろう付方法では、酸化皮膜の破壊等に効果の
あるMgを適量含有させた、JIS BA4004合金
(Si:9.0〜10.5%,Mg:1.0〜2.0
%)や同BA4104合金等のAl −Si −Mg系のろ
う材を使用している。
は、ろう材の融点付近で盛んに蒸発して、材料やろう材
の酸化皮膜を破壊してろうのぬれを改善し、さらに雰囲
気中の微量水分や酸化性ガスと反応してこれらをトラッ
プし、いわゆるゲッター作用によってろう付性を向上さ
せている。このろう材は、チューブ、サイドサポートな
どの熱交換器本体側に配置する場合と、フィン側に配置
する場合とがあるが、いずれの場合にも、上記部材のい
ずれかの片面にろう材をクラッドしたブレージングシー
トとして供給されるのが一般的である。一方、ブレージ
ングシートの芯材やろう材で接合する相手部材には、J
IS 3003Al合金等の材料が使われている。
換器を軽量化したいという要望があり、これに伴い材料
の薄肉・高強度化が進められている。そこで熱交換器本
体用部材やフィン材に、Mgを含有させることにより材
料の高強度化が図る方法が考えられており、従来、これ
ら部材に使用されているMg未含有の3003合金に変
えて、Mgを含有するJIS 3004高強度Al合金
(Mg:0.8〜1.3%)などを使用することが提案
されている。
ておくと、ろう付中にこのMgが蒸発して、必要以上に
炉内に充満し、その結果スケールとなって炉内に析出、
付着して水分等を取り込むようになる。このスケールは
炉の真空度を低下させる原因となるので、炉内清掃を頻
繁に行ってスケールを除去する必要があり、このため生
産性が著しく低下するという問題がある。本発明者らは
上述した問題点について鋭意研究した結果、ろう材とフ
ィン材のMg含有量をバランス良く調整するという全く
新しい考え方に基づいて、上記課題を解決することを可
能としたものである。この発明は、上記事情を背景とし
てなされたものであり、高強度で軽量の熱交換器をスケ
ールを生じさせることなく良好にろう付することができ
る熱交換器用部材を提供することを目的とするものであ
る。
交換器本体を構成するブレージングシートとフィン材と
からなるアルミニウム合金製熱交換器用部材において、
該ブレージングシートのろう材は、重量%で、Si:
6.5〜11.5%、Mg:0.2〜1.0%未満を含
有し、残部がAlおよび不可避不純物であるAl合金か
らなり、フィン材は、重量%で、Mn:0.5〜2.0
%、Si:0.4〜1.5%、Mg:0.2〜0.6%
を含有し、さらに、Zn:0.1〜2.0%、In:
0.005〜0.05%、Sn:0.05〜0.2%の
内1種または2種以上を含有し、残部がAlと不可避不
純物であるAl合金からなることを特徴とする。
Zr:0.05〜0.25%、Ti:0.05〜0.2
5%、V:0.05〜0.25%、Cr:0.05〜
0.25%、Fe:0.5〜1.5%の内1種または2
種以上を含有させることを特徴とする。また、第3の発
明は、上記ろう材に、さらにBi:0.01〜0.2
%、Be:0.0005〜0.05%の内1種または2
種を含有させることを特徴とする。本発明で目的とする
熱交換器としては、自動車用のものが好適である。しか
し、本発明はこれに限定されるものではなく、各種用
途、使用形態の熱交換器に応用することができる。
部)、チューブ材(作動流体通路を構成する電縫管)、
サイドサポート材等の熱交換器本体を構成するブレージ
ングシートの芯材には、重量%で、Mn:0.5〜2.
0%、Si:0.04〜1.5%、Mg:0.2〜0.
6%、Cu:0.01〜0.6%を含有し、残りがAl
と不可避不純物とからなるAl合金を用いるのが望まし
く、これら芯材には、さらに、Zr:0.05〜0.2
5%、Ti:0.05〜0.25%、V:0.05〜
0.25%、Cr:0.05〜0.25%、Fe:0.
5〜1.5%の内1種または2種以上を含有させるのが
一層望ましい。また、ヘッダープレート材やチューブ材
のように作動流体と接触する部材には、その一面に、M
g:0.1〜2.5%を含有し、かつZn:0.1〜
2.0%、In:0.005〜0.05%、Sn:0.
