JPH08260086A - ブレージングシート及び熱交換器に用いられる管 - Google Patents
ブレージングシート及び熱交換器に用いられる管Info
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- JPH08260086A JPH08260086A JP7066598A JP6659895A JPH08260086A JP H08260086 A JPH08260086 A JP H08260086A JP 7066598 A JP7066598 A JP 7066598A JP 6659895 A JP6659895 A JP 6659895A JP H08260086 A JPH08260086 A JP H08260086A
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Abstract
ート、及びこのブレージングシートを基にして作製した
熱交換器に用いられる管を提供することを目的とする。 【構成】 Feが0.1wt%以上で1.0wt%以
下、残部がAlと不可避不純物からなるAl合金材と、
Siが3wt%以上で11wt%以下、Znが2wt%
以上で25wt%以下、残部がAlと不可避不純物から
なるAl合金ろう材とからなるブレージングシート。
Description
レータ、コンデンサ、ラジエータ等の熱交換器における
管(チューブ、パイプ)を構成する為に用いられるブレ
ージングシートに関するものである。
(以下、Al材料)からなる熱交換器は、Al材料を用
いて作製された押出偏平多穴管(チューブ)やヘッダー
パイプ等にろう材が貼り合わされたブレージングシート
を用いて作製されたクラッドフィンを組み付け、そして
フラックスをチューブやヘッダーパイプとクラッドフィ
ンとの接合部に供給し、不活性雰囲気下でろう付けする
ことにより製造されている。
ジングシートを用いてチューブ等を構成し、これにフィ
ンを組み付け、そしてフラックスを接合部に供給し、不
活性雰囲気下でろう付けすることにより製造されてい
る。ところで、ろう材がクラッドされたブレージングシ
ートを用いてチューブ等を構成するにあたり、ブレージ
ングシートの芯材としてはMnを1〜1.5wt%、C
uを0.05〜0.2wt%含有するAl−Mn−Cu
合金が用いられ、ろう材としてSiを7〜10wt%含
有するAl−Si合金が用いられている。
ートを用いて電縫手段により構成されたチューブやパイ
プを構成要素とした熱交換器は、熱交換効率や耐蝕性に
改善が求められた。
進められて行った結果、熱交換効率や耐蝕性の問題はブ
レージングシートの構成を変えることによって解決され
ることが判って来た。すなわち、ブレージングシートの
芯材に用いたAl−Mn−Cu合金は、含有するMn成
分によって熱伝導性が低下していることが判ったのであ
る。特に、Mnを1wt%も含有していると熱伝導性の
低下は著しく、熱交換器のチューブやパイプとしての許
容量は0.3wt%未満とすることが大事であることが
突き止められた。尚、Mnを格別に含有させないように
する訳であるが、Mnは機械的強度を向上させる成分で
あることから、熱交換器のチューブやパイプを構成する
為には、これに代わる成分が必要となる。
った結果、熱交換効率や耐蝕性の問題を引き起こすこと
なく、かつ、機械的強度の向上にも寄与する元素として
Feが用いられることを突き止めた。すなわち、Al合
金中に含有させたFeは鋳造時にAl3 Fe等の形で晶
出し、その後の加工、熱処理によっても殆ど固溶、析出
することがない為、圧延等の加工により加工方向に層状
に分布する。このような金属組織はろう付け時の高温加
熱によっても変化することがない。更に、ろう材から芯
材に拡散して来るSiを、例えばAl3 (Fe・Si)
の形でトラップし、粒界腐食を抑制する。又、層状に分
布した晶出物の存在によって厚さ方向への腐食(孔食)
が防止される。このような特長を効果的に発揮させる
為、Feの含有量は0.1〜1.0wt%とすることが
大事であった。例えば、1.0wt%を越えて多くなり
過ぎると、耐蝕性が低下する。逆に、0.1wt%未満
の少な過ぎた場合には、機械的強度の向上が得られなか
った。
起因するのではなく、クラッドされたろう材の側にもあ
った。すなわち、Feが0.1wt%以上で1.0wt
%以下のAl−Fe系合金を芯材として用いた場合に、
ろう材として、単に、Al−Si合金を用いたのでは、
孔食が発生する。この孔食は、管の場合には、熱媒体が
飛散してしまうことになるから、致命的な問題である。
そこで、Feを0.1〜1.0wt%含有させたAl合
金を芯材として用いた場合に、ろう材として如何なる組
成のAl合金を用いれば良いかの検討を鋭意押し進めて
行った。この結果、Znをも含有させ、しかもZnは2
