JPS60141844A - 耐孔食性及び機械的強度のすぐれた熱交換器用Ａｌ合金複合管材 - Google Patents
耐孔食性及び機械的強度のすぐれた熱交換器用Ａｌ合金複合管材Info
- Publication number
- JPS60141844A JPS60141844A JP24509383A JP24509383A JPS60141844A JP S60141844 A JPS60141844 A JP S60141844A JP 24509383 A JP24509383 A JP 24509383A JP 24509383 A JP24509383 A JP 24509383A JP S60141844 A JPS60141844 A JP S60141844A
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- mechanical strength
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、すぐれた耐孔食性と高い機械的強度を有し
、特に熱交換器用Ａ１合金複合管材としての用途に適す
る複合管材を得ることを目的とする。
、特に熱交換器用Ａ１合金複合管材としての用途に適す
る複合管材を得ることを目的とする。
従来、例えばオートバイや、自動車等のクラ−やラジェ
ーターなどの熱交換を必要とす器材には純ｋｌ 系やＡ
ｌ −Ｍｎ 系のＡ４合金製の部材が多用されている
。
ーターなどの熱交換を必要とす器材には純ｋｌ 系やＡ
ｌ −Ｍｎ 系のＡ４合金製の部材が多用されている
。
通常、このＡｌ 合金製熱交換器管材として用いられて
いるＡ１合金はＭｎ：０．５〜１．５チを含有し、さら
に必要に応じてＺｒ：０．０２〜０．２％、Ｃｒ： ０
．０２〜０．２１Ｍｇ ： ０．０５〜０．５４および
Ｃｕ：０．０５〜０．３％のうちの１種又は２種を含有
し、残りがＡ／ と不可避不純物からなる組成（以上重
量係、以下チは重量％を示す。）を有するいＪわゆるＡ
ｌ−Ｍｎ系Ａ４合金の芯材の外側Ｋ 、 ｓｉ＋！３〜
１５チを含有し、さらに必要に応じてＭｇ：ｏ、３〜２
．５チ、Ｂｉ ：０．０１〜０．３％、Ｂｅ： ０．０
１〜０．０００１チのうちの１種以上を含有し、残りが
Ａｌと不可避不純物からなる組成を有するＡ１合金のろ
う材をクラッドしてなる２層構造の複合管材又は、さら
にこの複合管材の内面防食層として、Ｚｎ：０．Ｂ〜１
．３チを含有し残りがＡｄ及び不可避不純物からなる組
成を有するＡ／合金皮材（ＪＩ８７０７２合金）をクラ
ッドした３層構造のＡ１合金製複合管材に、これより電
気化学的に卑なＡｌ またはＡ１合金の単層または複層
のフィン材等の必要部材＼真空中あるいは非酸化性雰囲
気中で、ろう付温度に加熱してろう付することにより製
造されている。しかしながら、このように製造されたＡ
１合金製熱交換器においては、熱交換媒体として、例え
ば銅イオンや塩素イオンのような電解質を含むいわゆる
腐食性の循環水を使用した場合、皮材として用いられる
Ａ１０．８〜１．３ ｔｌｒ Ｚｎ合金（、Ｔｌ８７０
７２合金）等は、確かに犠牲陽極効果は発揮し得るもの
のこの層は非常に腐食され易く、使用中に腐食生成物が
多量に形成されて管体に目づまりを生じたり、場合によ
っては、管内面の一部に点蝕が発生すると、これが発端
となり素材ｉ Ｉｔ通して使用できなくなったり、ある
いは真空ろう付けの場合にはＺｎの蒸発量が多く、炉の
汚染等の原因となってい九なお、上記の従来熱交換器用
Ａ１合金複合管材の構成のうち、芯材の成分組成に関し
て記述すると、Ｍｎ成分は、特に高温強度を向上させて
、例えば真空ろう付工程等の加熱工程における熱変形を
抑制するために含有されるものであり、またＺｒおよび
Ｃｕ成分は、さらに一段と高温強度を向上させると共に
、再結晶温度を上昇させて、真空ろう何時等に形成され
る再結晶粒を大きくするので耐粒界腐食性の改善に寄与
する。さらに、ＭｇおよびＣｕ成分は固溶体として芯材
の常温強度を強める作用を有する。
いるＡ１合金はＭｎ：０．５〜１．５チを含有し、さら
に必要に応じてＺｒ：０．０２〜０．２％、Ｃｒ： ０
．０２〜０．２１Ｍｇ ： ０．０５〜０．５４および
