JPH08134573A

JPH08134573A - 低温ろう付用アルミニウム合金フィン材およびブレージングシート、並びにアルミニウム合金製熱交換器の製造方法およびアルミニウム合金製熱交換器

Info

Publication number: JPH08134573A
Application number: JP27687694A
Authority: JP
Inventors: Takenobu Dokou; 武宜土公; Fujio Himuro; 富士雄檜室
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1994-11-11
Filing date: 1994-11-11
Publication date: 1996-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】高強度、高熱伝導アルミニウムフィン材、当
該フィン材を用いた熱交換器およびその製造方法を提供
することを目的とする。【構成】０．１ｗｔ％を越え、１．２ｗｔ％以下のＳ
ｉ、０．５ｗｔ％を越え、２．５ｗｔ％以下のＦｅを含
有し、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗｔ％以下のＮｉま
たはＣｏのうち１種または２種を含有し、残部アルミニ
ウムおよび不可避的不純物とからなるアルミニウム合金
からなり、ろう付加熱後の再結晶粒径が１０μｍを越
え、８０μｍ以下であることを特徴とする５８５℃以下
の温度で行われるろう付に用いられるアルミニウム合金
フィン材、並びに前記フィン材を用いた熱交換器を、５
８５℃以下の温度に加熱するろう付法により製造するに
あたり、ろう付加熱後の再結晶粒径が１０μｍを越え、
８０μｍ以下になるようにろう付加熱を行うことを特徴
とするアルミニウム合金製熱交換器の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高強度、高熱伝導アル
ミニウムフィン材、当該フィン材を用いた熱交換器およ
びその製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、
特にろう付法によって製造されるラジエーター，ヒータ
ー，コンデンサー等の熱交換器、それに用いられるフィ
ン材および当該熱交換器の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車用熱交換器の多くはＡｌおよびＡ
ｌ合金が使用されており、ろう付法により製造されてい
る。通常ろう付はＡｌ−Ｓｉ系のろう材が用いられ，そ
のためろう付は６００℃程度の高温で行われる。ラジエ
ーター等の熱交換器は例えば図１に示すように複数本の
偏平チューブ（１）の間にコルゲート状に加工した薄肉
フィン（２）を一体に形成し、該偏平チューブ（１）の
両端はヘッダー（３）とタンク（４）とで構成される空
間にそれぞれ開口しており、一方のタンク側の空間から
偏平チューブ（１）内を通して高温冷媒を他方のタンク
（４）側の空間に送り、前記チューブ（１）およびフィ
ン（２）の部分で熱交換して低温になった冷媒を再び循
環させるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、熱交
換器は軽量・小型化の方向にあり、薄肉化のために材料
の高強度化、ろう付加熱時のろう拡散の防止および熱交
換器の熱効率の向上のための材料の熱伝導性の向上が望
まれている。すなわち、フィンを薄肉化した場合、熱交
換器の組付け時にフィンが潰れたり、熱交換器として使
用時に破壊してしまうという問題がある。この点から
は、Ｍｎ等の合金元素の添加が行われているが、熱交換
器を製造する工程に６００℃付近まで加熱されるろう付
工程があるため、ろう付加熱中に、合金に添加した元素
が再固溶し熱伝導性の向上が阻害されてしまう。

【０００４】ろう付加熱時にフィンにろうが拡散すると
フィンが潰れてしまい熱交換器としての機能を発揮でき
なくなるが、その対策としては、ろうが溶融している状
態でフィンの再結晶が完了し、かつフィン材の再結晶粒
径を１００μｍ以上の大きさに大きくすることが有効で
あることが知られている。また、フィン材の熱伝導性の
向上の対策としては、合金成分を純アルミニウムに近づ
けた合金のフィン材が熱伝導フィンとして提案されてい
る。しかしながら、純アルミニウム系合金フィンの場
合、強度が不足してしまう欠点を有しており、高強度で
熱伝導性を向上させたフィン材はいまだ開発されていな
い。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はこれに鑑み種々
検討の結果、高強度、高熱伝導アルミニウムフィン材、
当該フィン材を用いた熱交換器およびその製造方法を開
発したものである。

