JPH11172355A - 耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材 - Google Patents
耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材Info
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- JPH11172355A JPH11172355A JP34129897A JP34129897A JPH11172355A JP H11172355 A JPH11172355 A JP H11172355A JP 34129897 A JP34129897 A JP 34129897A JP 34129897 A JP34129897 A JP 34129897A JP H11172355 A JPH11172355 A JP H11172355A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐エロージョン性に優れた高強度および高熱
伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材およびその
製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｆｅ：１．５超〜３％、Ｚｎ：０．５〜
３％、Ｚｒ：０．０５〜０．２％を含有し、必要に応じ
てＭｎ：０．１〜０．５％、Ｓｉ：０．１〜０．５％、
Ｃｕ：０．０５〜０．７％の内の１種または２種以上を
含有し、さらに、必要に応じて、Ｍｇ：０．０５〜０．
２％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合金で構成したフィン材。
伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材およびその
製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｆｅ：１．５超〜３％、Ｚｎ：０．５〜
３％、Ｚｒ：０．０５〜０．２％を含有し、必要に応じ
てＭｎ：０．１〜０．５％、Ｓｉ：０．１〜０．５％、
Ｃｕ：０．０５〜０．７％の内の１種または２種以上を
含有し、さらに、必要に応じて、Ｍｇ：０．０５〜０．
２％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合金で構成したフィン材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、耐エロージョン
性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用
Ａｌ合金フィン材に関するものである。
性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用
Ａｌ合金フィン材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、一般に自動車のラジエータなどと
して用いられている熱交換器の構造部材であるフィン材
は、冷媒通路形成体（例えば、管材）にろう付けして金
属的に結合させ、伝熱面積を広くすることにより、熱交
換効率の向上を図っている。これらフィン材として通常
はＡＡ１０５０合金、ＡＡ３００３合金などが用いられ
ているが、近年、Ｆｅ：０．１〜３重量％を含有し、さ
らに必要に応じてＺｎ：０．１〜１．５重量％を含有
し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成を有し、超
急冷組織を有する高強度を有する熱交換器用Ａｌ合金フ
ィン材が開発されている（特公平６−５３９０４号公報
参照）。
して用いられている熱交換器の構造部材であるフィン材
は、冷媒通路形成体（例えば、管材）にろう付けして金
属的に結合させ、伝熱面積を広くすることにより、熱交
換効率の向上を図っている。これらフィン材として通常
はＡＡ１０５０合金、ＡＡ３００３合金などが用いられ
ているが、近年、Ｆｅ：０．１〜３重量％を含有し、さ
らに必要に応じてＺｎ：０．１〜１．５重量％を含有
し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組成を有し、超
急冷組織を有する高強度を有する熱交換器用Ａｌ合金フ
ィン材が開発されている（特公平６−５３９０４号公報
参照）。
【０００３】このフィン材は、高強度を有するところか
ら、従来よりも薄いフィン材とすることができ、従って
Ａｌ熱交換器の軽量化および小型化が促進され、さらに
熱交換器の組立て時の真空ろう付けや実用時に変形を起
すことがなく、犠牲陽極作用の備えているところから熱
交換機能を長期に渡って維持させるのに大いに貢献して
いる。フィン材を冷媒通路形成体にろう付けする際に、
