JPH11172388A

JPH11172388A - エアコン配管用アルミニウム合金押出管材およびその製造方法

Info

Publication number: JPH11172388A
Application number: JP9354188A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Taguchi; 和夫田口; Toshio Ota; 俊夫太田
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1997-12-08
Filing date: 1997-12-08
Publication date: 1999-06-29
Also published as: WO2000073529A1

Abstract

(57)【要約】【課題】耐食性と表面品質が改善されたポートホール
押出法にて製造されたエアコン配管用Ａｌ合金押出管材
を提供する。【解決手段】 Mn0.8〜1.5wt%,Fe0.1〜0.7wt%, Si0.03〜
0.6wt%を含有し、Cu0.00〜0.45wt%, Mg0.0〜0.3wt%,Cr
0.0〜0.3wt%,Ti0.0〜0.1wt%,Zn0.0〜0.5wt%,Zr0.0〜0.3
wt%,Ni0.0〜0.3wt%のうち１種又は２種以上を含有し残
部Alおよび不可避不純物からなるAl合金鋳塊をポートホ
ール式連続熱間押出法により製造したエアコン配管用Al
合金押出管材であって、前記押出管材全長に亘る各部の
導電率が39.5IACS% 以上、押出管材長手方向の各部の導
電率差が1.0IACS%以下とする。【効果】ポートホール押出法にて押出される管材の溶
着部の優先腐食が改善されたエアコン配管用アルミニウ
ム合金押出管材で、抽伸工程等を行わないので、表面品
質にも優れ、しかも低コストである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車クーラーの
冷媒配管等に適したエアコン配管用アルミニウム合金押
出管材、及び前記押出管材の低コストな製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車には各種配管が装備されており、
その中の熱交換器用配管には従来から軽量化を目的とし
てアルミ合金管も使用されている。例えば、自動車クー
ラーの冷媒配管には、外部環境に対する耐食性、及び冷
媒圧力に耐え、エンジンやコンプレッサー等の振動に耐
える強度を有するＪＩＳ６０６３合金（代表組成Ａｌ−
０．５wt％Ｍｇ−０．３５wt％Ｓｉ）、又はＪＩＳ３０
０３合金（代表組成Ａｌ−１．０wt％Ｍｎ−０．１wt％
Ｃｕ−０．１wt％Ｓｉ−０．４wt％Ｆｅ）が広く用いら
れている。

【０００３】前記ＪＩＳ６０６３合金は、特に耐振動疲
労強度が要求されるコンプレッサーに隣接する配管、所
謂フレックスホースに使用されており、前記ＪＩＳ３０
０３合金は、自動車クーラーなどの金属配管部分に広く
採用されている。本発明は、特に、この金属配管部分に
適した管材に関する。

【０００４】ＪＩＳ３００３合金からなる配管は、外径
１６〜１９ｍｍ程度、肉厚０．８〜１．２ｍｍ程度の円
管で、その製造は例えば下記工程により行われる。先
ず、ＪＩＳ３００３合金をＤＣ鋳造法と呼ばれる半連続
縦型鋳造法により丸棒鋳塊に鋳造する。この鋳造にはホ
ットトップ鋳造法が適用される場合もある。次にこの丸
棒鋳塊を合金成分や不純物の偏析をなくす為に高温加熱
して均質化処理する。その後、鋳塊を所定長さに切断し
て押出ビレットとし、これを再加熱してマンドレル押出
法により素管とし、この素管を抽伸加工して所望形状の
管材に加工する。抽伸加工には短尺素管をドローベンチ
で引抜く方法と、長尺素管を浮きプラグを用いて連続抽
伸機で引抜く方法とがある。抽伸加工後の管材には焼鈍
が施され、加工歪みの除去と適当な加工性が付与され
る。

【０００５】こうした製造工程にあって、現在では生産
性を確保する為に、外径１４インチ以上の大型ビレット
をマンドレル押出法により大径で厚肉の素管に押出し、
これを連続抽伸機により１０パス前後の抽伸加工を高速
度で施す方法が多く採られている。

【０００６】ところで、前記均質化処理は加工性や最終
製品の品質に影響する為重要な工程であり、その条件は
合金成分、押出加工の容易性、製品の要求特性、均質化
処理に要するエネルギーコストや時間等の経済的要因等
を考慮して決定される。熱間押出しに供される実用アル
ミ合金の均質化処理条件（温度、保持時間）は概ね下記
の通りである。ＪＩＳ１０５０合金：５２０〜５６０℃、４〜１０ｈｒＪＩＳ１１００合金：５２０〜５６０℃、４〜１０ｈｒＪＩＳ３００３合金：５７０〜６１０℃、４〜１０ｈｒＪＩＳ３００４合金：５３０〜５８０℃、４〜１０ｈｒＪＩＳ６０６３合金：５２０〜５８０℃、４〜１０ｈｒＪＩＳ７Ｎ０１合金：４５０〜４９０℃、４〜１０ｈｒここで、保持温度から常温に至るまでの冷却は、ファン
による空冷、放冷、スプリンクラーを用いた散水等によ
り行われる。

【０００７】このようにして製造された管材は、更に端
末加工と曲げ加工が施され、自動車クーラー配管等とし
て使用される。前記端末加工は特に重要で、拡管加工、
縮管加工、転造加工等を組合わせて各種のビード（継手
部）を成形する。近年、ビードにはより高い信頼性が求
められるようになり、その一環として、軸シールビード
と称する新規なビードが広く採用されるようになった。
この軸シールビードは形状が複雑な為管材にはより高い
加工性が求められる。

【０００８】又、この種の配管にはチャージポートと称
するアルミ合金製の冷媒補給用小部品がろう付けされる
ことがある。この為、自動車エアコン配管にはろう付け
性が良いことと、ろう付け加熱を受けても高品質が維持
されることが要求される。

【０００９】クーラー配管等に使用されるアルミ管材に
は、冷媒圧力に耐える強度と、エンジンやコンプレッサ
ー等の振動に耐える強度が要求され、同時に塑性加工性
も要求される。従って強度と延性の適度なバランスが望
まれる。例えば、現在主流のＪＩＳ３００３合金をマン
ドレル押出−抽伸−焼鈍工程で製造した配管の機械的特
性の規定値は、引張強さ９５〜１２５Ｎ／ｍｍ²、０．
２％耐力３５Ｎ／ｍｍ²以上、伸び３０％以上である。
この他、自動車配管には、様々な自然環境の中を走行し
ても腐食しない十分な耐食性が求められている。前記耐
食性は管外面に要求され、管内面の耐食性は、冷媒に腐
食性の低い冷媒を用いる為、特に求められていない。

【００１０】この他、管材には曲げ加工や端末加工で肌
荒れが生じない十分微細な結晶粒、端末加工が健全に行
える適正な外径と肉厚寸法、チャージポートの良好なろ
う付け性等が要求される。配管の許容公差は、現在主流
の前記配管に例をとると、外径±８／１００ｍｍ、肉厚
±８／１００ｍｍである。

【００１１】自動車配管用アルミ合金管の製造方法につ
いては、コスト低減の強い要求を背景に、下記製造方法
が一部で検討されている。即ち、鋳造、均質化処理、押
出、抽伸、焼鈍の一連の工程はそのままながら、マンド
レル押出しをポートホール式連続熱間押出法に変える方
法で、この方法によれば、押出ビレットにマンドレル挿
入孔を旋孔する必要がなく、歩留まり及び生産性が向上
し、コスト低減が図れる。

【００１２】更に、前記ポートホール式連続熱間押出法
（以下ポートホール押出法と略記）は細径管の押出しに
適していることから、ポートホール押出管材をそのまま
管材とし、抽伸加工と焼鈍工程を省略する工程簡略化の
方法も検討されている。