【０００６】即ち請求項１の発明は、０．１ｗｔ％を越
え、１．２ｗｔ％以下のＳｉ、０．５ｗｔ％を越え、
２．５ｗｔ％以下のＦｅを含有し、０．１ｗｔ％を越
え、２．０ｗｔ％以下のＮｉ、０．１ｗｔ％を越え、
２．０ｗｔ％以下のＣｏのうち１種または２種を含有
し、残部がアルミニウムおよび不可避的不純物であるア
ルミニウム合金からなり、ろう付加熱後の再結晶粒径が
１０μｍを越え、８０μｍ以下であることを特徴とする
低温ろう付用アルミニウム合金フィン材である。

【０００７】請求項２の発明は、０．１ｗｔ％を越え、
１．２ｗｔ％以下のＳｉ、０．５ｗｔ％を越え、２．５
ｗｔ％以下のＦｅ、０．０１ｗｔ％を越え、０．２ｗｔ
％以下のＺｒを含有し、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗ
ｔ％以下のＮｉ、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗｔ％以
下のＣｏのうち１種または２種を含有し、残部がアルミ
ニウムおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金か
らなり、ろう付加熱後の再結晶粒径が１０μｍを越え、
８０μｍ以下であることを特徴とする低温ろう付用アル
ミニウム合金フィン材である。

【０００８】請求項３の発明は、０．１ｗｔ％を越え、
１．２ｗｔ％以下のＳｉ、０．５ｗｔ％を越え、２．５
ｗｔ％以下のＦｅを含有し、０．１ｗｔ％を越え、２．
０ｗｔ％以下のＮｉ、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗｔ
％以下のＣｏのうち１種または２種を含有し、さらに
２．０ｗｔ％以下のＺｎ、０．３ｗｔ％以下のＩｎ、
０．３ｗｔ％以下のＳｎのうち１種または２種以上を含
有し、残部がアルミニウムおよび不可避的不純物である
アルミニウム合金からなり、ろう付加熱後の再結晶粒径
が１０μｍを越え、８０μｍ以下であることを特徴とす
る低温ろう付用アルミニウム合金フィン材である。

【０００９】請求項４の発明は、０．１ｗｔ％を越え、
１．２ｗｔ％以下のＳｉ、０．５ｗｔ％を越え、２．５
ｗｔ％以下のＦｅ、０．０１ｗｔ％を越え、０．２ｗｔ
％以下のＺｒを含有し、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗ
ｔ％以下のＮｉ、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗｔ％以
下のＣｏのうち１種または２種を含有し、さらに２．０
ｗｔ％以下のＺｎ、０．３ｗｔ％以下のＩｎ、０．３ｗ
ｔ％以下のＳｎのうち１種または２種以上を含有し、残
部がアルミニウムおよび不可避的不純物であるアルミニ
ウム合金からなり、ろう付加熱後の再結晶粒径が１０μ
ｍを越え、８０μｍ以下であることを特徴とする低温ろ
う付用アルミニウム合金フィン材である。

【００１０】請求項５〜８の発明は、それぞれ請求項１
〜４記載のアルミニウム合金からなる芯材と、該芯材の
両面にクラッドされた、５８５℃以下の温度でろう付が
可能なろう材とからなり、ろう付加熱後の芯材の再結晶
粒径が１０μｍを越え、８０μｍ以下であることを特徴
とする低温ろう付用アルミニウム合金ブレージングシー
トフィン材である。

【００１１】請求項９の発明は、請求項１〜４記載の低
温ろう付用アルミニウム合金フィン材を用いた熱交換器
を、５８５℃以下の温度に加熱するろう付法により製造
するにあたり、ろう付加熱後の再結晶粒径が１０μｍを
越え、８０μｍ以下になるようにろう付加熱を行うこと
を特徴とするアルミニウム合金製熱交換器の製造方法で
ある。

【００１２】請求項１０の発明は、請求項５〜８記載の
低温ろう付用アルミニウム合金ブレージングシートフィ
ン材を用いた熱交換器を、５８５℃以下の温度に加熱す
るろう付法により製造するにあたり、ろう付加熱後の再
結晶粒径が１０μｍを越え、８０μｍ以下になるように
ろう付加熱を行うことを特徴とするアルミニウム合金製
熱交換器の製造方法である。