Ｃｕ：０．０５〜０．３％のうちの１種又は２種を含有
し、残りがＡ／ と不可避不純物からなる組成（以上重
量係、以下チは重量％を示す。）を有するいＪわゆるＡ
ｌ−Ｍｎ系Ａ４合金の芯材の外側Ｋ 、 ｓｉ＋！３〜
１５チを含有し、さらに必要に応じてＭｇ：ｏ、３〜２
．５チ、Ｂｉ ：０．０１〜０．３％、Ｂｅ： ０．０
１〜０．０００１チのうちの１種以上を含有し、残りが
Ａｌと不可避不純物からなる組成を有するＡ１合金のろ
う材をクラッドしてなる２層構造の複合管材又は、さら
にこの複合管材の内面防食層として、Ｚｎ：０．Ｂ〜１
．３チを含有し残りがＡｄ及び不可避不純物からなる組
成を有するＡ／合金皮材（ＪＩ８７０７２合金）をクラ
ッドした３層構造のＡ１合金製複合管材に、これより電
気化学的に卑なＡｌ またはＡ１合金の単層または複層
のフィン材等の必要部材＼真空中あるいは非酸化性雰囲
気中で、ろう付温度に加熱してろう付することにより製
造されている。しかしながら、このように製造されたＡ
１合金製熱交換器においては、熱交換媒体として、例え
ば銅イオンや塩素イオンのような電解質を含むいわゆる
腐食性の循環水を使用した場合、皮材として用いられる
Ａ１０．８〜１．３ ｔｌｒ Ｚｎ合金（、Ｔｌ８７０
７２合金）等は、確かに犠牲陽極効果は発揮し得るもの
のこの層は非常に腐食され易く、使用中に腐食生成物が
多量に形成されて管体に目づまりを生じたり、場合によ
っては、管内面の一部に点蝕が発生すると、これが発端
となり素材ｉ Ｉｔ通して使用できなくなったり、ある
いは真空ろう付けの場合にはＺｎの蒸発量が多く、炉の
汚染等の原因となってい九なお、上記の従来熱交換器用
Ａ１合金複合管材の構成のうち、芯材の成分組成に関し
て記述すると、Ｍｎ成分は、特に高温強度を向上させて
、例えば真空ろう付工程等の加熱工程における熱変形を
抑制するために含有されるものであり、またＺｒおよび
Ｃｕ成分は、さらに一段と高温強度を向上させると共に
、再結晶温度を上昇させて、真空ろう何時等に形成され
る再結晶粒を大きくするので耐粒界腐食性の改善に寄与
する。さらに、ＭｇおよびＣｕ成分は固溶体として芯材
の常温強度を強める作用を有する。
本発明者等は、に述のような轡点から孔食発生がなく機
械的強度の良好な熱交換器用Ａ１合金複合管材を開発す
るため、種々研究を行った結果、上記する従来の３層構
造のＡ７合金製複合管材にかえて内面防食層として、 １ ） Ｍｎ： ０，０５〜０．５ 係、Ｍｇ：０．０
５〜０．５％の１種又は２種を含有し、残りがＡｌと不
可避不純物よりなるＡ７合金、または ２ ） Ｍｎ：０．０５〜０．５ ％、Ｍｇ： ０．０
５〜０．５％の１種又は２種と含有し、さらにＺｎ：０
．０５〜０．５チを含有し、残υがＡｌ と不可避不純
物よりなるＡ１合金 を皮材としてクラッドして３層構造とすると、前記する
Ａｌ−０，８〜１．３４ Ｚｎ合金（ＪＩ８７０７２
合金）を内面防食層とする複合管材と比較すると、前記
Ａｌ−Ｑ、５〜１．５４ Ｍｎ合金芯材に対してより効
果的な犠牲陽極効果と孔食予防効果を発揮し、皮材に孔
食その他の腐食が発生しても腐食域が芯材の中にまで達
するのを阻止しうるという事実を見い出した。
械的強度の良好な熱交換器用Ａ１合金複合管材を開発す
るため、種々研究を行った結果、上記する従来の３層構
造のＡ７合金製複合管材にかえて内面防食層として、 １ ） Ｍｎ： ０，０５〜０．５ 係、Ｍｇ：０．０
５〜０．５％の１種又は２種を含有し、残りがＡｌと不
可避不純物よりなるＡ７合金、または ２ ） Ｍｎ：０．０５〜０．５ ％、Ｍｇ： ０．０
５〜０．５％の１種又は２種と含有し、さらにＺｎ：０
．０５〜０．５チを含有し、残υがＡｌ と不可避不純
物よりなるＡ１合金 を皮材としてクラッドして３層構造とすると、前記する
Ａｌ−０，８〜１．３４ Ｚｎ合金（ＪＩ８７０７２
合金）を内面防食層とする複合管材と比較すると、前記
Ａｌ−Ｑ、５〜１．５４ Ｍｎ合金芯材に対してより効
果的な犠牲陽極効果と孔食予防効果を発揮し、皮材に孔
食その他の腐食が発生しても腐食域が芯材の中にまで達
するのを阻止しうるという事実を見い出した。
本発明は、上記知見にもとすいてなされたものであり、
