JPS58171546A - 耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材 - Google Patents

耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材

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JPS58171546A
JPS58171546A JP5425782A JP5425782A JPS58171546A JP S58171546 A JPS58171546 A JP S58171546A JP 5425782 A JP5425782 A JP 5425782A JP 5425782 A JP5425782 A JP 5425782A JP S58171546 A JPS58171546 A JP S58171546A
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alloy
sacrificial anode
heat exchanger
fin material
anode effect
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当摩 建
Masanao Iida
飯田 政尚
Isao Takeuchi
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MA Aluminum Corp
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Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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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】 この発明は、フィン材と管材とをろう付けすることによ
り熱交換器を製造するに際して、フィン材として使用し
た場合に、ろう付は時の加熱に対してすぐれた耐垂下性
を示すと共に、ろう付は後の管材に対する犠牲陽極効果
ばすぐれたAQ合金フィン材に関するものである。
従来、一般に、例えば自動車のラソエータや、空調機器
などには、An合金製熱交換器が広ぐ使用されている。
この熱交換器は、例えばAA−Mn−Zr合金フィン材
、あるいはこの合金を芯材とし、この芯材の両面にAA
−3i系合金ろう材をクラッドしたものからなるプレー
ソングシートで構成されたフィン材を用い、前者のフィ
ン材に対しては、例えばAft−Mn系合金を芯材とし
、この芯材の表側片面にAl!−8i系合金ろう材をク
ラッドしたものからなるプレーソングシートで構成され
た管材を組合せ、一方後者のフィン材に対してはAii
−Mn系合金管材をそれぞれ組合せ、真空中あるいは不
活性ガス中でフラツクスなしでろう付けするか、大気中
テフラックスを用いてろう付けすることによって製造さ
れている。したがって、フィン材には、ろう付は時にお
けるろう材の溶融温度以上の高温加熱に対して変形しな
い十分な耐垂下性をもっことが要求され、かつろう付は
後においては、管材に対して満足する犠牲陽極効果を発
揮することが要求されるが、上記従来Aε−Mn−Zr
合金フィン材を含め、数多く提案されている従来M合金
フィン材は、耐垂下性および犠牲陽極効果の両特性を十
分満足する程度に具備したものではないのが現状である
本発明者等は、上述のような観点から、耐垂下性および
犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器用M合金フィン材を得
べく研究を行なった結果、重量係で 、  Sl 二 
 〇、1 〜0.9  %、   Zr:   0.0
  2 〜0.2  % 、Sn、002〜02%を含
有し、さらに必要に応じてZn: 0.1〜1.5%、
Mr’+:、0.1−0.9%、Cr:0.05〜0,
3%、 Mg二0.1〜O,’7%、およびCu:0.
05〜05係のうちの1種または2種以上を含有し、残
りがAAと不可避不純物からなる組成を有するAI!合
金で構成された熱交換器フィン材は、ろう付は時の高温
加熱に対してすぐれた耐垂下性を示し、さらにろう付は
後の熱交換器における管材に対してすぐれた犠牲陽極効
果を発揮するという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、以下に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)  Zr Zr成分には、Alと結合してAA−Zr化合物を形成
し、これが素地中に微細にして均一に分散析出して合金
の再結晶温度を著しく上昇させ、この結果ろう付は加熱
時に再結晶粒が粗大化することになり、これによって・
ろう付は時の耐垂下性が著しく向上するようになる作用
があるが、その含有量が002%未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方02%を越えて含有させても
より一層の向上効果は現われず、むしろ溶解鋳造時に巨
大晶を形成し易くなって加工性が損なわれるようになる
ことから、その含有量を0.02〜0.2 %と定めた
(b)  5i Sifii分には、At−Zr化合物の析出を促進し、
もってZr成分による耐垂下性向上効果を十分に発揮さ
せる作用があるが、その含有量が01%未満では前記作
用に所望の効果が得られず、一方09%を越えて含有さ
せると、フィン材自体が電気化学的に責になって、管材
に対する犠牲陽極効果が劣化するようになることから、
その含有量を0.1〜09%と定めた。
(c)  8n Sn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、もって管材に対して十分な犠牲陽極効果を発揮
させる作用があるが、その含有量が002%未満では所
望の犠牲陽極効果を確保することができず、一方02%
を越えて含有させると、フイ\ン材の軟化点が低下し、
耐垂下性が著しく劣化するようになることから、その含
有量を0.02〜0.2%と定めた。
(d)  Zn Zn成分には、5nFj9分との共存においてフィン材
を電気化学的に卑にし、もって犠牲陽極効果を促進せし
める作用があるので、特により一層の犠牲陽極効果を必
要とする場合に必要に応じて含有されるが、その含有量
が0.1%未満では所望の向上効果が得られず、一方1
.5%を越えて含有させると、犠牲陽極効果が促進され
すぎてしまって、フィン材自体の腐食量が増大するよう
になるばかりでなく、特に真空ろう付は時において、Z
’nの蒸発量が多くなりすぎ、炉汚染の原因ともなるこ
とから、その含有量を0.1−1.5%と定めた。
(e)  MnおよびCr これらの成分には1.Q−Mn−8i化合物およびAt
−cr化合物を形成し、Zrと同様に素地中に微細に分
散析出して、ろう付は加熱時に再結晶粒の粗大化を促進
させてフィン材の耐垂下性をより一段と向上させる作用
があるので、特により一層の耐垂下性が要求される場合
に必要に応じて含有されるが、その含有量がそれぞれM
n:O51%未満およびCr:0.05%未満では所望
の耐垂下性向上効果が得られず、一方それぞれMn:0
.9%およびCr:0.3チを越えて含有させると、フ
ィン材が電気化学的に責になる傾向が現われ、犠牲陽極
効果が損なわれるようになることから、その含有量を、
それぞれMn : 0.1〜0.9%、 Cr: 0.