【００１３】請求項１１の発明は、ろう付法により製造
されるアルミニウム合金製熱交換器であって、請求項１
〜４記載の低温ろう付用アルミニウム合金フィン材を有
し、当該フィン材の再結晶粒径が１０μｍを越え、８０
μｍ以下であることを特徴とするアルミニウム合金製熱
交換器である。

【００１４】

【作用】以下、本発明フィン材について、添加元素の役
割とその添加量の限定理由を説明する。Ｓｉは強度向上
に寄与する。Ｓｉそのものが固溶硬化して強度を向上さ
せるのに加えて、特に、ＦｅおよびＮｉ或いはＣｏと共
存する場合、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ等の析出を促進する作用
を有するため、分散強化に寄与する金属間化合物を増や
し、強度を向上させる。Ｓｉが０．１ｗｔ％以下の場合
は固溶硬化による強度向上効果が十分でなく、１．２ｗ
ｔ％を越えるとろう付加熱後の熱伝導性が低下する。従
って、Ｓｉは０．１ｗｔ％を越え１．２ｗｔ％以下とす
るが、特に０．４〜０．８ｗｔ％で安定した特性を示
す。Ｆｅは合金中に一定量固溶して固溶硬化に寄与し、
残りは金属間化合物として存在する。前者は強度を向上
させるが、熱伝導性を大きく低下させる。後者は、分散
硬化により強度を向上させる。後者による強度向上効果
は、Ｆｅ添加量が少ないところでも見られるが、０．５
ｗｔ％以下では本発明に見られるほど顕著でない。ま
た、２．５ｗｔ％を越えると成形性が低下し、フィン材
の製造が難しくなる。

【００１５】Ｎｉは、熱伝導性を低下させることなく強
度を向上させる効果を有することが判明した、本発明に
おける重要な添加元素である。即ち、Ｎｉは固溶硬化に
より強度を向上させるが、同時にＮｉの固溶量に相当す
る量だけＦｅの固溶量を減じさせる作用を有する。Ｆｅ
とＮｉでは固溶した際に、強度の向上に対する効果はほ
ぼ同じであるが、熱伝導性の低下はＮｉの方が格段に少
ない。そのため、上記Ｆｅ量を含有した合金にＮｉを添
加すると、熱伝導性が低下することなく強度が向上す
る。さらに、ＮｉはＡｌ−Ｆｅ系の金属間化合物を微細
に分布させる効果を有する。通常Ａｌ−Ｆｅ系の金属間
化合物は鋳造時に生じ、それが圧延中に分断されて微細
に分布するが、Ａｌ−Ｎｉ系の金属間化合物も鋳造時に
生じるため、Ｎｉを添加した合金では、Ａｌ−Ｆｅ系の
金属間化合物はＡｌ−Ｎｉ系の金属間化合物に分断され
ながら晶出するので、圧延時に微細に分断されやすいの
である。このようにＡｌ−Ｆｅ系の金属間化合物が微細
になると強度が向上する。上記の効果を得るために、Ｎ
ｉの下限は０．１ｗｔ％とする。また、２．０ｗｔ％を
越えて添加した場合、成形性が低下し、フィンのコルゲ
ート成形が困難になる。

【００１６】Ｃｏは、Ｎｉと同様な働きを有する。しか
し、Ｃｏは、Ｎｉと比較して、熱伝導性の低下が若干多
く、また、Ａｌ−Ｆｅ系の化合物を分断する効果が弱
い。本発明では、Ｎｉの代わりにＣｏを用いたり、Ｎｉ
とＣｏの同時添加を行うことは可能であるが、Ｎｉのみ
の添加の方が効果が大きい。Ｃｏ添加量の下限は０．１
ｗｔ％であるが、これは単独添加の場合で、０．１ｗｔ
％以上のＮｉと複合添加する場合は、０．１ｗｔ％以下
の添加量でも差し支えない。

