JPS5985837A - 耐垂下性にすぐれた熱交換器フイン材 - Google Patents

耐垂下性にすぐれた熱交換器フイン材

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JPS5985837A
JPS5985837A JP19550882A JP19550882A JPS5985837A JP S5985837 A JPS5985837 A JP S5985837A JP 19550882 A JP19550882 A JP 19550882A JP 19550882 A JP19550882 A JP 19550882A JP S5985837 A JPS5985837 A JP S5985837A
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alloy
superior
brazing
fin material
sag resistance
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当摩 建
Masazo Asano
雅三 麻野
Masanao Iida
飯田 政尚
Shoji Takeuchi
竹内 章二
Isao Takeuchi
竹内 庸
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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、例えばフィン材と管材とをろう付けするこ
とによシ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、ろう付は加熱に対してすぐれた耐垂下
性を示すと共に、ろう付は性にもすぐれ九M合金に関す
るものである。
従来、一般に、例えば自動車のラジェータや空調機器な
どにはM合金製熱交換器が使用されている。このM合金
製熱交換器は、通常、All  Mn系合金の薄板、あ
るいはAe−Mn系合金の芯材の両面にA4−Si系合
金のろう材をクラッドしたものからなるプレージングシ
ートで構成されたフィン材を、M−Mn系合金の芯材の
外面にAli! −S i系合金のろう材をクラッドし
たものからなるプレージングシ−ト、あるいはA++−
Mn系合金の薄板で構成された管材、または押出加工に
よシ成形されたM−Mn系合金の管材に、前記フィン材
および管材の少なくともいずれかにプレージングシート
を用いた組合せで、ろう付けすることによって製造され
ている。
しかしながら、このように製造されたM合金製熱交換器
においては、ろう付は時に、芯材あるいは薄板の粒界を
通ってろう材が内部に侵入するため高温強度が低下し、
この結果特にフィン材の場合には耐垂下性の劣化をきた
して変形するようになるため良好なろう付は性を確保す
ることができない々どの問題がしばしば発生するもので
あった。
そこで、本発明者等は、上述のよう々観点から、熱交換
器のフィン材として使用するのに適した材料を開発すべ
く研究を行なった結果、重量%で、Mn:1.O〜1.
5%、 Si : 0.3〜0.9%、 Zr : 0
.02〜0.2%を含有し、さらにNi:0.05〜0
.3%およびFe : 0.2〜0.7%のうちの1種
またけ2種と、Mg: 0.05〜0.5%およびOu
: 0.05〜0.5 %のうちの1種または2種とを
含有し、さらに必要に応じてOr:0.05〜0.3係
を含有し、残シがMと不可避不純物からなる組成を有す
るM合金は、素地中に各種の金属間化合物が微細均一に
分散析出した組織をもち、かつこの組織によって高い再
結晶温度をもつように々ることがら、これを熱交換器の
フィン材として用いた場合、その製造工程におけるろう
付は時に再結晶粒の粗大化がはかられるため、結晶粒界
からのろう材の侵入が著しく抑制されるようになり、こ
の結果前記組織によってもたらされるすぐれた高温強度
と相まって、すぐれた耐垂下性を示すようになり、良好
なろう付けを可能とするという知見を得るに至ったので
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、以下に成分組成を上記の通9に限定した理由を説明
する。
(a)  Mn Mn成分は、A−g、 Si、 Fe、およびN1など
と結合して、M −Mn −Si化合物や7J−Mn−
8i−Fe (N1)化合物などの金属間化合物を形成
し、この金属間化合物は素地中に微細均一に分散析出し
て、ろう付は加熱時の再結晶温度を上げ、もって再結晶
粒の粗大化を促進させる作用があるほか、高温強度を向
上させる作用があり、この結果フィン材としての耐垂下
性を向上せしめる作用をもつが、その含有量が1.0%
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方1.5
チを越えて含有させてもより一層の向上効果は現われな
いことから、その含有量を1.0〜1.5チと定めた。
(b)  5I Si成分には、IU−Mn系化合物やAr −Zr系化
合物などの金属間化合物の分散析出を促進せしめる作用
があるが、その含有量が0.3%未満では前記作用に所
望の効果が得られず、一方0.9チを越えて含有させる
と、フィン材として耐垂下性に劣化傾向が現われるよう
になることから、その含有量を0.3〜0.9係と定め
た。
(c)  Zr Zr成分には、Mnと同様に素地中に微細均一に分散析
出するM−Zr化合物を形成して、再結晶温度を著しく
上昇させ、もってろう付は加熱時の再結5− 晶粒の粗大化をはかるとともに、前記M−Zr化合物に
よる高温強度の向上によって、フィン材としての耐垂下
性を著しく向上させる作用があるが、その含有量が0.
