JPH09296262A - 耐食性に優れた引抜きチューブ - Google Patents
耐食性に優れた引抜きチューブInfo
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- JPH09296262A JPH09296262A JP11364496A JP11364496A JPH09296262A JP H09296262 A JPH09296262 A JP H09296262A JP 11364496 A JP11364496 A JP 11364496A JP 11364496 A JP11364496 A JP 11364496A JP H09296262 A JPH09296262 A JP H09296262A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造コストが安く内面の耐食性に優れる引抜
きチューブの提供。 【解決手段】 0.05〜1.2wt%のSi、0.05〜1.2wt%のCu、
0.05〜2.0wt%のFeを含有し、残部Alと不可避的不純物か
らなる円筒状アルミニウム合金ビレットの内面に、Alを
40wt%以下含有し残部Znと不可避的不純物からなる Zn-
Al系合金を溶射し、このビレットを管状に熱間押出し、
この押出管を引抜きにより肉厚１mm以下とした引抜きチ
ューブ。 【効果】 溶射層と管材との変形挙動の差が小さいた
め、引抜き時に溶射層が剥離し難く、内面の耐食性に優
れる。また製造に圧延設備や円筒状内張材を必要とせず
安価である。
きチューブの提供。 【解決手段】 0.05〜1.2wt%のSi、0.05〜1.2wt%のCu、
0.05〜2.0wt%のFeを含有し、残部Alと不可避的不純物か
らなる円筒状アルミニウム合金ビレットの内面に、Alを
40wt%以下含有し残部Znと不可避的不純物からなる Zn-
Al系合金を溶射し、このビレットを管状に熱間押出し、
この押出管を引抜きにより肉厚１mm以下とした引抜きチ
ューブ。 【効果】 溶射層と管材との変形挙動の差が小さいた
め、引抜き時に溶射層が剥離し難く、内面の耐食性に優
れる。また製造に圧延設備や円筒状内張材を必要とせず
安価である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、製造コストが安く
内面の耐食性に優れる引抜きチューブに関する。本発明
の引抜きチューブは内面の耐食性が必要な熱交換器用チ
ューブ等に適している。
内面の耐食性に優れる引抜きチューブに関する。本発明
の引抜きチューブは内面の耐食性が必要な熱交換器用チ
ューブ等に適している。
【０００２】
【従来の技術】自動車用熱交換器の冷媒通路を構成する
アルミニウム合金チューブは、例えばJIS-3003合金製チ
ューブ本体の内面に、JIS-3003合金より電気化学的に卑
なJIS-7072合金が内張りされて内面の防食が図られてい
る。このようなチューブの製造方法には、圧延クラッド
板を管状にロール成形しその縁端部を電縫加工する方法
と、円筒状アルミニウム合金ビレットの内側に犠牲材と
なる円筒状内張材を嵌合した複合ビレットを熱間押出と
引抜きにより製造する方法がある。しかし、前記電縫加
工法には、縁端部を溶接するため薄肉化に限界があり、
溶接箇所は耐食性に劣り、さらにクラッド板の製造に高
価な圧延設備を要するという問題がある。また前記嵌合
式複合ビレットを用いる方法は、内張材のクラッド率の
ばらつきが大きく、所定のクラッド率を得ようとすると
歩留まりが著しく低下し、また内張材には高度の寸法精
度が要求されるため加工コストが嵩むという問題があ
る。また、熱間押出成形したチューブ本体（芯材）の内
面にZnを蒸着し、またはめっきする方法が考えられる
が、蒸着法ではチューブ内面に十分なZn量を安定して付
着させる技術がなく、まためっき法は内面にめっきする
ためチューブの長さが限られ生産性に劣り、いずれも実
用性に欠ける。
アルミニウム合金チューブは、例えばJIS-3003合金製チ
ューブ本体の内面に、JIS-3003合金より電気化学的に卑
なJIS-7072合金が内張りされて内面の防食が図られてい
る。このようなチューブの製造方法には、圧延クラッド
板を管状にロール成形しその縁端部を電縫加工する方法
と、円筒状アルミニウム合金ビレットの内側に犠牲材と
なる円筒状内張材を嵌合した複合ビレットを熱間押出と
引抜きにより製造する方法がある。しかし、前記電縫加
工法には、縁端部を溶接するため薄肉化に限界があり、
溶接箇所は耐食性に劣り、さらにクラッド板の製造に高
価な圧延設備を要するという問題がある。また前記嵌合
式複合ビレットを用いる方法は、内張材のクラッド率の
ばらつきが大きく、所定のクラッド率を得ようとすると