【００１７】本発明合金では、さらに０．０１ｗｔ％を
越え０．２ｗｔ％以下のＺｒを添加する場合がある。Ｚ
ｒはろう付時に生じる再結晶粒を粗大化し、フィンの垂
下性ならびにフィンへのろうの拡散を防止する働きを有
する。本発明ではろう付加熱後の再結晶粒径の下限を１
０μｍと定めているが、Ｆｅの添加量が多いと再結晶粒
が微細化する傾向があるので、その場合はＺｒを添加し
て再結晶粒を粗大化し、結晶粒径が１０μｍ以上になる
ようにコントロールするとよい。０．０１ｗｔ％以下の
添加量では前記再結晶粒粗大化の作用が不充分である。
尚、本発明者らが調べたところ、Ｚｒは強度を向上させ
る働きをほとんど有さず、熱伝導性を低下させる元素で
あるので、その添加量の上限を０．２ｗｔ％と定めた。

【００１８】本発明合金ではさらに２．０ｗｔ％以下の
Ｚｎ、０．３ｗｔ％以下のＩｎ、０．３ｗｔ％以下のＳ
ｎのうち１種または２種以上を添加することがある。こ
れらは、フィン材に犠牲陽極効果を付与するために添加
されるものであり、それぞれ、上記量を越えて添加した
場合、熱伝導性が低下する。

【００１９】さて、本合金の不可避不純物および上記以
外の理由で添加される元素であるが、鋳塊組織の微細化
のために添加されるＴｉやＢ等があり、これらの元素は
それぞれ０．０３ｗｔ％以下であれば添加されていても
差し支えない。また、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｐｂ、
Ｂｉ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｃｒ、Ｋ、Ｖ等の元素が強度向上や
鋳塊割れ防止や成形性向上等の理由で添加される場合、
それぞれ０．０３ｗｔ％以下を必須条件とする。これら
の元素は、いずれも、添加した場合熱伝導性を低下させ
るためである。さらにＣｕは０．２ｗｔ％まで添加可能
である。Ｃｕの添加による熱伝導性の低下はＭｎ等の元
素と比較して小さいが、多く添加するとフィンの犠牲効
果を減じる。

【００２０】以上が本発明のフィン材の合金組成である
が、さらに本発明のフィンはろう付加熱後の再結晶粒径
（以下、単に再結晶粒径と称す）を１０μｍを越え８０
μｍ以下と定める。従来のフィン材はろう付中にろうが
拡散するのを防止するために、再結晶粒径を最低でも１
００μｍにしており、通常は３００μｍ以上が推奨され
ている。しかし、フィン材を薄肉化した場合、熱交換器
の疲労的な寿命が低下する問題について検討したとこ
ろ、結晶粒が小さいほど粒界への変形の集中が分散され
有利であり、結晶粒径が８０μｍ以下であれば、前記疲
労寿命の低下を防止できることが分かった。よって、本
発明ではフィン材の再結晶粒径を８０μｍ以下に定め
る。しかし、１０μｍ以下では、後述するように、ろう
付温度を５８５℃以下に限定しても、ろうが拡散してし
まうため再結晶粒径の下限は１０μｍとする。なお、本
発明での再結晶粒径はフィン材の表面部で測定した再結
晶粒径であり、切断法により求めた値である。

【００２１】本発明のフィン材を用いる熱交換器はろう
付によって製造するが、ろう付温度を５８５℃以下に限
定する。これは、通常のろう付温度である６００℃付近
の温度では、フィン材にろうが拡散するためである。こ
れに対して、ろう付温度が５８５℃以下の場合は、ろう
の拡散が減少し、本発明の再結晶粒径でも前記ろうの拡
散が生じないのである。このようなろう付温度を達成す
るには、例えば後述するろう材を用いればよい。このよ
うにろう付に使用されるフィン材の組成と、用途（低温
ろう付〔即ち、５８５℃以下の温度で行われるろう付〕
用）を限定することにより始めて、本発明のフィン材は
熱交換器に製造が可能となる。本発明では、ろう付温度
の下限については特に限定はなく、使用されるろう材の
使用下限温度以上の温度でろう付すればよい。また、ろ
う付時の加熱は、加熱時に生じる再結晶粒径が８０μｍ
以下になるように行う。ろう付加熱時の昇温速度を従来
よりも早くすると、前記再結晶粒径の達成が容易である
が、具体的な条件はフィン材の組成、フィン材の加工度
等により異なるため、フィン材毎に予備加熱を行い定め
ることが望ましい。その他のろう付条件については、通
常の方法で行えばよい。

