JPH11172356A - 耐エロージョン性に優れた熱交換器用Ａｌ合金フィン材 - Google Patents
耐エロージョン性に優れた熱交換器用Ａｌ合金フィン材Info
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- JPH11172356A JPH11172356A JP34130097A JP34130097A JPH11172356A JP H11172356 A JPH11172356 A JP H11172356A JP 34130097 A JP34130097 A JP 34130097A JP 34130097 A JP34130097 A JP 34130097A JP H11172356 A JPH11172356 A JP H11172356A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐エロージョン性に優れた熱交換器用Ａｌ合
金フィン材を提供する。 【解決手段】 フィン材の厚さ方向と垂直な面の結晶粒
の平均粒径が２６０〜５００００μｍであり、さらに圧
延方向の結晶粒の長さ（Ｌ）と圧延方向と垂直方向の結
晶粒の長さ（ＬＴ）の比：ＬＴ／Ｌが０．１〜１である
Ａｌ合金で構成されている。
金フィン材を提供する。 【解決手段】 フィン材の厚さ方向と垂直な面の結晶粒
の平均粒径が２６０〜５００００μｍであり、さらに圧
延方向の結晶粒の長さ（Ｌ）と圧延方向と垂直方向の結
晶粒の長さ（ＬＴ）の比：ＬＴ／Ｌが０．１〜１である
Ａｌ合金で構成されている。
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、下記のごとき高強度を有する熱交換器
用Ａｌ合金フィン材も開発されている。Ｆｅ：１．１〜
１．５重量％、Ｓｉ：０．３５〜０．８重量％、Ｍｎ：
０．１５〜０．４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高強度を有する熱交換器用
Ａｌ合金フィン材（特開１−２９２９４５号公報参
照）、Ｆｅ：１．１〜１．５重量％、Ｓｉ：０．１〜
０．８重量％、Ｍｇ：０．０５〜０．５重量％を含有
し、さらにＭｎ：０．１〜０．８重量％、Ｚｒ：０．０
２〜０．２重量％のうちの１種または２種を含有し、残
りがＡｌと不可避不純物からなる組成を有する高強度を
有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材（特開１−２９２９
５５号公報参照）、Ｆｅ：１．１〜１．５重量％、Ｓ
ｉ：０．３５〜０．８重量％、Ｚｒ：０．０２〜０．２
重量％を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組
成を有する高強度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材
（特開１−２９２９５３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、下記のごとき高強度を有する熱交換器
用Ａｌ合金フィン材も開発されている。Ｆｅ：１．１〜
１．５重量％、Ｓｉ：０．３５〜０．８重量％、Ｍｎ：
０．１５〜０．４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高強度を有する熱交換器用
Ａｌ合金フィン材（特開１−２９２９４５号公報参
照）、Ｆｅ：１．１〜１．５重量％、Ｓｉ：０．１〜
０．８重量％、Ｍｇ：０．０５〜０．５重量％を含有
し、さらにＭｎ：０．１〜０．８重量％、Ｚｒ：０．０
２〜０．２重量％のうちの１種または２種を含有し、残
りがＡｌと不可避不純物からなる組成を有する高強度を
有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材（特開１−２９２９
５５号公報参照）、Ｆｅ：１．１〜１．５重量％、Ｓ
ｉ：０．３５〜０．８重量％、Ｚｒ：０．０２〜０．２
重量％を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる組
成を有する高強度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材
（特開１−２９２９５３号公報参照）。
【０００３】これら、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を促進し、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、熱伝導性にも優れているところから熱
交換機能を従来よりも向上させるのに大いに貢献してい
る。このフィン材を冷媒通路形成体にろう付けするに
は、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。
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を促進し、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、熱伝導性にも優れているところから熱
交換機能を従来よりも向上させるのに大いに貢献してい
る。このフィン材を冷媒通路形成体にろう付けするに