05〜0.3%と定めた。
(f)  MgおよびCu これらの成分には、フィン材のもつ耐垂下性を劣化させ
ないで、強度を向上させる作用があるので、特に強度が
要求される場合に必要に応じて含有させるが、その含有
量が、それぞれMg:0.1%未満およびCu:0.0
5%未満では所望の強度向上効果が得られず、一方それ
ぞれMg:0.7%およびCu:0.5%を越えて含有
させると、耐垂下性の劣化が著しくなり、かつCu成分
においては、フィン材を電気化学的に責にして、犠牲陽
極効果が低下するようになることから、その含有量を、
それぞれMg:0.1′−0,7%、 Cu: 0.0
5〜0.5%と定めた。
つぎに、この発明のM合金フィン材を実施例により具体
的に説明する。
実施例 通常の溶解法により、それぞれ第1表に示される最終成
分組成をもった本発明フィン材用M合金1〜32.構成
成分のうちのいずれかの成分を合金成分として含有しな
い組成を有する比較フィン材用AQ合金1〜3.管材用
M合金、およびろう材用AM金合金溶製し、鋳造して鋳
塊とし、本発明フィン材用M合金以外の鋳塊には均質化
処理を施した。なお、第1表には表示を省略したが、こ
れらのAe合金は、いずれも不可避不純物として、Mn
:001%以下、 Mg: 0.01%以下、Cu:0
.03%以下、Zn:0.02%以下、Fe:0.41
%以下、Cr′二〇〇1%以下、およびZr:0.01
%以下を含有するものであった。
ついで、これらのA9合金鋳塊について、フィン材用お
よび管材用Al!合金鋳塊は、熱間圧延により板厚:8
朋の熱延板とし、またろう材用M合金鋳塊も同様に熱間
圧延により板厚:5關の熱延板とした。さらに前記ろう
材用M合金の熱延板には冷間圧延を施して板厚:1■の
冷延板とし、前記フィン材用および管材用M合金の熱延
板の一部にも冷間圧延を施して、フィン材用M合金の熱
延板は板厚: 0.56および0.16 mmを有する
2種の冷延板とし、かつ管材用AQ金合金熱延板は板厚
:1龍の冷延板とした。なお、前記フィン材用M合金の
冷延板の製造に際しては、昇温速度:2℃/馴。
保持温度:370℃、保持時間:2時間の条件で中間焼
鈍を施し、かつ最終冷間加工率を30%とした。
また、上記の残りの板厚:8mmを有するフィン材用お
よび管材用A2合金の熱延板には、それぞれフィン材用
のものには両面に、管材用のものには片面に上記の板厚
:1朋を有するろう材用M合金の冷延板を重ね合わせ、
熱間圧延を施しクラッドして、いずれも板厚:3mmと
し、さらにフィン材用のものについては、上記の条件で
適宜中間焼鈍を施しなから冷間圧延を施し、最終冷間加
工率:30%にて板厚:05朋および0.16 mmを
有する2種のプレーソングシートとした。また管材用の
ものについては同様に板厚=1朋のプレーソングシート
とした。
ついで、この結果得られたいずれも板厚:0.16mm
を有するフィン材用M合金の冷延板およびプレーソング
シートについて、幅:301+Im×長さ1140m、
の寸法をもった試験片を用い、この試験片の長さ方向3
0羽を水平保持した状態で約10−′torrの真空中
、温度:620℃に5分間保持した後の前記試験片の先
端部における垂下高さを測定する耐垂下性試験を行ない
、さらに犠牲陽極効果を評価する目的で、1気圧の窒素
ガス雰囲気中、温度:620℃に5分間加熱した後、l
規定濃度の食塩水中での孔食発生電位を測定した。これ
らの測定結果を第1表に合せて示した。
第1表に示される結果から、本発明フィン材用M合金1
〜32の冷延板およびプレーソングシートは、比較フィ
ン材用成合金1〜3の冷延板およびプレーソングシート
に比して、いずれもすぐれた耐垂下性を示し、ろう付は
時に゛へたり”や変形の発生なく、良好なろう付けが可
能であることを示し、さらに電気化学的に卑であり、す
ぐれた犠牲陽極効果を発揮し得ることが確認された。
さらに、いずれも板厚: 0.5 armを有し、かつ
幅:so@zx長さ一50龍の寸法を有するフィン材用
M合金の冷延板およびプレーソングシートを、第1図に
斜視図で示されるように、板厚:1朋を有し、かつ幅:
40mmX長さ:50mの寸法を有する管材用M合金の
プレーソングシートおよび冷延板の中心部に直立セット
した状態で、真空中および1気圧の窒素ガス雰囲気中の
いずれかにおいて、温度:620℃に5分間保持してろ
う付けし、引続いて1 ppmのCuイオンを含有する
温度:40℃の水道水中に30日間浸漬の水道水浸漬試
験、並びに30日間のCASS試験をそれぞれ行ない、
管材用M合金のプレーソングシートお・よび冷延板にお
ける腐食結果(孔食数および最大孔食深さ)を測定した
。これらの結果も第1表に示した。
第1表に示される結果から、本発明フィン材用Ae合金
1〜32の冷延板およびプレーソングシートは、いずれ
も比較フィン材用A9合金1〜3の冷延板およびプレー
ソングシートに比して管材をよく防食し、管材における
局部腐食の発生を抑制することが明らかである。
上述のように、この発明のA9.合金フィン材は、すぐ
れた耐垂下性および犠牲陽極効果を有するので、熱交換