【００１３】ところで、ポートホール押出法は、押出素
材を複数のポート孔から分割体を押出し、前記分割体を
ポート孔出口で溶着して一体化する押出法で、長手方向
に複数の溶着部が形成される。即ち、４個のポート孔か
らなるポートホール押出しの場合、流動するアルミ合金
は一旦４個の分割体として押出され、各分割体は押出ダ
イス後部の溶着室にて一体に溶着するとともにダイスベ
アリング部とマンドレルにより形成されるクリアランス
を通過して所望形状の管材が得られる。従ってこの管材
には複数の溶着部が不可避的に形成される。この点がソ
リッド材の押出し、或いはマンドレル押出しによる管材
の押出しと異なる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このポートホ
ール押出法で製造されたＪＩＳ３００３合金の管材を腐
食環境に晒すと溶着部が著しく腐食（以下これを溶着部
の優先腐食と称する）するという問題がある。例えば、
ポート孔が４個のポートホール押出法により押出された
管材の優先腐食は、図１に示すように、一般部（非溶着
部）に孔食が生じる以外に、長手方向に連続する４本の
溶着部に腐食が優先的に発生する。この溶着部の優先腐
食は腐食速度が極めて速く、短期間のうちに貫通孔が生
じる。例えば、肉厚１ｍｍの自動車エアコン配管をＣＡ
ＳＳ試験した場合、一般部の孔食は４００ｈｒ経過後も
貫通しないのに対し、溶着部の孔食は２００ｈｒ未満で
貫通することが明らかになっている。

【００１５】この溶着部の優先腐食は、押出材の長手方
向全長に渡り同様に発生するのではなく、押出の頭側
（前半部）が尻側（後半部）より腐食し易く、場合によ
っては尻側は優先腐食しないこともある。従って、尻側
だけを選択使用すれば良い場合もあるが、歩留まりが低
下し、コスト低減の目的を達成できない。あくまで、押
出材長手方向全長に亘る溶着部の耐食性確保が必要であ
る。

【００１６】また、従来の自動車エアコン配管用アルミ
合金管材には、抽伸加工で形成される長手方向に連続す
る微小筋（拡大観察にて明瞭に溝として確認される）が
多数存在し、この筋状欠陥は端末部の表面に筋状欠陥と
して顕在化するという不具合が慢性的に存在していた。
この筋状欠陥は、それ自体がシール性を害し、またシー
ル用Ｏリングゴムを傷付ける等して冷媒漏出の原因にな
る。この筋状欠陥は、抽伸加工条件の改善により低減さ
れてきているが根絶には至らず、その抜本的解消が希求
されている。

【００１７】本発明は、耐食性と表面の微小筋とが改善
されたポートホール押出法にて製造されたエアコン配管
用アルミニウム合金押出管材、及び前記管材を低コスト
で製造する方法の提供を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
Ｍｎ０．８〜１．５wt％、Ｆｅ０．１〜０．７wt％、Ｓ
ｉ０．０３〜０．６wt％を含有し、Ｃｕ０．００〜０．
４５wt％、Ｍｇ０．０〜０．３wt％、Ｃｒ０．０〜０．
３wt％、Ｔｉ０．０〜０．１wt％、Ｚｎ０．０〜０．５
wt％、Ｚｒ０．０〜０．３wt％、Ｎｉ０．０〜０．３wt
％のうち１種又は２種以上を含有し残部Ａｌおよび不可
避不純物からなるアルミニウム合金鋳塊をポートホール
式連続熱間押出法により製造したエアコン配管用アルミ
ニウム合金押出管材であって、前記押出管材全長に亘る
各部の導電率が３９．５ＩＡＣＳ％以上、押出管材長手
方向の各部の導電率差が１．０ＩＡＣＳ％以下であるこ
とを特徴とするエアコン配管用アルミニウム合金押出管
材である。

【００１９】請求項２記載の発明は、Ｍｎ０．８〜１．
５wt％、Ｆｅ０．１〜０．７wt％、Ｓｉ０．０３〜０．
６wt％を含有し、Ｃｕ０．００〜０．４５wt％、Ｍｇ
０．０〜０．３wt％、Ｃｒ０．０〜０．３wt％、Ｔｉ
０．０〜０．１wt％、Ｚｎ０．０〜０．５wt％、Ｚｒ
０．０〜０．３wt％、Ｎｉ０．０〜０．３wt％のうち１
種又は２種以上を含有し残部Ａｌおよび不可避不純物か
らなるアルミニウム合金鋳塊に均質化処理を施し、これ
をポートホール式連続熱間押出法により管材に押出すエ
アコン配管用アルミニウム合金押出管材の製造方法であ
って、前記鋳塊の均質化処理を、５００〜６３０℃の所
定温度に０〜２４ｈｒ保持した後、１００℃／ｈｒ以下
の冷却速度で４００〜５００℃の所定温度に冷却し、こ
の温度に４〜４８ｈｒ保持して施すことを特徴とするエ
アコン配管用アルミニウム合金押出管材の製造方法であ
る。

【００２０】請求項３記載の発明は、請求項２記載のア
ルミニウム合金鋳塊に均質化処理を施し、これをポート
ホール式連続熱間押出法により管材に押出すエアコン配
管用アルミニウム合金押出管材の製造方法であって、前
記鋳塊の均質化処理を、５００〜６３０℃の所定温度
(Ｔ₁)に０〜４８ｈｒ保持した後、Ｔ₁温度から１００
℃／ｈｒ以下の冷却速度で３５０℃ (Ｔ₂)に冷却し、Ｔ
₁温度に到達後Ｔ₂温度に到るまでの時間を１２〜４８
ｈｒとし、Ｔ₂温度から任意の冷却速度で室温に冷却し
て施すことを特徴とするエアコン配管用アルミニウム合
金押出管材の製造方法である。

【００２１】請求項４記載の発明は、請求項２記載のア
ルミニウム合金鋳塊に均質化処理を施し、これをポート
ホール式連続熱間押出法により管材に押出すエアコン配
管用アルミニウム合金押出管材の製造方法であって、前
記鋳塊の均質化処理を、４００〜５００℃の所定温度に
１２〜４８ｈｒ保持した後、室温に冷却して施すことを
特徴とするエアコン配管用アルミニウム合金押出管材の
製造方法である。

【００２２】請求項５記載の発明は、請求項２記載のア
ルミニウム合金鋳塊に均質化処理を施し、これをポート
ホール式連続熱間押出法により管材に押出すエアコン配
管用アルミニウム合金押出管材の製造方法であって、前
記鋳塊の均質化処理を、４００〜５００℃の所定温度に
０．５〜４ｈｒ保持した後、５５０〜６３０℃の所定温
度に昇温し、当該温度に０．５〜４ｈｒ保持したのち、
３５０℃に１００℃／ｈｒ以下の冷却速度で冷却し、３
５０℃から任意の冷却速度で室温に冷却して施すことを
特徴とするエアコン配管用アルミニウム合金押出管材の
製造方法である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の押出管材の合金成
分について説明する。合金成分は、自動車エアコン配管
用材料に必要な強度、耐食性、加工性等が確保され、ポ
ートホール押出が容易であることを加味して決定した。

【００２４】Ｍｎは耐食性を損なうことなく強度向上に
寄与する元素であり、０．８wt％未満ではその効果が小
さく、１．５wt％を超えるとその効果が飽和するととも
に、熱間加工時の変形抵抗が増大し、ポートホール押出
性が低下する。従ってその含有量は０．８〜１．５wt％
とする。

【００２５】ＦｅおよびＳｉは工業的アルミ合金の範疇
ではその経済性を勘案して、若干量含有されるが、これ
ら元素は、Ｍｎの固溶量を減少させ、また鋳造時にＡｌ
と金属間化合物を生成し、それらが影響して押出時に形
成される再結晶組織を微細化するという効果が期待でき
る場合がある。こうした点からも、ＦｅおよびＳｉは適
度な量を含有させるのが望ましい。但し、Ｆｅで０．７
wt％、Ｓｉで０．６wt％を超えて含有した場合、巨大金
属間化合物が形成したり、成形性や耐食性が低下したり
する。従ってＦｅ、Ｓｉの含有量は各々０．１〜０．７
wt％、０．０３〜０．６wt％とする。

【００２６】Ｃｕは強度向上に寄与する。また素地に固
溶したＣｕは自然電位を貴にして耐食性を若干改善す
る。しかし、０．４５wt％を超えて含有した場合は、押
出工程等でＣｕを含有する化合物が結晶粒界に選択的に
析出する傾向があり、粒界腐食が増大する。又熱間での
変形抵抗が増す為ポートホール押出性が低下する。従っ
てＣｕの含有量は０．０〜０．４５wt％とする。

【００２７】Ｍｇは固溶して強度向上に寄与する。しか
しＭｇは熱間での変形抵抗を著しく増大させる為、前記
Ｍｎに加えてＭｇを０．３wt％を超えて添加するとポー
トホール押出性が低下する。従ってＭｇの含有量は０．
０〜０．３wt％とする。