は、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、耐エロージョン性に優れたフィ
ン材を得るべく研究を行なった結果、（ａ）フィン材の
エロージョンは、結晶粒内部と粒界で生じるが、エロー
ジョンによる被害は特にフィン材の結晶粒界で進行する
ものが圧倒的であるところから、フィン材を構成するＡ
ｌ合金の結晶粒を大きくして結晶粒界の組織中に占める
割合を少なくし、フィン材の厚さ方向と垂直な面の結晶
粒の平均粒径を２６０〜５００００μｍにすると一層優
れた耐エロージョン性を示す、（ｂ）一般に、熱交換器
のフィン材はＡｌ合金を冷間圧延することにより仕上げ
られるが、冷間圧延して得られた結晶粒の組織が円形に
近いほど優れた耐エロージョン性を示すところから、フ
ィン材の圧延方向の結晶粒の長さをＬ、圧延方向に垂直
な方向の結晶粒の長さをＬＴで示すと、ＬとＬＴの比
（以下、ＬＴ／Ｌで示す）が０．１〜１であることが好
ましい、（ｃ）フィン材の厚さ方向と垂直な面の結晶粒
の平均粒径が２６０〜５００００μｍとなるように大き
くして結晶粒界の占める割合を少なくし、さらに結晶粒
の形状を円形に近いＬＴ／Ｌが０．１〜１の範囲とした
熱交換器のフィン材を構成するＡｌ合金は、いかなる構
造用のＡｌ合金であってもよいが、従来よりもＦｅ含有
量の多いＦｅ：１．５超〜３重量％を含有するＡｌ合金
であると、一層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、耐エロージョン性に優れたフィ
ン材を得るべく研究を行なった結果、（ａ）フィン材の
エロージョンは、結晶粒内部と粒界で生じるが、エロー
ジョンによる被害は特にフィン材の結晶粒界で進行する
ものが圧倒的であるところから、フィン材を構成するＡ
ｌ合金の結晶粒を大きくして結晶粒界の組織中に占める
割合を少なくし、フィン材の厚さ方向と垂直な面の結晶
粒の平均粒径を２６０〜５００００μｍにすると一層優
れた耐エロージョン性を示す、（ｂ）一般に、熱交換器
のフィン材はＡｌ合金を冷間圧延することにより仕上げ
られるが、冷間圧延して得られた結晶粒の組織が円形に
近いほど優れた耐エロージョン性を示すところから、フ
ィン材の圧延方向の結晶粒の長さをＬ、圧延方向に垂直
な方向の結晶粒の長さをＬＴで示すと、ＬとＬＴの比
（以下、ＬＴ／Ｌで示す）が０．１〜１であることが好
ましい、（ｃ）フィン材の厚さ方向と垂直な面の結晶粒
の平均粒径が２６０〜５００００μｍとなるように大き
くして結晶粒界の占める割合を少なくし、さらに結晶粒
の形状を円形に近いＬＴ／Ｌが０．１〜１の範囲とした
熱交換器のフィン材を構成するＡｌ合金は、いかなる構
造用のＡｌ合金であってもよいが、従来よりもＦｅ含有
量の多いＦｅ：１．５超〜３重量％を含有するＡｌ合金
であると、一層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）フィン材の厚さ方向と垂
直な面の結晶粒の平均粒径が２６０〜５００００μｍで
あって、かつＬＴ／Ｌが０．１〜１である結晶粒からな
るＡｌ合金で構成されている耐エロージョン性に優れた
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）フィン材の厚さ方向と垂
直な面の結晶粒の平均粒径が２６０〜５００００μｍで
あって、かつＬＴ／Ｌが０．１〜１である結晶粒からな
るＡｌ合金で構成されている耐エロージョン性に優れた
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】この発明の耐エロージョン性に優れた熱交
換器用Ａｌ合金フィン材を構成するＡｌ合金は、Ｆｅ：
０．０５〜０．５重量％、Ｓｉ：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、Ｆｅ：０．０５〜０．８重量％、Ｓ
ｉ：０．０５〜０．３重量％、Ｚｒ：０．１〜０．３重
量％、Ｚｎ：０．５〜３．０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、Ｆ
ｅ：０．１〜０．３重量％、Ｓｉ：０．１〜０．５重量
％、Ｔｉ：０．０５〜０．２重量％、Ｚｎ：０．５〜
２．０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、Ｆｅ：１．５〜３．０重量
％、Ｓｉ：０．０５〜０．３重量％、Ｍｎ：０．１〜
０．５重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．１５重量％、Ｚ
ｎ：０．５〜１．５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するＡｌ合金、Ｆｅ：０．１
〜０．３重量％、Ｓｉ：０．１〜０．５重量％、Ｍｎ：
０．８〜２．０重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．１５重量
％、Ｔｉ：０．０５〜０．１５重量％、、Ｚｎ：０．５
〜２．５重量％を含有し、残りがＡｌと不可避不純物か
らなる組成を有するＡｌ合金、Ｆｅ：０．１〜０．６重
量％、Ｓｉ：０．１〜０．５重量％、Ｍｎ：０．８〜
１．８重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．１５重量％、Ｔ
ｉ：０．０５〜０．１５重量％、、Ｚｎ：０．５〜２．