wt%以上で25wt%以下とし、そしてSiを3wt
%以上で11wt%以下、残部がAlと不可避不純物か
らなるAl合金をろう材とした場合には、特定の合金組
成からなる芯材との相乗作用によって孔食を効果的に防
止できることが見出された。
のであり、熱交換効率や耐蝕性に優れたブレージングシ
ート、及びこのブレージングシートを基にして作製した
熱交換器に用いられる管を提供することを目的とする。
この本発明の目的は、Feが0.1wt%以上で1.0
wt%以下、残部がAlと不可避不純物からなるAl合
金材と、Siが3wt%以上で11wt%以下、Znが
2wt%以上で25wt%以下、残部がAlと不可避不
純物からなるAl合金ろう材とからなることを特徴とす
るブレージングシートによって達成される。
%以下、Mnが0.05wt%以上で0.3wt%未
満、残部がAlと不可避不純物からなるAl合金材と、
Siが3wt%以上で11wt%以下、Znが2wt%
以上で25wt%以下、残部がAlと不可避不純物から
なるAl合金ろう材とからなることを特徴とするブレー
ジングシートによって達成される。
%以下、Cuが0.1wt%以上で0.5wt%未満、
残部がAlと不可避不純物からなるAl合金材と、Si
が3wt%以上で11wt%以下、Znが2wt%以上
で25wt%以下、残部がAlと不可避不純物からなる
Al合金ろう材とからなることを特徴とするブレージン
グシートによって達成される。
%以下、Mnが0.05wt%以上で0.3wt%未
満、Cuが0.1wt%以上で0.5wt%未満、残部
がAlと不可避不純物からなるAl合金材と、Siが3
wt%以上で11wt%以下、Znが2wt%以上で2
5wt%以下、残部がAlと不可避不純物からなるAl
合金ろう材とからなることを特徴とするブレージングシ
ートによって達成される。
合金材は、0.01wt%以上で0.15wt%以下の
Zr、0.01wt%以上で0.20wt%以下のT
i、0.05wt%以上で0.30wt%以下のCrの
中から選ばれる一種または二種以上を含むものが好まし
い。又、Al合金材(芯材)におけるFe含有量の好ま
しい範囲は0.1〜0.5wt%(特に、0.1〜0.
4wt%)、Mn含有量の好ましい範囲は0.1〜0.
25wt%(特に、0.1〜0.2wt%)、Cu含有
量の好ましい範囲は0.1〜0.45wt%(特に、
0.1〜0.4wt%)であり、クラッドされるろう材
におけるSi含有量の好ましい範囲は5〜11wt%
(特に、7〜9wt%)、Zn含有量の好ましい範囲は
5〜12wt%(特に、7〜10wt%)である。
少なくともAl合金ろう材が表面に露出しているよう管
状に成形加工されてなることを特徴とする熱交換器に用
いられる管によって達成される。以下、本発明について
詳述する。先ず、本発明になるブレージングシートの芯
材としてMnを含有させない、又は含有させても0.3
wt%未満としたのは、熱伝導性を考慮したからであ
る。すなわち、熱交換器の構成要素、例えばチューブと
かヘッダーパイプのような管にあっては、内部を熱交換
媒体が流通し、熱交換が効率良く行われるようにする為
には、管材は熱伝導性の良いことが不可欠である。この
観点から、つまり熱伝導度を高める為に、ブレージング
シートの芯材としてMnを含有させない、又は含有させ
ても0.3wt%未満とした。Mnを含有する場合に、
Mn含有量の好ましい範囲は0.05wt%以上であ
る。Mn含有量の好ましい範囲は0.1〜0.25wt
%(特に、0.1〜0.2wt%)である。
と共に電位を貴にする成分であることから、熱交換器の
チューブやパイプを構成する為に用いるには、これに代
わる成分が必要となる。この成分として選ばれたのが、
Feである。すなわち、Feは機械的強度を向上させる
ことになる。しかも、FeはAlと金属化合物を形成す
るので、Feを含有させても、熱伝導度の低下が問題に
ならない。このような特長を奏させる為に含有させるF
eの量は0.1〜1.0wt%である。すなわち、Fe
が0.1wt%未満の少な過ぎた場合には、機械的強度
の向上が得られない。しかし、1.0wt%を越えて多
くなり過ぎると、耐蝕性が低下する。そして、0.1〜
1.0wt%(好ましい含有量は0.1〜0.5wt
%、特に0.1〜0.4wt%)の程度であれば、機械
的強度の向上が得られ、耐蝕性や熱伝導度の問題が起き
ない。
的強度の向上が期待できる。又、電位を貴にすることに
なる。かつ、Cuを含有させても、少量であれば、熱伝
導度の低下が問題にならない。更に、Cuを含有させる
ことによって延性が改善され、加工性が向上する。従っ
て、Cuも含有させておくことは極めて好ましいことに
なる。このような特長を奏させる為に含有させるCuの
量は0.1〜0.5wt%である。0.5wt%を越え
て多くなり過ぎると、粒界腐食が起き始める。そして、
0.1〜0.5wt%(好ましい含有量は0.1〜0.