少くともＭｎ ： Ｑ、 ５〜１．５チを含有するＡ１
合金芯材の外側に、少くともｓｉ：３〜１５チを含有す
るＡ１合金ろう材をクラッドしてなる２層構５− 造の複合材の内面防食層として、Ｍｎ二〇、０５〜０、
５チ、ｌ’ｖｉｇ：ｏ、ｏｓ〜０．５チの１種又は２種
を含有し残りがＡＩ と不可避不純物よりなるＡ７合金
または、Ｍｎ：Ｑ、０５〜０．５ ％、Ｍｇ：０．０５
〜０．５ ％の１種又は２種を含有し、さらに、Ｚｎ：
０．０５〜０．５％を含有し、残りがＡＩ と不可避不
純物よりなるＡ１合金を皮材としてクラシトして３層構
造とした熱交換器用Ａ１合金複合管材に特徴を有するも
のである。なお、本発明複合管材の構成のうち内面防食
層としての皮材について、各成分の限定理由を下記に説
明する。
少くともＭｎ ： Ｑ、 ５〜１．５チを含有するＡ１
合金芯材の外側に、少くともｓｉ：３〜１５チを含有す
るＡ１合金ろう材をクラッドしてなる２層構５− 造の複合材の内面防食層として、Ｍｎ二〇、０５〜０、
５チ、ｌ’ｖｉｇ：ｏ、ｏｓ〜０．５チの１種又は２種
を含有し残りがＡＩ と不可避不純物よりなるＡ７合金
または、Ｍｎ：Ｑ、０５〜０．５ ％、Ｍｇ：０．０５
〜０．５ ％の１種又は２種を含有し、さらに、Ｚｎ：
０．０５〜０．５％を含有し、残りがＡＩ と不可避不
純物よりなるＡ１合金を皮材としてクラシトして３層構
造とした熱交換器用Ａ１合金複合管材に特徴を有するも
のである。なお、本発明複合管材の構成のうち内面防食
層としての皮材について、各成分の限定理由を下記に説
明する。
Ｍｎ：ＭｎはＡ４合金中に含有されると不純物として存
在する鉄やけい累と結合して、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅあるい
はｋｌ−Ｍｎ−Ｆｅ −８ｉなる金属間化合物となり、
Ａｌ−Ｆｅ化合物やｋｌ−８ｉ化合物の近傍で発生する
孔食を抑制することができる。
在する鉄やけい累と結合して、Ａｌ−Ｍｎ−Ｆｅあるい
はｋｌ−Ｍｎ−Ｆｅ −８ｉなる金属間化合物となり、
Ａｌ−Ｆｅ化合物やｋｌ−８ｉ化合物の近傍で発生する
孔食を抑制することができる。
て芯材が防食しにくくなるので、その範囲ｔ０．０５６
− チル０．５係と定めた。
− チル０．５係と定めた。
Ｍｇ：Ｒ／Ｉｇ は、Ａ１合金中に含有されて孔食抑制
効果を付与するため含有される。０．０５１未満ではこ
の効果が十分でなく、また０、７％を越えて含有されて
もさらに一層の改善効果が期待できないばか抄でなく、
真空ろう付炉の汚染、材料の加工性等に問題を生ずるの
で、その範囲ｅ０．０５〜０．７％と定めた。
効果を付与するため含有される。０．０５１未満ではこ
の効果が十分でなく、また０、７％を越えて含有されて
もさらに一層の改善効果が期待できないばか抄でなく、
真空ろう付炉の汚染、材料の加工性等に問題を生ずるの
で、その範囲ｅ０．０５〜０．７％と定めた。
Ｚ ｎ ： Ｚ ｎ 成分を合金として添加する場合が
あるが、これは皮材を芯材に対して電気化学的圧より一
層卑とすると共に、腐食形＠を全面溶解型にすることに
より、芯材に対する犠牲陽極効果を促進させるために含
有される。
あるが、これは皮材を芯材に対して電気化学的圧より一
層卑とすると共に、腐食形＠を全面溶解型にすることに
より、芯材に対する犠牲陽極効果を促進させるために含
有される。
その含有量が０．０５チ未満では前記作用に所望の効果
が得られず、一方０．５％を越えて含有されると、かえ
って局部腐食の原因となり腐食減量が増大することかべ
その範囲を０．０５〜０５係と定めた。以下本発明の実
施例について記述する。
が得られず、一方０．５％を越えて含有されると、かえ
って局部腐食の原因となり腐食減量が増大することかべ
その範囲を０．０５〜０５係と定めた。以下本発明の実
施例について記述する。
通常の溶解鋳造法により、それぞれ第１表に示される成
分組成をもった芯材用Ａ１合金１〜５、ろう材用Ａｔ
合金ａ −ｄ、および皮材用Ａｔ合金Ａ−Ｊを溶製し、
鋳造して鋳塊とした。なお、これらの鋳塊は表示を省略
したが、いずれ本不可避不純物としてＭｎ：０．０１
％以下、Ｍｇ：０．０１％以下、Ｃｕ：０．０３％以下
、Ｚｎ：０．０２１以下、Ｆｅ：０．４％以下、Ｓｉ：
