JPS58153747A - 熱交換器のフイン用耐食性銅合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱交換器のフィンの材料として使用される耐食
性を向上させた銅合金に関するものである。

従来、熱交換器たとえばラジェターのフィン材料として
は、ラジェターの放熱特性及びフィン製造時の熱に対す
る耐熱性の観点から銅（ＣＩ＞にずず（Ｓｎ　）又はカ
ドミウム（Ｃｄ　）が０．０５〜１．Ｑｗｔ％添加され
た合金が採用されていた。

しかし、この従来の銅合金から成るフィンは、特に融雪
塩が散布される塩害地や気温の高い海岸地−１− 域Ｚ′使用されると、腐食され易く、１記以外の地域に
おい（使用されても、近年の人気汚染の増加【こ伴い、
腐食の程磨が加速さねる傾向にある１、１述の要因等（
こ」、−）でｗｆ４食されたフィンは、はど／υどが酸
化銅（ＣＬＩ　２０）に変化りる。Ｊのため、従来の銅
合金を一ノｒンに使用しｌこ熱交換器は、フィンの１１
ｇ食の進行に伴い、敢然特性が劣化し、−ツインの機械
的強度が低干Ｊるという欠点を有しく−いｌこ。

本発明は、双子の欠点を改良りるためＬＬ、　’ｔ’ｉ
　７＼れ１、：ｂのであり、熱交換器のノーン祠石とし
て使Ｉｆｆされる銅合金の耐食性を向」−ηることを「
１的とする。

即ら本発明ｌｊ、！ｆｌｉ鉛０．５〜３．０重（至）％
、す／υ０．００１〜０．０５Φ徊％、Ｊ−３よび一ツ
ノノル、１、たは鉄０．０１−０．３０重３ｔ１％を含
み、残部か避けられ４ｉい不純物および銅から４Ｗる熱
交換器のツイン用耐食Ｉ１１銅合金からなる。

１２銅合金成分の−うち曲鉛は、Ｈ判の耐食ｆ［の向ｌ
に奇Ｉ）し・、銅合金成分のうち、りん、−ツノノー　
　２　− ル、鉄等は月利の軟化湿度の向１ｆ・壱１ノする９、ど
こ／）が、銅（こ！１１１鉛、−ツノノル、鉄、ま１５
二（、遺りん秀を添加づるど、銅合金の脣電棒′が低ト
シ、ｌ、　／：：か−）（熱伝導率が低ｉ−１」る３、
このため、銅合金の−ｊ（良ｉ１１を＋７１１１りる【
、−は、１１Ｆ鉛の含有量か多い程で〕１：１、しいか
、ＩＩＩＩ鉛の含有量か過多にイするど熱伝導４２　／
ＪＫ低１・し、熱交換器のｈシ熱１．′Ｊ↑！１か低ト
する。Ｊ　ン（１１１釦の含イ：Ｉ品は、１＋４食性の
効果を５１揮（〕、か：＞　Ｉすｉ望の敢熱特ｆ１が得
られる範囲の０．５・・・３．０Φ吊％が望ましい３、 さら１ＪｌＡオ’１１の軟化ｄ１１１磨を：貯（＼【（
る口内″Ｃ１りん（＋−）　）と−ツクル（Ｎ１）父は
鉄（トｅ）を添加りるか、熱伝導率の低トが６９容され
る範囲一（゛ある（−とが必東ぐある３、この／、：め
（、−１す／υは０．００１−０　、０　：）小ｕ１％
、＝ツ’ｚル、ＭＩＪ、ｆｆ１１．ｌＯ，０１１）、３
０部帛％Ｃあることが望ましい。本発明（、二係る熱交
換器のツイン用耐食ｆ１１銅合金（Ｊ以１の組成の丸糸
を含み、残部が″避゛（］られイｆい不純物ど＾い熱転
Ｓ＋こ奇’Ｊ　ｃＪる銅どからイｉる。。

