JPH09302434A - 耐ピッティング性に優れたろう付け用アルミニウム合金材およびその製造方法 - Google Patents
耐ピッティング性に優れたろう付け用アルミニウム合金材およびその製造方法Info
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- JPH09302434A JPH09302434A JP14065696A JP14065696A JPH09302434A JP H09302434 A JPH09302434 A JP H09302434A JP 14065696 A JP14065696 A JP 14065696A JP 14065696 A JP14065696 A JP 14065696A JP H09302434 A JPH09302434 A JP H09302434A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ろう付け時の耐ピッティング性に優れ、アル
ミニウム製熱交換器のスペーサ・バーとして好適に使用
できるアルミニウム合金材を提供する。 【解決手段】 Ｍｎ:0.6〜1.7wt ％、Ｃｕ:0.05 〜0.4w
t ％、Ｓｉ:0.1〜0.7wt％、Ｆｅ:0.2〜0.9wt ％を含有
し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなり、平均結晶
粒径が100 μm 以下である。
ミニウム製熱交換器のスペーサ・バーとして好適に使用
できるアルミニウム合金材を提供する。 【解決手段】 Ｍｎ:0.6〜1.7wt ％、Ｃｕ:0.05 〜0.4w
t ％、Ｓｉ:0.1〜0.7wt％、Ｆｅ:0.2〜0.9wt ％を含有
し、残部Ａｌおよび不可避的不純物からなり、平均結晶
粒径が100 μm 以下である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐ピッティング性
に優れたろう付け用アルミニウム合金材、とくに、液化
天然ガスや液体窒素の蒸発装置や石油化学プラントなど
の大型熱交換器にろう付けにより組み込まれるスペーサ
・バーとして好適に使用されるアルミニウム合金材に関
するものである。
に優れたろう付け用アルミニウム合金材、とくに、液化
天然ガスや液体窒素の蒸発装置や石油化学プラントなど
の大型熱交換器にろう付けにより組み込まれるスペーサ
・バーとして好適に使用されるアルミニウム合金材に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム製熱交換器の製造において
は、圧延板材を波形に成形加工してなるフィン、押出形
材もしくは冷間引抜材を切断したスペーサ・バーおよび
ブレージングシートからなるチューブ・プレートを組み
付け、580 〜600 ℃でろう付けすることによって熱交換
器要素が製作されている。熱交換器フィンに使用されて
いるアルミニウム合金としては、前記のように、ろう付
け組立時に580 〜600 ℃に加熱された場合の強度低下、
および耐食性を考慮して純アルミニウム、Ａｌ−Ｍｎ系
の3003合金及びＡｌ−Ｚｎ系の7072合金が使用されてい
る。また、スペーサ・バーは熱交換には直接関与しない
が、強度と耐食性が必要であるためフィンに用いられて
いる材料と同じ材料が使用されている。
は、圧延板材を波形に成形加工してなるフィン、押出形
材もしくは冷間引抜材を切断したスペーサ・バーおよび
ブレージングシートからなるチューブ・プレートを組み
付け、580 〜600 ℃でろう付けすることによって熱交換
器要素が製作されている。熱交換器フィンに使用されて
いるアルミニウム合金としては、前記のように、ろう付
け組立時に580 〜600 ℃に加熱された場合の強度低下、
および耐食性を考慮して純アルミニウム、Ａｌ−Ｍｎ系
の3003合金及びＡｌ−Ｚｎ系の7072合金が使用されてい
る。また、スペーサ・バーは熱交換には直接関与しない
が、強度と耐食性が必要であるためフィンに用いられて
いる材料と同じ材料が使用されている。
【０００３】近年、高圧で使用される大型熱交換器が増
加しているため、熱交換器構成部材の高強度化が要請さ
れており、スペーサ・バーについても、例えば、Ｍｎ:
1.0〜1.7 ％、Ｃｕ:0.05 〜0.40％、Ｓｉ:0.10 〜0.70
％、Ｆｅ:0.20 〜0.90％を含有し、残部Ａｌおよび不可
避的不純物からなる組成を有し、400 〜530 ℃で2 〜48