2wt%、特に0.1〜0.15wt%)の程度であれ
ば、機械的強度の向上、加工性の向上が得られ、耐蝕性
も向上し、熱伝導度の問題が起きない。
延ばされた結晶粒が熱処理によって粗大化するのを防止
する。この粗大化の防止は、芯材内部への孔食を防止す
ることになる。従って、Zr,Ti,Crの群の中から
選ばれる一種、又は二種以上を含有させておくことは極
めて好ましい。このような特長を奏させる為、Zr含有
量の好ましい範囲は0.01〜0.15wt%(特に、
0.07〜0.15wt%)、Ti含有量の好ましい範
囲は0.01〜0.20wt%(特に、0.07〜0.
15wt%)、Cr含有量の好ましい範囲は0.05〜
0.30wt%(特に、0.07〜0.15wt%)で
ある。
き、Siを含有させないことが好ましい。すなわち、S
iを芯材中に含有させていると、孔食が起き易くなり、
熱交換器を構成する管の素材としては好ましくないから
である。上記のようなAl合金からなる芯材の表面(片
面、又は両面)にクラッドするろう材は、Siが3wt
%以上で11wt%以下、Znが2wt%以上で25w
t%以下、残部がAlと不可避不純物からなるAl合金
である。すなわち、Al−Si合金からなるろう材を用
いた場合には、孔食が発生してしまう。しかるに、Al
−Si−Zn系合金を用いた場合には、Mnを格別には
含有させない(含有させても微量)芯材を構成する上記
Al合金の構成成分との協同作用により、孔食が効果的
に防止される。このような特長を奏させる為、Zn含有
量は2〜25wt%(好ましい含有量は5〜12wt
%、特に7〜10wt%)とした。又、ろう材としての
機能を発揮させる為、Si含有量は3〜11wt%(好
ましい含有量は5〜11wt%、特に7〜9wt%)と
した。
は、芯材/ろう材が0.95/0.05〜0.85/
0.15の程度である。そして、上記のように構成させ
たブレージングシートを用いて、例えば図1に示される
ようなドロンカップ型熱交換器のチューブやパイプが構
成される。尚、本発明のブレージングシートを用いてフ
ィンとすることも考えられるが、フィンと管とを考えた
場合、管の孔食を防止する機能をフィンに担わせること
が好ましいことから、本願発明のような耐蝕性に富む電
位が高いAl合金をフィンとした場合、一層電位が高い
Al合金を用いて管を構成しなければならない。しかる
に、現時点では、かかる電位が高いAl合金を工業的に
叶うコストでもって得ることは困難であるから、本願発
明のブレージングシートは管材とするのが好ましい。
の両面に表−1に示すAl合金からなるろう材をクラッ
ドしたブレージングシートを用意した。尚、このブレー
ジングシートは、ろう材/芯材/ろう材=0.1/0.
8/0.1の割合からなる0.40mmの厚さである。
ドロンカップ型熱交換器のチューブを作製し、このチユ
ーブとAl−Mn合金製フィンとをフッ化物系のフラッ
クスを用いて窒素雰囲気下で600℃に5分間保持し、
ろう付けした。 表−1 芯 材 成 分 ろう材 Fe Mn Cu Zr Ti Cr Al 実施例1−1 0.48 − − − − − 残り Al-7Si-10Zn 実施例1−2 0.25 − − 0.10 − − 残り Al-7Si-10Zn 実施例1−3 0.15 0.20 − − − − 残り Al-7Si-10Zn 実施例1−4 0.20 0.15 − − − 残り Al-7Si-10Zn 実施例1−5 0.35 − 0.38 − − − 残り Al-7Si-10Zn 実施例1−6 0.30 − 0.32 0.11 − − 残り Al-7Si-10Zn 実施例1−7 0.41 0.20 0.20 − − − 残り Al-7Si-10Zn 実施例1−8 0.45 0.20 0.30 − 0.11 − 残り Al-7Si-10Zn 比較例1−1 0.21 1.25 − − − − 残り Al-9Si 比較例1−2 0.25 − − − − − 残り Al-9Si 比較例1−3 0.05 − − − − − 残り Al-7Si-10Zn 比較例1−4 0.03 0.22 − − − − 残り Al-7Si-10Zn 比較例1−5 1.20 − − − − − 残り Al-7Si-10Zn 比較例1−6 1.25 0.20 − − − − 残り Al-7Si-10Zn 比較例1−7 0.21 1.25 − − − − 残り Al-7Si-10Zn 得られたものについて、チューブの耐蝕性や熱電導性
(電気電導度)を調べると共に、ブレージングシートの
機械的強度(引っ張り強さ)を調べたので、その結果を
表−2に示す。
すると共に前記フィンを構成したAl−Mn合金でチュ
ーブを構成し、これらのチユーブとフィンとをフッ化物
系のフラックスを用いて窒素雰囲気下で600℃に5分
間保持し、ろう付けしたものについて、耐蝕性(酸性塩
水噴霧試験30日後の孔食深さ、腐食液循環試験30日後の
孔食深さ)を調べた処、チューブには貫通孔が形成され
ていた。
る芯材の一面に表−1に示すAl合金からなるろう材を
クラッドすると共に芯材の他面にA7072犠牲材をク
ラッドしたブレージングシートを用意した。尚、このブ
レージングシートは、ろう材/芯材/犠牲材=0.1/