本発明合金の製法の１例（よ後述Ｊるが、　般的−３− １ＪＩＩ、通゛畠用いられる手段（２，１、−２（特イ
′Ｉりることがζ゛、−＼くλ１、次（、−“本発明合
金を用い１．：熱交換器の組成の１例を第１図（ｉ＋）
、（１」）に基づ゛い（ｉｌｉ２明ｃＪる３１幅（・二
比して１−分し二艮いＦ−プ状の本発明）１Ｊ様合で１
ン４波形に形成し、これを放熱ツイン′１どリイン。

Ｊ攻熱ノｒ　’ｙ　’ｌ　ｔ；Ｌぞれ（、二隣接して設
置）られ１．：、チー−−−ノ２に波形０）リヘ（の種
部が接合され−Ｃいる１、以１の様に）ｒシ１とｆ−Ｊ
、　−ｆ２を交！ノに連接しく１ツノ８を形成りる。ｆ
Ｉ−ｆ２の　端は、前ｉ【（１）２１部に設置ノられた
冷却水−１部タンク３に聞１−１シ、−ｆ：ｒ　−−’
ｆ　２の他端は、前記−１ノ／１・部に設（）られ／Ｊ
冷／Ｊ１水１・部タンク７に聞［１（〕ている３、でし
く冷１」１水１部タンク３０）１面部には１に）状６月
１水［１１か内１１設され、冷ｆｉｌｌ水１一部タン／
／Ｊ３の側壁に（よ円筒状の冷甜水人１１管！〕かはば
ＩＩ′Ｉ−口Ｊ設置Ｊらね【いる、１１ノ、、：冷７Ｊ
１水ｌ・部タシク７の側壁に＋ｇ、　ｐｉ筒状の冷７Ｊ
Ｉ水ｊ１冒１仏６か、側壁１１は（，１重両に設置）ら
れていイ）９゜１．肩１□、５加剣）、□Ｌ　／、：”
”嗣θノ、１１水、、１冷ノ、１水カ［１１，７３，１
，。

１部タンク５３に入る。加熱されＩこ水【ま、ブー　７
２の１則Ｊ・ｉ？、ぞれｔ、二接合一づる）ｒン１を、
出しく熱ｆ八−１− 力（、Ｊ、り熱を放出覆る１、ツイン１は図示しないン
８）ｆｉｌｌツノノン（、二Ｊ、・Ｉ’（送ｌ１１１さ
れ冷〕Ｊ１される１、熱を放出しノ、二重７ＪＩ水は１
ζ部タンク７及び冷ノＪＪ水出１．１　ｔ　６を通しく
肢ｉθ却物体（１１供給される１、以１−が本発明銅含
金舎ツインに使用した熱交換器の１例の組成ど釣用（゛
ある１゜ 本発明（５−かかるフィン用耐食ｆ１１銅合金は、ＩＩ
ＩＩ鉛を適吊含むＩ、二めＭ良性に二１畳れ、りん及び
−、ツｌ）ルＹ１，１鉄るｉｆｉ　ｉｆｉ含むため軟化
温度が高いという効果を（１しくいる。このｌこめ、本
発明合金を熱交換器の）ｒン手Ａ枦１３！ニーづること
（Ｊ」、す、ツインの腐食か低減され叉軟化温度を高く
り−ることが（゛きるの（／　、（ンの強１ｕの（Ｉｔ
　Ｉ−を従来の州別【、−比べ名しく少＜７　くするこ
とがて゛きる。また上記４：＋’　ｌ’ｔかあるためツ
インの肉１ワを従来のしのに比べ’／ｌ？＜ｄる（二一
二が（゛さ゛るの（゛これを使用しＩこ熱交換器の軽量
１．を図ることが（さイ）。