歩留まりが著しく低下し、また内張材には高度の寸法精
度が要求されるため加工コストが嵩むという問題があ
る。また、熱間押出成形したチューブ本体（芯材）の内
面にZnを蒸着し、またはめっきする方法が考えられる
が、蒸着法ではチューブ内面に十分なZn量を安定して付
着させる技術がなく、まためっき法は内面にめっきする
ためチューブの長さが限られ生産性に劣り、いずれも実
用性に欠ける。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この他、アルミニウム
中空ビレットの内面にZnまたはZn合金を溶射し、これを
熱間で押出してパイプとする方法が特公昭58-51772号公
報に開示されている。この方法は安価であり、また太径
の厚肉パイプの製造には有効であるが、熱交換器用チュ
ーブに代表されるような薄肉パイプの製造には適さな
い。その理由は、薄肉パイプを熱間押出法で直接製造す
るのは、熱間押出機のパワーが不足し、また肉部の厚さ
を十分精度良く出せないためである。また前記公報の第
４欄第２〜３行には、薄肉パイプの必要な場合は熱間押
出成形後さらに引抜法で定寸に仕上げることが記載され
ているが、この記載にしたがって実際に前記熱間押出後
のパイプを引抜くと、溶射層が剥離し、さらにはこの剥
離が原因で引抜き時にパイプが破断する場合があり、実
用化できないものである。本発明者等は、このような状
況に鑑み鋭意研究を行い、ビレット（芯材）に特定の組
成のアルミニウム合金を用いることにより溶射層の剥離
を抑制できることを知見し、さらに研究を進めて本発明
を完成させるに至った。本発明の目的は、製造コストが
安く内面の耐食性に優れる引抜きチューブを提供するこ
とにある。
中空ビレットの内面にZnまたはZn合金を溶射し、これを
熱間で押出してパイプとする方法が特公昭58-51772号公
報に開示されている。この方法は安価であり、また太径
の厚肉パイプの製造には有効であるが、熱交換器用チュ
ーブに代表されるような薄肉パイプの製造には適さな
い。その理由は、薄肉パイプを熱間押出法で直接製造す
るのは、熱間押出機のパワーが不足し、また肉部の厚さ
を十分精度良く出せないためである。また前記公報の第
４欄第２〜３行には、薄肉パイプの必要な場合は熱間押
出成形後さらに引抜法で定寸に仕上げることが記載され
ているが、この記載にしたがって実際に前記熱間押出後
のパイプを引抜くと、溶射層が剥離し、さらにはこの剥
離が原因で引抜き時にパイプが破断する場合があり、実
用化できないものである。本発明者等は、このような状
況に鑑み鋭意研究を行い、ビレット（芯材）に特定の組
成のアルミニウム合金を用いることにより溶射層の剥離
を抑制できることを知見し、さらに研究を進めて本発明
を完成させるに至った。本発明の目的は、製造コストが
安く内面の耐食性に優れる引抜きチューブを提供するこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
0.05〜1.2wt%のSi、0.05〜1.2wt%のCu、0.05〜2.0wt%の
Feを含有し、残部Alと不可避的不純物からなる円筒状ア
ルミニウム合金ビレットの内面に、Zn、またはAlを 40w
t%以下含有し残部Znと不可避的不純物からなるZn-Al系
合金を溶射し、このビレットを管状に熱間押出し、この
押出管を引抜きにより肉厚１mm以下としたことを特徴と
する耐食性に優れた引抜きチューブである。
0.05〜1.2wt%のSi、0.05〜1.2wt%のCu、0.05〜2.0wt%の
Feを含有し、残部Alと不可避的不純物からなる円筒状ア
ルミニウム合金ビレットの内面に、Zn、またはAlを 40w
t%以下含有し残部Znと不可避的不純物からなるZn-Al系
合金を溶射し、このビレットを管状に熱間押出し、この
押出管を引抜きにより肉厚１mm以下としたことを特徴と
する耐食性に優れた引抜きチューブである。
【０００５】請求項２記載の発明は、0.05〜1.2wt%のS
i、0.05〜1.2wt%のCu、0.05〜2.0wt%のFeを含有し、2.0
wt%以下のMn、2.0wt%以下のMg、2.0wt%以下のNi、0.3wt
%以下のCr、0.3wt%以下のZr、0.3wt%以下のTi、0.3wt%
以下のZnのうち１種または２種以上を含有し、残部Alと
不可避的不純物からなる円筒状アルミニウム合金ビレッ
トの内面に、Zn、またはAlを 40wt%以下含有し残部Znと
不可避的不純物からなるZn-Al系合金を溶射し、このビ
レットを管状に熱間押出し、この押出管を引抜きにより
肉厚１mm以下としたことを特徴とする耐食性に優れた引
抜きチューブである。
i、0.05〜1.2wt%のCu、0.05〜2.0wt%のFeを含有し、2.0