図１の一部拡大断面図に示されるように、フィン材１お
よび冷媒通路形成体２の一部は溶融ろうによって溶解さ
れる共にフィン材と冷媒通路形成体の隙間が溶融ろうに
よって充填されてフィレット３を形成し、このフィレッ
ト３によりフィン材１と冷媒通路形成体２の強固な接合
がなされている。この場合、フィン材１および冷媒通路
形成体２の一部が溶融ろうによって溶解されることをエ
ロージョン（侵食）といい、この侵食された部分をエロ
ージョン部４という。適度な厚さのエロージョン部４の
存在はフィン材と冷媒通路形成体の強固な接合に大きく
寄与している。
ら、従来よりも薄いフィン材とすることができ、従って
Ａｌ熱交換器の軽量化および小型化が促進され、さらに
熱交換器の組立て時の真空ろう付けや実用時に変形を起
すことがなく、犠牲陽極作用の備えているところから熱
交換機能を長期に渡って維持させるのに大いに貢献して
いる。フィン材を冷媒通路形成体にろう付けする際に、
図１の一部拡大断面図に示されるように、フィン材１お
よび冷媒通路形成体２の一部は溶融ろうによって溶解さ
れる共にフィン材と冷媒通路形成体の隙間が溶融ろうに
よって充填されてフィレット３を形成し、このフィレッ
ト３によりフィン材１と冷媒通路形成体２の強固な接合
がなされている。この場合、フィン材１および冷媒通路
形成体２の一部が溶融ろうによって溶解されることをエ
ロージョン（侵食）といい、この侵食された部分をエロ
ージョン部４という。適度な厚さのエロージョン部４の
存在はフィン材と冷媒通路形成体の強固な接合に大きく
寄与している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、自動車などの燃
費の向上から、自動車部品の１つである熱交換器につい
ても軽量化および小型化が求められており、熱交換器の
フィン材についてもますます薄肉化されて熱交換器の軽
量化および小型化が促進されている。しかし、従来のフ
ィン材は高強度および熱伝導率を有するものの、溶融ろ
うによってエロージョン（侵食）されやすく、このエロ
ージョン（侵食）されやすい薄肉のフィン材を冷媒通路
形成体にろう付けすると、フィン材が薄肉であるため
に、図２の拡大断面図に示されるように、フィン材１の
厚さに比べてエロージョン部４が大きくなり、フィレッ
ト３に接する部分のフィン材１の肉厚ｔが極端に薄くな
って、最悪の場合はエロージョン部４がフィン材１を貫
通し、熱交換器のフィン材として必要な耐圧強度および
構造を保てなくなるばかりでなく熱交換機能の低下が避
けられないという問題が生じてきた。
費の向上から、自動車部品の１つである熱交換器につい
ても軽量化および小型化が求められており、熱交換器の
フィン材についてもますます薄肉化されて熱交換器の軽
量化および小型化が促進されている。しかし、従来のフ
ィン材は高強度および熱伝導率を有するものの、溶融ろ
うによってエロージョン（侵食）されやすく、このエロ
ージョン（侵食）されやすい薄肉のフィン材を冷媒通路
形成体にろう付けすると、フィン材が薄肉であるため
に、図２の拡大断面図に示されるように、フィン材１の
厚さに比べてエロージョン部４が大きくなり、フィレッ
ト３に接する部分のフィン材１の肉厚ｔが極端に薄くな
って、最悪の場合はエロージョン部４がフィン材１を貫
通し、熱交換器のフィン材として必要な耐圧強度および
構造を保てなくなるばかりでなく熱交換機能の低下が避
けられないという問題が生じてきた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、従来よりも耐エロージョン性に
優れたかつ高強度および高熱伝導度を有するフィン材を
得るべく研究を行なった結果、（イ）Ｆｅ：１．５超〜
３重量％、Ｚｎ：０．５〜３重量％を含有し、残りがＡ
ｌと不可避不純物からなる組成を有するＡｌ合金に、さ
らにＺｒ：０．０５〜０．２重量％を含有させたＡｌ合
金で構成したフィン材は、高強度および高熱伝導度を有
すると共に優れた耐エロージョン性を示す、（ロ）前記
（イ）のＦｅ：１．５超〜３重量％、Ｚｎ：０．５〜３
重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％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
に、さらに、Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、Ｓｉ：０．
１〜０．５重量％、Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％の内
の１種または２種以上を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなる組成を有するＡｌ合金で構成したフィン材
は、高強度および高熱伝導度を有すると共に優れた耐エ
ロージョン性を示す、（ハ）前記（イ）または（ロ）記