１ス］・実メ血例に基づきさら（ご詳述−づる。

木冗明含歌の特性を調べるため次の一１稈＋（、Ｊり各
試別を作成しｌ：二、、不純物とし０Ｍ４〕られイ１い
ノシ−，−５− 素を含む銅を黒鉛ルツボ中Ｃ゛溶解し、溶融銅の入面を
木炭粉末Ｃ被覆した状態（゛曲鉛、りん、リッフル又は
鉄を第１人番こ示？Ｉ十ｕ１％だり添加し、（−れらの
溶ｆｉｌｌ！合金を金型に鋳造し、厚さ２５　＋ｎｍ、
幅２　巳１０　＋１ｍ、１にさ２５０　ｖｎのｓｌ？人
のＵ＋塊どじ、この＃７Ｆ塊のぞれすれの大向を２　、
　！′）　ｌ１ｌｌｌｌ　ｌｅ　４−Ｊ　面削シ１．：
後（、−従来／Ｊ法に従っ（この鋳塊を熱間圧延し、ｆ
の後中間焼鈍ど冷間圧延どを繰返して厚さ０．０　！１
０１ｎｌｌｌの条に１１１−げ第１表に小づＮｏ、１−
Ｎ（’）。

７の実隔例試斜を得た３、 また、−１記方ｄ５どｌｆｆ１Ｊ様にして、合金の各成
分比を本発明の範囲外どし／、：　ｂのを比較例試別と
しＮＯ，８＝Ｎ（’）、１４の試別を作成した。さらに
対照ＩＺＩどして従来の公知制別を用いた試別Ｎ０．１
５　（（Ｌ　ｔ＋　−０、１５ｗｔ％Ｓｎ　−０，０１
０ｗｔ％１〕）をＬ記プｊγムど同様に作成した。以Ｊ
−の試別につい（犠電室及び軟化特性を測定しｌこ。ぞ
の結果を第１表、第６図、第７図及び第８図に丞覆。

第１表におい（導電率はＩΔＣＳ　（Ｉ　＋１ｔｅｒｎ
ａ＋　１ｏｎａ　ｌ　　△ＩＴ　ｌｌｅｉ口ｅｄ　　Ｃ
Ｏｐｐｏｒ　　３　ｔａｎｄａｒｄ　）即ち−６− 純銅の導電率’＝ｒ　’ｌ　００としく比較しｌＪ場合
のＩｉＩ′＋　（ある。３４電率ど熱１云導率ど（，１
周知のＪ、うに１［の相関関係かｄするの（゛導電率を
測定りることに、１、−ン（、今電璋′を］ｒンの熱伝
導率の大小の判断の１．：めの（ｌＩ！１どした。

、１、ｋ：、加熱（こ、Ｊ、る軟化４’？ｉｔ！目、１
、熱交換器のブｌ−Ｉど〕ｒンの接合に用いられる（ま
／１．、ｉご（＋ｉ　ｉＪの温石かζ３３０−・・３　
！′）０　”Ｃ’、でパあるごどを考慮しく、熱交換器
１アの製造時の温度の」］限が３り０℃ど考えらｔする
のｒ、試才ｚ１を３５０℃で３３０分間加熱り。

た１受（こ！イク〔１ビツ力−ス１便１良に１に、上−
〕（硬度を測定し１ＪＬ）ので−あ＜）。次に１記の試
料４Ａ旧を用いＣツインを作成し、銅６！′５重帛％、
ＩＪＩｉ省）３５Φ吊％から成るｔ１′Ｊ銅製のチー１
−ツに接合しＣ月ｊノを作成しＩζ。これを放熱特性試
験及び引張強１良試験からイｆる＋ＩＪＳ食試験に供し
Ａ＝　。

放熱性１っは、、Ｉ　Ｉ’　Ｓ　　ｌ）　１６１４　ｌ
自動中用放熱器放熱竹能試験Ｉノ法＋　ｊｒより側が（
シ、腐食試験苓−行／、ｆう前の従来月別（Ｎｏ、１５
）にＪ、る熱父換器の放熱性１１１をＭ　ｉｌｊ　Ｉｌ
ｌ’１１００％とｌ／　ｌ：＝　ｌｆｌ　１４　舶％　
（＝−７＝ 第１表に示した。またフィンの引張強度試験は、第２図
に示すように、チューブ２に接合したフィン１を３ピツ
チた【プ切り取り冶具１０を使用して、図示する方向に
引張りその最大張力を測定した。