05〜0.2%の内1種または2種以上を含有し、残り
がAlと不可避不純物とからなるAl合金犠牲材を設け
るのが望ましい。
2〜1.0%未満に低下させ、さらにフィン材に0.2
〜0.6%のMgを含有させることにより、酸化皮膜の
破壊に必要な最小限のMgをろう材によって確保し、さ
らに、ゲッター作用に必要なMgは、ろう材よりは、主
としてフィン材(所望によりこれに加えて熱交換器本
体)から供給する。すなわち、水蒸気及び酸素のゲッタ
ーとしてのMgはろう付加熱時に主にフィンより供給さ
れるため、ろう材の含有するMg量は酸化皮膜を破る必
要最小限ですむわけである。また、ろう材のMg量を減
少させることによりろう材表面の酸化皮膜を薄くして、
ろう付加熱時に破けやすくする効果もある。
招くことなく良好なろう付性を確保することができる。
また、フィン材は、Mgの含有によって強度の向上が達
成される。したがって、ろう付炉内のスケールの増加に
よる作業性の低下を招くことなく、フィンの高強度化が
達成され、熱交換器の軽量化、薄肉化が可能になる。ま
た、ろう材のMg含有量を低下させることによってろう
材の固相線温度が上がり、溶融時間が短くなるとともに
ミクロ的な局部溶融が抑制されるので、従来問題となっ
ていた芯材及びフィン材にろうが侵食する、いわゆるエ
ロージョンの発生を防止することもできる。
由を具体的に説明する。 (ろう材) Si:6.5〜11.5% ろう材の液相線温度を下げてろう付性を付与するために
含有させる。含有量が6.5%未満ではその作用が不十
分であり、11.5%を越えると却って液相線温度が高
くなってろう付困難となるため上記範囲とする。 Mg:0.2〜1.0%未満 Mgは、真空加熱時に酸化皮膜を破壊するために含有さ
せる。含有量が0.2%未満ではその作用が不十分であ
り、1.0%以上では蒸発して炉内を汚染し、またエロ
ージョンが発生しやすくなるため上記範囲とする。 Bi:0.01〜0.2%、Be:0.0005〜0.
05% Bi、Beは、酸化皮膜を破壊するために選択的に添加
する。但し、それぞれ上限を越えると、ろうの流動性低
下のためろう付が困難になり、また、下限未満では、酸
化皮膜の破壊作用が不十分となるので、上記範囲に定め
た。
加工性を向上させる。但し、0.5%未満ではその作用
は不十分であり、また、2.0%を越えると、粗大な金
属間化合物を形成し、強度及び成形加工性を低下させる
ので上記範囲とする。 Si:0.4〜1.5% Siは固溶または析出して強度を向上させる。但し、下
限未満ではその作用は不十分であり、また上限を越える
と粒界腐食性を高めるので上記範囲とする。 Mg:0.2〜0.6% MgもSiと同様に固溶または析出により強度を向上さ
せる。また、ろう付中に適度に蒸発して、ゲッター作用
によりろう付性を向上させる。但し、下限未満ではこれ
ら作用が不十分であり、また上限を越えると、Mgが過
度に蒸発して炉内を汚染するので、上記範囲とする。
ので、所望により添加する。それぞれ下限未満ではその
効果は不十分であり、上限を越えると、自己腐食速度が
増加するのでそれぞれ上記範囲とする。 Zr:0.05〜0.25% Ti:0.05〜0.25% V :0.05〜0.25% Cr:0.05〜0.25% Fe:0.5〜1.5% これら元素は、析出して強度を向上させるので、所望に
より1種以上含有させる。但し、下限未満ではその作用
は不十分であり、また上限を越えると、粗大な金属間化
合物を形成して強度および成形加工性を低下させるので
それぞれ上記範囲とする。
定理由について説明する。 (芯材) Mn:0.5〜2.0% Si:0.04〜1.5% Mg:0.2〜0.6% 上記元素の作用及び限定理由は、フィン材と同様であ
る。 Cu:0.01〜0.6% Cuは電位を貴にして耐食性を高める。但し、0.01
%未満ではその作用は不十分であり、また0.6%を越
えると、粒界腐食性を高めるので上記範囲とする。 Zr:0.05〜0.25% Ti:0.05〜0.25% V :0.05〜0.25% Cr:0.05〜0.25% これら元素の作用および限定理由もフィン材と同様であ
り、所望により1種以上含有させる。
果を持たせると共に強度を向上されるために含有させ
る。但し、0.1%未満ではその作用が不十分であり、
また2.5%を越えると、自己腐食速度が小さくなりす
ぎて、十分な犠牲陽極効果が得られないので、上記範囲
に限定する。 Zn:0.1〜2.0% In:0.005〜0.05% Sn:0.05〜0.2% これら元素は、犠牲材の電位を卑にして犠牲陽極効果を
持たせるために、1種以上含有させる。但し、それぞれ
下限未満では、その作用が不十分であり、また上限を越
えると、自己腐食速度が大きくなりすぎるため上記範囲
とする。
材、表3に示す犠牲材をそれぞれ用意し、ラジエーター
用のヘッダープレート材、チューブ材として、芯材の一
面にろう材、他面に犠牲材を配置し、サイドサポート材
として芯材の片面にのみろう材を配置して、これらろう
材、犠牲材をそれぞれ10%厚でクラッドして、ヘッダ
ープレート材とサイドサポート材をそれぞれ1.5m
m、チューブを0.3mm厚のブレージングシートとし
た。また、表4に示す組成のAl合金をフィン材として
用意した。上記ブレージングシートは、それぞれ所定の
ヘッダープレート、チューブ、サイドサポート形状に成
形してラジエーターコアを組み立て、これと所定形状に
成形したフィン材とを表5に示す組み合わせで組付け
て、真空炉内に配置し、5×10-5Torrに真空炉を
調整して、600℃で5分間加熱して真空ろう付を行な
った。
接合の良否を判定するため、ラジエーターを解体し、フ
ィン接合良好部のフィン接合箇所に占める割合(接合
率)を目視で求め、その結果を表5に示した。また、上
記加熱を行なったフィン材からJIS5号引張試験片を
切出し、これを用いて引張試験を行い、その結果(引張
強度)を表5に示した。さらに、同一種のラジエーター
を同一の真空炉で1000台ろう付した後、真空炉内の
