JPS62158850A

JPS62158850A - 熱交換器用Ａｌ合金フイン材

Info

Publication number: JPS62158850A
Application number: JP29808585A
Authority: JP
Inventors: Ken Toma; 当摩　建; Masazo Asano; 雅三麻野; Kensho Takahashi; 高橋　憲昭; Shoji Takeuchi; 竹内　章二; Isao Takeuchi; 竹内　庸
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1985-12-28
Filing date: 1985-12-28
Publication date: 1987-07-14
Also published as: JPH0559184B2

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】〔産業上の利用分野〕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？製ａ′ｆるに際して、ろう付は時のυＤ熱
に対してすぐれた耐垂下性？示す高温強度？有し、かつ
、ろう付は後の管材に対して丁ぐれた犠牲陽極効果を発
揮するとともに十分な室温強度を有する熱交換器用Ｍ合
金フィン材に関するものである。

〔従来の技術〕

一般ＣＡ６合金は、軽くて熱伝導性にすぐれ、かつ耐食
性にち丁ぐれていることから、例えば、自動車のラジェ
ータなどの熱交換器の製造に広く用いられている。この
熱交換器は、例えば、Ｍ−励系合金を心材とし、この芯
材の片面にＭ−８ｉ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管材と、　Ａ
Ａ　　Ｍｎ系合金のフィン材とを組合せ、この組合せ体
を、真空中あるいは不活性ガス中でフラックスなしでろ
う付けするか、あるいは低圧大気中でフラックスを用い
てろう付けすることによって製造されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このろう付は時に、熱交換器のフィン材は、ろう材の溶
融温度以上、すなわち約６００°Ｃ以上の高温に加熱さ
れるので、フィン材の高温強度が不足し、しばしば”へ
たり′°が生じていた。また、ろう付は後の高温強度も
、従来のＭ　　Ｍｎ系合金では十分でなく、例えば、熱
交換器使用時に風圧で塑性変形？起す場合があり、その
ｊｌの熱交換特性に支障をきたすなどの問題点が生じて
いた。さらに、従来のＡＪＩ　　Ｍｎ系合金は、Ｍ合金
の中でも電気１ヒ学的に貴であるため、苛酷な腐食環境
では、熱交換器の使用時に接触腐食によって管の腐食を
促進し、孔食発生叫よって熱交換器の使用寿命を縮めて
いた。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者らは、耐垂下性などの高温強度、ろう
付は後の機械的特性、管の孔食を防止するための犠牲陽
極効果のいずれにも丁ぐれるＭ合金フィン材を開発すべ
く研究を行なった。その結果、ｆｉｌ　　Ｍｎ　：　０．４　−Ｌ−’１！、　１５重
量％、Ｓｉ　：　０．３〜１８重量％、を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなるＭ合金は
高温強度および室温強度ζ二優れていること、（２）上
記Ｍ合金に、さらにＺｒ：００３〜０．１５重１％、Ｃｒ：　０．０３〜０．３重量％、Ｃｕ：　０．０５〜０．４重量％、Ｍｇ：Ｏ，Ｏｓ〜０．４重量％、のうち１種または２種以上？：含有せしめると高温強度
および室温強度がさらに向上すること、（３）　　上記
（１）および（２）のＭ合金にＺｎ：０．１〜２．０重
量％含有させると、高温強度と室温強度のほかに犠牲陽
極効果がすぐれることを知見した。

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、以下にフィン材の成分組成を上記の通りに限定した
理由を説明する。

ｆａ）　　ＭｎＭｎ成分は、Ａｌと化合物を形成し、素地中に微細に分
散析出して合金の再結晶温度？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１ヒし、もってろ
う付は時の耐垂下性（高温強度）ヲ向上させる作用があ
るが、その含有量が０．４重量％未満では上記作用に所
望の効果が得られず、一方、その含有量が１，１５重量
％に越えるとより一層の同上効果が得られないばかりで
なく、溶解鋳造時に巨大晶を形成し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０．４〜１１５重
量％（二定めた。

ｆｂｌ　　５ｉＳｉＥ分は、浦とＡｌと共にＭ合金中で微細なＭ−Ｍｎ
−３ｉｒヒ合物を形成し、これが高温、室温の機械的性
質向上に有効なばかりでなく、材料の再結晶温度を越え
て０口熱されたときに形成される再結晶粒が非等方的で
圧延方向に長く伸びたものとなるため、耐垂下性が改善
される。この場合０．３重量％未満では、上記作中に所
望の効果が得られなく、一方、１，８重量％を越えると
かえって耐垂下性（高温強度）低下の傾向を示すのでＳ
ｉ　：　０．３〜１８重量％と定めた。