載のＡｌ合金に、さらにＭｇ：０．０５〜０．２重量％
を含有させた組成を有するＡｌ合金で構成したフィン材
も高強度および高熱伝導度を有すると共に優れた耐エロ
ージョン性を示す、などの研究結果が得られたのであ
る。
上述のような観点から、従来よりも耐エロージョン性に
優れたかつ高強度および高熱伝導度を有するフィン材を
得るべく研究を行なった結果、（イ）Ｆｅ：１．５超〜
３重量％、Ｚｎ：０．５〜３重量％を含有し、残りがＡ
ｌと不可避不純物からなる組成を有するＡｌ合金に、さ
らにＺｒ：０．０５〜０．２重量％を含有させたＡｌ合
金で構成したフィン材は、高強度および高熱伝導度を有
すると共に優れた耐エロージョン性を示す、（ロ）前記
（イ）のＦｅ：１．５超〜３重量％、Ｚｎ：０．５〜３
重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％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
に、さらに、Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、Ｓｉ：０．
１〜０．５重量％、Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％の内
の１種または２種以上を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなる組成を有するＡｌ合金で構成したフィン材
は、高強度および高熱伝導度を有すると共に優れた耐エ
ロージョン性を示す、（ハ）前記（イ）または（ロ）記
載のＡｌ合金に、さらにＭｇ：０．０５〜０．２重量％
を含有させた組成を有するＡｌ合金で構成したフィン材
も高強度および高熱伝導度を有すると共に優れた耐エロ
ージョン性を示す、などの研究結果が得られたのであ
る。
【０００６】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、（１）Ｆｅ：１．５超〜３重量
％、Ｚｎ：０．５〜３重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２
重量％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合金で構成した耐エロージョン性に優れ
た高熱伝導度および高強度を有する熱交換器用Ａｌ合金
フィン材、（２）Ｆｅ：１．５超〜３重量％、Ｚｎ：
０．５〜３重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％を含
有し、さらに、Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、Ｓｉ：
０．１〜０．５重量％、Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％
の内の１種または２種以上を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成を有するＡｌ合金で構成した耐エ
ロージョン性に優れた高熱伝導度および高強度を有する
熱交換器用Ａｌ合金フィン材、（３）前記（１）または
（２）記載のＡｌ合金に、Ｍｇ：０．０５〜０．２重量
％を含有させた組成を有するＡｌ合金で構成した耐エロ
ージョン性に優れた高熱伝導度および高強度を有する熱
交換器用Ａｌ合金フィン材、に特徴を有するものであ
る。
なされたものであって、（１）Ｆｅ：１．５超〜３重量
％、Ｚｎ：０．５〜３重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２
重量％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合金で構成した耐エロージョン性に優れ
た高熱伝導度および高強度を有する熱交換器用Ａｌ合金
フィン材、（２）Ｆｅ：１．５超〜３重量％、Ｚｎ：
０．５〜３重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％を含
有し、さらに、Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、Ｓｉ：
０．１〜０．５重量％、Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％
の内の１種または２種以上を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成を有するＡｌ合金で構成した耐エ
ロージョン性に優れた高熱伝導度および高強度を有する
熱交換器用Ａｌ合金フィン材、（３）前記（１）または
（２）記載のＡｌ合金に、Ｍｇ：０．０５〜０．２重量
％を含有させた組成を有するＡｌ合金で構成した耐エロ
ージョン性に優れた高熱伝導度および高強度を有する熱