wt%以下のMn、2.0wt%以下のMg、2.0wt%以下のNi、0.3wt
%以下のCr、0.3wt%以下のZr、0.3wt%以下のTi、0.3wt%
以下のZnのうち１種または２種以上を含有し、残部Alと
不可避的不純物からなる円筒状アルミニウム合金ビレッ
トの内面に、Zn、またはAlを 40wt%以下含有し残部Znと
不可避的不純物からなるZn-Al系合金を溶射し、このビ
レットを管状に熱間押出し、この押出管を引抜きにより
肉厚１mm以下としたことを特徴とする耐食性に優れた引
抜きチューブである。
【０００６】
【発明の実施の形態】まず、本発明で製造するチューブ
の合金組成について説明する。本発明において、アルミ
ニウム合金の組成は重要な条件である。特公昭58-51772
号公報では、アルミニウムパイプはJIS-7072等の Al-Zn
系合金以外のすべてのアルミニウム合金および純アルミ
ニウムが用いられているが、内面にZnまたはZn合金を溶
射したアルミニウム合金ビレットを熱間押出と引抜きに
より製造する場合、前記ビレットには、ごく限られた組
成の合金を用いないと、耐食性に優れた薄肉チューブを
製造できないことが、本発明者らの検討により判明し
た。そして前記のごく限られた組成の合金が本発明で用
いるアルミニウム合金である。
の合金組成について説明する。本発明において、アルミ
ニウム合金の組成は重要な条件である。特公昭58-51772
号公報では、アルミニウムパイプはJIS-7072等の Al-Zn
系合金以外のすべてのアルミニウム合金および純アルミ
ニウムが用いられているが、内面にZnまたはZn合金を溶
射したアルミニウム合金ビレットを熱間押出と引抜きに
より製造する場合、前記ビレットには、ごく限られた組
成の合金を用いないと、耐食性に優れた薄肉チューブを
製造できないことが、本発明者らの検討により判明し
た。そして前記のごく限られた組成の合金が本発明で用
いるアルミニウム合金である。
【０００７】以下に本発明で用いるアルミニウム合金の
各合金元素の役割を述べる。Siは強度向上に寄与する。
Siの量が 0.05wt%未満ではその効果が十分に得られず、
1.2wt%を超えると合金の引抜き性が低下し、本発明のよ
うなZnまたは Zn-Al系合金を溶射した管材を引抜く場
合、引抜き破断が生じ易くなる。したがって、Siは 0.0
5wt%以上1.2wt%以下とするが、特に0.8wt%以下が良好な
押出性が得られ望ましい。
各合金元素の役割を述べる。Siは強度向上に寄与する。
Siの量が 0.05wt%未満ではその効果が十分に得られず、
1.2wt%を超えると合金の引抜き性が低下し、本発明のよ
うなZnまたは Zn-Al系合金を溶射した管材を引抜く場
合、引抜き破断が生じ易くなる。したがって、Siは 0.0
5wt%以上1.2wt%以下とするが、特に0.8wt%以下が良好な
押出性が得られ望ましい。
【０００８】Cuは本発明において最も重要な必須元素で
ある。ビレット内面にZnまたは Zn-Al系合金を溶射して
押出した押出管をさらに引抜くと、溶射層（Znまたは Z
n-Al系合金層）と管材（アルミニウム合金の引抜管）と
の間の変形挙動は大きく異なるので、引抜き工程が進
み、管材の肉厚が薄くなると引抜き時に溶射層が管材か
ら剥離してしまう。この剥離は溶射層が薄いほど生じ難
くなるが、その代わり耐食性が低下する。ここでアルミ
ニウム合金にCuを添加すると管材の変形抵抗が増し、溶
射層の変形挙動に近づき剥離が生じ難くなる。さらにCu
はアルミニウム合金の自然電位を高め、溶射層との電位
差を増すために溶射層を薄くすることができる。Cuは固
溶状態で合金中に存在し強度向上にも寄与する。Cuの含
有量は 0.05wt%未満ではその効果が十分に得られず、1.
2wt%を超えると合金の成形性が低下して引抜きが難しく
なる。したがってCuの含有量は 0.05wt%以上1.2wt%以下
とするが、特には0.1wt%以上0.6wt%以下が望ましい。
ある。ビレット内面にZnまたは Zn-Al系合金を溶射して
押出した押出管をさらに引抜くと、溶射層（Znまたは Z
n-Al系合金層）と管材（アルミニウム合金の引抜管）と
の間の変形挙動は大きく異なるので、引抜き工程が進
み、管材の肉厚が薄くなると引抜き時に溶射層が管材か
ら剥離してしまう。この剥離は溶射層が薄いほど生じ難
くなるが、その代わり耐食性が低下する。ここでアルミ
ニウム合金にCuを添加すると管材の変形抵抗が増し、溶
射層の変形挙動に近づき剥離が生じ難くなる。さらにCu
はアルミニウム合金の自然電位を高め、溶射層との電位
差を増すために溶射層を薄くすることができる。Cuは固
溶状態で合金中に存在し強度向上にも寄与する。Cuの含
有量は 0.05wt%未満ではその効果が十分に得られず、1.