【００２８】Ｃｒは結晶組織の微細化に効果があるが、
その含有量が０．３wt％を超えると粗大なＡｌ−Ｃｒ化
合物が生成して成形性が損なわれる恐れがある。従って
Ｃｒの含有量は０．０〜０．３wt％とする。

【００２９】Ｔｉは微量の含有で結晶組織を微細化す
る。その含有量が０．１wt％を超えると押出性が低下
し、且つ成形性に有害な巨大金属間化合物を生じる恐れ
がある。従ってＴｉの含有は０．０〜０．１wt％とす
る。

【００３０】Ｚｎは若干の強度向上効果が期待される
が、多量に含有されると耐食性の低下を誘引する。従っ
てＺｎの含有量は０．０〜０．５wt％とする。

【００３１】Ｚｒは結晶組織の微細化に効果があるが、
多量の添加は押出性、成形性を低下させる。従ってＺｒ
の含有量は０．０〜０．３wt％とする。

【００３２】Ｎｉは若干の強度向上効果があるが、多量
の添加は押出性、成形性を低下させる。従ってＮｉの含
有量は０．０〜０．３wt％とする。

【００３３】前記成分からなるアルミ合金は、ポートホ
ール押出法により、エアコン配管に適用される所定形状
の管材に十分押出可能である。また前記アルミ合金は押
出過程（ダイスを出た直後）で従来の焼鈍後の管材と同
様な微細均一な再結晶組織となるので、従来の管材と同
等もしくはそれに近似した強度と延性が得られる。

【００３４】本発明において、押出管材長手方向全長に
亘って各部の導電率とその最大と最小の差を規定した理
由は、溶着部の優先腐食を回避する為である。本発明者
が、溶着部に優先腐食が生じる原因について、これまで
に得た知見を以下に述べる。

【００３５】前述のＤＣ鋳造又はホットトップ鋳造で
は、凝固後、直ちに水冷され急速冷却される為Ｍｎはそ
の大半がアルミ素地中に固溶した状態にある。鋳塊に施
す均質化処理は、ミクロ偏析の解消、晶出物の分断、球
状化等を目的として固相線温度に近い高温に保持して行
う為、Ｍｎはあまり析出しない。高温保持後の冷却速度
は比較的大きい為ここでもＭｎは殆ど析出しない。従っ
て均質化処理有無に関わらず、鋳塊は次の再加熱、押出
工程に供される。尚、析出するＭｎ含有化合物として
は、Ａｌ−Ｍｎ系化合物、Ａｌ−（Ｆｅ、Ｍｎ）系化合
物、Ａｌ−（Ｆｅ、Ｍｎ）−Ｓｉ系化合物等である。

【００３６】押出は、ビレットを４００〜５００℃程度
に再加熱して行うが、この温度範囲は過飽和固溶したＭ
ｎが析出し易い温度である。そして、押出加工時の析出
速度は加工を伴わない静的析出に比較して著しく大きい
ことが本発明者らの検討により判明している。すなわ
ち、押出加工のように大きな歪みが連続的に付与される
過程ではその拡散は著しく加速され、その結果、拡散に
依拠する現象である化合物析出も加速されるのである。
例えば、長さ数十ｃｍ程度の通常のビレットの押出時間
は高々数分であるが、この数分間に析出が著しく進行す
る。そして、押出では、ビレットの尻側の方が押出歪み
を長時間受ける為、押出頭側より析出量が多くなる。同
じ数分間の加熱でも加工を伴わない場合はＭｎは殆ど拡
散しない為Ｍｎ含有化合物も殆ど析出しない。

【００３７】本来、Ａｌ中におけるＭｎ等の遷移金属の
拡散はその拡散速度が極めて小さいが、歪みが連続的に
付与されることでアルミの結晶格子の不整、いわゆる転
位が増殖するとともに運動し、この転位がＭｎの拡散過
程を助長するものと考えられる。この為、拡散に依拠す
る析出現象も著しく進行すると考えられる。これはいわ
ゆる動的析出現象と呼ばれる現象であるが、Ｍｎを含有
するアルミニウム合金の押出加工においては、この動的
析出現象を生じているものと推測される。

【００３８】Ｍｎ含有化合物の析出が押出後半で多いこ
とは、透過電子顕微鏡観察によっても明らかにされてい
る。アルミ合金の固溶・析出状態を推し量る手段として
多用される導電率の測定においてもその傾向が顕著に認
められる。即ち、導電率は析出量が多いほど高くなる
が、Ｍｎ含有アルミ合金押出材の場合頭側から尻側にか
けて導電率は上昇する傾向がある。その頭側と尻側の導
電率差は通常２ＩＡＣＳ％以上あり、大きい場合は数Ｉ
ＡＣＳ％にも達する。

【００３９】以上に述べたように、押出管材の頭側と尻
側とではＭｎ含有化合物の析出状態に差があり、尻側の
方がより析出が進行するが、このような非定常な押出し
を複数ビレットについて連続的に行う為に、次に記すメ
カニズムにより溶着部と一般部との間に組織差が生じる
と推測される。即ち、アルミ合金のポートホールダイス
での連続押出し過程では、第一ビレットの押出しが終了
すると、ディスカード（押しヘタ）を切り放し、第二ビ
レットを装填して押出しを再開するが、この時点におい
てポートホールダイスのポート孔と溶着室（チャンバ
ー）に残存した第一ビレットのアルミニウム合金は押出
最後端にあって最もＭｎの析出が進行しており、これに
Ｍｎ固溶度の高い第二ビレットが隣接配置される。この
状態から第二ビレットの押出しが開始されるが、第二ビ
レットの押出極初期においては溶着室とポート孔に残存
した第一ビレットのアルミニウム合金が排出され、続い
て一般部に第二ビレットのアルミ合金が排出され、次第
に第二ビレットの占める部分が増大していく。

【００４０】このように、ビレットの入れ替え部分で
は、押出管材は、溶着部が第一ビレットの後端のアルミ
ニウム合金で形成され、一般部が第二ビレットのアルミ
合金で形成される。この構成は、溶着部幅が狭小化しな
がら第二ビレットの押出終了まで継続する。前述のよう
に、押出中に析出が進行する為に押出後半には一般部も
析出が進行し溶着部と一般部の析出状態の差が小さくな
る。この構成は第二ビレットに続く第三ビレットの間で
も、又その後に続くビレットの押出し全てについて同様
となる。

【００４１】このように、溶着部がＭｎ含有化合物の析
出が多く、一般部がＭｎ固溶度の比較的高いパターンは
押出頭側で顕著となる。ここで双方の電気化学的性質を
比較すると、Ｍｎ含有化合物の析出が進行しＭｎ固溶度
が低下した溶着部の方が電位が卑な為、溶着部は比較的
貴な一般部に挟まれた形になっている。この状態では、
腐食環境下において溶着部が優先的に電位差腐食するた
め腐食不具合が必然的に生じるのである。

【００４２】このような腐食機構を知見するに至り、本
発明者等は、溶着部の優先腐食を防止するには、押出前
に押出ビレットの頭側と尻側のＭｎの固溶量差を小さく
しておくことが有効と考え

【課題を解決するための手段】に述べた手段を想起した
のである。

【００４３】このＭｎの固溶量差を小さくする手段とし
て、本発明者は均質化処理過程でＭｎ含有化合物の析出
を進行させておくことが有効と気付いた。即ち、Ｍｎ含
有化合物の析出が既に進行した鋳塊では、押出過程で過
大な析出進行はあり得ないと考えた。そして各種の均質
化条件を検討した結果、均質化処理により適当にＭｎ含
有化合物を析出させた場合に押出管材の導電率は比較的
高位に安定して押出管材の頭側と尻側の間、またその他
の部位間にて大きな導電率の差を生じない。こうした状
態の押出しにあっては、期待した通り溶着部の腐食は劇
的に抑制された。この溶着部の優先腐食の抑制効果が明
瞭となる段階の押出材にあっては、その押出材の各部の
導電率はいずれも３９．５ＩＡＣＳ％以上となる。言い
換えれば、押出材の長手各部がいずれも３９．５ＩＡＣ
Ｓ％以上を達成しないと溶着部の優先腐食は十分抑制で
きない。