腐食試験は、次の様に（１なったっ賠食１−戎吻どして
主に酸化銅ＣＩＩ　ｚＯが鍔られるように試料を５０　
’Ｃの温度に保持し５％の食塩水を１時間噴霧したのら
、温度５０°Ｃ１相対湿度８０％の条件で２３時間保持
するっこの１日の工程を１ザイクルとして、これを所定
の期間繰り返した後に、上記のように放熱特性試験及び
フィンの引張強度試験を行ないこの測定１直を腐食試験
前のこれらの値と比較することで耐食性を評価した。第
１表の饋は、腐食試験前の値と腐食試験開始後３０日を
経過した時の値を示したものである。

また腐食特性を第３図、第４図、第５図、に示す。

次に、以上の試験結果を検討１する。

第３図は、銅合金中の亜鉛の重量濃度とフィンの引張強
度との関係を腐食前と３０日腐食後に分−９− ＩＪで小１ツ、さらにイのＸ−どし−（腐食にるＪ、〕
、ｒンの引張強度の劣化間を示した０　１７．）　Ｃ゛
ある１゜イ」−ｄ３、図中、番シ；１，１、試別昌））
を示１Ｊ（以下第Ｆ）図、第０図、第Ｆ３図ｉ、：、、
ＪづいＣ同じ）１゜、のグノノ１．；、：　Ｊるど、初
１υＩ　Ｉｍ＋　＋よ、クト６イ）濃度（Ｌ−無関係【
、二　　定（゛あるが、１日食による引張強電の劣化ｉ
？ｌ　１．１、川！　ＩＩ　Ｉ＃１ｍ　ｌＪ人ｉ”ｒ　
＜依（ｆ　Ｌ／　−（イ＜ｒ　Ｌ、とか分る。

即ｌっ、ｌｌｌ１１１淵曵が大きい程劣化量が小さく　
ｉｎＪ良１１１が高いことか分る５１本発明４４判（５
１悪くどし：）Ｏｋす、′３ピッチ以トの劣化間を示し
、初期伯の約０゜＋３／Ｉ４ｔ″ｉ以１の強度全一ホし
くいる３、最も望３１、しい場合（、−（まく試料Ｎ０
．７）３０Ｊ・こ３ピッ−ｆの劣化ｉｆｉ　Ｃ゛、初期
１１ｔ１の約０．６１８の強度をボしている。。

ぞれに対し従来の材料（Ｎｏ、１！：＋＞４よ、Ｆ）と
）ｋｇ２′３ビッグの劣化間を小し初期ｍ’ｉの約０．
２７（ｅ（Ｊ低トしくいる。このことから不発明月１１
（よ従来の４４　’Ａ’ｒ口ご比ｌＸＣ耐食↑＋１に優
れていることが分る。

こｒしらのことをまとめて第２表にボした。

−１０−− 第２表 第４図＋、ｒ、＋Ｉｇ食試験経過１−１数に対しでツイ
ンの引張強＋Ｉｉを測定した値をグフノにしたりのＣあ
る。

腐食試験経過ト１数が多くなる稈いず杓のｉｉ＋’ｃ　
１１　に］ｒンの引張強度が低トシているが、本発明＋
Ａ斜（ＮＯ，７、ＮＯ，６、Ｎｏ、２）は従来月利（Ｎ
Ｏ０１５）に比べ劣化の程度が小さいことが分る。ぞし
Ｃ６０１１経過ｌＲ１にａ３い？最も望ましい実施例（
Ｎｏ、７）は従来＋４判（Ｎｏ、１Ｆ））Ｌこ比べ３．
３イｎの引張強度を右していることが分る。