2wt%を超えると合金の成形性が低下して引抜きが難しく
なる。したがってCuの含有量は 0.05wt%以上1.2wt%以下
とするが、特には0.1wt%以上0.6wt%以下が望ましい。
【０００９】Feは結晶粒を微細にし強度を高める作用を
有する。その含有量は 0.05wt%以下ではその効果が十分
に得られず、2.0wt%を超えて添加した場合成形性が低下
し、引抜き時に割れてしまう。したがってFeの含有量は
0.05〜2.0 wt% とする。
有する。その含有量は 0.05wt%以下ではその効果が十分
に得られず、2.0wt%を超えて添加した場合成形性が低下
し、引抜き時に割れてしまう。したがってFeの含有量は
0.05〜2.0 wt% とする。
【００１０】2.0wt%以下のMn、2.0wt%以下のMg、2.0wt%
以下のNi、0.3wt%以下のCr、0.3wt%以下のZr、0.3wt%以
下のTi、0.3wt%以下のZnは強度や成形性を調整するため
に添加する任意添加元素である。Mn、Ni、Cr、Zr、Tiを
上限を超えて添加すると成形性が低下し、引抜き時に割
れてしまう。またMgおよびZnを上限を超えて添加すると
耐食性が低下する。
以下のNi、0.3wt%以下のCr、0.3wt%以下のZr、0.3wt%以
下のTi、0.3wt%以下のZnは強度や成形性を調整するため
に添加する任意添加元素である。Mn、Ni、Cr、Zr、Tiを
上限を超えて添加すると成形性が低下し、引抜き時に割
れてしまう。またMgおよびZnを上限を超えて添加すると
耐食性が低下する。
【００１１】以上が本発明の芯材合金の成分であるが、
鋳塊組織の微細化のために添加される Bや強度向上を目
的として添加される V等、上記以外の元素はそれぞれ0.
05wt% 以下であれば含有されていてもかまわない。
鋳塊組織の微細化のために添加される Bや強度向上を目
的として添加される V等、上記以外の元素はそれぞれ0.
05wt% 以下であれば含有されていてもかまわない。
【００１２】本発明は、上記のアルミニウム合金からな
る円筒状アルミニウム合金ビレットの内面にZnまたは Z
n-Al系合金を溶射し、このビレットに熱間押出を行い、
さらに引抜きにより肉厚１mm以下のチューブとする製造
方法である。以下に本発明の製造方法を具体的に説明す
る。円筒状のアルミニウム合金ビレットは、円柱状のア
ルミニウム合金ビレットを穴開け加工したり、最初から
円筒状に鋳造したビレットなどが用いられる。前記ビレ
ットの内面は機械的または化学的に処理し、後の溶射工
程でZnまたは Zn-Al系合金が付着し易くしておくことが
望ましい。
る円筒状アルミニウム合金ビレットの内面にZnまたは Z
n-Al系合金を溶射し、このビレットに熱間押出を行い、
さらに引抜きにより肉厚１mm以下のチューブとする製造
方法である。以下に本発明の製造方法を具体的に説明す
る。円筒状のアルミニウム合金ビレットは、円柱状のア
ルミニウム合金ビレットを穴開け加工したり、最初から
円筒状に鋳造したビレットなどが用いられる。前記ビレ
ットの内面は機械的または化学的に処理し、後の溶射工
程でZnまたは Zn-Al系合金が付着し易くしておくことが
望ましい。
【００１３】本発明において、円筒状アルミニウム合金
ビレットの内面に溶射する Zn-Al系合金の自然電位はア
ルミニウム合金ビレットの自然電位より 200mv以上卑で
あることが望ましい。その理由は、溶射するZnまたは Z
n-Al系合金の層は、従来のZnまたはZn合金をクラッドし
た場合と較べて厚さが薄いため、電位差が十分ないと必
要とする防食効果が十分に得られないためである。本発
明において、溶射するZn合金を、Alを40wt% 以下含有す
る Zn-Al系合金に限定した理由は、Alが40wt% を超える
と電位が十分に低くならず、本発明のような薄肉のチュ
ーブを製造する場合は十分な耐食性を確保することがで
きないためである。Znまたは Zn-Al系合金に含まれる不
可避的不純物は、各々が0.05wt% 以下であれば含有され
ていても構わない。
ビレットの内面に溶射する Zn-Al系合金の自然電位はア
ルミニウム合金ビレットの自然電位より 200mv以上卑で
あることが望ましい。その理由は、溶射するZnまたは Z
n-Al系合金の層は、従来のZnまたはZn合金をクラッドし
た場合と較べて厚さが薄いため、電位差が十分ないと必
要とする防食効果が十分に得られないためである。本発
明において、溶射するZn合金を、Alを40wt% 以下含有す
る Zn-Al系合金に限定した理由は、Alが40wt% を超える
と電位が十分に低くならず、本発明のような薄肉のチュ
ーブを製造する場合は十分な耐食性を確保することがで
きないためである。Znまたは Zn-Al系合金に含まれる不
可避的不純物は、各々が0.05wt% 以下であれば含有され
ていても構わない。
【００１４】本発明において、溶射は熱間押出の前に行
う。その理由は、押出後に溶射を行うと溶射された面が
平滑でないために、引抜き性が悪く、また均一な厚さの
犠牲防食層が得られないためである。また溶射を熱間押
出前に行うと、熱間押出時にアルミニウム合金とZnまた
は Zn-Al系合金層を完全に拡散接合させることができ
る。また溶射はアルミニウム合金ビレットを加熱しない
で行っても良い。それは通常の溶射ではアルミニウム合
金側を加熱していないとZnまたは Zn-Al系合金がアルミ
ニウム合金に完全に接合しないが、本発明の場合は溶射
後に行う熱間押出で完全に接合されるためである。
う。その理由は、押出後に溶射を行うと溶射された面が
平滑でないために、引抜き性が悪く、また均一な厚さの