時間の均質化処理を行い、熱間押出加工することによ
り、耐力を8kgf/mm2以上とするスペーサ・バー用アルミ
ニウム合金材が提案されている。( 特公平3-6975号公
報)
加しているため、熱交換器構成部材の高強度化が要請さ
れており、スペーサ・バーについても、例えば、Ｍｎ:
1.0〜1.7 ％、Ｃｕ:0.05 〜0.40％、Ｓｉ:0.10 〜0.70
％、Ｆｅ:0.20 〜0.90％を含有し、残部Ａｌおよび不可
避的不純物からなる組成を有し、400 〜530 ℃で2 〜48
時間の均質化処理を行い、熱間押出加工することによ
り、耐力を8kgf/mm2以上とするスペーサ・バー用アルミ
ニウム合金材が提案されている。( 特公平3-6975号公
報)
【０００４】しかしながら、上記のアルミニウム合金材
の押出直後の組織は、サブグレイン組織からなる繊維状
組織であり、これをアルミニウム製大型熱交換器のスペ
ーサ・バーとして使用した場合、熱交換器の組み立て
時、ろう付け加熱中に再結晶が起こり、平均粒径500 μ
m 以上の粗大な結晶粒となることや、大型熱交換器の場
合、ろう付け加熱の時間が長く、ろう付け中に高温にさ
らされている時間が長いために、ろう付け時ブレージン
グシートのろう材がスペーサ・バーの表面を局部的に肉
厚方向に溶解する、ピッティングと称する現象が頻発
し、品質上の問題が生じることが経験されている。
の押出直後の組織は、サブグレイン組織からなる繊維状
組織であり、これをアルミニウム製大型熱交換器のスペ
ーサ・バーとして使用した場合、熱交換器の組み立て
時、ろう付け加熱中に再結晶が起こり、平均粒径500 μ
m 以上の粗大な結晶粒となることや、大型熱交換器の場
合、ろう付け加熱の時間が長く、ろう付け中に高温にさ
らされている時間が長いために、ろう付け時ブレージン
グシートのろう材がスペーサ・バーの表面を局部的に肉
厚方向に溶解する、ピッティングと称する現象が頻発
し、品質上の問題が生じることが経験されている。
【０００５】ピッティングの対策として、ろう付け温度
を下げる方法やろう付け時間を短くする方法も考えられ
るが、フィンとチューブプレート、あるいはスペーサ・
バーとチューブプレートの接合品質が不安定になり、漏
洩不良や耐圧不足、熱交換性能の劣化など、熱交換器と
しての性能が劣る懸念がある。また、ブレージングシー
トのろう材を少なくして溶解を引き起こす過剰なろうの
量を減少させる方法も考えられるが、ろう材層の減少は
接合品質を不安定にし、ろう付け性能劣化の原因となり
易く、また、ブレージングシートの製造上ろう材の厚さ
を低減するには限界がある。
を下げる方法やろう付け時間を短くする方法も考えられ
るが、フィンとチューブプレート、あるいはスペーサ・
バーとチューブプレートの接合品質が不安定になり、漏
洩不良や耐圧不足、熱交換性能の劣化など、熱交換器と
しての性能が劣る懸念がある。また、ブレージングシー
トのろう材を少なくして溶解を引き起こす過剰なろうの
量を減少させる方法も考えられるが、ろう材層の減少は
接合品質を不安定にし、ろう付け性能劣化の原因となり
易く、また、ブレージングシートの製造上ろう材の厚さ
を低減するには限界がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ろう付けに
より組み立てられるスペーサ・バー用アルミニウム合金
材における上記従来の問題点を解消するために、ろう付
け時のピッティング発生のメカニズムを解明し、スペー
サ・バーの成分組成、材料の組織性状などとピッティン
グ現象との関連について究明するために多角的な実験、
検討を加えた結果としてなされたものであり、その目的
は、ろう付け接合時にピッティングが発生しない耐ピッ
ティング性に優れたろう付け用アルミニウム合金材、と
くにアルミニウム製熱交換器のスペーサ・バーとして好
適に使用される高強度アルミニウム合金押出材を提供す
ることにある。
より組み立てられるスペーサ・バー用アルミニウム合金
材における上記従来の問題点を解消するために、ろう付
け時のピッティング発生のメカニズムを解明し、スペー
サ・バーの成分組成、材料の組織性状などとピッティン
グ現象との関連について究明するために多角的な実験、
検討を加えた結果としてなされたものであり、その目的
は、ろう付け接合時にピッティングが発生しない耐ピッ
ティング性に優れたろう付け用アルミニウム合金材、と
くにアルミニウム製熱交換器のスペーサ・バーとして好