５重量％、Ｃｕ：０．０５〜０．７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、などがある。
換器用Ａｌ合金フィン材を構成するＡｌ合金は、Ｆｅ：
０．０５〜０．５重量％、Ｓｉ：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、Ｆｅ：０．０５〜０．８重量％、Ｓ
ｉ：０．０５〜０．３重量％、Ｚｒ：０．１〜０．３重
量％、Ｚｎ：０．５〜３．０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、Ｆ
ｅ：０．１〜０．３重量％、Ｓｉ：０．１〜０．５重量
％、Ｔｉ：０．０５〜０．２重量％、Ｚｎ：０．５〜
２．０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、Ｆｅ：１．５〜３．０重量
％、Ｓｉ：０．０５〜０．３重量％、Ｍｎ：０．１〜
０．５重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．１５重量％、Ｚ
ｎ：０．５〜１．５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するＡｌ合金、Ｆｅ：０．１
〜０．３重量％、Ｓｉ：０．１〜０．５重量％、Ｍｎ：
０．８〜２．０重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．１５重量
％、Ｔｉ：０．０５〜０．１５重量％、、Ｚｎ：０．５
〜２．５重量％を含有し、残りがＡｌと不可避不純物か
らなる組成を有するＡｌ合金、Ｆｅ：０．１〜０．６重
量％、Ｓｉ：０．１〜０．５重量％、Ｍｎ：０．８〜
１．８重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．１５重量％、Ｔ
ｉ：０．０５〜０．１５重量％、、Ｚｎ：０．５〜２．
５重量％、Ｃｕ：０．０５〜０．７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、などがある。
【０００８】この発明の耐エロージョン性に優れた熱交
換器用Ａｌ合金フィン材を構成するＡｌ合金は、特にＦ
ｅを１．５重量％を越えて含有するＡｌ合金で構成する
ことが一層好ましく、このＦｅを１．５重量％を越えて
含有するＡｌ合金として、（イ）Ｆｅ：１．５超〜３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、（ロ）Ｆｅ：１．５超〜３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、（ハ）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、（ニ）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、（ホ）前記（イ）、（ロ）、（ハ）または
（ニ）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、などがあ
る。
換器用Ａｌ合金フィン材を構成するＡｌ合金は、特にＦ
ｅを１．５重量％を越えて含有するＡｌ合金で構成する
ことが一層好ましく、このＦｅを１．５重量％を越えて
含有するＡｌ合金として、（イ）Ｆｅ：１．５超〜３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、（ロ）Ｆｅ：１．５超〜３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、（ハ）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、（ニ）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、（ホ）前記（イ）、（ロ）、（ハ）または
（ニ）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、などがあ
る。
【０００９】従って、この発明は、（２）Ｆｅ：１．５
超〜３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、さらにフィン材の厚さ方向と垂直な面
の結晶粒の平均粒径が２６０〜５００００μｍであっ
て、かつＬＴ／Ｌが０．１〜１である結晶粒を有するＡ
ｌ合金で構成された耐エロージョン性に優れた熱交換器
用Ａｌ合金フィン材、（３）Ｆｅ：１．５超〜３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し、さらにフィン材の厚さ方
向と垂直な面の結晶粒の平均粒径が２６０〜５００００
μｍであって、かつＬＴ／Ｌが０．１〜１である結晶粒
を有するＡｌ合金で構成された耐エロージョン性に優れ
た熱交換器用Ａｌ合金フィン材、（４）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
らなる組成を有し、さらにフィン材の厚さ方向と垂直な
面の結晶粒の平均粒径が２６０〜５００００μｍであっ
て、かつＬＴ／Ｌが０．１〜１である結晶粒を有するＡ
ｌ合金で構成された耐エロージョン性に優れた熱交換器