【００２２】本発明のフィン材の板厚はベア材で３０〜
８０μｍ程度であり、該フィン材の両面にろう材をクラ
ッドしてブレージングシートフィン材として使用する場
合の厚さは、５０〜１００μｍ程度である本発明フィン
合金は上記のようにベア材として用いられることが可能
であり、また、ブレージングシートフィンの芯材として
用いることも可能である。後者の場合のろう材は５８５
℃以下の温度でろう付できるろう材とする必要がある。
このようなろう材としては、Ａｌ−７〜１１ｗｔ％Ｓｉ
−１〜４ｗｔ％Ｃｕ−１〜６ｗｔ％Ｚｎ合金をベースに
した合金等を例として上げることができる。本発明のフ
ィン材を用いた熱交換器としては、自動車用のラジエー
ター、コンデンサー、エバポレーター、オイルクーラー
等を上げることが出来るが、これらに限定するものでは
ない。

【００２３】本発明のフィン材の製造は、半連続鋳造に
より鋳塊を製造し、熱間圧延、冷間圧延・焼鈍の工程で
製造可能であり、また、連続鋳造圧延、冷間圧延・焼鈍
の工程でも製造可能である。通常製造されている条件と
比較し、フィン材に蓄積されているひずみの量が大きく
なるようにすれば、８０μｍ以下の再結晶粒径を容易に
達成できる。

【００２４】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。

【実施例１】表１に示す組成のアルミニウム合金ベアフ
ィン材（板厚５０μｍ）およびクラッドフィン材（板厚
９０μｍ、ろう材は両面に１０％づつクラッド) を常法
により作製した。同一組成のフィン材でも最終冷間圧延
率を変化させることにより、ろう付前のひずみ量を変化
させ、ろう付後の再結晶粒径を変化させた。各フィン材
のろう付加熱前の強度、ろう付加熱条件およびろう付加
熱後の再結晶粒径を表２に示す。ブレージングシートの
うち、ろう拡散が激しかったもの（後述する比較例６、
１０）については、別途ろう付前にエッチングによりろ
う材を除去した試料についてろう付加熱を行い、再結晶
粒径を測定した。ろう付加熱後の各フィン材の特性とし
ては強度を測定した。またベアフィンに関しては更に導
電率を、クラッドフィンについては更にろうの拡散状況
を調べた。これらの結果を表３に示す。ここで、導電率
は熱伝導性の指標であり、フィンの導電率が５％ＩＡＣ
Ｓ向上すると熱交換器の熱効率は１％程度向上する。ま
た、ろう拡散状況はろうが浸食していない芯材の残存厚
を調べた。

【００２５】表１〜表３から明らかなように、発明例１
〜５はいずれもろう付加熱後の再結晶粒径が小さくて、
強度が高いが、５８０℃でろう付加熱を行っているの
で、ろう拡散が生じていない。一方、比較例６〜１０
は、それぞれ発明例１〜５と同一合金組成のフィン材を
ろう付加熱条件やろう付加熱後の再結晶粒径が異なるよ
うにしたものである。比較例７は、本発明の範囲より再
結晶粒径が大きく、従来のろう付方法である６００℃の
温度でろう拡散が生じないものの、強度が低い。比較例
８、９はろう付加熱温度は本発明の範囲内であるが、再
結晶粒径が大きく、強度が低い。また、比較例６、１０
は、再結晶粒径は本発明の範囲内であるが、６００℃の
温度でろう付するという従来の用途で使用したため、ろ
う拡散を生じている。また、比較例１１は従来のＮｉ、
Ｃｏを含まない高熱伝導型のフィン材であるが、強度が
低い。比較例１２は本発明の組成範囲を外れたものであ
り、強度が低い。また、比較例１３のブレージングシー
トフィン（クラッドフィン）は発明例４と芯材の合金組
成は同一であり、再結晶粒径も本発明の範囲内である
が、従来の４０４５合金ろう材をクラッドしたものであ
り、６００℃でろう付加熱を行ったので、ろう拡散が生
じ、強度が低下している。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【表３】