犠牲防食層が得られないためである。また溶射を熱間押
出前に行うと、熱間押出時にアルミニウム合金とZnまた
は Zn-Al系合金層を完全に拡散接合させることができ
る。また溶射はアルミニウム合金ビレットを加熱しない
で行っても良い。それは通常の溶射ではアルミニウム合
金側を加熱していないとZnまたは Zn-Al系合金がアルミ
ニウム合金に完全に接合しないが、本発明の場合は溶射
後に行う熱間押出で完全に接合されるためである。
【００１５】しかし、アルミニウム合金ビレットは加熱
しておいた方がZnが付着し易く、溶射Znの歩留まりが高
くなる。アルミニウム合金ビレットを加熱して溶射を行
う場合、溶射直後にそのまま拡散のための熱処理を行う
とエネルギー的に効率が良い。逆にアルミニウム合金ビ
レットの均質化処理の際または熱間押出の際の加熱時等
に、溶射を行うようにしてもエネルギー的に効率が良
い。前記均質化処理での加熱とは均質化処理が完了して
ビレットを冷却する途中の状態も含める。前述のよう
に、熱間押出の際の加熱を利用して溶射を行うと、熱間
押出のための加熱時間は長くなるが、全体的にエネルギ
ーの節約が図れる。溶射後の円筒状アルミニウム合金ビ
レットの熱間押出には、従来のアルミニウム合金管の熱
間押出と同じ方法が適用できる。押出方法は直接押出で
も間接押出でも構わない。溶射法としては、線爆溶射法
が適しているが、火炎溶射法、プラズマ溶射法、アーク
溶射法なども適用できる。
しておいた方がZnが付着し易く、溶射Znの歩留まりが高
くなる。アルミニウム合金ビレットを加熱して溶射を行
う場合、溶射直後にそのまま拡散のための熱処理を行う
とエネルギー的に効率が良い。逆にアルミニウム合金ビ
レットの均質化処理の際または熱間押出の際の加熱時等
に、溶射を行うようにしてもエネルギー的に効率が良
い。前記均質化処理での加熱とは均質化処理が完了して
ビレットを冷却する途中の状態も含める。前述のよう
に、熱間押出の際の加熱を利用して溶射を行うと、熱間
押出のための加熱時間は長くなるが、全体的にエネルギ
ーの節約が図れる。溶射後の円筒状アルミニウム合金ビ
レットの熱間押出には、従来のアルミニウム合金管の熱
間押出と同じ方法が適用できる。押出方法は直接押出で
も間接押出でも構わない。溶射法としては、線爆溶射法
が適しているが、火炎溶射法、プラズマ溶射法、アーク
溶射法なども適用できる。
【００１６】熱間押出後、押出管は肉厚１mm以下のチュ
ーブとして必要なサイズまで引抜かれる。本発明では、
引抜き中に溶射層が剥がれ難いように芯材（ビレット）
の組成を特定しているため、１mm以下の肉厚に引抜き可
能である。引抜きは、途中で中間焼鈍を入れる等、従来
通り行えばよい。
ーブとして必要なサイズまで引抜かれる。本発明では、
引抜き中に溶射層が剥がれ難いように芯材（ビレット）
の組成を特定しているため、１mm以下の肉厚に引抜き可
能である。引抜きは、途中で中間焼鈍を入れる等、従来
通り行えばよい。
【００１７】ところで、本発明者等が剥離について種々
検討した結果では、剥離には２つのタイプがあり、その
１つは熱間押出時に生じる比較的小さなものである。こ
の剥離は、押出パイプをそのまま使用する際は問題にな
らず、特に特公昭58-51772号公報のように押出後に拡散
処理を行えば、周囲からZnが拡散するために耐食性で問
題になることはない。しかし、この小さな剥離の痕跡は
引抜き工程での剥離の起点になることがある。この熱間
押出時の小さな剥離は、製造コスト低減のため押出比を
上げて薄肉パイプを製造しようとするほど生じ易い。し
かしこの熱間押出時の剥離は、本発明ではビレットの合
金組成を特定したので生じない。
検討した結果では、剥離には２つのタイプがあり、その
１つは熱間押出時に生じる比較的小さなものである。こ
の剥離は、押出パイプをそのまま使用する際は問題にな
らず、特に特公昭58-51772号公報のように押出後に拡散
処理を行えば、周囲からZnが拡散するために耐食性で問
題になることはない。しかし、この小さな剥離の痕跡は
引抜き工程での剥離の起点になることがある。この熱間
押出時の小さな剥離は、製造コスト低減のため押出比を
上げて薄肉パイプを製造しようとするほど生じ易い。し
かしこの熱間押出時の剥離は、本発明ではビレットの合
金組成を特定したので生じない。
【００１８】もう１つの剥離の原因は溶射層（Znまたは
Zn合金層）と管材（アルミニウム合金の引抜管）との間
の引抜き時の変形挙動が異なるために生じる剥離であ
り、引抜きが進み、チューブが薄くなると起き易くな
る。例えば特公昭58-51772号公報のように押出後に拡散
処理を行ったパイプには変形挙動の差を緩衝する拡散層
が僅かに生じているが、引抜きが進み肉厚が薄くなるに
つれて拡散層もだんだん薄くなり、その緩衝機能がなく
なるのである。この引抜き時の剥離は、本発明でも管の
肉厚が 0.6mm程度に薄くなると起きることがある。剥離
が生じたまま引抜きを続けると管材が破断することがあ
るし、剥離部分は耐食性が極端に低下する。
Zn合金層）と管材（アルミニウム合金の引抜管）との間
の引抜き時の変形挙動が異なるために生じる剥離であ
り、引抜きが進み、チューブが薄くなると起き易くな
る。例えば特公昭58-51772号公報のように押出後に拡散
処理を行ったパイプには変形挙動の差を緩衝する拡散層
が僅かに生じているが、引抜きが進み肉厚が薄くなるに
つれて拡散層もだんだん薄くなり、その緩衝機能がなく
なるのである。この引抜き時の剥離は、本発明でも管の
肉厚が 0.6mm程度に薄くなると起きることがある。剥離
が生じたまま引抜きを続けると管材が破断することがあ
