JPS62182244A

JPS62182244A - フイン用アルミニウム合金

Info

Publication number: JPS62182244A
Application number: JP2478086A
Authority: JP
Inventors: Motoyoshi Yamaguchi; 山口　元由; Kazunori Ishikawa; 石川　和徳
Original assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Current assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Priority date: 1986-02-06
Filing date: 1986-02-06
Publication date: 1987-08-10

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）本発明は自動車の熱交換器に好適なフィン用アルミニウ
ム合金に関し、特に優れたろう付は性と高い強度を有し
、かつろう付は後の熱交換器コアの表面に良好な塗装性
をイ」与するものである。

（従来の技術）一般に自動車の熱交換器としては、ラジェーター、ヒー
ター、オイルクーラー、コンデンサー及びエバポレータ
ー等があり、この内オイルクーラー、コンデンサー及び
エバポレーターはほとんどアルミ化されており、ラジェ
ーター及びヒーターも一部アルミ化されている。これ等
アルミ製熱交換器のコアは基本的に第１表に示すプレー
ジングシートと第２表に示すアルミニウム及びアルミニ
ウム合金部材で構成され、一般にはろう付は法により作
られている。ろう付は法としては塩化物系フラックスを
用いる炉内ろう付は法やフラックスを用いない真空ろう
付は法が主流であったが、最近ではフッ化物系の非腐食
性フラックスを用いて非酸化性雰囲気中でろう付けする
方法（以下Ｎ８法と略記）が採用されるようになり、主
にラジェーターやコンデンサーの製造に用いられている
。

注：（＊）印は真空プレージングシートを示す。

第　　２　　表近年熱交換器は製造コストの低減及び軽量化が要求され
、フィンにおいても薄肉化が求められている。フィンを
薄肉化するためにはフィンに従来材にり強度の高い合金
を使用する必要がおり、そこでベアのフィンとろう祠を
被覆した管材を用いてろう付（）する方法が提案されて
いる。例えば第３図に示すように表面にＪＩＳ４０４５
　（Ｓ　ｉ　９．０〜１１．０ｗｔ％、残部Ａ、ｅ）を
被覆したＪ　Ｉ　Ｓ　３００３　（Ｃｕ　０．０５〜０
．２０ｗｔ％、Ｍｎ１．Ｏ〜１．５　ｗｔ％、残部Ａ、
ｅ＞からなる偏平管（１）の間にＪＩＳ３００３からな
るベアのフィン（２）を配置してＮＢ法によりろう付け
している。

〔発明が解決しようとする問題点）一般的に使用されているフィン材としてはＪＩＳ’１０
５０（ＩＴｉ度９９．５ｗｔ％以上の純Ａ、ｅ）、３０
０３．３２０３　（Ｍｎ１．Ｏ〜１．５　ｗｔ％、残部
Ａ、ｔ２）等であるが、これはろう付は加熱後の引張強
さが８〜１１　ｋ　／−程度であり、更に薄肉化するに
はより強度の高い合金を使用しなければならない。ろう
付は可能な６００　’Ｃ以上の融点を有し、より高い強
直を有する合金としては非熱処理系のＪ　ｌ５３００４
　（Ｍｎ１．０〜１．５ｗｔ％、Ｍ　ｇ０．８〜１．３
　ｗｔ％、残部Ａ、ｅ）、３００５　（Ｍ　ｎ　１．０
〜１．５　ｗｔ％、Ｍｇ０．２〜０．６ｗｔ％、残部Ａ
、ｅ）、熱処理系のＪ　ｌ５６９５１　（Ｓ　ｉ　０．
２０〜０．５０ｗｔ％、（：、　ｕ　０．１５〜０．４
０ｗｔ％、Ｍ　ｇ０．４０〜０．８　ｗｔ％、残部Ａ、
ｅ）、７　Ｎ　Ｏ１（Ｍ　ｎ０．２〜０．７　ｗｔ％、
Ｍｌ、０〜２．０ｗｔ％、残部ＡＪ２＞（以下ｗｔ％を
％と略記）が考えられるが、これ等合金にはＭＱが多く
含まれており、ＮＢ法ではろう付は性が劣る。またろう
付は時に＋Δ料衣表面綿状の物質が発生し、ろう付は炉
内で一部表面から飛散して炉内を汚染するばかりか、ろ
う付は後のコアの塗装工程で塗料の密着性を悪くする等
の問題がある。更にはフィン材に耐食性改善のため犠牲
陽極としての特性が要求されるが、これ等の特性に欠け
る欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、ＮＢ法でＭｇを多
く含有する合金のろう付は性が劣るのは、Ｍｇ元素が活
性で合金表面で酸素と結びついて酸化物ＩＶｔＱＯを生
成し、表面に強固な被膜を作るためであり、Ｍｇが多く
含まれる合金はど被膜は強固となり、更にＮＢ法ではフ
ラックスＭ度が３〜５％と薄いところからフラックス効
果が弱いこととめいよってろう付は性か劣ることを知見
した。また合金表面に生成する綿状物質は分析の結果、
ＮＢ法で使用するフラックス成分のに、ｌ！、ＦとＭ（
］が反応した化合物であること、ろう付り時合金中のＭ
Ｏは表面層でフラックスと反応し、フラックス中に取り
込まれ、更に表面層でＭ　ｇ　’ｔ９度が低下づ−るた
め、合金中から表面層へＭＣＩか拡散してフラックスと
反応し、その結果合金中のＭｃ＋ｆｆｉが多い場合には
、Ｍｇとフラックスとが反応した化合物が多くなり、綿
状物質として発生することを知見した。