交換器用Ａｌ合金フィン材、に特徴を有するものであ
る。
【０００７】さらに、本発明者等は、フィン材の耐エロ
ージョン性について研究していたところ、フィン材のエ
ロージョンは従来は結晶粒界で優先的に進行していた
が、結晶粒内でエロージョンが起きるようにした方が耐
エロージョン性が著しく改善され、そのためには、ろう
が溶融する直前までフィン材の結晶粒内に添加元素が過
飽和固溶していることおよび晶出物が微細でその量が少
ないことが必要であり、このような組織にするには、Ａ
ｌ合金のインゴットを鋳造時の冷却速度が１５℃／ｓｅ
ｃ〜１０００℃／ｓｅｃ範囲内で冷却して得られたイン
ゴットを熱間圧延および中間焼鈍せずに繰り返し冷間圧
延して所定の厚さのフィン材とすることにより得られる
ことが分かった。
ージョン性について研究していたところ、フィン材のエ
ロージョンは従来は結晶粒界で優先的に進行していた
が、結晶粒内でエロージョンが起きるようにした方が耐
エロージョン性が著しく改善され、そのためには、ろう
が溶融する直前までフィン材の結晶粒内に添加元素が過
飽和固溶していることおよび晶出物が微細でその量が少
ないことが必要であり、このような組織にするには、Ａ
ｌ合金のインゴットを鋳造時の冷却速度が１５℃／ｓｅ
ｃ〜１０００℃／ｓｅｃ範囲内で冷却して得られたイン
ゴットを熱間圧延および中間焼鈍せずに繰り返し冷間圧
延して所定の厚さのフィン材とすることにより得られる
ことが分かった。
【０００８】したがって、この発明の耐エロージョン性
に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａ
ｌ合金フィン材は、前記（１）、（２）または（３）記
載のＡｌ合金溶湯を鋳造と同時に冷却速度：１５℃／ｓ
ｅｃ〜１０００℃／ｓｅｃで冷却して得られたインゴッ
トを繰り返し冷間圧延し、所定の厚さのフィン材とする
ことにより得られる。Ａｌ合金の種類によって冷間圧延
を繰り返す間に加工硬化して冷間圧延が不可能になる場
合は中間焼鈍を付加しても良いが、この発明のアルミニ
ウム熱交換器用Ａｌ合金フィン材の製造方法では中間焼
鈍を付加することなく冷間圧延を繰り返すことが好まし
い。
に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａ
ｌ合金フィン材は、前記（１）、（２）または（３）記
載のＡｌ合金溶湯を鋳造と同時に冷却速度：１５℃／ｓ
ｅｃ〜１０００℃／ｓｅｃで冷却して得られたインゴッ
トを繰り返し冷間圧延し、所定の厚さのフィン材とする
ことにより得られる。Ａｌ合金の種類によって冷間圧延
を繰り返す間に加工硬化して冷間圧延が不可能になる場
合は中間焼鈍を付加しても良いが、この発明のアルミニ
ウム熱交換器用Ａｌ合金フィン材の製造方法では中間焼
鈍を付加することなく冷間圧延を繰り返すことが好まし
い。
【０００９】この発明の製造方法で得られた晶出物の量
が少ないアルミニウム熱交換器用Ａｌ合金フィン材は、
ろうが溶融する直前まで結晶粒内において元素が過飽和
に固溶しているために耐エロージョン性が向上し、ろう
付け後の冷却過程で過飽和に固溶した元素が微細に均一
に析出分散することによりろう付け後のフィン材の強度
が高くなり、フィン材中に固溶する元素も少なくなって
熱伝導率も高くなると考えられる。
が少ないアルミニウム熱交換器用Ａｌ合金フィン材は、
ろうが溶融する直前まで結晶粒内において元素が過飽和
に固溶しているために耐エロージョン性が向上し、ろう
付け後の冷却過程で過飽和に固溶した元素が微細に均一
に析出分散することによりろう付け後のフィン材の強度
が高くなり、フィン材中に固溶する元素も少なくなって
熱伝導率も高くなると考えられる。
【００１０】フィン材を構成するＡｌ合金の成分組成範
囲およびインゴットの鋳造時の冷却速度を上記の通りに
限定した理由を説明する。 （ａ）Ｆｅ Ｆｅ成分は、ろう付け後素地に微細均一に分散してフィ
ン材の強度を向上させると共に、ろうによるエロージョ
ンを結晶粒内から進行させて耐エロージョン性を向上さ
せ、ろう付け後の固溶度が小さく、素地に固溶しても熱
伝導性の低下をさせにくい作用があるが、その含有量が
１．５重量％以下では強度的に不十分であるので耐エロ
ージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を確保する
ことができず、一方その含有量が３重量％を越えると、
自己耐食性が低下すると共に粗大な晶出物を形成しやす
くなり、耐エロージョン性と強度を低下させるところか
ら、その含有量を１．５超〜３重量％と定めた。Ｆｅ含
有量の一層好ましい範囲は１．７〜２．５重量％であ
る。
囲およびインゴットの鋳造時の冷却速度を上記の通りに
限定した理由を説明する。 （ａ）Ｆｅ Ｆｅ成分は、ろう付け後素地に微細均一に分散してフィ
ン材の強度を向上させると共に、ろうによるエロージョ
ンを結晶粒内から進行させて耐エロージョン性を向上さ
