JPS60110836A - 熱交換器のフィン芯材用Al合金 - Google Patents

熱交換器のフィン芯材用Al合金

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JPS60110836A
JPS60110836A JP21897383A JP21897383A JPS60110836A JP S60110836 A JPS60110836 A JP S60110836A JP 21897383 A JP21897383 A JP 21897383A JP 21897383 A JP21897383 A JP 21897383A JP S60110836 A JPS60110836 A JP S60110836A
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JP
Japan
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alloy
fin
buckling
heat exchanger
brazing
Prior art date
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Pending
Application number
JP21897383A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kawase
川瀬 寛
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Furukawa Aluminum Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Aluminum Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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】 41′発111i、1ノ)う(J’ &こより構成する
A/合金製部交]川とHのフィン用芯(Aに用いる耐座
屈性と@注腸1jf(kjl宋のイ費れた/V合6欠に
関するものである。
−般に1]朝屯のラジェーター−やニアコンディショニ
ングVこはA1合金製熱交候器が用いられている。これ
vン7:、8ν交侠器のファーには水や7レオン1工ど
の冷媒促11j1才千ユーブと熱を放散させるフィンか
らなり、通常フィンにはA7− Mll糸台<l>、例
えばAl−0,J 5 wt<co (以下wt%を%
と略記)−1,1%〜111合位(A−30033やk
l −1,1% Mll (八 32(131′t/ 
i二木オ J−1−J−の 1lii +白+(FA1
2−8in合金からなるろう材、例えばAl−7,5%
Si合金(BA4343)やAe 10 % Si 1
.5%Mg(Bi2004 )をクラッドしたプレージ
ングシートを用い、純kl、例えばA1050や110
0或いは上記Al−fvln糸合金からなるチューブと
組合せ、真空中、不活性ガス中又はフラックスを用いて
大気中でろう付することによりコアーを製造して℃・る
フィンは通常0.16〜0.20 flllIlの板厚
のプレー ) ンクシートをコルゲート加工したもので
、第1図に示すように蛇行状に成形加工したチューブ(
1)間にフルゲート状フィン(21足装着し、ろう何時
の接合性を良く1−るため、図に示す矢印方向より鉄製
治具で固定してろう付することによりファーを製造して
いる。ろう付は通常590〜620℃の高温に1JII
熱して行われるため、ろう材中のSiが芯4′A中に拡
散して8祠の座屈性を低下させ、更に鉄製治具とコアー
〇熱膨張の差により図に示す矢印方向にかなりの応力が
作用し、そのためフィンが変杉して外KI]=好ましく
、’、Ct・ばかりか、コアーの寸法が変動し取伺けが
出来な(・ことがある。
最近、眉資源、省エネルギー化により熱交換体ζにお(
・でも軽Ijt比が望まれ、フィンの薄肉化が試みられ
てし・る。しかしながらフィンの厚さはに記1′(5屈
性の+Mjから(1,16mmより薄くすることが困り
!IFで、史にコンデンサーのフィンでは高さが10〜
20mmと11石いため、一層座屈に敏感て声、す、そ
のC改善が強く望まれている。
ニした、こA1らの熱交換器が厳しい腐食環境、例えは
塩分の多いrfi洋性容性雰囲気結防止剤を冬期に使I
l+する道路、あるいは高温多湿地帯では、冷礫通路?