【００４４】また、押出管材の頭側と尻側のＭｎ含有化
合物の析出状態は全く同様であることが理想である。し
かし、実際には差が僅かであれば溶着部の選択腐食は殆
ど起きないことが確認されている。この許容差は、請求
項１に示すように導電率差で１．０ＩＡＣＳ％以下、更
には０．６ＩＡＣＳ％以下なら、耐食性に対するより高
い信頼性が得られる。

【００４５】さて、このようにＭｎ含有化合物が多量に
析出した押出ビレットは、ただ析出物が多量であれば良
いというわけではない。つまり当該析出物が非常に微細
な場合は、この微細析出物は界面エネルギー減少の方向
として押出し、極初期段階で素地に固溶する場合がある
為、析出物は粗大に析出させておく必要がある。この粗
大なＭｎ含有化合物の析出を形成する為の均質化処理条
件が請求項２から請求項５に記載の発明である。

【００４６】請求項２の発明では、先ず、５００〜６３
０℃の比較的高温の所定温度に０〜２４ｈｒ保持し、こ
の後１００℃／ｈｒ以下の冷却速度で冷却する。この過
程における昇温過程並びに保持過程にて析出してくるＭ
ｎ含有化合物が冷却過程にて比較的粗大に成長する。こ
こで、冷却速度を１００℃／ｈｒより大きくした場合先
行の析出物と無関係に新たに析出物が多量に析出する
が、この析出物は微細な為前述のように再固溶し易い。
また、これより速い冷却速度は炉中冷却では困難で工業
的観点からも現実的でない。冷却速度は５０℃／ｈｒ以
下が特に望ましい。この後、４００〜５００℃の温度範
囲で保持するが、この温度範囲はＡｌ−Ｍｎ系合金にお
いてＭｎ含有化合物が最も析出し易く、この保持過程で
更に析出量が増加する。前記温度での保持時間は析出量
を稼ぐ目的で４ｈｒ以上は必要で、４８ｈｒを超えると
析出効果が飽和して不経済な為４８ｈｒを上限とする。

【００４７】請求項２の発明は、高温保持後徐冷するこ
とで適当な析出状態を現出させ、その後最も析出し易い
温度範囲に保持して更に析出量を増加させる方法である
が、これに対し、請求項３の発明は高温からの徐冷過程
だけで析出を進行させる方法である。この発明で冷却速
度を１００℃／ｈｒ以下とする理由は請求項２での理由
と同じである。Ｔ₁（５００〜６３０℃）からＴ₂ま
での徐冷過程でＴ₂を３５０℃に規定する理由は３５０
℃未満ではＭｎ含有化合物は殆ど析出しなくなり冷却速
度を規定する意味がなくなる為である。この処理条件に
おいては、析出量および析出状態に影響するのは、主に
５００℃ (Ｔ₁)に達したときから３５０℃ (Ｔ₂)に到る
までの過程であり、この過程の時間が短ければ所望の析
出状態が得難く、長すぎると効果が飽和して不経済であ
る。従ってＴ₁温度に到達後Ｔ₂温度に到るまでの時間
は１２〜４８ｈｒに規定する。

【００４８】請求項４の発明は、最も析出が進行する４
００〜５００℃の温度に長時間保持することで析出物量
を増加させる方法である。過飽和度の高い鋳塊をこの温
度範囲に保持した場合、当初微細析出物が析出し、その
後析出物が粗大化する。処理時間が１２ｈｒ未満では析
出物の多くが微細で再固溶し易く、又４８ｈｒを超える
と析出物量の増加が飽和して不経済である。従って保持
時間は１２〜４８ｈｒに規定する。

【００４９】請求項５の発明は、４００〜５００℃の所
定温度に保持して微細な析出物を多数析出させ、次に５
５０〜６３０℃の所定温度に保持後３５０℃に徐冷する
過程で、前記微細な析出物を粗大化する方法である。４
００〜５００℃の所定温度に保持するのは微細析出物の
形成が目的な為、その保持時間は０．５〜４ｈｒの短時
間に規定する。５５０〜６３０℃の所定温度での保持は
長時間保持すると核となる微細析出物が消失する為、こ
の場合も保持時間は０．５〜４ｈｒの短時間に規定す
る。５５０〜６３０℃の所定温度に保持後の冷却速度
は、既存析出物のサイズ拡大に有効な１００℃／ｈｒ以
下とする。冷却速度の規定を３５０℃までにする理由は
３５０℃未満では殆ど析出しなくなる為である。

【００５０】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。（実施例１）表１に示す組成の合金ＡをＤＣ鋳造法によ
り外径６インチの押出用丸棒鋳塊に鋳造し、得られた鋳
塊に表２に示す均質化処理を施し、均質化処理後の鋳塊
について導電率を測定した。結果を表２に示す。前記均
質化処理は、本発明例として、６００℃に８ｈｒ保持
後、冷却速度５０℃／ｈｒで４５０℃まで炉中冷却し、
続いて同温度で２４ｈｒ保持し、４５０℃保持後の常温
まで空冷する方法と、比較例１として、６００℃で８ｈ
ｒ保持後鋳塊を炉外に素早く出してスプリンクラーにて
常温まで散水冷却する方法と、比較例２として、６００
℃で２４ｈｒ保持後比較例２と同様にスプリンクラーに
て常温まで冷却する方法の３通りで行った。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】表２より明らかなように、本発明例で処理
した鋳塊は、比較例１、２で処理した鋳塊より導電率が
高く、Ｍｎ含有化合物の析出が進行している。均質化処
理前の導電率は３６．５％であったことから、比較例
１、２では鋳塊の状態から析出が殆ど進行していない。

【００５４】この鋳塊を所定長さに切断して押出ビレッ
トとし、これを各条件で５本づつ均質化処理後、この５
本を連続的にポートホール押出法により外径８ｍｍ肉厚
１ｍｍの管材に４ポートの押出ダイスにより熱間押出し
た。押出管材には溶着部が円周方向に４箇所長手方向に
連続して存在した。ビレットは、押出時にインダクショ
ンヒーターを用いて４２０〜４６０℃に加熱した。管材
の押出速度は６０ｍ／分とした。押出直後の冷却は水冷
とし、付着水滴をブロウ除去して、インラインコイラー
で巻取った。前記外径８ｍｍ肉厚１ｍｍの管材は自動車
エアコン配管として最も多用されている。

【００５５】コイル状の押出材は、この後巻きほぐして
６ｍ程度の定尺に切断しストレッチ（製直）し、その後
下記所要箇所をサンプリングした。連続押出ビレットの
３本目と５本目の部分については、それぞれ押出頭側
（押出頭側）から尻側（押出尻側）まで３０ｍ毎に７箇
所からサンプリングし、導電率、機械性能、及び耐食性
を調査した。導電率は４端子法により測定した。連続押
出ビレットの２本目と４本目の部分についてはエアコン
配管が具備すべき加工性を調査した。結果を表３に示
す。

【００５６】

【表３】

【００５７】表３より明らかなように、導電率は、本発
明例、比較例とも、均質化処理後の鋳塊より押出後にお
いて上昇している。いずれも押出頭側から押出尻側にか
けて導電率が上昇する傾向を示している。この傾向は均
質化処理後の鋳塊の導電率が低い比較例２で特に顕著で
ある。押出管材の長手方向の導電率を比較するため、押
出管材の頭側と尻側の導電率の差（ΔＥＣと表記）を表
３に併記した。ΔＥＣは、比較例１、２ではいずれも１
％を超え、本発明例では０．５〜０．６％に留まった。
このことは、押出過程で析出が進行し、その後半で析出
量が多くなる現象が、本発明における均質化処理により
抑制されることを如実に示すものである。

【００５８】次に引張特性を調査した。押出管材の長手
方向の中央付近のサンプルについて、引張強さ（Ｔ
Ｓ）、０．２％耐力（ＹＳ）、伸び（Ｅｌ）を測定し
た。結果を表４に示す。

【００５９】

【表４】

【００６０】表４より明らかなように、本発明例、比較
例とも近似した引張特性となっており、いずれも現行管
材に規定された引張特性を満足する。従って、本発明の
管材は、現行材同様に所望の特性、加工性が得られる。