このことから本発明月利は従来材料に比べて一屑良の進
（ｊが緩やかであることが分る。第５５図は銅合金中の
曲鉛ｍ度と放熱時１／Ｉとの関係を＋ｔＵ良前と３−１
１　　− ０　Ｈ腐食後の測定１＋／ｉに分ＩＪ　’（小し、さら
にそのＸどじ（腐食にＪ、る放熱特性の劣化量を示しＡ
：　Ｊｉのて゛ある。（二のグッノにＪ４ねは、ｌ１１
１鎗１１ｆＮ麻が＾い稈放熱特１ノ［の劣化間が小ざい
ことが分る。このＪどｉ；Ｊ、　、　、！ＩＦ鉛淵亀か
多い稈腐食か少＜Ｘい−どを小し【いる７、とこるが、
仲鉛ｍ度を大きくりるど、第６図（・−小すＪ、、・）
ｋ−、４電率か低下りるため第Ｅ）図Ｍ　７）ｓす如く
、放熱時１１の初期仙が低く＜２る。このｌＪ：め熱交
換器どしての機能を果たづためには、自り゛ど１１！Ｉ
鉛淵度の人ささＧ、−限冑があり、本発明にｄ３い（は
、亜鉛の製電のＬ限はご３．０ｗｔ％どした。ま）こグ
ラフから３０１＋腐食経過後の放熱１ｔｔａが良θＩ”
：ｉ：範囲どじて引Ｉｖ１１　ｉｌ　１’＆は０．５ｗ
ｔ％−３，０ｗｔ％が良いことが分る。従来＋４判（Ｎ
ｏ、１５＞４Ｊ１．３ｏ　＋−＋腐食経過後の放熱時１
イ１か９３％（−ｄｉ＋り劣化ＩＴ１は７％である。こ
れに対し本発明月利は３０　Ｅｌ賎食経過後の放熱１＼
′１１１１は９／１％以１．（最良９７％）で劣化量が
６％以Ｆ　（最良−Ｃ２％）て゛ある／）１１ら、放熱
狛↑Ｉｌの点ｈ１１うも従来４Δｉｉｌ以１のすＪ果が
イ１じ−（いる（二とが分る。

−１２− 第７図（，１加熱混ｒＯど合金４Ａ判の硬さとの関係４
測だし１．、Ｘグーツノ（゛ある。、　ｌ：　／、：第
８図４４銅合金中のＩｌｌ　＆４１　ｍ　１．Ｑど：’
３　、”、）　０　”（Ｅ　ｋ二（１〕（）る（１す！
８との関係ヲ′讃り〉」′し／、：ｂのぐある。第７図
、第８図（４−小づ比較例１試オ゛’ＩＮＯ，０、ＮＯ
，１１から分る４コニ（、−１−ツノノル、鉄■１．１
す／Ｖがｒｒイ１［ノイ１いか（船め【１数品のとさ１
１用１６（）の温度か約４．７ｗ１％以［・ｌＪ＜Ｃる
ど粕ｉ　＊　＋Ａ１１１　Ｕ）（ｄｌさε（りｌＩｖか
臂られなし・文軟化温劇か従末祠利より低くイーする。

どＪＡ）が本発明４Ａ穿；口、−，，１，：れ＋Ｊ、　
ツノノル、鉄■（６１りんの存在（こよ−）で軟化渇１
ηを１冒さ口ることか−（゛さ゛、必曹イ１硬反か（！
ＩＩうれる（−どか分る３、即ら、試別Ｎ０．７とＮｏ
、１１を比較ＣＪるど両者とｂ　！ＩＦ　３’ｆ）　ｔ
ｊ　Ｉ良は３．０ｗ１％（゛等しイカ、−ツノノルを０
　、　（’）　り３ｗ１％りんを０．００９ｗ１％添＋
１１１　Ｌ／　／、：　Ｎ　Ｏ、’７試利はｗｌｉ　’
ｌ　１　：）Ｉｆ　Ｖどイｙり添加しイＪ−，イＮ　（
’）　、　　１１　＋：、二比べ５４１１　Ｖ　ｔ、：
ｕ硬ざか増加しｌ、Ｔことか分る。、　＋：ｌ：　ｋ試
料Ｎ０．９及びＮｏ、１０の実験結束によれば一ツリル
×：は鉄の含イ］都が０　、００　！′）ｗ１％で゛は
ｔｕｔ　＋ａか；ｉ　３　Ｉｆ　Ｖどイ１り従来４Ａ利
稈度の映庶が冑られイｒい、１しかし試１’ＩＮ（’）
、２、−１３　　− Ｎ（’）、／ｌの実験結果と試オ″ｌ　Ｎ　Ｏ６０、Ｎ
　Ｏ１′１０の実験結果とを比較してみると、亜鉛（１
，０ｗ１′）６）及びりΔ、（０，０１ｗ１％）　ノＩ
Ｉ　１３１　’ｔｒ　ｆｊ２　Ｚ　＜ｌ　Ｌ’、、−。