せ、ろう付け後の固溶度が小さく、素地に固溶しても熱
伝導性の低下をさせにくい作用があるが、その含有量が
１．５重量％以下では強度的に不十分であるので耐エロ
ージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を確保する
ことができず、一方その含有量が３重量％を越えると、
自己耐食性が低下すると共に粗大な晶出物を形成しやす
くなり、耐エロージョン性と強度を低下させるところか
ら、その含有量を１．５超〜３重量％と定めた。Ｆｅ含
有量の一層好ましい範囲は１．７〜２．５重量％であ
る。
【００１１】（ｂ）Ｚｎ Ｚｎ成分には、素地に固溶してフィン材を電気化学的に
卑にし、冷媒通路形成体（例えば、管材）に対する犠牲
陽極効果を向上させる作用があるが、その含有量が０．
５重量％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３重量％を越えると、ろう付け後の固溶
度が高くなって熱伝導度を低下させ、自己耐食性が低下
することから、その含有量を０．５〜３重量％と定め
た。Ｚｎ含有量の一層好ましい範囲は０．７〜２．０重
量％である。
卑にし、冷媒通路形成体（例えば、管材）に対する犠牲
陽極効果を向上させる作用があるが、その含有量が０．
５重量％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３重量％を越えると、ろう付け後の固溶
度が高くなって熱伝導度を低下させ、自己耐食性が低下
することから、その含有量を０．５〜３重量％と定め
た。Ｚｎ含有量の一層好ましい範囲は０．７〜２．０重
量％である。
【００１２】（ｃ）Ｚｒ Ｚｒ成分は、ろう付け後に微細なＡｌ−Ｚｒ金属間化合
物を形成して素地に分散し、強度を向上させると共に、
耐エロージョン性を向上させ、素地に固溶しても熱伝導
性の低下をさせにくい作用があるが、その含有量が０．
０５重量％未満では所望の強度向上効果が得られず、一
方その含有量が０．２重量％を越えると、冷間加工性が
劣化してこの発明の製造方法ではフィン材に成形するこ
とができなくなることから、その含有量を０．０５〜
０．２重量％と定めた。Ｚｒ含有量の一層好ましい範囲
は０．０８〜０．１５量％である。
物を形成して素地に分散し、強度を向上させると共に、
耐エロージョン性を向上させ、素地に固溶しても熱伝導
性の低下をさせにくい作用があるが、その含有量が０．
０５重量％未満では所望の強度向上効果が得られず、一
方その含有量が０．２重量％を越えると、冷間加工性が
劣化してこの発明の製造方法ではフィン材に成形するこ
とができなくなることから、その含有量を０．０５〜
０．２重量％と定めた。Ｚｒ含有量の一層好ましい範囲
は０．０８〜０．１５量％である。
【００１３】（ｄ）Ｍｎ、ＳｉおよびＣｕ これら成分は、ＡｌおよびＦｅと共にＡｌ−Ｍｎ−Ｆｅ
化合物、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ化合物、Ａｌ−Ｆｅ化合物と
して素地中に分散し、さらにＣｕは固溶して強度を向上
させるところから、耐食性と熱伝導率を低下させること
なくフィン材の強度を著しく向上させる作用があるので
必要に応じて添加されるが、その含有量がＭｎ：０．１
重量％未満およびＳｉ：０．２重量％未満およびＣｕ：
０．０５重量％未満では所望の強度向上効果が得られ
ず、一方その含有量がＭｎにあっては０．５重量％を越
えると熱伝導率が著しく低下しまた加工性も低下するの
で好ましくなく、ＳｉおよびＣｕにあっては０．５重量
％を越えると熱伝導率およびろう付け時の耐エロージョ
ン性が低下するようになることから、その含有量をそれ
ぞれＭｎ：０．１〜０．５重量％、Ｓｉ：０．１〜０．
５重量％、Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％と定めた。
化合物、Ａｌ−Ｓｉ−Ｆｅ化合物、Ａｌ−Ｆｅ化合物と
して素地中に分散し、さらにＣｕは固溶して強度を向上
させるところから、耐食性と熱伝導率を低下させること
なくフィン材の強度を著しく向上させる作用があるので
必要に応じて添加されるが、その含有量がＭｎ：０．１
重量％未満およびＳｉ：０．２重量％未満およびＣｕ：
０．０５重量％未満では所望の強度向上効果が得られ
ず、一方その含有量がＭｎにあっては０．５重量％を越
えると熱伝導率が著しく低下しまた加工性も低下するの
で好ましくなく、ＳｉおよびＣｕにあっては０．５重量
％を越えると熱伝導率およびろう付け時の耐エロージョ
ン性が低下するようになることから、その含有量をそれ
ぞれＭｎ：０．１〜０．５重量％、Ｓｉ：０．１〜０．
５重量％、Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％と定めた。
【００１４】（ｅ）Ｍｇ Ｍｇ成分にも素地中に固溶して強度を向上させる作用が