0.8/0.1の割合からなる0.40mmの厚さであ
る。
ドロンカップ型熱交換器のチューブを作製し、このチユ
ーブとAl−Mn合金製フィンとをフッ化物系のフラッ
クスを用いて窒素雰囲気下で600℃に5分間保持し、
ろう付けした。得られたものについて、チューブの耐蝕
性や熱電導性(電気電導度)を調べると共に、ブレージ
ングシートの機械的強度(引っ張り強さ)を調べたの
で、その結果を表−3に示す。
に表−1に示すAl合金からなるろう材をクラッドした
ブレージングシートを用意した。尚、このブレージング
シートは、ろう材/芯材=0.1/0.9の割合からな
る0.40mmの厚さである。
ドロンカップ型熱交換器のチューブを作製し、このチユ
ーブとAl−Mn合金製フィンとをフッ化物系のフラッ
クスを用いて窒素雰囲気下で600℃に5分間保持し、
ろう付けした。得られたものについて、チューブの耐蝕
性や熱電導性(電気電導度)を調べると共に、ブレージ
ングシートの機械的強度(引っ張り強さ)を調べたの
で、その結果を表−4に示す。
た熱交換器が得られる。
Claims (6)
- 【請求項1】 Feが0.1wt%以上で1.0wt%
以下、残部がAlと不可避不純物からなるAl合金材
と、 Siが3wt%以上で11wt%以下、Znが2wt%
以上で25wt%以下、残部がAlと不可避不純物から
なるAl合金ろう材とからなることを特徴とするブレー
ジングシート。 - 【請求項2】 Feが0.1wt%以上で1.0wt%
以下、Mnが0.05wt%以上で0.3wt%未満、
残部がAlと不可避不純物からなるAl合金材と、 Siが3wt%以上で11wt%以下、Znが2wt%
以上で25wt%以下、残部がAlと不可避不純物から
なるAl合金ろう材とからなることを特徴とするブレー
ジングシート。 - 【請求項3】 Feが0.1wt%以上で1.0wt%
以下、Cuが0.1wt%以上で0.5wt%未満、残
部がAlと不可避不純物からなるAl合金材と、 Siが3wt%以上で11wt%以下、Znが2wt%
以上で25wt%以下、残部がAlと不可避不純物から
なるAl合金ろう材とからなることを特徴とするブレー
ジングシート。 - 【請求項4】 Feが0.1wt%以上で1.0wt%
以下、Mnが0.05wt%以上で0.3wt%未満、
Cuが0.1wt%以上で0.5wt%未満、残部がA
lと不可避不純物からなるAl合金材と、 Siが3wt%以上で11wt%以下、Znが2wt%
以上で25wt%以下、残部がAlと不可避不純物から
なるAl合金ろう材とからなることを特徴とするブレー
ジングシート。 - 【請求項5】 Al合金材は、0.01wt%以上で
0.15wt%以下のZr、0.01wt%以上で0.
20wt%以下のTi、0.05wt%以上で0.30
wt%以下のCrの中から選ばれる一種または二種以上
を含むことを特徴とする請求項1〜請求項4いずれかの
ブレージングシート。 - 【請求項6】 請求項1〜請求項5いずれかのブレージ
ングシートを少なくともAl合金ろう材が表面に露出し
ているよう管状に成形加工されてなることを特徴とする
熱交換器に用いられる管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6659895A JP3599126B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | ブレージングシート及び熱交換器に用いられる管 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6659895A JP3599126B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | ブレージングシート及び熱交換器に用いられる管 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08260086A true JPH08260086A (ja) | 1996-10-08 |
JP3599126B2 JP3599126B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=13320530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6659895A Expired - Fee Related JP3599126B2 (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | ブレージングシート及び熱交換器に用いられる管 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3599126B2 (ja) |
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1995
- 1995-03-24 JP JP6659895A patent/JP3599126B2/ja not_active Expired - Fee Related
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