適に使用される高強度アルミニウム合金押出材を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるろう付け用アルミニウム合金材は、Ｍ
ｎ:0.6〜1.7 ％、Ｃｕ:0.05 〜0.4 ％、Ｓｉ:0.1〜0.7
％、Ｆｅ:0.2〜0.9 ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的
不純物よりなり、平均結晶粒径が100 μm 以下であるこ
とを構成上の特徴とする。
めの本発明によるろう付け用アルミニウム合金材は、Ｍ
ｎ:0.6〜1.7 ％、Ｃｕ:0.05 〜0.4 ％、Ｓｉ:0.1〜0.7
％、Ｆｅ:0.2〜0.9 ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的
不純物よりなり、平均結晶粒径が100 μm 以下であるこ
とを構成上の特徴とする。
【０００８】また、本発明の耐ピッティング性に優れた
ろう付け用アルミニウム合金材の製造方法は、上記の成
分組成よりなるアルミニウム合金の鋳塊に対し、580 〜
640℃の温度で5 時間以上の熱処理を行い、200 ℃／ｈ
以下の速度で冷却した後、さらに450 〜550 ℃の温度で
5 時間以上の熱処理を行うことよりなる鋳塊均質化処理
を施し、300 〜550 ℃の温度で熱間押出することを特徴
とする。
ろう付け用アルミニウム合金材の製造方法は、上記の成
分組成よりなるアルミニウム合金の鋳塊に対し、580 〜
640℃の温度で5 時間以上の熱処理を行い、200 ℃／ｈ
以下の速度で冷却した後、さらに450 〜550 ℃の温度で
5 時間以上の熱処理を行うことよりなる鋳塊均質化処理
を施し、300 〜550 ℃の温度で熱間押出することを特徴
とする。
【０００９】本発明における合金成分の意義およびその
限定理由について説明すると、Ｍｎは、鋳造時にアルミ
ニウム中に固溶し、強度の向上に寄与する。Ｍｎの好ま
しい含有範囲は0.6 ％〜1.7 ％であり、0.6 ％未満では
この効果が小さく、1.7 ％を越えると押出性が低下した
り、巨大金属間化合物が晶出する問題がある。Ｍｎのさ
らに好ましい含有範囲は1.0 ％〜1.5 ％である。
限定理由について説明すると、Ｍｎは、鋳造時にアルミ
ニウム中に固溶し、強度の向上に寄与する。Ｍｎの好ま
しい含有範囲は0.6 ％〜1.7 ％であり、0.6 ％未満では
この効果が小さく、1.7 ％を越えると押出性が低下した
り、巨大金属間化合物が晶出する問題がある。Ｍｎのさ
らに好ましい含有範囲は1.0 ％〜1.5 ％である。
【００１０】Ｃｕは、強度の向上に寄与する。Ｃｕの好
ましい含有範囲は0.05〜0.4 ％であり、0.05％未満では
この効果が小さく、0.4 ％を越えた場合耐食性が低下す
る。Ｃｕのさらに好ましい含有範囲は0.1 ％〜0.2 ％で
ある。
ましい含有範囲は0.05〜0.4 ％であり、0.05％未満では
この効果が小さく、0.4 ％を越えた場合耐食性が低下す
る。Ｃｕのさらに好ましい含有範囲は0.1 ％〜0.2 ％で
ある。
【００１１】Ｓｉは、強度の向上に寄与する。Ｓｉの好
ましい含有範囲は0.1 〜0.7 ％であり、0.1 ％未満では
この効果が小さく、0.7 ％を越えると押出性が低下する
とともに、ろう付け加熱後の結晶粒径が粗大化し、ピッ
ティングの原因となる。Ｓｉのさらに好ましい含有範囲
は0.2 ％〜0.5 ％である。
ましい含有範囲は0.1 〜0.7 ％であり、0.1 ％未満では
この効果が小さく、0.7 ％を越えると押出性が低下する
とともに、ろう付け加熱後の結晶粒径が粗大化し、ピッ
ティングの原因となる。Ｓｉのさらに好ましい含有範囲
は0.2 ％〜0.5 ％である。
【００１２】Ｆｅは、強度の向上に寄与する。Ｆｅの好
ましい含有範囲は0.2 〜0.9 ％であり、0.2 ％未満では
この効果が小さくまた結晶粒が粗大化し易い、0.9 ％を
越えると鋳造時にＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系の晶出物を形成す
るため、固溶Ｍｎ量が減少して強度が低下する。Ｆｅの
さらに好ましい含有範囲は0.2 ％〜0.5 ％である。
ましい含有範囲は0.2 〜0.9 ％であり、0.2 ％未満では
この効果が小さくまた結晶粒が粗大化し易い、0.9 ％を
越えると鋳造時にＡｌ−Ｆｅ−Ｍｎ系の晶出物を形成す
るため、固溶Ｍｎ量が減少して強度が低下する。Ｆｅの
さらに好ましい含有範囲は0.2 ％〜0.5 ％である。
【００１３】本発明のアルミニウム合金材には、その他