るし、剥離部分は耐食性が極端に低下する。
【００１９】本発明では、このような引抜き時に生じる
剥離は、引抜き途中に熱処理を施すことにより確実に防
止することができる。前記熱処理は、管材の肉厚が１mm
以上10mm以下のところで１回以上施すのが良い。１mm未
満まで熱処理せずに引抜くと、溶射層が剥離することが
あり、10mmを超える厚さで熱処理したのでは、引抜きに
より拡散層の厚さが次第に薄くなりその緩衝機能が十分
に得られなくなる。熱処理は剥離を確実に防止するため
に２回以上行っても良いが、経済的には少ない方が望ま
しい。熱処理は 300℃以上かつ30分以上で十分な厚さの
拡散層が形成される。また 500℃を超えるとZnの蒸発お
よび酸化が激しくなり、耐食性が低下する。また24時間
を超えると加熱コストが掛かる上、Znが管材の内部まで
拡散して耐食性が低下する。以上より引抜き工程中に行
う剥離防止のための熱処理は 300℃以上 500℃以下の温
度で30分以上24時間以下の条件で行うのが望ましい。生
産性と耐食性の点から 320℃以上 430℃以下で１時間以
上４時間以下の条件が特に望ましい。この熱処理は管材
の焼鈍を兼ねて行っても良い。
剥離は、引抜き途中に熱処理を施すことにより確実に防
止することができる。前記熱処理は、管材の肉厚が１mm
以上10mm以下のところで１回以上施すのが良い。１mm未
満まで熱処理せずに引抜くと、溶射層が剥離することが
あり、10mmを超える厚さで熱処理したのでは、引抜きに
より拡散層の厚さが次第に薄くなりその緩衝機能が十分
に得られなくなる。熱処理は剥離を確実に防止するため
に２回以上行っても良いが、経済的には少ない方が望ま
しい。熱処理は 300℃以上かつ30分以上で十分な厚さの
拡散層が形成される。また 500℃を超えるとZnの蒸発お
よび酸化が激しくなり、耐食性が低下する。また24時間
を超えると加熱コストが掛かる上、Znが管材の内部まで
拡散して耐食性が低下する。以上より引抜き工程中に行
う剥離防止のための熱処理は 300℃以上 500℃以下の温
度で30分以上24時間以下の条件で行うのが望ましい。生
産性と耐食性の点から 320℃以上 430℃以下で１時間以
上４時間以下の条件が特に望ましい。この熱処理は管材
の焼鈍を兼ねて行っても良い。
【００２０】前記引抜き工程中に行う熱処理で生じる拡
散層も防食に役立つ。拡散層が形成された場合の腐食の
進行は、表層のZnまたは Zn-Al系合金層が犠牲防食層と
して先に溶解し、この層がなくなった後に拡散層が犠牲
防食層として溶解する。チューブに成形性が要求される
場合は、チューブは最終焼鈍によりＯ材等に調質しても
構わない。このようにして製造されたチューブは、内面
のZnまたはZn合金層が剥離し難く、内面の耐食性に優れ
る。したがって、チューブ内に冷媒を通す熱交換器用チ
ューブなどとして有用である。
散層も防食に役立つ。拡散層が形成された場合の腐食の
進行は、表層のZnまたは Zn-Al系合金層が犠牲防食層と
して先に溶解し、この層がなくなった後に拡散層が犠牲
防食層として溶解する。チューブに成形性が要求される
場合は、チューブは最終焼鈍によりＯ材等に調質しても
構わない。このようにして製造されたチューブは、内面
のZnまたはZn合金層が剥離し難く、内面の耐食性に優れ
る。したがって、チューブ内に冷媒を通す熱交換器用チ
ューブなどとして有用である。
【００２１】
【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
る。 （実施例１）表１のNo.a〜ｇの組成のアルミニウム合金
の円筒状ビレット (外径400mm,内径80mm, 長さ990mm)の
内面にZnまたは Zn-Al系合金を溶射し、これを熱間押出
と引抜きにより外径30mm、肉厚 0.4mmのチューブを製造
した。引抜き途中、熱処理を適宜施した。前記円筒状ビ
レットは円柱ビレットを中ぐりし内面を平滑に切削加工
して作製した。
る。 （実施例１）表１のNo.a〜ｇの組成のアルミニウム合金
の円筒状ビレット (外径400mm,内径80mm, 長さ990mm)の
内面にZnまたは Zn-Al系合金を溶射し、これを熱間押出
と引抜きにより外径30mm、肉厚 0.4mmのチューブを製造
した。引抜き途中、熱処理を適宜施した。前記円筒状ビ
レットは円柱ビレットを中ぐりし内面を平滑に切削加工
して作製した。
【００２２】（比較例１）表１のNo.a,eの組成のアルミ
ニウム合金の円筒状ビレットを用い、Znまたは Zn-Al系
合金の溶射を行わなかった他は、実施例１と同じ方法に
より外径30mm、肉厚 0.4mmのチューブを製造した。
ニウム合金の円筒状ビレットを用い、Znまたは Zn-Al系
合金の溶射を行わなかった他は、実施例１と同じ方法に
より外径30mm、肉厚 0.4mmのチューブを製造した。
【００２３】（比較例２）表１のNo.hの組成のアルミニ
ウム合金の円筒状ビレットを用いた他は、実施例１と同
じ方法により外径30mm、肉厚 0.4mmのチューブを製造し
た。
ウム合金の円筒状ビレットを用いた他は、実施例１と同
じ方法により外径30mm、肉厚 0.4mmのチューブを製造し
た。
【００２４】（従来例１）表１のNo.eの合金板を芯材と
し、この芯材の片面にJIS-7072合金板（内張材）を圧延
によりクラッドした厚さ 0.4mmのクラッド板をJIS-7072
合金側を内側にして管状にロール成形し、この管状体の
縁端部を電縫加工して外径30mm、肉厚 0.4mmのチューブ
を製造した。クラッド板に占める内張材の断面積比は10
％とした。
し、この芯材の片面にJIS-7072合金板（内張材）を圧延