０．３５％以下、Ｚｒ：０．０１％以下、およびＣｒ：
０．０１％以下を含有するものであった。
分組成をもった芯材用Ａ１合金１〜５、ろう材用Ａｔ
合金ａ −ｄ、および皮材用Ａｔ合金Ａ−Ｊを溶製し、
鋳造して鋳塊とした。なお、これらの鋳塊は表示を省略
したが、いずれ本不可避不純物としてＭｎ：０．０１
％以下、Ｍｇ：０．０１％以下、Ｃｕ：０．０３％以下
、Ｚｎ：０．０２１以下、Ｆｅ：０．４％以下、Ｓｉ：
０．３５％以下、Ｚｒ：０．０１％以下、およびＣｒ：
０．０１％以下を含有するものであった。
つぎに、この結果得られた各種Ａｔ合金鋳塊に面側及び
均質化処理を施した後、芯材とするＡｔ合金１〜５は板
厚８藺に、皮材とする合金Ａ−Ｊ及びろう材用Ａｔ 合
金ａ −ｄは板厚３ｕに熱間圧延し、さらに皮材とする
Ａｔ合合金−Ｊおよびろう材とするＡｔ 合金ａ〜ｄの
熱延板は冷間加工によりＩＭの冷延板とした。
均質化処理を施した後、芯材とするＡｔ合金１〜５は板
厚８藺に、皮材とする合金Ａ−Ｊ及びろう材用Ａｔ 合
金ａ −ｄは板厚３ｕに熱間圧延し、さらに皮材とする
Ａｔ合合金−Ｊおよびろう材とするＡｔ 合金ａ〜ｄの
熱延板は冷間加工によりＩＭの冷延板とした。
ついで、この結果得られた板厚８Ｍの芯材用Ａｔ 合金
１〜５の熱延板、及び板厚：ＩＭの皮材用Ａｔ 合金Ａ
−Ｊおよびろう材用Ａｔ合金ａ −ｄの冷延板を用い、
これらの板材をそれぞれ第２表その後、中間焼鈍を加え
なから冷間圧延（最終加工度：３０％）’に施すことに
よって、いずれも板厚０．３朋の本発明複合管材用板状
素材１〜３５、および従来形複合管材用板状素材１〜５
をそれぞれ製造した。
１〜５の熱延板、及び板厚：ＩＭの皮材用Ａｔ 合金Ａ
−Ｊおよびろう材用Ａｔ合金ａ −ｄの冷延板を用い、
これらの板材をそれぞれ第２表その後、中間焼鈍を加え
なから冷間圧延（最終加工度：３０％）’に施すことに
よって、いずれも板厚０．３朋の本発明複合管材用板状
素材１〜３５、および従来形複合管材用板状素材１〜５
をそれぞれ製造した。
つぎに、これらの板状素材より、平行部長さ１０ｍｘＸ
８０ｍｍの寸法を持つ引張試験片と、平面寸法５０ｍｍ
Ｘ８０ｍｍの腐食試験片を切り出し、これらの試験片を
、１０’ｔｏｐｒの真空中、又は１０ ’ｔｏｒｒの窒
素雰囲気中、温度６００℃に３分間保持した後空冷する
熱処理、すなわち通常のフラツクスなしろう付処理に相
当する条件で熱処理を施した状態で、それぞれの試験に
供した。
８０ｍｍの寸法を持つ引張試験片と、平面寸法５０ｍｍ
Ｘ８０ｍｍの腐食試験片を切り出し、これらの試験片を
、１０’ｔｏｐｒの真空中、又は１０ ’ｔｏｒｒの窒
素雰囲気中、温度６００℃に３分間保持した後空冷する
熱処理、すなわち通常のフラツクスなしろう付処理に相
当する条件で熱処理を施した状態で、それぞれの試験に
供した。
なお腐食試験は、試験片におけるろう材表面を塗料で被
覆して絶縁した状態で、１ｐｌ）Ｉｎの銅イオンを含有
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、それぞれ１００ｐｐｍの塩素イオン、硫
酸イオン、および炭酸イオン、１ ｐｐｍの銅イオンを
含有する温度４０℃の水溶液中に３０日間浸漬の溶液浸
漬試験を行い、試験後、９− 試験片の皮材表面または芯材表面における４０ｉ当りの
孔食数と最大孔食深さを測定した。この結果を第２表に
示した。
覆して絶縁した状態で、１ｐｌ）Ｉｎの銅イオンを含有
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、それぞれ１００ｐｐｍの塩素イオン、硫
酸イオン、および炭酸イオン、１ ｐｐｍの銅イオンを
含有する温度４０℃の水溶液中に３０日間浸漬の溶液浸
漬試験を行い、試験後、９− 試験片の皮材表面または芯材表面における４０ｉ当りの
孔食数と最大孔食深さを測定した。この結果を第２表に
示した。
第２表に示す結果から、本発明複合管材用板状素材１〜
３５は、いずれも従来の複合管材用板状素材１〜５に比
して一層すぐれた耐孔食性を有すると共にＪＩＳ３００
３を芯材とする従来材に比べて、すぐれた機械的強度（
従来材：引張強さ１０．５ｋｇ／−）を有することが判
る。 □ 上述した如く、この発明の複合管材は、特に銅イオンや