どイｆく、−ツノノルの含わ吊を０．Ｏ／！１ｗｆ％に
し１．、：試別Ｎ　（’）　、　２　＋、Ｉ試旧試料、
９＋Ｊ−比へ（ｉｏｌｌｖの硬石の増加がみＩ”）ね従
来月オ（１どｊ１１１稈亀にイＫ　６　、　：ｉ：　／
、：１久のｔ（イｌ（＃）を（’）、０７ｗ１％にじＩ
コ試１’１ｌＮＯ，／ｌは試別Ｎ　Ｏ、Ｉ　ＣＩと比べ
て５７１−Ｉ　Ｖの砂川の増加が１！１７られ従来月利
−同稈１ａτ゛ｄりる３、この様（Ｊ木発明祠利１．、
Ｚ　、１、れぽす１１釦のＪＡを低含有（約４．７Ｗ［
％以１・）りる銅含斥の硬ｊ槌の低］・を、望ましい実
施例Ｃ１りんを０　、　（、’）　１　ｗｔ％鉄叉（，
１−ツケルを０．０４Ｗ１％添加りるにより敗色ＣＪる
ことか（きる（−どが分る、１試旧Ｎ　Ｏ、５１；Ｚよ
れぼりん濃度は０．００　ｂ　Ｗ、ｌ　’％　ｌ／）　
Ｉｔ−’＋　６１１３１−Ｉ　Ｖの硬度をイ」し−１分
’（＝　ｄすることが分る。。

４　、　図ｍ＋　）ｈｇ　単＜’ｉ　ｒＪ２１ｕｌｌ：
：：。

第１図（ａ）＋、Ｌ、本発明合金をノｒンに使用しに熱
交換器の４ｔｉ成の１例をｉｐ、−’Ｉ椙組成、第１図
（ｂ　）　Ｃ，ｌｌ、１ノ′の部分拡大図、第２図（よ
、）ｒン−１／ｌ　　− の引張強度試験を？−Ｊ　４１−う場合のｈ法説明図、
第３図（、ｊ１銅合金中のリド鉛ａ１ηにλ・１づる）
ｒンの引張強度を測定し１５−グラフ、第１図（，１掲
食試験１１数ト：対する−）ｒンの引張強度を測定した
グラフ、第５）図は銅合金中のｊｌｌＩ鉛淵磨（Ｊ対す
る放熱１４１竹を測２′したグラフ、第６図は銅合金中
の亜鉛潮瓜にス・１づる導電棒′を測定したグラフ、第
７図は加熱温度にス＝１−’Ｊる銅合金の硬さを測定し
たグラフ、第８図１よ、銅合金中の；１Ｆ鉛！１度に対
りる銅合金の硬さを測定したグラフである。

１・・・フィン、２・・・ブ」−１，３，７・・・冷ム
１１水クンク、 １０・・・引張強電試験冶具 性的出願人　　１１本電装株式会拐 占河電気−１業株式会ネ１ 代　理　人　　弁理［大川　　宏 −１５− （ａ）　　　第１図 　　７６ 第２図 １　引づ長方勾 第３図 Ｃｕ８ｉ中ｃｑＺｎ量　Ｗｔ’／。

不５図 ヒｕ＠−４ｐ中９１Ｚｎ量　　　　ｗｔＺ扁食試駿壮過
日を匁　　　日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 亜鉛０．５〜３．．０ｆｆｉ量％、りん０，００１〜０
   ．０５重呈％、およびニッケルまたは鉄０．０１〜０．
   ３０重量％を含み、残部が避けられない不純物および銅
   からなる熱交換器のフィン用耐食性銅合金。