の元素として、少量のＴｉ、Ｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｚ
ｎが含有されていても、本発明の性能に影響を与えるこ
とはない。但し、ピッティングによる材料表面の局部溶
解防止の観点から、Ｔｉは0.1 ％以下、Ｂは0.001 ％以
下に制限するのが好ましく、Ｃｒは0.05％以下、さらに
好ましくは0.03％以下、Ｚｒは0.03％以下、Ｍｇは0.05
％以下、さらに好ましくは0.03％以下、Ｚｎは0.05％以
下、さらに好ましくは0.03％以下に制限することが望ま
しい。
の元素として、少量のＴｉ、Ｂ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｍｇ、Ｚ
ｎが含有されていても、本発明の性能に影響を与えるこ
とはない。但し、ピッティングによる材料表面の局部溶
解防止の観点から、Ｔｉは0.1 ％以下、Ｂは0.001 ％以
下に制限するのが好ましく、Ｃｒは0.05％以下、さらに
好ましくは0.03％以下、Ｚｒは0.03％以下、Ｍｇは0.05
％以下、さらに好ましくは0.03％以下、Ｚｎは0.05％以
下、さらに好ましくは0.03％以下に制限することが望ま
しい。
【００１４】本発明のアルミニウム合金材の組織に関す
る限定理由について説明すると、押出後の平均結晶粒径
の好ましい範囲は100 μm 以下である。押出後の平均結
晶粒径が、100 μm を越えると母材へのろうの侵食・吸
収が不十分であるために、余剰なろうが外部へ流出して
ピッティングを発生させる。平均結晶粒径のさらに好ま
しい範囲は50μm 以下である。
る限定理由について説明すると、押出後の平均結晶粒径
の好ましい範囲は100 μm 以下である。押出後の平均結
晶粒径が、100 μm を越えると母材へのろうの侵食・吸
収が不十分であるために、余剰なろうが外部へ流出して
ピッティングを発生させる。平均結晶粒径のさらに好ま
しい範囲は50μm 以下である。
【００１５】本発明のろう付け用アルミニウム合金材の
製造条件について説明すると、前記の合金組成からなる
アルミニウム合金の鋳塊を半連続鋳造により製造し、鋳
塊を580 〜640 ℃で5 ｈ以上の時間熱処理する。鋳塊の
均質化処理温度が580 ℃より低いと、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ
系化合物が分解及び固溶しないため、結晶粒界にＦｅ、
Ｍｎ、Ｓｉの偏析成分が残留し、押出時の再結晶を阻害
して、ろう付け加熱時に結晶粒が粗大化し、ろうが十分
に母材へ侵食せず、ピッティング発生の原因となる。均
質化処理温度が640 ℃を越えると、鋳塊の局部溶融のお
それがあり、また、加熱時間が5 時間未満ではＡｌ−Ｍ
ｎ−Ｓｉ系晶出物の分解及び固溶が不十分となる。
製造条件について説明すると、前記の合金組成からなる
アルミニウム合金の鋳塊を半連続鋳造により製造し、鋳
塊を580 〜640 ℃で5 ｈ以上の時間熱処理する。鋳塊の
均質化処理温度が580 ℃より低いと、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ
系化合物が分解及び固溶しないため、結晶粒界にＦｅ、
Ｍｎ、Ｓｉの偏析成分が残留し、押出時の再結晶を阻害
して、ろう付け加熱時に結晶粒が粗大化し、ろうが十分
に母材へ侵食せず、ピッティング発生の原因となる。均
質化処理温度が640 ℃を越えると、鋳塊の局部溶融のお
それがあり、また、加熱時間が5 時間未満ではＡｌ−Ｍ
ｎ−Ｓｉ系晶出物の分解及び固溶が不十分となる。
【００１６】上記熱処理を行った後、200 ℃／ｈ以下の
速度で冷却し、さらに450 〜550 ℃で5 時間以上の熱処
理を行うことにより、粒界の晶出物を凝集化させるとと
もに、粒内にサイズが0.1 μm 以上の第２相を分散させ
る。冷却速度が200 ℃／ｈよりも速いと、続いて行う45
0 〜550 ℃の均質化処理において、析出する第２相が0.
1 μm より細かくなり、押出後に微細な再結晶組織が得
られなくなる。冷却速度のさらに好ましい範囲は100 ℃
／ｈ以下である。
速度で冷却し、さらに450 〜550 ℃で5 時間以上の熱処
理を行うことにより、粒界の晶出物を凝集化させるとと
もに、粒内にサイズが0.1 μm 以上の第２相を分散させ
る。冷却速度が200 ℃／ｈよりも速いと、続いて行う45
0 〜550 ℃の均質化処理において、析出する第２相が0.