あるので、必要に応じて含有されるが、その含有量が
０．０５重量％未満では所望の強度向上効果が得られ
ず、一方その含有量が０．２重量％を越えると、素地に
固溶する割合が多くなり、電気化学的に貴になる傾向が
現われ、管材に対する犠牲陽極効果が低下すると共に管
材とのろう付け性を阻害し、ろう付け時の耐エロージョ
ン性および熱伝導性も低下するようになることから、そ
の含有量を０．０５〜０．２重量％と定めた。
あるので、必要に応じて含有されるが、その含有量が
０．０５重量％未満では所望の強度向上効果が得られ
ず、一方その含有量が０．２重量％を越えると、素地に
固溶する割合が多くなり、電気化学的に貴になる傾向が
現われ、管材に対する犠牲陽極効果が低下すると共に管
材とのろう付け性を阻害し、ろう付け時の耐エロージョ
ン性および熱伝導性も低下するようになることから、そ
の含有量を０．０５〜０．２重量％と定めた。
【００１５】（ｆ）インゴット鋳造時の冷却速度 フィン材が優れた耐エロージョン性を有するためには、
晶出物の量を減らし、ろうが溶融する直前までフィン材
の結晶粒内に添加元素が過飽和固溶しており、ろう付け
後の冷却過程で過飽和に固溶したＦｅを微細均一に析出
分散させる必要があり、そのためには、インゴット鋳造
時の冷却速度が大きいほど好ましく、インゴット鋳造時
の冷却速度は１５℃／ｓｅｃ．以上であることが必要で
ある。しかし、インゴット鋳造時の冷却速度は１０００
℃／ｓｅｃ．が限界であるから、インゴット鋳造時の冷
却速度は１５〜１０００℃／ｓｅｃ．に定めた。インゴ
ット鋳造時の冷却速度の一層好ましい範囲は５０〜５０
０℃／ｓｅｃ．である。
晶出物の量を減らし、ろうが溶融する直前までフィン材
の結晶粒内に添加元素が過飽和固溶しており、ろう付け
後の冷却過程で過飽和に固溶したＦｅを微細均一に析出
分散させる必要があり、そのためには、インゴット鋳造
時の冷却速度が大きいほど好ましく、インゴット鋳造時
の冷却速度は１５℃／ｓｅｃ．以上であることが必要で
ある。しかし、インゴット鋳造時の冷却速度は１０００
℃／ｓｅｃ．が限界であるから、インゴット鋳造時の冷
却速度は１５〜１０００℃／ｓｅｃ．に定めた。インゴ
ット鋳造時の冷却速度の一層好ましい範囲は５０〜５０
０℃／ｓｅｃ．である。
【００１６】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明のＡｌ合金フィ
ン材を実施例により具体的に説明する。通常の溶解法に
より、それぞれ表１〜表２に示される成分組成をもった
Ａｌ合金溶湯を調製し、このＡｌ合金溶湯を幅：２００
mm×長さ：５００mm×厚さ：１０mmの寸法をもった金型
に鋳造し、ただちに冷却水量を変えることにより表１〜
表２に示される冷却速度で冷却し、インゴットを製造し
た。このインゴットを冷間圧延を繰り返し施して厚さ：
１００μｍの冷延板とすることにより本発明フィン材１
〜１９、比較フィン材１〜２および従来フィン材をそれ
ぞれ製造した。
ン材を実施例により具体的に説明する。通常の溶解法に
より、それぞれ表１〜表２に示される成分組成をもった
Ａｌ合金溶湯を調製し、このＡｌ合金溶湯を幅：２００
mm×長さ：５００mm×厚さ：１０mmの寸法をもった金型
に鋳造し、ただちに冷却水量を変えることにより表１〜
表２に示される冷却速度で冷却し、インゴットを製造し
た。このインゴットを冷間圧延を繰り返し施して厚さ：
１００μｍの冷延板とすることにより本発明フィン材１
〜１９、比較フィン材１〜２および従来フィン材をそれ
ぞれ製造した。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】一方、心材としてＡｌ−１重量％Ｍｎ−
０．１５重量％Ｃｕ（ＡＡ３００３）を用意し、さらに
ろう材としてＡｌ−７．５重量％Ｓｉ（ＡＡ４３４３）
を用意し、心材：ろう材＝８５：１５のクラッド率とな
るように心材の片面にろう材をクラッドした厚さ：０．
３ｍｍのブレージングシートを用意した。このブレージ
ングシートの片面にコルゲート加工を施した本発明フィ
ン材１〜１９、比較フィン材１〜２および従来フィン材
を組み付け、これにフラックスを塗布した後、ろう付け
熱処理し、その後断面の観察を行うことにより、溶融ろ
うによるフィン材の最大エロージョン深さ（図１のエロ
ージョン部４の厚さＨ）について測定し、その結果を表
３〜表４に示した。
０．１５重量％Ｃｕ（ＡＡ３００３）を用意し、さらに
ろう材としてＡｌ−７．５重量％Ｓｉ（ＡＡ４３４３）
を用意し、心材：ろう材＝８５：１５のクラッド率とな
るように心材の片面にろう材をクラッドした厚さ：０．
３ｍｍのブレージングシートを用意した。このブレージ
ングシートの片面にコルゲート加工を施した本発明フィ
ン材１〜１９、比較フィン材１〜２および従来フィン材
を組み付け、これにフラックスを塗布した後、ろう付け
熱処理し、その後断面の観察を行うことにより、溶融ろ
うによるフィン材の最大エロージョン深さ（図１のエロ