器製造におけるろう付は加熱時に°゛へたり″や変形の
発生が著しく抑制されることから、良好なろう付けを行
なうことができ、またろう付は後の熱交換器において、
よく管材を防食し1局部腐食の発生を抑制するなど工業
上有用な効果をもたらすのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は水道水浸漬試験およびCASS試験用試験片の
斜視図である。 %1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  Si: 0.1〜0.9%、 Zr : 0
    .02〜0.2 %。 Sn:0.02〜02%を含有し、残りがMと不可避不
    純物からなる組成(以上重量%)を有することを特徴と
    する耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器用
    M合金フィン材。 (2)  Si : O,1〜0.9%、 Zr: 0
    .02〜0.2%。 Sn: 0.02〜0.2%を含有し、さらにZn:O
    ,1〜1、5%を含有し、残りがMと不可避不純物から
    なる組成(以上重量%)を有することを特徴とする耐垂
    下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器用AQ合金
    フィン材。 (3)  Si : O,1〜0.9%、 Zr : 
    0.02〜0.2 % 。 −]− Sn: 0.02〜0.2 %を含有し、さらにMn:
    0.1〜09%およびCr: 0.05〜0.30 %
    のうちの1種または2種を含有し、残りがMと不可避不
    純物からなる組成(以上重量%)を有することを特徴と
    する耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器用
    M合金フィン材。 (4)    Si  :   0. 1 〜0. 9
      % 、   Zr  二  0.0 2 〜0.2
      %。 Sn: 0.02〜02%を含有し、さらにMg : 
    0.1〜07%およびCu : 0.05〜0.5%の
    うちの1種または2種を含有し、残りがMと不可避不純
    物からなる組成(以上重量%)を有することを特徴とす
    る耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器用A
    Q合金フィン材。 (5)  Sl: 0.1〜0.9 %、 Zr: 0
    .02〜0.2 %。 Sn: 0.02〜0.2%を含有し、さらにZn:0
    .1〜1、5%と、 Mn : 0.1〜0.9%およ
    びCr:0.05〜030%のうちの1種または2種と
    を含有し、残りがAMと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%:を有することを特徴とする耐垂下性および犠
    牲陽極効果にすぐれた熱交換器用AQ合金フィン材。 (6)Si:  0.1−0.9 %、  Zr:  
    0.02〜0.2%。 Sn: 0.02〜0.2 %を含有し、さらにZn:
    0.1〜1.5%と、Mg : O,’1〜0.7%お
    よびCu:0.05〜05%のうちの1種または2種と
    を含有し、残りがAAと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)を有することを特徴とする耐垂下性および犠
    牲陽極効果にすぐれた熱交換器用M合金フィン材。 (’7)  Si : 0.1〜0.9%、Zr:0.
    02〜02%。 Sn: 0.02〜0.2%を含有し、さらにMn:0
    .1〜0、9%およびCr: 0.05〜0.30%の
    うちの1種または2種と、Mg:01〜0.7%および
    Cu:0.05〜05%のうちの1種または2種とを含
    有し、残りがAAと不可避不純物からなる組成(以上重
    ゛量%)を有することを特徴とする耐垂下性および犠牲
    陽極効果にすぐれた熱交換器用人9舎金フィン材。 (8)   Sl :  0.1〜09  %、   
    Zr  二  〇、0 2 〜0.2  % 。 Sn: 0.02〜0.2%を含有し、さらにZn:0
    .1〜1、.5%と、Mn:0.1〜0.9 %および
    Cr:0.05〜0.30%のうちの1種または2種と
    、Mg:0.1〜07%およびCu:0.05〜05%
    のうちの1種または2種とを含有し、残りがAQと不可
    避不純物からなる組成(以上重量係)を有することを特
    徴とする耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換
    器用AQ合金フィン材。
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