用Ａｌ合金フィン材、（５）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し、さらにフィン材の
厚さ方向と垂直な面の結晶粒の平均粒径が２６０〜５０
０００μｍであって、かつＬＴ／Ｌが０．１〜１である
結晶粒を有するＡｌ合金で構成された耐エロージョン性
に優れた熱交換器用Ａｌ合金フィン材、（６）前記
（２）、（３）、（４）または（５）記載のＡｌ合金
に、さらにＭｇ：０．０５〜０．２重量％を含有させた
組成を有し、さらにフィン材の厚さ方向と垂直な面の結
晶粒の平均粒径が２６０〜５００００μｍであって、か
つＬＴ／Ｌが０．１〜１である結晶粒を有するＡｌ合金
で構成された耐エロージョン性に優れた熱交換器用Ａｌ
合金フィン材、に特徴を有するものである。
超〜３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、さらにフィン材の厚さ方向と垂直な面
の結晶粒の平均粒径が２６０〜５００００μｍであっ
て、かつＬＴ／Ｌが０．１〜１である結晶粒を有するＡ
ｌ合金で構成された耐エロージョン性に優れた熱交換器
用Ａｌ合金フィン材、（３）Ｆｅ：１．５超〜３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し、さらにフィン材の厚さ方
向と垂直な面の結晶粒の平均粒径が２６０〜５００００
μｍであって、かつＬＴ／Ｌが０．１〜１である結晶粒
を有するＡｌ合金で構成された耐エロージョン性に優れ
た熱交換器用Ａｌ合金フィン材、（４）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
らなる組成を有し、さらにフィン材の厚さ方向と垂直な
面の結晶粒の平均粒径が２６０〜５００００μｍであっ
て、かつＬＴ／Ｌが０．１〜１である結晶粒を有するＡ
ｌ合金で構成された耐エロージョン性に優れた熱交換器
用Ａｌ合金フィン材、（５）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し、さらにフィン材の
厚さ方向と垂直な面の結晶粒の平均粒径が２６０〜５０
０００μｍであって、かつＬＴ／Ｌが０．１〜１である
結晶粒を有するＡｌ合金で構成された耐エロージョン性
に優れた熱交換器用Ａｌ合金フィン材、（６）前記
（２）、（３）、（４）または（５）記載のＡｌ合金
に、さらにＭｇ：０．０５〜０．２重量％を含有させた
組成を有し、さらにフィン材の厚さ方向と垂直な面の結
晶粒の平均粒径が２６０〜５００００μｍであって、か
つＬＴ／Ｌが０．１〜１である結晶粒を有するＡｌ合金
で構成された耐エロージョン性に優れた熱交換器用Ａｌ
合金フィン材、に特徴を有するものである。
【００１０】この発明の耐エロージョン性に優れた熱交
換器用Ａｌ合金フィン材を製造するには、半連続鋳造し
て得られたビレットを熱間圧延し、中間焼鈍と冷間圧延
を繰り返したのち最終冷間圧延する工程において、最終
冷間圧延直前の中間焼鈍を従来よりも長時間中間焼鈍す
るかまたは従来よりも高温の中間焼鈍を行った後、従来
よりも低い圧延率で最終冷間圧延することにより製造す
ることができる。例えば、従来は最終冷間圧延直前の中
間焼鈍を３５０〜４００℃に２時間保持の条件で行うＡ
ｌ合金に対して、この発明の耐エロージョン性に優れた
熱交換器用Ａｌ合金フィン材を製造するには、最終冷間
圧延直前の中間焼鈍を３５０〜４００℃に４時間保持、
４００超〜５００℃に３時間保持、または５００超〜６
００℃に２時間保持の条件で行い、その後の最終冷間圧
延の圧延率を従来の３０〜８０％に対してこの発明の最
終冷間圧延の圧延率は１０〜４０％（好ましくは、１０
〜２９％）で行う。
換器用Ａｌ合金フィン材を製造するには、半連続鋳造し
て得られたビレットを熱間圧延し、中間焼鈍と冷間圧延
を繰り返したのち最終冷間圧延する工程において、最終
冷間圧延直前の中間焼鈍を従来よりも長時間中間焼鈍す
るかまたは従来よりも高温の中間焼鈍を行った後、従来
よりも低い圧延率で最終冷間圧延することにより製造す
ることができる。例えば、従来は最終冷間圧延直前の中
間焼鈍を３５０〜４００℃に２時間保持の条件で行うＡ
ｌ合金に対して、この発明の耐エロージョン性に優れた
熱交換器用Ａｌ合金フィン材を製造するには、最終冷間
圧延直前の中間焼鈍を３５０〜４００℃に４時間保持、
４００超〜５００℃に３時間保持、または５００超〜６
００℃に２時間保持の条件で行い、その後の最終冷間圧
延の圧延率を従来の３０〜８０％に対してこの発明の最
終冷間圧延の圧延率は１０〜４０％（好ましくは、１０
〜２９％）で行う。
【００１１】フィン材を構成するＡｌ合金の結晶粒の平
均粒径およびＬＴ／Ｌ、並びにＡｌ合金の内でも、Ｆｅ
を１．５重量％を越えて含有するＡｌ合金の成分組成範
囲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熱伝導度および高強度を確保する
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。
均粒径およびＬＴ／Ｌ、並びにＡｌ合金の内でも、Ｆｅ
を１．５重量％を越えて含有するＡｌ合金の成分組成範
囲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熱伝導度および高強度を確保する
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。