ージョン部４の厚さＨ）について測定し、その結果を表
３〜表４に示した。
【００２０】さらに、本発明フィン材１〜１９および比
較フィン材１〜２からなる引張り試験片を作製し、これ
ら試験片を高純度窒素ガス中、温度：６００℃、５分間
保持したのち、冷却速度：１００℃／ｍｉｎ．で常温ま
で冷却するろう付け相当熱処理を施し、引張試験を行な
うことにより引張り強さを測定し、その結果を表３〜表
４に示した。さらに、熱伝導率は電気伝導度に置き換え
て評価できるので、本発明フィン材１〜１９、比較フィ
ン材１〜２および従来フィン材にろう付け相当熱処理を
施した後、ダブルブリッジ法により求め、その結果を表
３〜表４に示した。
較フィン材１〜２からなる引張り試験片を作製し、これ
ら試験片を高純度窒素ガス中、温度：６００℃、５分間
保持したのち、冷却速度：１００℃／ｍｉｎ．で常温ま
で冷却するろう付け相当熱処理を施し、引張試験を行な
うことにより引張り強さを測定し、その結果を表３〜表
４に示した。さらに、熱伝導率は電気伝導度に置き換え
て評価できるので、本発明フィン材１〜１９、比較フィ
ン材１〜２および従来フィン材にろう付け相当熱処理を
施した後、ダブルブリッジ法により求め、その結果を表
３〜表４に示した。
【００２１】
【表３】
【００２２】
【表４】
【００２３】
【発明の効果】表１〜表４に示される結果から、本発明
フィン材１〜１９は従来フィン材と比べて、ろう付け相
当熱処理後の引張り強さおよび電気伝導度が優れてお
り、さらに溶融ろうによるフィン材の最大エロージョン
深さが小さいところから、本発明フィン材１〜１９は、
いずれも従来フィン材に比して耐エロージョン性に優れ
かつ高強度および高熱伝導度をもつことが明らかであ
る。
フィン材１〜１９は従来フィン材と比べて、ろう付け相
当熱処理後の引張り強さおよび電気伝導度が優れてお
り、さらに溶融ろうによるフィン材の最大エロージョン
深さが小さいところから、本発明フィン材１〜１９は、
いずれも従来フィン材に比して耐エロージョン性に優れ
かつ高強度および高熱伝導度をもつことが明らかであ
る。
【００２４】一方、比較Ａｌ合金フィン材１〜２に見ら
れるように、Ａｌ合金の構成成分のうちのいずれかの成
分含有量（表２に＊印を付す）がこの発明の範囲から外
れると、上記の特性のうちの少なくともいずれかの特性
が劣ったものになることが明らかである。
れるように、Ａｌ合金の構成成分のうちのいずれかの成
分含有量（表２に＊印を付す）がこの発明の範囲から外
れると、上記の特性のうちの少なくともいずれかの特性
が劣ったものになることが明らかである。
【００２５】上述のように、この発明の熱交換器用Ａｌ
合金フィン材は、耐エロージョン性に優れかつ高強度お
よび高熱伝導度を有するので、この発明のフィン材で作
製したＡｌ熱交換器は軽量化および小型化が可能である
と共に、熱交換機能の一層の向上に役立つものである。
合金フィン材は、耐エロージョン性に優れかつ高強度お
よび高熱伝導度を有するので、この発明のフィン材で作
製したＡｌ熱交換器は軽量化および小型化が可能である
と共に、熱交換機能の一層の向上に役立つものである。
【図１】フィン材を冷媒通路形成体にろう付けして得ら
れた接合部の一部拡大断面図である。
れた接合部の一部拡大断面図である。
【図２】フィン材を冷媒通路形成体にろう付けして得ら
れた接合部の一部拡大断面図である。
れた接合部の一部拡大断面図である。
１ フィン材、 ２ 冷媒通路形成体、 ３ フィレット、 ４ エロージョン部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３０Ｍ ６５０ ６５０Ｆ ６５１ ６５１Ａ ６８１ ６８１ ６９２ ６９２Ａ
Claims (5)
- 【請求項１】 Ｆｅ：１．５超〜３重量％、Ｚｎ：０．
５〜３重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％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Ａ
ｌ合金で構成したことを特徴とする耐エロージョン性に
優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ
合金フィン材。 - 【請求項２】 Ｆｅ：１．５超〜３重量％、Ｚｎ：０．
５〜３重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％を含有
し、さらに、 Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、 Ｓｉ：０．１〜０．５重量％、 Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％ の内の１種または２種以上を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成を有するＡｌ合金で構成したこと