塩素イオンのような腐食性イオンを含有する水溶液に対
しても極めてすぐれた耐孔食性と機械的強度を保有する
ので、熱交換器用管材として好適の材料となるものであ
る。
３５は、いずれも従来の複合管材用板状素材１〜５に比
して一層すぐれた耐孔食性を有すると共にＪＩＳ３００
３を芯材とする従来材に比べて、すぐれた機械的強度（
従来材：引張強さ１０．５ｋｇ／−）を有することが判
る。 □ 上述した如く、この発明の複合管材は、特に銅イオンや
塩素イオンのような腐食性イオンを含有する水溶液に対
しても極めてすぐれた耐孔食性と機械的強度を保有する
ので、熱交換器用管材として好適の材料となるものであ
る。
−１０＝
Claims (2)
- （１）少くともＭｎ：Ｑ、５〜１．５重量％を含有する
ＡＩ 合金の芯材の外側に、少くともｓｉ： ３〜１５
重量％を含有するＡＩ金合金ろう材をクラッドしてなる
２層構造の複合管の内面防食層としてＭｎ： ０．０５
〜０．５重量％、Ｍｇ：０．０５〜０．５重量％の１種
又は２種を含有し残りがＡｌ と不可避不純物からなる
組成を有するＡｌ 合金の皮材をクラッドして３層構造
としたことを特徴とする熱交換器用ＡＪ 合金複合管材
。 - （２）内面防食層が、Ｍｎ： Ｑ、 ０５〜０．５重量
％、Ｍｇ：０．０５〜０．５重量％の１種又は２種を含
有し、さらにＺｎ：０．０５〜０，５重量％を含有し、
残りがＡ７ と不可避不純物よりなる組成を有するＡ４
合金の皮材をクラッドして３層構造としたことを特徴
とする特許請求の範囲第一項記載の熱交換器用Ａｌ 合
金複合管材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24509383A JPS60141844A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 耐孔食性及び機械的強度のすぐれた熱交換器用Ａｌ合金複合管材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24509383A JPS60141844A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 耐孔食性及び機械的強度のすぐれた熱交換器用Ａｌ合金複合管材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60141844A true JPS60141844A (ja) | 1985-07-26 |
Family
ID=17128494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24509383A Pending JPS60141844A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 耐孔食性及び機械的強度のすぐれた熱交換器用Ａｌ合金複合管材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60141844A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS644449A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-09 | Calsonic Corp | Brazing sheet made of aluminum alloy |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP24509383A patent/JPS60141844A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS644449A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-09 | Calsonic Corp | Brazing sheet made of aluminum alloy |
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