によりクラッドした厚さ 0.4mmのクラッド板をJIS-7072
合金側を内側にして管状にロール成形し、この管状体の
縁端部を電縫加工して外径30mm、肉厚 0.4mmのチューブ
を製造した。クラッド板に占める内張材の断面積比は10
％とした。
【００２５】得られた各々のチューブを長さ50mmに切断
し、これを長手方向に切り開いて板状に成形し、この板
状体の外面（非Zn面）を樹脂でマスキングしてサンプル
とした。このサンプルをＯＹ水 (Cl1-300ppm、 SO4 2-10
0ppm、Cu2+1ppm、Fe3+30ppm)に浸漬し、88℃での８時間
保持と室温での16時間保持を繰返すサイクル試験を最長
５ヵ月間実施した。試験後のサンプルについて表面性状
を調べた。表面性状の結果は、５ヵ月の試験後におい
て、貫通孔食がなくかつ孔食が浅いものを◎、貫通孔食
がなくかつ孔食がやや深いものを○、５ヵ月以内に貫通
孔食が生じたものを×と表記した。結果を、製造条件を
併記して表２に示す。
し、これを長手方向に切り開いて板状に成形し、この板
状体の外面（非Zn面）を樹脂でマスキングしてサンプル
とした。このサンプルをＯＹ水 (Cl1-300ppm、 SO4 2-10
0ppm、Cu2+1ppm、Fe3+30ppm)に浸漬し、88℃での８時間
保持と室温での16時間保持を繰返すサイクル試験を最長
５ヵ月間実施した。試験後のサンプルについて表面性状
を調べた。表面性状の結果は、５ヵ月の試験後におい
て、貫通孔食がなくかつ孔食が浅いものを◎、貫通孔食
がなくかつ孔食がやや深いものを○、５ヵ月以内に貫通
孔食が生じたものを×と表記した。結果を、製造条件を
併記して表２に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】
【表２】
【００２８】表２より明らかなように、本発明例品 (N
o.1〜8)は、いずれも５カ月間浸漬後も貫通孔食は発生
しなかった。これはチューブ本体にCuが含有されていて
溶射層の密着性が良好なためである。中でも引抜き途中
に熱処理を施して拡散層を形成したもの(No.1,3,4,6,7,
8)は孔食が浅く耐食性が極めて優れている。これに対し
て、比較例の No.9,11はZn溶射を行わなかったため、ま
たNo.10 はビレットにCuが含有されていないため溶射層
が剥離して、いずれにも貫通孔食が発生した。また、本
発明例品は、高価な圧延設備を要する電縫加工法で製造
した従来のチューブ(No.12) に較べて低コストで製造す
ることができた。
o.1〜8)は、いずれも５カ月間浸漬後も貫通孔食は発生
しなかった。これはチューブ本体にCuが含有されていて
溶射層の密着性が良好なためである。中でも引抜き途中
に熱処理を施して拡散層を形成したもの(No.1,3,4,6,7,
8)は孔食が浅く耐食性が極めて優れている。これに対し
て、比較例の No.9,11はZn溶射を行わなかったため、ま
たNo.10 はビレットにCuが含有されていないため溶射層
が剥離して、いずれにも貫通孔食が発生した。また、本
発明例品は、高価な圧延設備を要する電縫加工法で製造
した従来のチューブ(No.12) に較べて低コストで製造す
ることができた。
【００２９】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の引抜きチ
ューブは、チューブ（ビレット）の合金組成を特定した
ので、溶射層と管材との変形挙動の差が小さく、したが
って押出時や引抜き時の溶射層の剥離が抑制され耐食性
に優れる。また高価な圧延設備や円筒状内張材を必要と
せずチューブを安価に製造できる。依って工業上顕著な
効果を奏する。
ューブは、チューブ（ビレット）の合金組成を特定した
ので、溶射層と管材との変形挙動の差が小さく、したが
って押出時や引抜き時の溶射層の剥離が抑制され耐食性
に優れる。また高価な圧延設備や円筒状内張材を必要と
せずチューブを安価に製造できる。依って工業上顕著な
効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２８Ｆ 19/06 Ｆ２８Ｆ 19/06 Ｂ (72)発明者 新倉 昭男 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古 河電気工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 0.05〜1.2wt%のSi、0.05〜1.2wt%のCu、
0.05〜2.0wt%のFeを含有し、残部Alと不可避的不純物か
らなる円筒状アルミニウム合金ビレットの内面に、Zn、
またはAlを 40wt%以下含有し残部Znと不可避的不純物か
らなる Zn-Al系合金を溶射し、このビレットを管状に熱
間押出し、この押出管を引抜きにより肉厚１mm以下とし
たことを特徴とする耐食性に優れた引抜きチューブ。 - 【請求項２】 0.05〜1.2wt%のSi、0.05〜1.2wt%のCu、
0.05〜2.0wt%のFeを含有し、2.0wt%以下のMn、2.0wt%以
下のMg、2.0wt%以下のNi、0.3wt%以下のCr、0.3wt%以下
のZr、0.3wt%以下のTi、0.3wt%以下のZnのうち１種また
は２種以上を含有し、残部Alと不可避的不純物からなる
円筒状アルミニウム合金ビレットの内面に、Zn、または
Alを 40wt%以下含有し残部Znと不可避的不純物からなる
Zn-Al系合金を溶射し、このビレットを管状に熱間押出
し、この押出管を引抜きにより肉厚１mm以下としたこと