【００２９】

【実施例２】表４に示す組成のアルミニウム合金フィン
材（板幅２７ｍｍ、板厚５０μｍ）を常法により作製し
た。同一組成のフィン材でも最終冷間圧延率を変化させ
ることにより、ろう付前のひずみ量を変化させ、ろう付
後の再結晶粒径を変化させた。各フィン材のろう付加熱
前の強度、ろう付加熱条件およびろう付加熱後の再結晶
粒径を表５、表６に示す。各フィン材の導電率を測定し
た結果を表７に示す。さらに、芯材の片側にろう材とし
て、Ａｌ−０．２ｗｔ％Ｆｅ−１０ｗｔ％Ｓｉ−２ｗｔ
％Ｃｕ−４．５ｗｔ％Ｚｎ合金を１３％クラッドした、
厚さ０．２５ｍｍの３層ブレージングシート( 芯材：Ａ
ｌ−１ｗｔ％Ｍｎ−０．３ｗｔ％Ｃｕ−０．５ｗｔ％Ｓ
ｉ、犠牲材：Ａｌ−２ｗｔ％Ｚｎ−２ｗｔ％Ｍｇ、クラ
ッド率１３％）を電縫加工により幅２７ｍｍのチューブ
材とし、フィンと組み合わせて３段構造のコアを作製し
た。フィンとチューブのろう付部におけるフィン材への
ろう拡散状況を調査すると共に、２ｋｇｆ／ｃｍ²の繰
り返し加圧試験を最大２万回まで行った。これらの結果
を表７に併記する。ろう拡散状況はろう付部のフィンの
潰れの発生を調べて行った。

【００３０】

【表４】

【００３１】

【表５】

【００３２】

【表６】

【００３３】

【表７】

【００３４】表４〜表７から明らかなように、発明例１
４〜２２はいずれもろう付加熱後の再結晶粒径が小さ
く、５８０℃でろう付加熱を行っているので、ろう拡散
が生じていなく、繰り返し加圧試験における疲労寿命に
優れている。一方、比較例２３〜３１は、発明例１４〜
２２と同一合金組成のフィン材を、ろう付加熱条件やろ
う付加熱後の再結晶粒が異なるようにしたものである。
比較例２６、３１は、本発明の範囲より再結晶粒径が大
きく（１００μｍ以上）、従来のろう付温度である６０
０℃の温度でろう拡散が生じないものの、繰り返し加圧
試験での破壊回数が低下している。比較例２８〜３０
は、ろう付温度は５８０℃であるが、本発明の範囲より
再結晶粒径が大きく、ろう拡散は生じないものの、やは
り繰り返し加圧試験での破壊回数が低下している。比較
例２３〜２５、２７は、再結晶粒径は本発明の範囲内で
あるが、６００℃の温度でろう付するという従来の用途
で使用したため、ろう拡散によりフィンのろう付部が潰
れている。このように、ろう付部が潰れたもので繰り返
し加圧試験を行うと、その部分に応力が集中するため少
ない回数で破壊している。また、比較例３２は従来のＮ
ｉ、Ｃｏを含まない高熱伝導型のフィン材であるが、繰
り返し加圧試験での破壊回数が低下している。比較例３
３は本発明の組成範囲を外れたものであり、やはり繰り
返し加圧試験での破壊回数が低下している。