【００６１】次に耐食性を調査した。ここでは特にポー
トホール押出管材で懸念される溶着部の腐食に着目し
た。腐食試験はＪＩＳ−Ｈ−８６８１に規定されるＣＡ
ＳＳ試験方法にて行った。ＣＡＳＳ試験時間は一様に２
４０ｈｒとした。自動車エアコン配管を想定した場合、
外部耐食性のみが問題となるため、供試管材の端末は封
止して管内部からの腐食は生じないないように配慮し
た。腐食試験後のサンプルを洗浄し、目視観察した結果
では、いずれも非溶着部（溶着部以外の部分）は貫通に
は至らない孔食を呈しており、そのレベルは、本発明例
と比較例との間で特に差は認められなかった。この孔食
状態は、別に試験した現行管材（押出、抽伸、焼鈍の工
程を経て製造される３００３合金）と遜色ないレベルで
あった。溶着部の優先腐食は、その度合いを５段階に類
別して評価した。結果を表５に示す。

【００６２】

【表５】

【００６３】表５より明らかなように、本発明例と比較
例とも、溶着部の優先腐食は押出頭側で顕著であり、押
出尻側に掛けて生じ難くなるという共通する傾向はある
ものの、本発明例と比較例では優先腐食の発生度合いが
顕著に異なっている。即ち、比較例では押出管材の長手
方向の過半の溶着部が優先腐食を呈するのに対し、本発
明例では同腐食は押出頭側の一部に限られる。また各分
類のうち▲、×を付したものについては、溶着部の優先
腐食部に貫通孔が生じている場合が多かった。この点か
ら、比較例の管材は、自動車エアコン配管に適用した場
合、腐食により早期に漏れを生じる懸念があり望ましく
ない。他方、本発明例の管材は、押出頭側の極一部を除
けば、十分使用に耐えられるものと判断できる。

【００６４】次に、自動車エアコン配管として具備しな
ければならない曲げ加工性と端末加工性を調べた。先ず
曲げ加工性について述べる。曲げ加工性は、ＮＣ曲げ加
工機を用い、曲げ角度は４５度と９０度の２水準とし、
曲げＲは２５ｍｍで試験した。サンプルは、本発明例と
比較例１、２の押出管材のビレット２本目と４本目の部
分につき、それぞれ長手方向に等間隔あけて７箇所から
３本づつ長さ３０ｃｍのサンプルを採取した。結果を表
６に示す。

【００６５】

【表６】

【００６６】表６より明らかなように、本発明例、比較
例１、比較例２とも、割れ、ヘコミ、肌荒れ等を生じる
ことなく安定して曲げ加工ができた。このように、本発
明例の曲げ加工性が良いのは、従来から自動車エアコン
配管用として用いられている３００３合金焼鈍管材と本
発明管材とは近似した特性を有しており、特に本発明管
材は曲げ加工で重要な伸び値が３０％を超える十分な値
を有していることから当然と言える。また、曲げ加工部
に肌荒れが生じなかったのは、本発明例管材は結晶組織
が比較的微細均一なためである。

【００６７】次に端末加工性について述べる。端末加工
性は、図２に示すタイプＢとタイプＣの端末加工は最近
その採用が著しい軸シールビードと称する新タイプのビ
ード加工である。タイプＢとタイプＣは加工方法が異な
っている。即ち、図３に示すようにタイプＢは全工程を
パンチ成形（拡管加工、縮管加工の組合わせ）により加
工し、タイプＣは途中までをパンチ成形し最後に転造加
工して溝部を形成する。サンプルは、本発明例の押出管
材のビレット２本目と４本目の部分につき、それぞれ長
手方向に等間隔あけて７箇所（加工が最も困難なタイプ
Ｂ）又は３箇所（タイプＡ、Ｃ、Ｄ）からそれぞれ３本
づつ長さ２０ｃｍのサンプルを採取した。端末加工性試
験は、現行管材（押出→抽伸→焼鈍の工程を経て製造さ
れる３００３管）の試験に用いている端末加工機を用い
て行った。結果を表７に示す。

【００６８】

【表７】

【００６９】表７より明らかなように、本発明例管材は
Ａ〜Ｄのいずれのタイプの端末加工でも、寸法、外観な
どで特に問題となる不具合を生じなかった。また、そう
した健全加工は押出材の長手方向のどの位置（頭〜中〜
尻）においても達成された。

【００７０】端末加工部分の寸法精度は押出管材の寸法
バラツキに大きく影響されるため、押出管材の外径及び
肉厚のバラツキを本発明例管材のビレット２本目部分に
ついて調べた。その結果、押出管材の寸法は、外径が最
大８．０５ｍｍ、最小７．９２ｍｍ、肉厚が最大１．０
４ｍｍ、最小０．９７ｍｍであった。このレベルのバラ
ツキは現行管材と比べて遜色なく、本発明の管材は端末
加工で寸法不良を生じ難いことが裏付けられた。管材寸
法は、押出ダイスの製作時の加工精度、操業時の磨耗等
によりバラツキ易くなるため、ダイス管理やメンテナン
スを充実させれば、このレベルの管材寸法は維持でき、
本発明の押出管材は自動車エアコン配管などとして十分
使用できるものである。

【００７１】次に、タイプＢの加工端末部について、そ
の表面状態を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察
し、現行管材と比較した。現行管材の加工端末は、図４
（イ）の写真に示すように長手に平行に多数の筋模様が
顕著に存在するが、この筋模様は抽伸加工時に管材表面
に形成される微小な筋（溝状の欠陥）に起因するもので
あり、程度の差はあるが現行管材に不可避な表面不具合
である。これに対し、本発明例管材の加工端末部には、
図４（ロ）の写真に示すように前記不具合は観察され
ず、極めてスムーズな表面状態を呈している。

【００７２】次に、タイプＣの端末加工部の表面状態を
現行管材と比較調査した。現行管材の加工端末には、図
５（イ）の写真に示すように転造加工で形成された溝部
に素材アルミの剥離片が多数発生している。この転造剥
離は、実操業では転造条件等を詳細に調整して極力その
発生を抑えているが根絶にはほど遠い。この転造剥離は
抽伸加工時に発生するもので、前述の筋状欠陥と同根の
長手方向に連続した微小筋が影響しているものと推測さ
れる。これに対し、本発明例管材の加工端末部は、図５
（ロ）の写真に示すように転造剥離の全くない美麗な加
工表面を呈している。

【００７３】以上、押出速度６０ｍ／分で押出した管材
について述べたが、１００ｍ／分の高速度で押出した本
発明例管材についても同様の調査、測定を行った。その
結果、１００ｍ／分の高速押出管材も、押出速度６０ｍ
／分の押出管材とほぼ同様な特性が得られた。即ち、本
発明の押出管材は、押出加工性も十分保証され、加工コ
ストの増大を心配する必要がない。

【００７４】以上に述べたように、本発明の押出管材は
自動車エアコン配管として具備すべき強度性能、耐食
性、曲げ・端末加工性、押出加工性等を十分有しており
自動車エアコン配管として適用可能である。強度性能と
種々加工性に関しては、従来のポートホール押出管材で
も問題ないが、耐食性に関しては、従来の管材では溶着
部に優先腐食が生じるのに対し、本発明のポートホール
押出管材では、鋳塊に所定の均質化処理が施してあるの
で優先腐食などの不具合が生じない。本発明の管材は、
従来法では必須の抽伸加工と焼鈍が不要で、著しく工程
が簡略化され、製造コストが大幅に削減され、また抽伸
加工を行わないため端末加工部の表面品質が良好であ
る。従って、本発明の管材は、自動車エアコン配管材な
どとして極めて有用である。

【００７５】（実施例２）表１に示す組成の合金ＢをＤ
Ｃ鋳造法により外径６インチの押出用丸棒鋳塊に鋳造
し、均質化処理後、導電率を測定した。結果を表８に示
す。前記均質化処理は、本発明例として、６００℃に４
ｈｒ保持後、冷却速度５０℃／ｈｒで４５０℃まで炉中
冷却し、続いて同温度で２４ｈｒ保持し、４５０℃保持
後の常温まで空冷する方法と、比較例として、６１０℃
で２４ｈｒ保持後鋳塊を炉外に素早く出してスプリンク
ラーにて常温まで散水冷却する方法する方法の２通りで
行った。