02%未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方
0.2q6を越えて含有させてもよシ一層の向上効果は
現われず、むしろ溶解鋳造時に巨大晶を形成し易くなっ
て加工性が劣化するように々ることがら、その含有量を
0.02〜0.2チと定めた。
(d)  FeおよびN1 これらの成分は、MnおよびZr成分々どと同様に、素
地中に微細均一に分散析出する高温でも安定な/u−F
e(Ni)化合物やM −Mn−Fe (Ni )化合
物を形′成して、フィン材としての耐垂下性向上に寄与
する作用をもつが、その含有量が、それぞれFe:0.
2%未満およびNi:0.05%未満では所望の耐垂下
性を確保することができず、一方F61:0.7%およ
びNi : 0.3%をそれぞれ越えて含有させると、
A、6−Fe(Ni)系の粗大晶出物が形成されやすく
なシ、この粗大晶出物の形成によって再結晶温度の6− 低下が著しくカシ、この結果ろう付は加熱に再結晶粒が
微細にカリ、結晶粒界からのろう材の侵入が促進されて
フィン材としての耐垂下性が劣化するようになることか
ら、その含有量を、それぞれFe:0.2〜0.7%、
 Ni: 0.05〜O83%と定めた。
(e)MgおよびOu これらの成分には強度を向上させる作用があるが、その
含有量が、それぞれMg:0.05%未満およびOu:
0.05%未満では所望の高強度を確保することができ
ず、一方Mg:0.5%およびOu : 0.5係をそ
れぞれ越えて含有させると、フィン材としての耐垂下性
に劣化傾向が現われるようになることから、その含有量
を、それぞれMg:o、o5〜0.5 %、、 (1!
u: 0.05〜0.5%と定めた。
(f)  Cr Cr成分には、Mnと同様に素地中にMl−Or系化合
物を分散析出させ、ろう付は加熱時に再結晶粒を粗大化
して、フィン材としての耐垂下性を向上させる作用があ
るので、特にすぐれた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0.05%未満で
は前記作用に所望の向上効果が得られず、一方0.3%
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やすく々って加工性
が損なわれるようになることから、その含有量を0.0
5〜0.5チと定めた。
つぎに、この発明のM合金を実施例によシ具体的に説明
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M合金1〜16および構成成分の
うちのいずれかの成分含有量(第1表に※印を付したも
の)がこの発明の範囲から外れた組成を有する比較M合
金1〜7をそれぞれ溶製し、さらに同じく第1表に示さ
れる成分組成をもったM合金ろう材も溶製し、ついでこ
れら溶湯を鋳造して鋳塊とした後、通常の条件で均質化
処理を行なった。なお、第1表には表示を省略したが、
これらのM合金は、いずれも不可避不純物として、Mn
 : 0.01 %以下、Mg:0.01%以下。
Ou:0.02%以下、Zn:0.02%以下、Fe:
0.17係以下、sl;0.1−1以下、C!r:0.