構成−「るチューブ捌において著しい孔食を生じ内部の
冷媒が洩れて、当該熱交防詣のI・U用幀囲に多くの1
i1J限か加えられていた。
すなわち従来の熱交換器では第2図に示すようにフィン
(1)とチューブ゛(2)とのろうイ寸フィレット1l
ls i:(+の71L位がカッ−ドとなり、チューブ
′(2)がアノードとなるため、腐食電流が矢印のごと
くチューブ(2)からろう付けフィレットMsf31へ
と流れ、チューブ(2)に孔食(4)が生ずることにな
る。
本発明は上記の2点を考慮してなされたもので、まずろ
う付時の座jtNに及ぼす諸因子について種々検討の結
果、A、l地金に不ijJ避的に含まれるSi及びFe
含有計が大きな影響を及ぼし、かつMr+を添加するこ
とにより強度が向上すると共にろう付は時のJJu熱に
より大きな再結晶粒を生じ、これが8拐へのSiの拡散
を抑1rlJ して耐座屈性を卸゛持することを知見し
、更に検削の結果、これらの台金i’CZnあるいはS
l+を単独もしくは同時に添加することにより、フィン
の電位かチューブよりも低く 7;cす、すなわち第3
1]に示す如く、本発1111によればフィン(11が
アノードとなり、チューブ+21がカソードとなって腐
食電流は第2図と全く逆で、フィン(11からチューブ
(2)オよびろう付フィレットVAS t31に矢印の
如く流れるのでフィン(1)に孔食(5)を生じチュー
ブ(2)は防食されることを知見し、耐座屈性と犠注腸
極効宋の優れた熱交換器のフィン8拐用A1合金を開発
したもので、不rJrm的不純物中、Sio、zs%以
下、l’c (1,15%以下のi+< Alに、Ml
l 1.5〜2.5%添加し、史にZll 0.2〜2
.0 %、Sn O,01〜0、1%の1種もしくは2
棟を添加したことを特徴とするものである。
しかして本発明において、Mn添)JU 駿を1.5〜
25%と限定したのはMn添加により一合金の強度を向
に1−ると兵に、Mnを強制固溶させることに、1.す
、ろう付は時の結晶粒を大きく成長させて、ノ)つ拐よ
りのSiの拡散を抑11tlJ L 、フィンとしての
耐叩’t1! M:を層1.持するためで、添加量が1
.5%未満ではこれらの効果が顕著でなく、2.5%を
越えイ)と巨人なA、e−Mn化合物が生成し、圧延朋
1:性を阻′pFするためである。
また、純Aeに不if 避的に含まれる不純物中、’4
′、’i°にSr o−15%以下、FcO,15%以
下と限定したのは、Slの?il’(In含有はろう利
よりSiの拡散を抑i1?lJ して、耐座屈性を維持
するも、0.15%を越えると111結晶粒が小さくな
って、ろう材からのSiの拡散が容易となるばかりでな
く、8拐の融点を低ドさせ、耐座屈性を低下するためで
ある。
またFeはSiと同様、ろう付時の1)′結晶粒を小さ
くする恐れがあるばかりか、Al−Mn −Fe化合物
を形成し、1111記Mnの効果を損なうため、0.1
5%以−Fと限定したものである。
なお純Al中手FrJ 目的に含まれる不純物中81と
Fe以外については通常の範囲内であれば、フィンの座
屈性にはほとんど影響しない。
またZnとSnの流力11歇をそれぞれ0.2〜2.(
)%、o−oi〜0. ]%と限定したのは、これらは
フィン相の′11種を低くシ、ろうイ」けによって熱交
換器を組立だ場合にフィンが犠牲陽極となり、チューブ
を陰極防食する効果があるためで、Zll添JJO量が
0.2%未満、S口添JJII量が0.01%未満では
、これらの効果が顕著でなく、それぞれ2.0%、0.
1%を越えて添加しても効果は飽和するばかりでなく、
前者は融点を低下さぜるため耐座屈性に悪影響を及ぼす
。また後者は低融点化合物であるため添加量が多くなる
と塑性UIJ工性を著しく低下させるためである。なお
望ましい添JJU耽は、Zn単独の場合は0.8〜1.