【００３５】

【実施例３】表８に示す組成のアルミニウム合金フィン
材（板幅２７ｍｍ、板厚５０μｍ）を常法により作製し
た。フィン材のろう付加熱前の強度、ろう付加熱条件、
得られた熱交換器のフィンの再結晶粒径を表８に併記す
る。さらに、Ａｌ−０．２ｗｔ％Ｆｅ−１０ｗｔ％Ｓｉ
−２ｗｔ％Ｃｕ−４．５ｗｔ％Ｚｎ合金を１３％クラッ
ドした、厚さ０．２５ｍｍの３層ブレージングシート(
芯材：Ａｌ−１．０ｗｔ％Ｍｎ−０．３ｗｔ％Ｃｕ−
０．５ｗｔ％Ｓｉ、犠牲材：Ａｌ−２ｗｔ％Ｚｎ−２ｗ
ｔ％Ｍｇ、クラッド率１３％）を電縫加工により幅２７
ｍｍのチューブ材とし、前記チューブ材に、フィンと、
当該チューブ材と同一の構成の厚さ１ｍｍのプレートと
を組み合わせて図１に示すラジエーター用のコアをろう
付により作製した。得られたコアを用い、フィンとチュ
ーブとのろう付部におけるフィン材へのろう拡散状況を
調査し、２ｋｇｆ／ｃｍの繰り返し加圧試験を最大２
万回まで行うと共に、熱効率測定を行った。熱効率測定
は、ＪＩＳＤ１６１８（自動車用冷房機試験方法）
に準じて行い、それぞれ従来法の熱交換器の熱効率に対
する向上の割合を調べた。これらの結果を表９に示す。

【００３６】表８、表９から明らかなように、発明例３
４、３５はいずれもろう付加熱後の再結晶粒径が小さ
く、５８０℃でろう付加熱を行っているので、繰り返し
加圧試験における疲労寿命に優れており、熱効率も従来
法の熱交換器に比べて、３〜４％向上している。一方、
比較例３６は発明例３４と同一合金組成のフィン材をろ
う付加熱条件が本発明と異なるようにしたものである。
従来のろう付温度である６００℃で使用した場合、ろう
拡散がフィンに生じ、ろう付部でフィンが潰れている。
そのため、繰り返し加圧試験でろう付部付近で破断が生
じ、寿命が低下しており、熱効率も低い。比較例３７は
発明例３５と同一合金組成のフィン材を製造工程を変化
させることで、ろう付加熱後の再結晶粒径を本発明より
大きくしたものである。やはり繰り返し加圧試験におけ
る破壊回数が低下している。比較例３８は純アルミニウ
ム系の従来合金フィン材であり、熱効率は優れるもの
の、繰り返し加圧試験における破壊回数が小さい。比較
例３９は従来のＡｌ−Ｍｎ系合金フィン材であり、熱効
率が低く、繰り返し加圧試験における破壊回数も本発明
より若干低い。

【００３７】

【表８】

【００３８】

【表９】

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明のフィン材は高強度
で熱伝導性に優れ、本発明のフィン材を用い、本発明の
方法で製造した熱交換器は小型・軽量化が可能であり、
工業上顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】ラジエーターを示す一部断面の斜視図である。