1 μm より細かくなり、押出後に微細な再結晶組織が得
られなくなる。冷却速度のさらに好ましい範囲は100 ℃
／ｈ以下である。
【００１７】鋳塊の熱処理温度が450 ℃未満では、Ａｌ
−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物の析出が不十分なため微細な再結
晶組織が得られず、ピッティングの原因となる。550 ℃
を越える温度で熱処理を行った場合には、Ａｌ−Ｍｎ−
Ｓｉ系化合物がほとんど析出しないため、微細な再結晶
組織が得られず、ピッティングの原因となる。また、熱
処理時間が5 時間未満では、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物
の析出が不十分となるため、ピッティングの原因とな
る。２回目の熱処理は、１回目の熱処理に引き続いて連
続的に行ってもよく、また１回目の熱処理後、一旦冷却
して再加熱することにより処理してもよい。
−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物の析出が不十分なため微細な再結
晶組織が得られず、ピッティングの原因となる。550 ℃
を越える温度で熱処理を行った場合には、Ａｌ−Ｍｎ−
Ｓｉ系化合物がほとんど析出しないため、微細な再結晶
組織が得られず、ピッティングの原因となる。また、熱
処理時間が5 時間未満では、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物
の析出が不十分となるため、ピッティングの原因とな
る。２回目の熱処理は、１回目の熱処理に引き続いて連
続的に行ってもよく、また１回目の熱処理後、一旦冷却
して再加熱することにより処理してもよい。
【００１８】本発明においては、上記熱処理により、押
出前の鋳塊組織を、粒界の晶出物が凝集化し、且つ粒内
にサイズが0.1 μm 以上の第２相が300 ×103 個／ mm2
以上分布した状態のものとすることが好ましい。粒界晶
出物が凝集化していない場合には、偏析成分が押出加工
中、あるいは押出加工後の再結晶を妨げる原因となり易
い。粒内に分散する第２相のサイズが0.1 μm 以上で、
分布状態が300 ×103個／mm2 未満の場合には、再結晶
の起点が減少するために押出後の結晶粒粗大化を招き易
くなる。
出前の鋳塊組織を、粒界の晶出物が凝集化し、且つ粒内
にサイズが0.1 μm 以上の第２相が300 ×103 個／ mm2
以上分布した状態のものとすることが好ましい。粒界晶
出物が凝集化していない場合には、偏析成分が押出加工
中、あるいは押出加工後の再結晶を妨げる原因となり易
い。粒内に分散する第２相のサイズが0.1 μm 以上で、
分布状態が300 ×103個／mm2 未満の場合には、再結晶
の起点が減少するために押出後の結晶粒粗大化を招き易
くなる。
【００１９】上記熱処理を行った後、300 〜550 ℃の温
度域で熱間押出を行う。押出温度は２回目の均質化処理
の効果を損なわないように550 ℃以下で行うのが好まし
く、押出温度が低いほど再結晶組織が微細になるため望
ましくは500 ℃以下、さらに望ましくは400 ℃以下で行
うのがよい。但し、低温すぎる場合は押出時に押し詰ま
りを引き起こすために下限は300 ℃とするのが好まし
い。
度域で熱間押出を行う。押出温度は２回目の均質化処理
の効果を損なわないように550 ℃以下で行うのが好まし
く、押出温度が低いほど再結晶組織が微細になるため望
ましくは500 ℃以下、さらに望ましくは400 ℃以下で行
うのがよい。但し、低温すぎる場合は押出時に押し詰ま
りを引き起こすために下限は300 ℃とするのが好まし
い。
【００２０】
【発明実施の形態】本発明のろう付け用アルミニウム合
金材の使用形態の一例について説明すると、本発明の特
定組成、組織のアルミニウム合金押出形材をスペーサ・
バーとし、アルミニウム圧延板材を波形に成形加工して
なるフィンおよびアルミニウムブレージングシートから
なるチューブ・プレートを組合わせ、580 〜600 ℃の温
度でろう付けすることによって熱交換器要素を製作す
る。本発明のスペーサ・バーによれば、上記条件のろう
付けによっても、ブレージングシートのろうがスペーサ
・バーの表面を肉厚方向に局部的に溶解するピッティン
グ現象が発生せず、ろう付け接合品質の良好な大型熱交
換器を製造することが可能となる。
金材の使用形態の一例について説明すると、本発明の特
定組成、組織のアルミニウム合金押出形材をスペーサ・
バーとし、アルミニウム圧延板材を波形に成形加工して
なるフィンおよびアルミニウムブレージングシートから