を特徴とする耐エロージョン性に優れた高強度および高
熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のＡｌ合金に、さ
らにＭｇ：０．０５〜０．２重量％を含有させた組成を
有するＡｌ合金で構成したことを特徴とする耐エロージ
ョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換
器用Ａｌ合金フィン材。 - 【請求項４】 請求項１、２または３記載のＡｌ合金溶
湯を鋳造すると同時に冷却速度：１５℃／ｓｅｃ〜１０
００℃／ｓｅｃで冷却して得られたインゴットを繰り返
し冷間圧延し、所定の厚さのフィン材とすることを特徴
とする耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導
度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材の製造方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の方法で製造したことを特
徴とする耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝
導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34129897A JP3845851B2 (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34129897A JP3845851B2 (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11172355A true JPH11172355A (ja) | 1999-06-29 |
| JP3845851B2 JP3845851B2 (ja) | 2006-11-15 |
Family
ID=18344973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34129897A Expired - Fee Related JP3845851B2 (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3845851B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006176850A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 耐エロージョン性に優れた熱交換器用の高強度アルミニウム合金フィン材および熱交換器 |
| JP2008308760A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-12-25 | Mitsubishi Alum Co Ltd | ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン性に優れた自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材、及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-12-11 JP JP34129897A patent/JP3845851B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006176850A (ja) * | 2004-12-24 | 2006-07-06 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 耐エロージョン性に優れた熱交換器用の高強度アルミニウム合金フィン材および熱交換器 |
| JP4566729B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2010-10-20 | 三菱アルミニウム株式会社 | 耐エロージョン性に優れた熱交換器用の高強度アルミニウム合金フィン材および熱交換器 |
| JP2008308760A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-12-25 | Mitsubishi Alum Co Ltd | ろう付によって製造される高強度自動車熱交換器用部材に用いられる、成形性と耐エロージョン性に優れた自動車熱交換器用高強度アルミニウム合金材、及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3845851B2 (ja) | 2006-11-15 |
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