JPH076021B2

JPH076021B2 - アルミニウム熱交換器のＡｌ合金コネクタ

Info

Publication number: JPH076021B2
Application number: JP61263108A
Authority: JP
Inventors: 建当摩; 憲昭高橋
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1986-11-05
Filing date: 1986-11-05
Publication date: 1995-01-25
Anticipated expiration: 2010-01-25
Also published as: JPS63118046A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、すぐれた熱間加工性と耐バーニング性、並
びに高強度を有するアルミニウム熱交換器のAl合金コネ
クタに関するものである。

〔従来の技術〕

一般に、アルミニウム熱交換器のろう付けによる組み立
て製造に際しては、フィン材およびヘッダープレート材
の管材へのろう付けのほかに、前記管材へのコネクタの
ろう付けが行なわれる。

このアルミニウム熱交換器のコネクタは、構造的に高強
度が要求されることから、その製造には、例えば重量％
で（以下％は重量％を示す）、 Zn:4〜５％、Mg:1〜２％、 Mn:0.2〜0.7％、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7NO1などのAl合金（以下従来Al合金コネクタという）
が用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記コネクタは、アルミニウム熱交換器のろう
付け組み立てに際しては、通常600〜620℃、場合によっ
ては640℃という高温のろう付け温度に加熱されるが、
これを構成するAl合金のMgおよびZn含有量が、上記の従
来Al合金コネクタのように高いと、前記ろう付け湿度で
粒界が溶融する、いわゆるバーニング現象が生じるよう
になり、これによってろう付け時あるいはその後の使用
時に割れが発生し易くなることから、相対的にMgおよび
Znの含有量を低めにおさえて、強度をいくぶん犠牲に
し、耐バーニング性を改善した状態で実用に供している
のが現状である。

また、上記の従来Al合金コネクタは、時効硬化によって
強度を確保したものなので、固溶体硬化能の大きいMgお
よびMn成分の含有量をあまり低くすることができないも
のであり、この結果熱間押出し加工などの熱間加工によ
るコネクタ成形に際しては、変形抵抗が大きく、必ずし
も良好な生産性を示さないものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、上述のような問題点のないアル
ミニウム熱交換器のAl合金コネクタを開発すべく研究を
行なった結果、アルミニウム熱交換器のAl合金コネクタ
を、 Zn:3％超〜4.5％、Mg:0.5〜1.5％、 Zr:0.05〜0.2％、Mn:0.2〜0.7％、 Si:0.2〜0.7％、Cu:0.05〜0.3％、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、この結果のAl合金コネクタは、
すぐれた熱間加工性と耐バーニング性、並びに高強度を
具備するようになるという知見を得たのである。

この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に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、時効処理によってMgZn₂を析出形成
して、強度を向上させる作用があるが、その含有量が、
それぞれZn:3％以下およびMg:0.5％未満では所望の高強
度を確保することができず、一方その含有が、それぞれ
Zn:4.5％およびMg:1.5％を越えると、ろう付け時にバー
ニング現象が発生するようになることから、その含有量
をZn:3％超〜4.5％、Mg:0.5〜1.5％と定めた。

（ｂ） ZrおよびMn これらの成分には、ろう付け加熱時に結晶粒が粗大化す
るのを抑制して、バーニング現象の発生を抑制する作用
があるが、その含有量が、それぞれZr:0.05％未満およ
びMn:0.2％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、それぞれZr:0.2％およびMn:0.7％を
越えると、粗大な金属間化合物が形成されるようになる
ほか、熱間変形抵抗も上昇するようになって、熱間加工
性の劣化が著しくなることから、その含有量を、Zr:0.0
5〜0.2％、Mn:0.2〜0.7％と定めた。

（ｃ） Si Si成分はAlおよびMnと結合して、素地中に微細均一に分
散するAl−Mn−Si化合物を形成し、このAl−Mn−Si化合
物は500℃以上の温度に加熱されると析出形成するの
で、Si成分の含有によってろう付け後の強度が一段と向
上するようになり、さらにこのAl−Mn−Si化合物の形成
によってMnの高温での素地への固溶が極力抑制され、こ
の結果Mn固溶による熱間変形抵抗の増大が阻止され、熱
間加工性が著しく向上するようになるが、その含有量が
0.2％未満では所望の強度および熱間加工性を確保する
ことができず、一方その含有量が0.7％を越えると、バ
ーニング現象が発生するようになることから、その含有
量を0.2〜0.7％と定めた。

（ｄ） Cu Cu成分には、耐バーニング性を一段と向上させる作用が
あり、特に高温でのろう付け時に効果を発揮するが、そ
の含有量が、0.05％未満では所望の耐バーニング性向上
効果が得られず、一方その含有量が0.3％を越えると、
熱間加工性が劣化するようになることから、その含有量
を0.05〜0.3％と定めた。

〔実施例〕

つぎに、この発明のAl合金コネクタを実施例により具体
的に説明する。

通常の溶解法により、それぞれ第１表に示される成分組
成をもったAl合金溶湯を調製し、直径:203.2mmのビレッ
トに鋳造し、このビレットを温度:490℃ に４時間保持の条件で均質化処理した後、490℃の温度
で熱間押出し加工して、断面：一辺長さが24mmの６角形
×長さ:200mmのコネクタ素材とし、この場合熱間加工性
を評価するために適正押出速度を測定し、ついで穴あけ
および端部外面ねじ切りの機械加工を施して本発明Al合
金コネクタ１〜13および比較Al合金コネクタ１〜10をそ
れぞれ製造した。

ついで、この結果得られた各種のコネクタに対して、ろ
う付けに相当する条件、すなわち１×10^-4torrの真空中
および１気圧のN₂雰囲気中、温度:630℃に10分間保持の
条件で加熱処理を施して、バーニング現象発生の有無を
観察し、また前記のN₂雰囲気中で加熱処理後、強度を評
価する目的で引張り強さを測定し、さらにこの引張り強
さを測定した後、30日経過後の引張り強さを測定した。
これらの結果を第１表に示した。

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から、本発明Al合金コネクタ１〜
13は、いずれもすぐれた熱間加工性および耐バーニング
性、並びに高強度を有するのに対して、比較Al合金コネ
クタ１〜10に見られるように、コネクタを構成するAl合
金の構成成分のうちいずれかの成分含有量（第１表に※
印を付したもの）でもこの発明の範囲から外れると、こ
れらの特性のうちのいずれかの特性が劣ったものになる
ことが明らかである。

上述のように、この発明のAl合金コネクタは、すぐれた
熱間加工性をもつので、これを高い生産性で製造するこ
とができ、かつすぐれた耐バーニング性および高強度を
もつので、ろう付けによりアルミニウム熱交換器に組み
込まれて実用に供された場合にもすぐれた性能を長期に
亘って発揮するなど工業上有用な特性を有するのであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Zn:3％超〜4.5％、Mg:0.5〜1.5％、 Zr:0.05〜0.2％、Mn:0.2〜0.7％、 Si:0.2〜0.7％、Cu:0.05〜0.3％、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％）を有するAl合金で構成したことを特徴とする熱
間加工性および耐バーニング性にすぐれたアルミニウム
熱交換器のAl合金コネクタ。