【００７６】

【表８】

【００７７】表８より明らかなように、本発明例で処理
した鋳塊は、比較例で処理した鋳塊より導電率が高く、
Ｍｎ含有化合物の析出が進行していることが示された。

【００７８】均質化処理後の鋳塊を所定長さに切断して
押出ビレットとし、これを各条件で５本づつ均質化処理
し、この５本を連続的にポートホール押出法により外径
８ｍｍφ×肉厚１ｍｍt の管材に４ポートダイスにより
熱間押出した。溶着部は円周方向に４箇所長手方向に連
続して存在した。この他、外径１２．７ｍｍφ×肉厚
１．２ｍｍt の管材もポート孔を３個（溶着部３箇所）
とした他は前記と同じ方法で押出した。押出時のビレッ
ト加熱はインダクションヒーターを用いて４４０〜４６
０℃に加熱して行った。管材の押出速度は４０ｍ／分と
した。押出直後の冷却はファン空冷とし、押出材はコイ
リングせずに、直材のままで切断しストレッチした。得
られた押出管材について自動車エアコン配管に必要な各
種性能を調査した。調査には、ビレット３本目と５本目
の部分の押出管材を用いた。外径８ｍｍφ×肉厚１ｍｍ
t の管材は、押出先端から約１０ｍの非定常部を除外
し、残りの部分を９等分し、各々からサンプリングし
た。また外径１２．７ｍｍφ×肉厚１．２ｍｍt の管材
は、押出先端から約１０ｍの非定常部を除外し、残りの
部分を６等分し、各々からサンプリングした。本発明
例、比較例とも、頭側（No.1）と尻側（No.9：８ｍｍφ
管材、No.6：12.7ｍｍφ管材) について導電率を４端子
法により測定した。結果を表９に示す。

【００７９】

【表９】

【００８０】表９より明らかなように、いずれの場合も
頭側より尻側において導電率が上昇しており、押出過程
でのＭｎ含有化合物の析出が窺われる。頭側と尻側の導
電率差ΔＥＣは、本発明例はいずれも１％以内、比較例
はいずれも１％を超え、特に外径１２．７ｍｍφの管材
はΔＥＣが２．５％前後にもなった。これは鋳塊の均質
化処理条件の違い、つまり押出前のＭｎ含有化合物の析
出量の相違による。

【００８１】次に頭側(No.1)と尻側（No.9：外径８ｍｍ
材、No.6：１２．７ｍｍ材) のサンプルについて引張特
性を調査した。現行管材についても同様に調査した。結
果を表１０に示す。

【００８２】

【表１０】

【００８３】表１０より明らかなように、引張特性は、
本発明例、比較例、及び現行管材（押出→抽伸→焼鈍）
とで近似している。これは、表９に示すように、Ｍｎ含
有化合物の析出量の差は導電率には影響するが、引張特
性には殆ど影響しない。このように、本発明例管材は、
引張特性に関しては、現行管材と同レベルで実用上全く
問題がない。

【００８４】次に耐食性をＣＡＳＳ試験により調査し
た。試験時間は３２０ｈｒとした。本発明例管材の他、
比較例管材と現行管材（３００３合金の押出→抽伸→焼
鈍材）についても同様に調査した。耐食性は、腐食試験
後のサンプルを洗浄し、外観を目視観察により評価し
た。その結果、非溶着部は、いずれにも、貫通には至ら
ない孔食が生じており、孔食深さは３者で殆ど差がな
く、従って、本発明管材は現行管材と同様な耐食性を有
するものと評価された。溶着部の優先腐食評価は実施例
１と同様に行った。結果を表１１に示す。

【００８５】

【表１１】

【００８６】表１１より明らかなように、外径８ｍｍ肉
厚１ｍｍの管材では、比較例の押出頭側から中ほどまで
に溶着部の優先腐食が激しく生じており貫通する孔食が
多く存在した。これに対し、本発明例では、頭側（No.
1）の溶着部に優先腐食がわずかに認められたが、それ
以外には全く認められなかった。頭側の優先腐食部分の
孔食は非溶着部の孔食より浅く、この程度の腐食は管材
全体の耐食性には殆ど影響せず、実用上問題ないものと
判断された。外径１２．７ｍｍφ×肉厚１．２ｍｍt の
管材の溶着部の優先腐食も同様な傾向であり、比較例で
は長手方向の過半に著しい優先腐食が生じたのに対し、
本発明例では長手方向の全長に亘って優先腐食は認めら
れなかった。以上の結果から、本発明の管材は、溶着部
の優先腐食を抑制しつつ、現行の３００３抽伸材（押出
→抽伸→焼鈍）と同等の耐食性が押出材の全長で得られ
る。

【００８７】管材の一部について、曲げ加工と軸シール
ビード加工（図２Ｂタイプの端末加工）について加工テ
ストを行ったが特に問題はなかった。

【００８８】（実施例３）表１に示す組成の合金Ｃ、Ｄ
をＤＣ鋳造法により外径９インチの押出用丸棒鋳塊に鋳
造し、又、合金Ｅ、ＦをＤＣ鋳造法により外径６インチ
の押出用丸棒鋳塊に鋳造し、均質化処理後、導電率を測
定した。結果を表１２に示す。前記均質化処理は、本発
明例として、６００℃に４ｈｒ保持後、冷却速度５０℃
／ｈｒで４５０℃まで炉中冷却し、続いて同温度で１０
ｈｒ保持し、４５０℃保持後の常温まで空冷する方法で
行った。

【００８９】

【表１２】

【００９０】表１２より明らかなように、いずれも、均
質化処理により導電率が上昇している。これは均質化処
理でＭｎ含有化合物が析出したためである。

【００９１】均質化処理後、所定長さに切断して押出ビ
レットとし、これを各５本づつ均質化処理し、この５本
を連続的にポートホール押出法によりw;材に押出した。
９インチビレットは外径１６ｍｍφ×肉厚１．２ｍｍt
の管材又は外径８ｍｍφ×肉厚１ｍｍt の管材に押出し
た。この押出は４本同時押出で溶着部３箇所である。６
インチビレットは、外径１２．７ｍｍφ×肉厚１．２ｍ
ｍt の管材又は外径８ｍｍφ×肉厚１ｍｍt の管材に押
出した。この押出は２本同時押出で溶着部は３箇所であ
る。押出時のビレット加熱は、９インチビレットはガス
バーナー式再熱炉により長時間かけて行い、６インチビ
レットはインダクションヒーターにより短時間で行っ
た。押出時のビレット加熱温度は４４０〜４８０℃の温
度範囲とした。押出速度は９インチビレットを外径８ｍ
ｍの管材に押出す場合のみ、２５ｍ／分とし、その他は
４０ｍ／分とした。押出直後はいずれもファンで冷却
し、押出管材はコイリングすることなく、直材のまま切
断し、これをストレッチした。

【００９２】得られた押出管材について自動車エアコン
配管に必要な各種性能を調査した。調査には、ビレット
３本目と５本目の部分の押出管材を用いた。すなわち、
９インチビレットでは、非定常部を除いた押出材全長約
１８０ｍから、外径８ｍｍの管材の場合は等間隔で１９
箇所、外径１６ｍｍの管材の場合は等間隔で押出材全長
約８０ｍの９箇所からサンプリングし、６インチビレッ
トでは、実施例２と同様のパターンでサンプリングし
た。

【００９３】押出管材の頭側(No.1)と尻側 (各最後尾N
o.6,19,9)について導電率を測定し、さらに頭側と尻側
の導電率差ΔＥＣを求めた。結果を表１３に示す。

【００９４】

【表１３】

【００９５】表１３より明らかなように、本発明例は、
管材寸法や合金成分等によって違いはあるが、いずれも
頭側と尻側で導電率に大きな差はなく、従ってΔＥＣは
すべて１．０％以下である。このことは、本発明例管材
にあっては押出過程において生じる析出現象が過度に起
きることなく、押出管材の頭側も尻側も同様な組織にな
っていることを示している。ひいては、この頭側と尻側
の組織の違いに依拠して形成される溶着部と非溶着部の
組織差も充分に緩和されているものと考えられる。

【００９６】機械性能については引張特性を調査した。
ここでは、各々ビレット３本目部分の押出管材（長手方
向で中程）を供試材とした。結果を表１４に示す。

【００９７】

【表１４】

【００９８】表１４より明らかなように、いずれも引張
強さ（ＴＳ）約１００Ｎ／ｍｍ²、０．２％耐力（Ｙ
Ｓ）約４０Ｎ／ｍｍ²、伸び（Ｅｌ）４０％前後とな
り、現行管材とほぼ同等な性能である。この性能を維持
する限り、自動車エアコン配管としての使用は可能であ
る。