01%以下、およびZr:0.01%以下を含有するも
のであった。
つぎに、上記本発明M合金1〜16および比較M合金1
〜7に、通常の条件で熱間圧延を施すことにより板厚:
8爛の熱延板とし、一方上記ろう材は同様に熱間圧延に
て板厚:5瓢の熱延板に成形し、さらに前記ろう材熱延
板には冷間圧延を施して板厚:1wnの冷延板としだ。
ついで、前記本発明M合金1〜16および比較M合金1
〜7の熱延板の両面を前記ろう材熱延板でサンドイッチ
した状態で重ね合わせ、これに熱間圧延を施してクラッ
ドすると共に、その板厚を1.6 trrmとし、引続
いて、昇温速度:2℃/ m 、保持温度=370°C
1保持時間:2時間の条件での中間焼鈍をはさみなから
冷間圧延を繰シ返し行ない、35%の最終冷間加工率で
冷間圧延を終了することによって、本発明M合金フィン
材1〜16および比較M合金フィン材1〜7をそれぞれ
製造した。
この結果得られた各種のフィン材について、最9− も苛酷と考えられる条件で耐垂下性試験を行なった。す
なわち、耐垂下性試験は、幅=301+lI+1×長さ
:140mmの寸法をもった試験片を用い、第1図に正
面図で示されるように、この試験片1の一方端部を、横
F型試験片保持治具2の外側フランジ部2aの上端部に
嵌挿し、一方その中間部を内で突出した状態で水平保持
し、この状態で、ろう付は加熱条件に相当する1気圧の
窒素ガス雰囲気中、温度:625℃に10分間保持し、
保持後の前記試験片1における先端の垂下量dを測定す
ることにより行なった。この測定結果を第1表に示しだ
第1表に示される結果から、本発明M合金フィン材1〜
16は、いずれもすぐれた耐垂下性を示し、ろう付は時
に″へたす″や変形の発生がほとんどなく、良好なろう
付けが可能であるのに対して、比較M合金フィン材1〜
7に見られるように、構成成分のうちのいずれかの成分
含有量がこの発10− 明の範囲から外れると、耐垂下性が劣ったものになるこ
とが明らかである。
なお、上記実施例では、この発明のM合金をフィン材用
プレージングシートの芯材として使用した場合について
述べたが、この発明のM合金をろう材とのクラツド材と
せず、フィン材用薄板(この場合、当然相手材である管
材がプレージングシートで構成されることに彦る)とし
て用いても同様な効果がもたらされることは勿論である
上述のように、この発明のM合金は、これを熱換器のフ
ィン材として用いた場合、ろう付は加熱時にすぐれた耐
垂下性を示すので、パへた9″″や変形の発生がほとん
ど皆無となり、良好な状態で、歩留り良くろう付けを打
力うことができるのである。
【図面の簡単な説明】 第1図は耐垂下性試験に用いた試験片保持治具を示す正
面図である。図面において、 1・・・試験片、2・・・試験片保持治具% 2a、2
b12− 11− ・・・7ランク部。 出願人 三菱アルミニウム株式会社 代理人 富 1)和 夫 外1名 13−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  Mn: 1.0〜1.5%、 Si:0.3
    〜0.9%、 Zr:0.02〜0.2%を含゛有し、
    さらにNi:0.05〜0.3%およびwe : 0.
    2〜0.7チのうちの1種または2種と、Mg: 0.
    05〜0.5%およびC!u:0.05〜0.5q6の
    うちの1種または2種とを含有し、残シが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
    する耐垂下性にすぐれた熱交換器フィン材用M合金。
  2. (2)  Mn : 1.0〜1.5%、 Si: 0
    .3〜0.9 %、 Zr:0.02〜0.2%を含有
    し、さらにNi:0.05〜0.3%およびFθ:0.
    2〜0.7%のうちの1種または2種と、Mg: o、
    o 5〜0.5%およびC!u:0.05〜0.5q6
    のうちの1種まだは2種と、Cr:0.05〜0.3%
    とを含有し、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にすぐれ
    た熱交換器フィン材用M合金。
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