（ｃｌ　　ＺｒおよびＣｒこれらの成分には、これら化合物の微細分散で室温強度
を上げるとともに、再結晶温変乞越えてＩＪＤ熱された
とき、再結晶粒が圧延方向に長く伸びた非等方再結晶の
形５５ｆ促進し、耐垂下性を向上させる効果がある。Ｚ
ｒおよびＣｒが０，０３重量％未満では上記効果が十分
でなく、一方、Ｚｒが０．１５重計重、　Ｃｒが０．３
重量％を越えて含有しても、一層の改善効果がないばか
りでなく　７１０工性を損ねるので、それぞれ０．０３
〜０．１５重量％および０６０３〜０３重量％とじた。

ｆｄｌ　　ＭｇおよびＣｕこれらの成分を含有することによって高温強度な損なう
ことなく室温強度を向上させることができる。Ｍｇおよ
びＣｕが０．０５重口％未満では強度向上効果が十分で
なく、一方、０．４重陽％を越えて含有されると耐垂下
性（高温強度）ｋ低下させるので０．０５〜０４重計％
に装置した。

（ｅｌ　　ＺｎＺｎはＭ合金中に含有されて、これ乞電気（ヒ学的に卑
にして犠牲陽極効果を発揮させる。Ａ−ｅ　　Ｍｎ系合
金では、特にＳｉ含有量によって固溶Ｍｎ指が抑えられ
るので、その効果がより有効に発揮されるようになる。

０．１重量％未満ではその効果は十分でなく、一方、２
重量％を越えて含有されてもさらに一層の効果が期待で
きなく、幻ロエ性を損なうことになるので０．１〜２重
１％に定めた。

つぎに、この発明のＭ合金フィン材を実施例によって具
体的に説明する。

〔実施例〕

第１表に示すｆヒ学成分の本発明Ｍ合金および従来Ｍ合
金を用意し、さらに、Ｍ−Ｓｉ系合金ろう材（ろう材の
成分ａｔｉ：　　Ｓｉ：９．１０重重量、Ｆｅ：０４５
重ｉ％、Ｍｎ：（’１．０３重量％、Ｃｕ：０．０３重
量％、Ｍｇ：　０１０４重量％、残部Ｍ）？用意し、こ
れらＭ合金をそれぞれ通常の方法で溶解し、鋳造して鋳
塊とした後、通常の条件で均質ｆヒ処理し、面削した後
、熱間圧延して、板厚：８１の熱延板とした。このうち
、ろう材は、さらに冷間圧延して板厚：１＋ＭＩの伶延
仮とし、上記板厚：８＋Ｉｌｌ＋＋の本発明Ａ４合金と
従来Ｍ合金の熱延板の両面に、熱間圧延によりクラッド
接合して厚板：　２　ｍｍのプレージングシートとし、
さらに、これ全３７０℃、２時間の中間焼鈍を施しつつ
冷間圧延を行ない、最終輪間圧延率３０％の板厚：０．
１６ｍｍのプレージングシート￥製造した。

一方、本発明Ｍ合金および従来Ｍ合金の板厚：８消の熱
延板は、さらに熱間圧延により板厚＝２にとし、同様に
３７０°Ｃ１２時間の中間焼鈍を推しつつ冷間圧延を行
ない、最終冷間圧延率３０％の版厚：０．１６ｍ１Ｏ薄
扱とした。

これら薄板およびプレージングシートを幅：３０１×長
さ：１４０ｍｍに切出して高温強度評価のための耐垂下
性試験用試験片とし、この試験片の長さ方向の一端から
３０ｍの部分を水平器＝保持した状態で、窒素ガス雰囲
気中で６１０°Ｇ、５分間加熱というろう付けに相当す
る条件の熱処理を旌し、ろう付は時のフィンの“へたり
”と相関のある熱処理後の自由端の垂下高さを測定した
。

つぎ（二、上記熱処理を施した後で室温引張り試験を行
ない、引張り強さおよび伸びを測定した。

さらに、耐垂下性試験後の試片を用い、犠牲陽極効果を
評価する目的で、３．５％食塩水で電気ｆヒ学的分極測
定を行ない、孔食発生電位（飽和カロメル基準）を測定
し、Ｚｎ添加の影響もしらべて第１表（１示した。