【符号の説明】

１偏平チューブ２フィン３ヘッダー４タンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】０．１ｗｔ％を越え、１．２ｗｔ％以下
のＳｉ、０．５ｗｔ％を越え、２．５ｗｔ％以下のＦｅ
を含有し、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗｔ％以下のＮ
ｉ、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗｔ％以下のＣｏのう
ち１種または２種を含有し、残部がアルミニウムおよび
不可避的不純物であるアルミニウム合金からなり、ろう
付加熱後の再結晶粒径が１０μｍを越え、８０μｍ以下
であることを特徴とする５８５℃以下の温度で行われる
ろう付に用いられる（以下、低温ろう付用と称す）アル
ミニウム合金フィン材。
【請求項２】０．１ｗｔ％を越え、１．２ｗｔ％以下
のＳｉ、０．５ｗｔ％を越え、２．５ｗｔ％以下のＦ
ｅ、０．０１ｗｔ％を越え、０．２ｗｔ％以下のＺｒを
含有し、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗｔ％以下のＮ
ｉ、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗｔ％以下のＣｏのう
ち１種または２種を含有し、残部がアルミニウムおよび
不可避的不純物であるアルミニウム合金からなり、ろう
付加熱後の再結晶粒径が１０μｍを越え、８０μｍ以下
であることを特徴とする低温ろう付用アルミニウム合金
フィン材。
【請求項３】０．１ｗｔ％を越え、１．２ｗｔ％以下
のＳｉ、０．５ｗｔ％を越え、２．５ｗｔ％以下のＦｅ
を含有し、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗｔ％以下のＮ
ｉ、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗｔ％以下のＣｏのう
ち１種または２種以上を含有し、さらに２．０ｗｔ％以
下のＺｎ、０．３ｗｔ％以下のＩｎ、０．３ｗｔ％以下
のＳｎのうち１種または２種以上を含有し、残部がアル
ミニウムおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金
からなり、ろう付加熱後の再結晶粒径が１０μｍを越
え、８０μｍ以下であることを特徴とする低温ろう付用
アルミニウム合金フィン材。
【請求項４】０．１ｗｔ％を越え、１．２ｗｔ％以下
のＳｉ、０．５ｗｔ％を越え、２．５ｗｔ％以下のＦ
ｅ、０．０１ｗｔ％を越え、０．２ｗｔ％以下のＺｒを
含有し、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗｔ％以下のＮ
ｉ、０．１ｗｔ％を越え、２．０ｗｔ％以下のＣｏのう
ち１種または２種を含有し、さらに２．０ｗｔ％以下の
Ｚｎ、０．３ｗｔ％以下のＩｎ、０．３ｗｔ％以下のＳ
ｎのうち１種または２種以上を含有し、残部がアルミニ
ウムおよび不可避的不純物であるアルミニウム合金から
なり、ろう付加熱後の再結晶粒径が１０μｍを越え、８
０μｍ以下であることを特徴とする低温ろう付用アルミ
ニウム合金フィン材。
【請求項５】請求項１記載のアルミニウム合金からな
る芯材と、該芯材の両面にクラッドされた、５８５℃以
下の温度でろう付が可能なろう材とからなり、ろう付加
熱後の芯材の再結晶粒径が１０μｍを越え、８０μｍ以
下であることを特徴とする低温ろう付用アルミニウム合
金ブレージングシートフィン材。
【請求項６】請求項２記載のアルミニウム合金からな
る芯材と、該芯材の両面にクラッドされた、５８５℃以
下の温度でろう付が可能なろう材とからなり、ろう付加
熱後の芯材の再結晶粒径が１０μｍを越え、８０μｍ以
下であることを特徴とする低温ろう付用アルミニウム合
金ブレージングシートフィン材。
【請求項７】請求項３記載のアルミニウム合金からな
る芯材と、該芯材の両面にクラッドされた、５８５℃以
下の温度でろう付が可能なろう材とからなり、ろう付加
熱後の芯材の再結晶粒径が１０μｍを越え、８０μｍ以
下であることを特徴とする低温ろう付用アルミニウム合
金ブレージングシートフィン材。
【請求項８】請求項４記載のアルミニウム合金からな
る芯材と、該芯材の両面にクラッドされた、５８５℃以
下の温度でろう付が可能なろう材とからなり、ろう付加
熱後の芯材の再結晶粒径が１０μｍを越え、８０μｍ以
下であることを特徴とする低温ろう付用アルミニウム合
金ブレージングシートフィン材。
【請求項９】請求項１〜４記載の低温ろう付用アルミ
ニウム合金フィン材を用いた熱交換器を、５８５℃以下
の温度に加熱するろう付法により製造するにあたり、ろ
う付加熱後の再結晶粒径が１０μｍを越え、８０μｍ以
下になるようにろう付加熱を行うことを特徴とするアル
ミニウム合金製熱交換器の製造方法。
【請求項１０】請求項５〜８記載の低温ろう付用アル
ミニウム合金ブレージングシートフィン材を用いた熱交
換器を、５８５℃以下の温度に加熱するろう付法により
製造するにあたり、ろう付加熱後の再結晶粒径が１０μ
ｍを越え、８０μｍ以下になるようにろう付加熱を行う
ことを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器の製造方
法。
【請求項１１】ろう付法により製造されるアルミニウ
ム合金製熱交換器であって、請求項１〜４記載の低温ろ
う付用アルミニウム合金フィン材を有し、当該フィン材
の再結晶粒径が１０μｍを越え、８０μｍ以下であるこ
とを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器。