【００１２】（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０．８〜２．０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０．８〜２．０重
量％である。
【００１３】（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、熱間および冷
間加工性が劣化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。Ｚｒ含有量の一層好
ましい範囲は０．０８〜０．１５重量％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、熱間および冷
間加工性が劣化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。Ｚｒ含有量の一層好
ましい範囲は０．０８〜０．１５重量％である。
【００１４】（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、耐食性と熱伝導率を低下させるこ
とがなく、さらにＣｕは素地に固溶してフィン材の強度
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Ｓ
ｉ：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、耐食性と熱伝導率を低下させるこ
とがなく、さらにＣｕは素地に固溶してフィン材の強度
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Ｓ
ｉ：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。
【００１５】（ｅ）Ｍｇ Ｍｇ成分には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し、かつろう
付け性を阻害すると共に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し、かつろう
付け性を阻害すると共に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。
【００１６】（ｆ）結晶粒の平均粒径および形状 フィン材が優れた耐エロージョン性を有するためには、
フィン材を構成するＡｌ合金の結晶粒を大きくして結晶
粒界の組織中に占める割合を少なくし、さらに結晶粒の
歪みを小さくする必要がある。そのために、フィン材を
構成するＡｌ合金の結晶粒の平均粒径を２６０μｍ以上
とする必要があるが、結晶粒を５００００μｍを越えて
大きくすることは困難であるところから、結晶粒の平均
粒径を２６０〜５００００μｍとし、さらに最終冷間圧
延による結晶粒の歪みを少なくするために、最終冷間圧
延の圧延率を従来よりも小さくして結晶粒の形状を円形
に近い形状にすることが好ましいところからＬＴ／Ｌの
値を０．１以上とする必要がり、したがって、ＬＴ／
Ｌ：０．１〜１に定めた。フィン材を構成するＡｌ合金
の結晶粒の平均粒径の一層好ましい範囲は５００〜２０
０００μｍであり、ＬＴ／Ｌの一層好ましい範囲は０．
３〜０．８である。
フィン材を構成するＡｌ合金の結晶粒を大きくして結晶
粒界の組織中に占める割合を少なくし、さらに結晶粒の
歪みを小さくする必要がある。そのために、フィン材を
構成するＡｌ合金の結晶粒の平均粒径を２６０μｍ以上
とする必要があるが、結晶粒を５００００μｍを越えて
大きくすることは困難であるところから、結晶粒の平均
粒径を２６０〜５００００μｍとし、さらに最終冷間圧
延による結晶粒の歪みを少なくするために、最終冷間圧
延の圧延率を従来よりも小さくして結晶粒の形状を円形
に近い形状にすることが好ましいところからＬＴ／Ｌの
値を０．１以上とする必要がり、したがって、ＬＴ／
Ｌ：０．１〜１に定めた。フィン材を構成するＡｌ合金
の結晶粒の平均粒径の一層好ましい範囲は５００〜２０
０００μｍであり、ＬＴ／Ｌの一層好ましい範囲は０．
３〜０．８である。
【００１７】
【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４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合金溶湯を半連続鋳造
法により鋳造し、鋳塊Ａ〜ｍを製造した。
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４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合金溶湯を半連続鋳造
法により鋳造し、鋳塊Ａ〜ｍを製造した。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】
【表４】
【００２２】これら鋳塊Ａ〜ｍを５００℃で熱間圧延し
た後、表５〜表８に示される条件の中間焼鈍および通常
の冷間圧延を繰り返し施し、最終冷間圧延を表５〜表８
に示されるの圧延率にて厚さ：１００μｍの冷延板とす
ることにより本発明フィン材１〜３９、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、得られた本