スケールの付着量を測定した。この評価では、実施例N
o.1におけるスケール付着量を1として、比較例の付
着量は、これに対する相対的な付着量として表5に示し
た。これらの結果から明らかなように、本発明の実施例
は、いずれも接合性、強度、炉の汚染の点で良好な結果
が得られている。一方、比較例は、これら評価項目のい
ずれかの点で明らかに劣っている。
ニウム合金製熱交換器用部材によれば該ブレージングシ
ートのろう材は、重量%で、Si:6.5〜11.5
%、Mg:0.2〜1.0%未満を含有し、さらに所望
により、Bi:0.01〜0.2%、Be:0.000
5〜0.05%の内1種または2種を含有する残部がA
lおよび不可避不純物であるAl合金からなり、フィン
材は、重量%で、Mn:0.5〜2.0%、Si:0.
4〜1.5%、Mg:0.2〜0.6%を含有し、さら
に、Zn:0.1〜2.0%、In:0.005〜0.
05%、Sn:0.05〜0.2%の内1種または2種
以上を含有し、さらに所望により、Zr:0.05〜
0.25%、Ti:0.05〜0.25%、V:0.0
5〜0.25%、Cr:0.05〜0.25%、Fe:
0.5〜1.5%の内1種または2種以上を含有する残
部がAlと不可避不純物であるAl合金からなるので、
ろう付時のスケールの析出を増大させることなく、しか
もろう付性を損なうことなくフィンの高強度化が達成さ
れ、熱交換器の薄肉、軽量化が可能になる。
Claims (3)
- 【請求項1】 熱交換器本体を構成するブレージングシ
ートとフィン材とからなるアルミニウム合金製熱交換器
用部材において、 該ブレージングシートのろう材は、重量%で、Si:
6.5〜11.5%、Mg:0.2〜1.0%未満を含
有し、残部がAlおよび不可避不純物であるAl合金か
らなり、フィン材は、重量%で、Mn:0.5〜2.0
%、Si:0.4〜1.5%、Mg:0.2〜0.6%
を含有し、さらに、Zn:0.1〜2.0%、In:
0.005〜0.05%、Sn:0.05〜0.2%の
内1種または2種以上を含有し、残部がAlと不可避不
純物であるAl合金からなることを特徴とするアルミニ
ウム合金製熱交換器用部材 - 【請求項2】 フィン材は、さらに、Zr:0.05〜
0.25%、Ti:0.05〜0.25%、V:0.0
5〜0.25%、Cr:0.05〜0.25%、Fe:
0.5〜1.5%の内1種または2種以上を含有するこ
とを特徴とする請求項1記載のアルミニウム合金製熱交
換器用部材 - 【請求項3】 ろう材は、さらにBi:0.01〜0.
2%、Be:0.0005〜0.05%の内1種または
2種を含有することを特徴とする請求項1または2記載
のアルミニウム合金製熱交換器用部材
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5315797A JPH07145439A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | アルミニウム合金製熱交換器用部材 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5315797A JPH07145439A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | アルミニウム合金製熱交換器用部材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07145439A true JPH07145439A (ja) | 1995-06-06 |
Family
ID=18069674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5315797A Pending JPH07145439A (ja) | 1993-11-24 | 1993-11-24 | アルミニウム合金製熱交換器用部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07145439A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021193841A1 (ja) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | 株式会社Uacj | 被ろう付部材用アルミニウム合金ベア材及び被ろう付部材用アルミニウム合金クラッド材 |
WO2021193842A1 (ja) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | 株式会社Uacj | 被ろう付部材用アルミニウム合金ベア材及び被ろう付部材用アルミニウム合金クラッド材 |
-
1993
- 1993-11-24 JP JP5315797A patent/JPH07145439A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021193841A1 (ja) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | 株式会社Uacj | 被ろう付部材用アルミニウム合金ベア材及び被ろう付部材用アルミニウム合金クラッド材 |
WO2021193842A1 (ja) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | 株式会社Uacj | 被ろう付部材用アルミニウム合金ベア材及び被ろう付部材用アルミニウム合金クラッド材 |
CN115427596A (zh) * | 2020-03-26 | 2022-12-02 | 株式会社Uacj | 用于要被硬钎焊的构件的铝合金裸材和用于要被硬钎焊的构件的铝合金包层材料 |
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