【００９９】次に耐食性を試験時間４００ｈｒのＣＡＳ
Ｓ試験により調べた。また溶着部の優先腐食についても
実施例１、２と同じ方法で調べた。３００３現行材（押
出→抽伸→焼鈍）についても同様の調査を行った。結果
を表１５に示す。

【０１００】

【表１５】

【０１０１】表１５より明らかなように、非溶着部につ
いては、本発明例管材と現行材とで差がなく、いずれも
典型的な孔食パターンを呈し、孔食は貫通するまでには
至らなかった。また溶着部の優先腐食は、外径８ｍｍφ
×肉厚１ｍｍｔの管材の押出頭側の極一部にかすかに溶
着部の優先腐食が観察された（評価レベル○）以外は全
く認められなかった。その他のサイズの管材の押出頭側
近辺には溶着部の優先腐食は全く認められず、また、孔
食も非溶着部の孔食より明らかに浅く、実際上、この溶
着部が耐食性で問題になることはないと判断できる。従
って、実施例３の本発明例管材はいずれも現行材と同等
な耐食性を有しており、非溶着部、溶着部とも特に著し
く進行の速い腐食が生じることはない。

【０１０２】端末加工性は軸シールビード加工（図２Ｂ
タイプ）に絞って試験したが、特に問題なく加工でき
た。また実施例２と同じ方法により曲げ加工性を試験し
たが、特に問題がなかった。

【０１０３】以上述べたように、表１２に示す本発明例
管材は自動車エアコン配管用として充分な性能を有して
いることが明らかとなった。更に、均質化処理条件だけ
を表１２記載の条件から若干変更して管材を試作し、実
施例３と同じ方法で各種調査を行った。均質化処理条件
の変更のひとつは、６００℃保持後４５０℃までの冷却
速度を２５℃／ｈｒにした点であり、もうひとつは４５
０℃での保持時間を４ｈｒと１６ｈｒにした点である。
その結果は、各種調査において、表１２の均質化処理条
件で得た管材と大差のない性能が得られた。

【０１０４】（実施例４）本発明管材は、ポートホール
押出管材を自動車エアコン配管に適用する際に最も問題
となる溶着部の優先腐食に対し、十分な耐食性を有する
ことを説明する。表１に示す組成の合金ＧをＤＣ鋳造法
により外径６インチの押出用丸棒鋳塊に鋳造し、均質化
処理後の鋳塊について導電率を測定した。結果を表１６
に示す。本発明例１〜４の均質化処理は、最初に比較的
高温で保持した後、炉冷にて４５０℃乃至４２０℃の最
もＭｎ含有化合物が析出する温度まで冷却し、同温度に
て保持したのち常温まで空冷した。本発明例５〜９で
は、比較的高温に保持した後３５０℃まで３０℃／ｈｒ
の冷却速度で炉中冷却し、３５０℃以下は炉冷又は空冷
とした。本発明例１０では、最初の段階に、析出が進行
し易い４５０℃にて２ｈｒ保持して、微細析出物を析出
させてのち、６００℃まで昇温、短時間保持後３０℃／
ｈｒにて炉冷することにより同析出物を太径化すること
を意図して実施した。本発明例１１では最も析出し易い
４５０℃前後に比較的長時間保持することで析出の進行
を図った。

【０１０５】表１６の比較例のうち、比較例１、２はＡ
ｌ−Ｍｎ系合金で良く用いられる均質化処理条件と同等
か近似した条件で高温保持後、比較例３では５６０℃で
３ｈｒ保持後、ともに比較的速い冷却速度で冷却した。

【０１０６】

【表１６】

【０１０７】表１６に示すように、本発明例と比較例で
はＭｎ含有化合物の析出進行度がまったく異なるため、
均質化処理後の導電率は本発明例が４１．０ＩＡＣＳ％
以上であるのに対して比較例は３９ＩＡＣＳ％未満とな
っている。

【０１０８】次に、各鋳塊を、均質化処理後切断し、押
出ビレットを３本づつ採取し熱間で押出した。対象とし
たのは、実施例２、３でも対象とした外径１２．７ｍｍ
φ×肉厚１．２ｍｍｔの管材であって、これを実施例
２、３と同様にポートホール押出したものである。この
押出では、いずれの鋳塊も実施例２と同様な条件にてビ
レットを４３０〜４７０℃の範囲に加熱し押出した。ビ
レットを各均質化条件材とも３本づつ押出したなかで、
いずれも３本目に押出した押出管材について評価した。
評価用サンプルは実施例２と同様に押出管材の全長から
等間隔で６箇所から採取した。採取したサンプルについ
て、押出管材の析出量の長手方向の変動を確認するため
に、長手方向の各位置にて導電率を測定した。結果を表
１７に示す。表１７には最も低い導電率となる頭側(No.
1)と最も高い導電率となる尻側(No.6)の測定結果と両者
の差（ΔＥＣ）を表示した。

【０１０９】

【表１７】

【０１１０】表１７より明らかなように、本発明例では
４１〜４３ＩＡＣＳ％の導電率に含まれ、尻側で高い導
電率上昇を示すことはなかった。これは、均質化処理段
階で既に析出が進行しているため、押出段階での析出の
影響が抑制され、頭尻の導電率差ΔＥＣはいずれも１Ｉ
ＡＣＳ％以下となった。他方、比較例では押出中の析出
の進行を裏付ける、頭側から尻側にかけて導電率が３９
ＩＡＣＳ％から４０ＩＡＣＳ％を超える値に増加した。
ΔＥＣは１．６ＩＡＣＳ％から２ＩＡＣＳ％近い値にな
った。

【０１１１】次に耐食性をＣＡＳＳ試験（試験時間２０
０ｈｒ）により調査した。ここでも、非溶着部に生じる
孔食状態に異常がないことを確認した上で、溶着部の優
先腐食を観察し、腐食程度を評価した。結果を表１８に
示す。

【０１１２】

【表１８】

【０１１３】溶着部の腐食状態は本発明例では大半が◎
判定（溶着部腐食皆無）であり、極一部（いずれも頭側
No.1）が○判定（非溶着部の孔食より浅い溶着部腐食が
僅かに存在）になる非常に優れた溶着部の耐食性を示し
た。○判定材は溶着部が腐食傾向にあることを示すもの
の、非溶着部より溶着部の腐食進行が特に速いというこ
とではなく、実際上は問題ないと考えられる。従って、
本発明例のポートホール押出管材は耐食性に優れる。他
方、比較例は、いずれも長手方向に顕著な溶着部優先腐
食が生じ、特に▲、×判定となった箇所では溶着部腐食
領域の殆どに貫通孔が生じた。この結果から、均質化処
理条件を適当に調整し、押出時の析出に起因した押出管
材の長手方向の導電率の差（析出状態差）を１ＩＡＣＳ
％以下に抑制した本発明例では、溶着部の耐食性を確保
できることが判る。

【０１１４】機械性能として引張特性を調査したが、本
発明例管材１１種ならびに比較例管材３種は、いずれも
引張強さ９９〜１０８Ｎ／ｍｍ²、０．２％耐力３８〜
４５Ｎ／ｍｍ²、伸び３８〜４３％の範囲で、現行材と
同等な引張特性を示した。また、本発明例管材につい
て、曲げ加工性と軸シールビード加工（図２Ｂタイプ）
性を試験し、いずれの加工性にも優れることが確認され
た。

【０１１５】（実施例５）表１に示す組成の合金Ｈ〜Ｐ
をＤＣ鋳造法により外径６インチの押出用丸棒鋳塊に鋳
造し、得られた鋳塊に実施例３の場合と同じ均質化処理
（６００℃×４ｈｒ＋４５０℃×１０ｈｒ空冷：６００
℃→４５０℃の冷却速度５０℃／ｈｒ）を施し、その
後、鋳塊を切断して押出ビレットとし、これを２本同時
押出のポートホール押出法により外径１２．７ｍｍφ×
肉厚１．２ｍｍｔの管材（溶着部３箇所）を押出した。

【０１１６】押出時のビレット加熱にはインダクション
ヒーターを用い、加熱温度は４４０〜４８０℃とした。
押出速度は５０ｍ／分を目標速度としたが、材質によっ
てはそうした速度での押出は不可能であった。結果を表
１９に示す。