発明フィン材１〜３９、比較フィン材１〜２および従来
フィン材の平均結晶粒径およびＬＴ／Ｌを測定し、その
結果を表５〜表８に示した。
た後、表５〜表８に示される条件の中間焼鈍および通常
の冷間圧延を繰り返し施し、最終冷間圧延を表５〜表８
に示されるの圧延率にて厚さ：１００μｍの冷延板とす
ることにより本発明フィン材１〜３９、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、得られた本
発明フィン材１〜３９、比較フィン材１〜２および従来
フィン材の平均結晶粒径およびＬＴ／Ｌを測定し、その
結果を表５〜表８に示した。
【００２３】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１〜３９、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、６００℃
のＡｒ雰囲気中でろう付けしたのち空冷し、その後断面
の観察を行うことにより、ろうによるフィンの最大エロ
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５〜表８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１〜３９、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、６００℃
のＡｒ雰囲気中でろう付けしたのち空冷し、その後断面
の観察を行うことにより、ろうによるフィンの最大エロ
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５〜表８に示した。
【００２４】
【表５】
【００２５】
【表６】
【００２６】
【表７】
【００２７】
【表８】 （＊印は、この発明から外れた値を示す。）
【００２８】
【発明の効果】表１〜表８に示される結果から、本発明
フィン材１〜３９は従来フィン材と比べて、溶融ろうに
よるフィン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１〜３９は、いずれも一段と耐エロ
ージョン性に優れていることが明らかである。一方、比
較Ａｌ合金フィン材１〜２に見られるように、Ａｌ合金
の平均結晶粒径およびＬＴ／Ｌのずれかがこの発明の範
囲から外れると（この発明の範囲から外れた値を表７に
＊印を付して示した）、最大エロージョン深さが大きく
なり過ぎることが明らかである。
フィン材１〜３９は従来フィン材と比べて、溶融ろうに
よるフィン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１〜３９は、いずれも一段と耐エロ
ージョン性に優れていることが明らかである。一方、比
較Ａｌ合金フィン材１〜２に見られるように、Ａｌ合金
の平均結晶粒径およびＬＴ／Ｌのずれかがこの発明の範
囲から外れると（この発明の範囲から外れた値を表７に
＊印を付して示した）、最大エロージョン深さが大きく
なり過ぎることが明らかである。
【００２９】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、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、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
Claims (6)
- 【請求項１】 フィン材の厚さ方向と垂直な面の結晶粒
の平均粒径が２６０〜５００００μｍであって、かつフ
ィン材の圧延方向の結晶粒の長さをＬ、圧延方向に垂直
な方向の結晶粒の長さをＬＴで示すと、ＬＴ／Ｌが０．
１〜１である結晶粒からなるＡｌ合金で構成されている
ことを特徴とする耐エロージョン性に優れた熱交換器用
Ａｌ合金フィン材。 - 【請求項２】 前記フィン材を構成するＡｌ合金は、Ｆ
ｅ：１．５超〜３％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合金であることを特徴とす
る請求項１記載の耐エロージョン性に優れた熱交換器用
Ａｌ合金フィン材。 - 【請求項３】 前記フィン材を構成するＡｌ合金は、 Ｆｅ：１．５超〜３％を含有し、さらに、 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、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成を有するＡｌ合金であることを特
徴とする請求項１記載の耐エロージョン性に優れた熱交
換器用Ａｌ合金フィン材。 - 【請求項４】 前記フィン材を構成するＡｌ合金は、 Ｆｅ：１．５超〜３％、 Ｚｎ：０．５〜３％、 Ｚｒ：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合金であることを特
徴とする請求項１記載の耐エロージョン性に優れた熱交
換器用Ａｌ合金フィン材。 - 【請求項５】 前記フィン材を構成するＡｌ合金は、 Ｆｅ：１．５超〜３％、 Ｚｎ：０．５〜３％、 Ｚｒ：０．０５〜０．２％、を含有し、さらに、 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、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成を有するＡｌ合金であることを特