なるチューブ・プレートを組合わせ、580 〜600 ℃の温
度でろう付けすることによって熱交換器要素を製作す
る。本発明のスペーサ・バーによれば、上記条件のろう
付けによっても、ブレージングシートのろうがスペーサ
・バーの表面を肉厚方向に局部的に溶解するピッティン
グ現象が発生せず、ろう付け接合品質の良好な大型熱交
換器を製造することが可能となる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例１ 表１に示す組成のアルミニウム合金の鋳塊（直径6 イン
チ) を半連続鋳造により製造し、得られた鋳塊を、610
℃で10ｈ熱処理した後、100 ℃／ｈ以下の速度で冷却し
た。ついで500 ℃で10ｈの熱処理を行い、押出温度500
℃で断面7 ×35mmの角形に押出加工した。得られた押出
材を試験材として引張強度を測定した。また、図１に示
すように、試験材１とアルミニウムブレージングシート
（JIS BAS231P 、芯材が3003、ろう材がBA4004) ２を積
層、加圧して、真空中( 到達真空度:1.3×10-3Ｐａ）に
おいて600 ℃の温度に5 時間( 昇温時間を含む) 加熱し
て、真空ろう付けを行い、表面のピッティング発生状況
を調査した。その結果を表２に示す。表２にみられるよ
うに、本発明による試験材はいずれも、ピッティングの
発生がなく、100N/mm2を越える優れた強度を示してい
る。
明する。 実施例１ 表１に示す組成のアルミニウム合金の鋳塊（直径6 イン
チ) を半連続鋳造により製造し、得られた鋳塊を、610
℃で10ｈ熱処理した後、100 ℃／ｈ以下の速度で冷却し
た。ついで500 ℃で10ｈの熱処理を行い、押出温度500
℃で断面7 ×35mmの角形に押出加工した。得られた押出
材を試験材として引張強度を測定した。また、図１に示
すように、試験材１とアルミニウムブレージングシート
（JIS BAS231P 、芯材が3003、ろう材がBA4004) ２を積
層、加圧して、真空中( 到達真空度:1.3×10-3Ｐａ）に
おいて600 ℃の温度に5 時間( 昇温時間を含む) 加熱し
て、真空ろう付けを行い、表面のピッティング発生状況
を調査した。その結果を表２に示す。表２にみられるよ
うに、本発明による試験材はいずれも、ピッティングの
発生がなく、100N/mm2を越える優れた強度を示してい
る。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】比較例１ 表３に示す組成のアルミニウム合金の鋳塊（直径6 イン
チ) を、実施例１と同様、半連続鋳造により製造し、得
られた鋳塊を、610 ℃の温度で10ｈ熱処理した後、100
℃／ｈ以下の速度で冷却した。ついで500 ℃で10ｈの熱
処理を行い、押出温度500 ℃で断面7 ×35mmの角形に押
出成形した。得られた押出材を試験材として、引張強度
を測定するとともに、実施例１と同一の方法でろう付け
を行い、表面のピッティング発生状況を調査した。その
結果を表４に示す。なお、表３において、本発明の条件
を外れたものには下線を付した。
チ) を、実施例１と同様、半連続鋳造により製造し、得
られた鋳塊を、610 ℃の温度で10ｈ熱処理した後、100
℃／ｈ以下の速度で冷却した。ついで500 ℃で10ｈの熱
処理を行い、押出温度500 ℃で断面7 ×35mmの角形に押
出成形した。得られた押出材を試験材として、引張強度
を測定するとともに、実施例１と同一の方法でろう付け
を行い、表面のピッティング発生状況を調査した。その
結果を表４に示す。なお、表３において、本発明の条件
を外れたものには下線を付した。
【００２５】
【表３】
【００２６】
【表４】
【００２７】表４に示すように、試験材No.7はＭｎの含
有量が少ないため強度が劣る。試験材No.8はＭｎ含有量
が多過ぎるため、押出性の点で実用的でなく、試験材N
o.9はＣｕ量が多いため耐食性がわるい。試験材No.10
はＳｉの含有量が多いため、ろう付け加熱後の結晶粒が
大きくなり、ピッティングが発生した。試験材No.11 は
Ｆｅ量が少ないため、結晶粒が粗大化してピッティング
が生じ、試験材No.12 はＦｅの含有量が多過ぎるため、
固溶Ｍｎ量が減少して強度低下が生じている。
有量が少ないため強度が劣る。試験材No.8はＭｎ含有量
が多過ぎるため、押出性の点で実用的でなく、試験材N
o.9はＣｕ量が多いため耐食性がわるい。試験材No.10
はＳｉの含有量が多いため、ろう付け加熱後の結晶粒が
大きくなり、ピッティングが発生した。試験材No.11 は
Ｆｅ量が少ないため、結晶粒が粗大化してピッティング