【０１１７】

【表１９】

【０１１８】表１９より明らかなように、合金Ｈ〜Ｍは
所定の押出速度での押出が可能であったが、合金Ｎ、Ｐ
では管材押出速度は高々５ｍ／分程度と極めて低速で、
押出最終段階では押出不能となるビレットも生じた。こ
れは合金Ｎ、ＰはＭｎ、Ｃｕが過度に添加され、熱間で
の変形抵抗が上昇したためである。また合金Ｏは最初か
ら押出不能であった。これは最も変形抵抗を上げる傾向
を有するＭｇを過度に添加したためである。従ってこれ
らの合金は、自動車エアコン配管に用いられる比較的薄
肉の細径管の押出には適さないものである。

【０１１９】次に、押出可能な合金の押出管材につい
て、前記実施例と同様に押出管材の長手各部について導
電率を測定した。表１９に頭側(No.1)と尻側(No.6)の測
定結果とΔＥＣを併記するものであるが、各押出管材と
も、長手方向の導電率差ΔＥＣは１．０ＩＡＣＳ％以下
に納まった。

【０１２０】所定押出速度にて押出が可能であったもの
について、引張特性、耐食性、加工性を調査した。結果
を表２０に示す。

【０１２１】

【表２０】

【０１２２】表２０より明らかなように、引張性能は各
押出管材の長手方向中央のサンプル(No.3) について試
験したものであるが、合金Ｌ以外の合金は現行管材と同
等以上の性能を示した。合金Ｌは、Ｍｎ量が少ないた
め、引張強度（ＴＳ）、０．２％耐力（ＹＳ）とも低い
値となった。

【０１２３】耐食性は、押出管材長手方向各部のサンプ
ルについて２００ｈｒのＣＡＳＳ試験により評価した。
この評価は他の実施例と同様に行い、◎又は○と評価し
たものは、表２０では「一般部腐食異常なし、溶着部腐
食問題なし」と表記した。つまり、合金Ｈ、Ｉ、Ｊ、
Ｋ、Ｍのいずれの押出管材の非溶着部にも特に問題とな
る腐食状態は生じなかった。また溶着部は、表１９のΔ
ＥＣがすべて１ＩＡＣＳ％を下回り、いずれも溶着部の
優先腐食は皆無か問題ないレベルであった。

【０１２４】次に、実施例４と同様に、曲げ加工性と端
末加工性（軸シールビード加工性：図２のタイプＢ）を
若干数づつ調査した。表２０に示すように、合金Ｌ以外
は健全に加工できた。合金Ｌは、曲げ加工で肌荒れが、
端末加工で寸法外れが発生した。これは管材がやや軟質
な為で、現状のままでは、自動車エアコン配管に適用す
るのは困難である。

【０１２５】上記実施例より明らかなように、本発明に
て用いる合金Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｍの鋳塊に本発明の均質
化処理を施してポートホール押出した管材は、自動車エ
アコン配管に要求される種々の性能および加工性を具備
し、自動車エアコン配管に充分適用できるものである。
他方、比較例の合金Ｌ、Ｎ、Ｏ、Ｐはポートホール押出
が不可能か、可能としても極めて低速でしか押出せず実
用性に欠ける。又押出が可能でも性能が期待できない。

【０１２６】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明は、ポート
ホール押出法にて押出される管材の溶着部の優先腐食が
改善されたエアコン配管用アルミニウム合金押出管材
で、抽伸工程等を行わないので、表面品質にも優れ、し
かも低コストである。前記押出管材は鋳塊に所定の均質
化処理を施して合金元素のＭｎを含む化合物を粗大に析
出させておくことにより容易に製造できる。依って工業
上顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポートホール押出法にて製造された管材の溶着
部の優先腐食の説明図である。

【図２】(イ)〜(ニ) はエアコン配管用押出管材の端末加
工タイプの説明図である。

【図３】図２に示した (イ)タイプＢと (ロ)タイプＣの端
末加工の工程説明図である。

【図４】(イ)現行管材と (ロ)本発明例管材のタイプＢの
端末加工部のＳＥＭ写真である

【図５】(イ)現行管材と (ロ)本発明例管材のタイプＣの
端末加工部の写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｃ２２Ｆ 1/00 ６１２Ｃ２２Ｆ 1/00 ６１２６２６６２６６４０６４０Ａ６５１６５１Ａ６６０６６０Ｚ６８２６８２６８３６８３６９１６９１Ｂ６９１Ｃ６９２６９２Ａ６９２ＢＦ２８Ｆ 21/08 Ｆ２８Ｆ 21/08 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｍｎ０．８〜１．５wt％、Ｆｅ０．１〜
０．７wt％、Ｓｉ０．０３〜０．６wt％を含有し、Ｃｕ
０．００〜０．４５wt％、Ｍｇ０．０〜０．３wt％、Ｃ
ｒ０．０〜０．３wt％、Ｔｉ０．０〜０．１wt％、Ｚｎ
０．０〜０．５wt％、Ｚｒ０．０〜０．３wt％、Ｎｉ
０．０〜０．３wt％のうち１種又は２種以上を含有し残
部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金鋳
塊をポートホール式連続熱間押出法により製造したエア
コン配管用アルミニウム合金押出管材であって、前記押
出管材全長に亘る各部の導電率が３９．５ＩＡＣＳ％以
上、押出管材長手方向の各部の導電率差が１．０ＩＡＣ
Ｓ％以下であることを特徴とするエアコン配管用アルミ
ニウム合金押出管材。
【請求項２】Ｍｎ０．８〜１．５wt％、Ｆｅ０．１〜
０．７wt％、Ｓｉ０．０３〜０．６wt％を含有し、Ｃｕ
０．００〜０．４５wt％、Ｍｇ０．０〜０．３wt％、Ｃ
ｒ０．０〜０．３wt％、Ｔｉ０．０〜０．１wt％、Ｚｎ
０．０〜０．５wt％、Ｚｒ０．０〜０．３wt％、Ｎｉ
０．０〜０．３wt％のうち１種又は２種以上を含有し残
部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム合金鋳
塊に均質化処理を施し、これをポートホール式連続熱間
押出法により管材に押出すエアコン配管用アルミニウム
合金押出管材の製造方法であって、前記鋳塊の均質化処
理を、５００〜６３０℃の所定温度に０〜２４ｈｒ保持
した後、１００℃／ｈｒ以下の冷却速度で４００〜５０
０℃の所定温度に冷却し、この温度に４〜４８ｈｒ保持
して施すことを特徴とするエアコン配管用アルミニウム
合金押出管材の製造方法。
【請求項３】請求項２記載のアルミニウム合金鋳塊に
均質化処理を施し、これをポートホール式連続熱間押出
法により管材に押出すエアコン配管用アルミニウム合金
押出管材の製造方法であって、前記鋳塊の均質化処理
を、５００〜６３０℃の所定温度 (Ｔ₁)に０〜４８ｈｒ
保持した後、Ｔ₁温度から１００℃／ｈｒ以下の冷却速
度で３５０℃ (Ｔ₂)に冷却し、Ｔ₁温度に到達後Ｔ₂温
度に到るまでの時間を１２〜４８ｈｒとし、Ｔ₂温度か
ら任意の冷却速度で室温に冷却して施すことを特徴とす
るエアコン配管用アルミニウム合金押出管材の製造方
法。
【請求項４】請求項２記載のアルミニウム合金鋳塊に
均質化処理を施し、これをポートホール式連続熱間押出
法により管材に押出すエアコン配管用アルミニウム合金
押出管材の製造方法であって、前記鋳塊の均質化処理
を、４００〜５００℃の所定温度に１２〜４８ｈｒ保持
した後、室温に冷却して施すことを特徴とするエアコン
配管用アルミニウム合金押出管材の製造方法。
【請求項５】請求項２記載のアルミニウム合金鋳塊に
均質化処理を施し、これをポートホール式連続熱間押出
法により管材に押出すエアコン配管用アルミニウム合金
押出管材の製造方法であって、前記鋳塊の均質化処理
を、４００〜５００℃の所定温度に０．５〜４ｈｒ保持
した後、５５０〜６３０℃の所定温度に昇温し、当該温
度に０．５〜４ｈｒ保持したのち、３５０℃に１００℃
／ｈｒ以下の冷却速度で冷却し、３５０℃から任意の冷
却速度で室温に冷却して施すことを特徴とするエアコン
配管用アルミニウム合金押出管材の製造方法。