5%、Sn IIJ独の場合は0.06〜0.09 、
両者併用する場合は1、ZlI O,3〜0.6%、S
lI O,02〜0.05%である。
そして、フラックスを用いるろう例の場合にはZ+1屯
独添加、不活性ガスろう付の場合には、ZIF単独かZ
llとSll併J−T=I添加、真空ろう付の場合には
、Sn単独か、ZnとSn併用添加が望ましい。
以下本発明を実咄例について説明する。
第1表に示す組成のA1合金を8拐とし、その両面にA
l−7,5%Si (7ラツクスろう併用)、Ae−1
0%5i−0,IBi(不活1生ガスろう併用)とA、
l −1+1%Si −t s%Mg(真空ろう併用)
のろう月をクラッドしたそれぞれのブレージング用フィ
ン拐ヲ作成した。これらフ・rン拐は板1’、I: o
、13111111、ろうイΔのクラッド4 ] (1
%で、何れもコルゲート状(尚さ1611聞、ピッチ4
mm)に加工し、純Al(A、 1050 )の抽出千
ユーヅを第1図に示すように蛇行状に成形し、チューブ
間にフィンを装入し、上下方向を鉄製治具で固定し、そ
れぞれフラックスろう付(大気中、605℃で3分加熱
、フラックス60%水溶液使用)、不活性ガスろう一伺
(N2ガス、610°Cで3分)Ju熱)、真空ろう付
(5X 10 ’1.”orr、600℃で3分加熱)
を行なってファーを作成し ブこ。
これらコアーの変形状態よりフィンの塵屈度を測定した
。座屈度はフィンの座屈により全体が縮んだ縮み率を測
定して、1%以内の変形度を良好であると1tli価し
た。
犠牲陽極効果につ(・ては、720時間のCASS試験
をコアーについて行ない、千ユープに発生した孔食深さ
を測定し、(1,3Inm以内の孔食状態であれは良好
であると5゛ト価した。
これらの結果を第1表に併記した。
第1表から明らかなように従来芯材(y/G 24゜/
1525)を用いたものは、板厚013mmではフィン
の座11B度は4.5%で規格の1%を大巾に上回り、
耐座屈性不良であることがわかる。またチューブに発生
した孔食深さも0,6〜0.65 mmで目標の0.3
 Hを大巾に越えており、従来フィンの犠牲陽極効果が
劣ることがわかる。これに対して本発明8拐(41〜1
5)を用いたものは何れも耐座屈性及び犠牲陽極効果に
優れており、フィン材の重量として約20%の軽量化が
ijJ能である。
これに対して本発明8拐の組成より外れるものはj61
7と&23を除いて耐座屈性が劣るか、犠牲1場極効果
が劣るかのいずれかであった。
Mn及びSllを多htに添加した扁17と届23は塑
性加工性がいずれも著しく低下し、フィンの作成が困何
Fであった。
このように本発明によれば、ろう(=Jけにより構成す
るA7合金製熱交換器のフィン用芯拐として、ろう付に
おける耐座屈性が優れており、フィン拐として重にで約
20%の軽量化がoJ能で、しかも顕著な犠牲陽極効果
を秦するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はA1合金製熱交換器のファーの1例を第3図は
本発明による熱交換器の犠牲陽極作用の説明図 (1) チューブ (2) フィン 1ull ろうイリけフィレット部 i41 、 i5フ 孔食 第1図 ■ 第2図 と 第31゛χ1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 小川l1if的不純物中、sio、15wt%以下、に
    ’eo、15wt%以下の純AlKMn 1.5〜2.
    5w1%添加し、更にZl’I O,2〜2.0 W 
    1%、SlI O,01〜0.1 wt%の1種もしく
     11.2411+を添加したことを特徴とする耐座屈
    性と犠11゛陽極効11!:の優れた熱交換器のフィン
    芯材用A1合金。
JP21897383A 1983-11-21 1983-11-21 熱交換器のフィン芯材用Al合金 Pending JPS60110836A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63223139A (ja) * 1987-03-11 1988-09-16 Furukawa Alum Co Ltd 熱交換器用アルミニウム合金フイン材
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