が生じ、試験材No.12 はＦｅの含有量が多過ぎるため、
固溶Ｍｎ量が減少して強度低下が生じている。
【００２８】実施例２ 表１の試験材No.1のアルミニウム合金の鋳塊を、表５に
示す条件で均質化処理および押出加工し、断面7 ×35mm
の角形押出材を得た。得られた押出材を試験材として、
引張強度を測定するとともに、実施例１と同一の方法で
ろう付けを行い、表面のピッティング発生状況を調査し
た。その結果を表６に示す。表６にみられるように、本
発明に従う試験材はいずれも、ピッティングの発生が観
察されず、100N/mm2を越える優れた強度を示している。
示す条件で均質化処理および押出加工し、断面7 ×35mm
の角形押出材を得た。得られた押出材を試験材として、
引張強度を測定するとともに、実施例１と同一の方法で
ろう付けを行い、表面のピッティング発生状況を調査し
た。その結果を表６に示す。表６にみられるように、本
発明に従う試験材はいずれも、ピッティングの発生が観
察されず、100N/mm2を越える優れた強度を示している。
【００２９】
【表５】
【００３０】
【表６】
【００３１】比較例２ 表１の試験材No.1のアルミニウム合金の鋳塊を、表７に
示す条件で均質化処理および押出加工し、断面7 ×35mm
の角形押出材とした。得られた押出材を試験材として、
引張強度を測定するとともに、実施例１と同一の方法で
ろう付けを行い、表面のピッティング発生状況を調査し
た。その結果を表８に示す。なお、表７において、本発
明の条件を外れたものには下線を付した。
示す条件で均質化処理および押出加工し、断面7 ×35mm
の角形押出材とした。得られた押出材を試験材として、
引張強度を測定するとともに、実施例１と同一の方法で
ろう付けを行い、表面のピッティング発生状況を調査し
た。その結果を表８に示す。なお、表７において、本発
明の条件を外れたものには下線を付した。
【００３２】
【表７】
【００３３】
【表８】
【００３４】表８に示すように、試験材No.21 は、均質
化処理における第１回目の熱処理温度が低いためＡｌ−
Ｍｎ−Ｓｉ系化合物の析出が不十分で粒界に偏析成分が
残留し、押出時の再結晶を妨げられて繊維状組織とな
り、ろう付け加熱時に結晶粒が粗大化してピッティング
が生じた。試験材No.22 は第１回目の熱処理の時間が短
いため、偏析成分の粒界残留に起因して押出時の再結晶
が妨げられ、ろう付け加熱時に結晶粒が粗大化してピッ
ティングが発生した。試験材No.23 は２回目の熱処理の
加熱時間が短いため、試験材No.21 、No.22 と同様、Ａ
ｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物の析出が不十分となり、ピッテ
ィングが発生した。
化処理における第１回目の熱処理温度が低いためＡｌ−
Ｍｎ−Ｓｉ系化合物の析出が不十分で粒界に偏析成分が
残留し、押出時の再結晶を妨げられて繊維状組織とな
り、ろう付け加熱時に結晶粒が粗大化してピッティング
が生じた。試験材No.22 は第１回目の熱処理の時間が短
いため、偏析成分の粒界残留に起因して押出時の再結晶
が妨げられ、ろう付け加熱時に結晶粒が粗大化してピッ
ティングが発生した。試験材No.23 は２回目の熱処理の
加熱時間が短いため、試験材No.21 、No.22 と同様、Ａ
ｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化合物の析出が不十分となり、ピッテ
ィングが発生した。
【００３５】試験材No.24 は冷却速度が大きいため、試
験材No.25 は２回目の熱処理温度が高過ぎるためＡｌ−
Ｍｎ−Ｓｉ系化合物がほとんど析出せず、試験材No.26
は２回目の熱処理温度が低いためＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化
合物の析出が十分でなく、いずれも押出時に微細な再結
晶粒が得られないためピッティングが生じた。試験材N
o.27 は押出温度が低過ぎて押詰まりが生じ、試験材No.
28 は押出温度が高過ぎるため結晶粒が粗大化となりピ
ッティングが発生した。
験材No.25 は２回目の熱処理温度が高過ぎるためＡｌ−
Ｍｎ−Ｓｉ系化合物がほとんど析出せず、試験材No.26
は２回目の熱処理温度が低いためＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系化
合物の析出が十分でなく、いずれも押出時に微細な再結
晶粒が得られないためピッティングが生じた。試験材N
o.27 は押出温度が低過ぎて押詰まりが生じ、試験材No.