徴とする請求項１記載の耐エロージョン性に優れた熱交
換器用Ａｌ合金フィン材。 - 【請求項６】 前記フィン材を構成するＡｌ合金は、請
求項２、３、４または５記載のＡｌ合金に、さらにＭ
ｇ：０．０５〜０．２％を含有させた組成を有するＡｌ
合金であることを特徴とする耐エロージョン性に優れた
熱交換器用Ａｌ合金フィン材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34130097A JP3876505B2 (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 耐エロージョン性に優れた熱交換器用Ａｌ合金フィン材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34130097A JP3876505B2 (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 耐エロージョン性に優れた熱交換器用Ａｌ合金フィン材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11172356A true JPH11172356A (ja) | 1999-06-29 |
| JP3876505B2 JP3876505B2 (ja) | 2007-01-31 |
Family
ID=18344990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34130097A Expired - Fee Related JP3876505B2 (ja) | 1997-12-11 | 1997-12-11 | 耐エロージョン性に優れた熱交換器用Ａｌ合金フィン材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3876505B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006225721A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Furukawa Sky Kk | ブレージング用フィン材およびその製造方法 |
| JP2006225724A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Furukawa Sky Kk | ブレージング用フィン材およびその製造方法 |
| JP2006225723A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Furukawa Sky Kk | ブレージング用フィン材およびその製造方法 |
| JP2006225720A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Furukawa Sky Kk | ブレージング用フィン材およびその製造方法 |
| JP2006234374A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-09-07 | Furukawa Sky Kk | 熱交換器及び当該熱交換器用フィン材 |
-
1997
- 1997-12-11 JP JP34130097A patent/JP3876505B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006234374A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-09-07 | Furukawa Sky Kk | 熱交換器及び当該熱交換器用フィン材 |
| JP2006225721A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Furukawa Sky Kk | ブレージング用フィン材およびその製造方法 |
| JP2006225724A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Furukawa Sky Kk | ブレージング用フィン材およびその製造方法 |
| JP2006225723A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Furukawa Sky Kk | ブレージング用フィン材およびその製造方法 |
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| JP4667064B2 (ja) * | 2005-02-17 | 2011-04-06 | 古河スカイ株式会社 | ブレージング用フィン材およびその製造方法 |
| JP4669712B2 (ja) * | 2005-02-17 | 2011-04-13 | 古河スカイ株式会社 | ブレージング用フィン材およびその製造方法 |
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|---|---|
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