〔発明の効果〕

第１表に示されるように、本発明Ｍ合金フィン材１〜１
３は、いずれも、従来Ｍ合金フィン材と比較して、高温
強度および室温強度（ニアぐれ、とくに、本発明Ｍ合金
フィン材７〜１３は、Ｚｎ０．１〜２．０重量％の添υ
口により従来Ｍ合金フィン材と比較して、高温強度およ
び室温強度と同時に犠牲陽極効果にもすぐれ、かかる熱
交換器用Ｍ合金フィン材の発明は、熱交換器製造時のろ
う付は性が著しく改善されるばかりでなく熱交換器自体
時のフィンの塑性変形の問題もなくなり、熱交換器の管
材の防食が十分に行なわれるから、管材の薄肉化が可能
となると同時に熱交換器自体の軽撒１ヒが達成され、製
品の寿命を伸ばすことができるなどの多大な効果を奏す
るものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｍｎ：０．４〜１．１５重量％、Ｓｉ：０．３〜１．８重量％、を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金
で構成したことを特徴とする高温強度および室温強度の
すぐれた熱交換器用Ａｌ合金フィン材。
（２）Ｍｎ：０．４〜１．１５重量％、Ｓｉ：０．３〜１８重量％、を含有し、さらに、Ｃｕ：０．０５〜０．４重量％、Ｍｇ：０．０５〜０．４重量％、のうち１種または２種を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなるＡｌ合金で構成したことを特徴とする高温
強度および室温強度のすぐれた熱交換器用Ａｌ合金フィ
ン材。
（３）Ｍｎ：０．４〜１．１５重量％、Ｓｉ：０．３〜１．８重量％、を含有し、さらに、Ｚｒ：０．０３〜０．１５重量％、Ｃｒ：０．０３〜０．３重量％、のうち１種または２種を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなるＡｌ合金で構成したことを特徴とする高温
強度および室温強度のすぐれた熱交換器用Ａｌ合金フィ
ン材。
（４）Ｍｎ：０．４〜１．１５重量％、Ｓｉ：０．３〜１．８重量％、を含有し、さらに、Ｃｕ：０．０５〜０．４重量％、Ｍｇ：０．０５〜０．４重量％、のうち１種または２種と、Ｚｒ：０．０３〜０．１５重量％、Ｃｒ：０．０３〜０．３重量％、のうち１種または２種を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなるＡｌ合金で構成したことを特徴とする高温
強度および室温強度のすぐれた熱交換器用Ａｌ合金フィ
ン材。
（５）Ｍｎ：０．４〜１．１５重量％、Ｓｉ：０．３〜１．８重量％、Ｚｎ：０．１〜２．０重量％、を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなるＡｌ合金
で構成したことを特徴とする高温強度、室温強度および
犠牲陽極効果のすぐれた熱交換器用Ａｌ合金フィン材。
（６）Ｍｎ：０．４〜１．１５重量％、Ｓｉ：０．３〜１．８重量％、Ｚｎ：０．１〜２．０重量％、を含有し、さらに、Ｃｕ：０．０５〜０．４重量％、Ｍｇ：０．０５〜０．４重量％、のうち１種または２種を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなるＡｌ合金で構成したことを特徴とする高温
強度、室温強度および犠牲陽極効果のすぐれた熱交換器
用Ａｌ合金フィン材。
（７）Ｍｎ：０．４〜１．１５重量％、Ｓｉ：０．３〜１．８重量％、Ｚｎ：０．１〜２．０重量％、を含有し、さらに、Ｚｒ：０．０３〜０．１５重量％、Ｃｒ：０．０３〜０．３重量％、のうち１種または２種を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなるＡｌ合金で構成したことを特徴とする高温
強度、室温強度および犠牲陽極効果のすぐれた熱交換器
用Ａｌ合金フィン材。
（８）Ｍｎ：０．４〜１．１５重量％、Ｓｉ：０．３〜１．８重量％、Ｚｎ：０．１〜２．０重量％、を含有し、さらに、Ｃｕ：０．０５〜０．４重量％、Ｍｇ：０．０５〜０．４重量％、のうち１種または２種と、Ｚｒ：０．０３〜０．１５重量％、Ｃｒ：０．０３〜０．３重量％、のうち１種または２種を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなるＡｌ合金で構成したことを特徴とする高温
強度、室温強度および犠牲陽極効果のすぐれた熱交換器
用Ａｌ合金フィン材。
（９）Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材でクラッドしてなる特許
請求の範囲第１項乃至第８項記載の高温強度および室温
強度、または、高温強度、室温強度および犠牲陽極効果
のすぐれた熱交換器用Ａｌ合金フィン材。