を特徴とする耐食性に優れた引抜きチューブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11364496A JPH09296262A (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 耐食性に優れた引抜きチューブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11364496A JPH09296262A (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 耐食性に優れた引抜きチューブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09296262A true JPH09296262A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14617477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11364496A Pending JPH09296262A (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 耐食性に優れた引抜きチューブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09296262A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006213934A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Showa Denko Kk | 熱交換器用チューブおよびその製造方法 |
| WO2008058708A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-22 | Aleris Aluminum Duffel Bvba | Creep resistant aluminium alloy for multilayer tubes |
| JP2009174052A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-08-06 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 熱交換器用アルミニウム合金 |
| JP2010168620A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 押出性に優れた高強度熱交換器用アルミニウム合金押出チューブ |
| US20140329108A1 (en) * | 2011-11-11 | 2014-11-06 | Novelis Inc. | Aluminium alloy |
-
1996
- 1996-05-08 JP JP11364496A patent/JPH09296262A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006213934A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Showa Denko Kk | 熱交換器用チューブおよびその製造方法 |
| WO2008058708A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-22 | Aleris Aluminum Duffel Bvba | Creep resistant aluminium alloy for multilayer tubes |
| US8241719B2 (en) | 2006-11-14 | 2012-08-14 | Aleris Aluminum Duffell BVBA | Creep resistant aluminium alloy for multilayer tubes |
| JP2009174052A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-08-06 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 熱交換器用アルミニウム合金 |
| JP2010168620A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 押出性に優れた高強度熱交換器用アルミニウム合金押出チューブ |
| US20140329108A1 (en) * | 2011-11-11 | 2014-11-06 | Novelis Inc. | Aluminium alloy |
| US9926619B2 (en) | 2011-11-11 | 2018-03-27 | Novelis Inc. | Aluminum alloy |
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|---|---|---|---|
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040401 |
|
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Effective date: 20040420 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040817 |