28 は押出温度が高過ぎるため結晶粒が粗大化となりピ
ッティングが発生した。
【００３６】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、ろう付
け時のピッティングの発生を防止できるろう付け用アル
ミニウム合金材が得られる。当該アルミニウム合金材
は、強度、耐食性にも優れ、アルミニウム製熱交換器の
スペーサ・バーとして好適に使用でき、ろう付け後の熱
交換器の品質、とくに、その外観を優れたものとするこ
とができる。
け時のピッティングの発生を防止できるろう付け用アル
ミニウム合金材が得られる。当該アルミニウム合金材
は、強度、耐食性にも優れ、アルミニウム製熱交換器の
スペーサ・バーとして好適に使用でき、ろう付け後の熱
交換器の品質、とくに、その外観を優れたものとするこ
とができる。
【図１】ピッティング発生状況を観察するためのろう付
け試験の試験材の組付けを示す斜視図である。
け試験の試験材の組付けを示す斜視図である。
１ 試験材 ２ ブレージングシート
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｍｎ:0.6〜1.7 ％（重量％、以下同
じ）、Ｃｕ:0.05 〜0.4％、Ｓｉ:0.1〜0.7 ％、Ｆｅ:0.
2〜0.9 ％を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物より
なり、平均結晶粒径が100 μm 以下であることを特徴と
する耐ピッティング性に優れたろう付け用アルミニウム
合金材。 - 【請求項２】 Ｍｎ:0.6〜1.7 ％、Ｃｕ:0.05 〜0.4
％、Ｓｉ:0.1〜0.7 ％、Ｆｅ:0.2〜0.9 ％を含有し、残
部Ａｌ及び不可避的不純物よりなるアルミニウム合金鋳
塊を、580 〜640 ℃で5 時間以上の熱処理を行った後、
200 ℃／ｈ以下の速度で冷却し、さらに450 〜550 ℃で
5 時間以上の熱処理を行い、300 〜550℃で熱間押出す
ることを特徴とする耐ピッティング性に優れたろう付け
用アルミニウム合金材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14065696A JPH09302434A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 耐ピッティング性に優れたろう付け用アルミニウム合金材およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14065696A JPH09302434A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 耐ピッティング性に優れたろう付け用アルミニウム合金材およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09302434A true JPH09302434A (ja) | 1997-11-25 |
Family
ID=15273722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14065696A Pending JPH09302434A (ja) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | 耐ピッティング性に優れたろう付け用アルミニウム合金材およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09302434A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005256166A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-09-22 | Denso Corp | 熱交換器用アルミニウム合金押出材およびその製造方法 |
| JP2007031730A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Denso Corp | 表面性状に優れたアルミニウム合金押出材とその製造方法、および熱交換器用多孔管ならびに該多孔管を組み込んだ熱交換器の製造方法 |
| JP2007216283A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 犠牲陽極材面のろう付けによる面接合性に優れたアルミニウム合金クラッド材の製造方法 |
| EP2103702A1 (en) * | 2006-12-27 | 2009-09-23 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Aluminum alloy brazing sheet for heat exchanger |
| KR20110043221A (ko) * | 2009-10-21 | 2011-04-27 | 엘에스전선 주식회사 | 열교환기 튜브용 고내식성 알루미늄 합금 및 이를 이용한 열교환기 튜브의 제조방법 |
| JP2016191383A (ja) * | 2010-06-30 | 2016-11-10 | ヴァレオ システム テルミク | 自動車のエンジンからの排ガスを再循環させるための装置、および、該装置の使用 |
| CN111378849A (zh) * | 2018-12-27 | 2020-07-07 | 南京理工大学 | 一种工业纯铝导线的制备方法 |
-
1996
- 1996-05-10 JP JP14065696A patent/JPH09302434A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005256166A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-09-22 | Denso Corp | 熱交換器用アルミニウム合金押出材およびその製造方法 |
| JP4563204B2 (ja) * | 2004-02-13 | 2010-10-13 | 株式会社デンソー | 熱交換器用アルミニウム合金押出材およびその製造方法 |
| JP2007031730A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Denso Corp | 表面性状に優れたアルミニウム合金押出材とその製造方法、および熱交換器用多孔管ならびに該多孔管を組み込んだ熱交換器の製造方法 |
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| EP2103702A4 (en) * | 2006-12-27 | 2011-10-26 | Kobe Steel Ltd | ALUMINUM ALLOY SOLDER SHEET FOR A HEAT EXCHANGER |
| US8227091B2 (en) | 2006-12-27 | 2012-07-24 | Kobe Steel, Ltd. | Aluminum alloy brazing sheet for heat exchanger |
| KR20110043221A (ko) * | 2009-10-21 | 2011-04-27 | 엘에스전선 주식회사 | 열교환기 튜브용 고내식성 알루미늄 합금 및 이를 이용한 열교환기 튜브의 제조방법 |
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| CN111378849A (zh) * | 2018-12-27 | 2020-07-07 | 南京理工大学 | 一种工业纯铝导线的制备方法 |
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