これ等の知見に基づき、更に検討の結果、ＮＢ法で製造
する熱交換器のフィン部材として高強度と優れたろう（
＝ｌけ性およびろう付は後の良好な塗装性を有するフィ
ン用アルミニウム合金を開発したものである。

即ら本発明合金の一つはｌＶｔｇ０．２〜０．５％、３
　ｉ　０．３〜１．０％、Ｚ　ｎ０．５〜２．０％を含
み、残部Ａ（と不可避的不純物からなることを特徴とす
るものである。

本発明合金の他の一つは、Ｍｇ０．２〜０．５％、３　
ｉ　０．３〜１．０％、Ｚ　ｎ０．５〜２．０％を含み
、更にＣｕ０．３％以下、Ｍｎ０．５％以下、ｚｎ０．
３％以下、Ｆｅ１．０％以下の範囲内で何れか１種又は
２種以上を含み、残部Ａ、ｅと不可避的不純物からなる
ことを特徴とするものでおる。

〔作用〕

本発明において合金組成を上記の如く限定したのは次の
理由によるものである。

Ｍ（］の添加はＳｉとの共存によりＭｇ２　Ｓ　ｉを形
成して強度を向上させるためであり、その含有量を０．
２〜０．５％としたのは、０．２％未満では強度向上の
効果が少なく、０．５％を越えるとＮＢ法のフルオロア
ルミン酸カリウム系フラックスと反応して綿状物質が発
生するようになり、不都合を生ずるためである。Ｓｉの
添加はＭＣＩとの共存によりＭ（Ｊｚ　Ｓ　ｉを形成し
て強度を向上させるためであり、その含有量をＯ１゛３
〜１．０％としたのは、０．３％未満では強度向上の効
果が少なく、１．０％を越えると合金の融点が６００℃
以下となってろう付けができなくなるためである。また
Ｚｎの添加はフィンとして管体より電位を卑とし、犠牲
陽極材としての効果をもたせるためであり、その含有量
を０．５〜０．２％としたのは、０．５％未満ではその
効果が少なく、２０％を越えて添加してもそれほど電位
は卑にならず、むしろ融点を下げ、ろう付は時の座屈に
対して悪影響を及ぼすためである。

また、Ｃｔ、Ｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｆｅ等の副成分の
何れか１種又は２種以上の添加は何れも更に強度を向上
させるためであり、Ｃｕ含有量を０．３％以下としたの
は、これを越えて添加すると、７．ｎの添加による電位
を卑にする効果が損なわれるためである。Ｍｎ含有量を
０．５％以下としたのは、これを越えて添加すると、ろ
う付【ブ後の冷却時における焼入れ感受性を悪くし、ｆ
ＶＬｇｚ　Ｓ　ｉの効果を抑えてしまうためである。

ＣｒとＺｒの含有量をそれぞれ０．３％以下としたのは
、何れも０．３％を越えて添加すると、巨大な粒径の金
属間化合物を形成して塑性加工性を低下させるなど、実
用上剥さないものとなるためである。Ｆｅ含有量を１％
以下としたのはこれを越えて添加しても、その効果が飽
和し、かつ塑性加工性を低下するためである。

尚一般のＡ（合金において行なわれている結晶粒微細化
のための微量のＴ；、ａの添加は本発明合金においても
有効であり、０．１５％以下の範囲内で添加すると良い
。また不可避的不純物とは通常°のＡ、ｅ地金に含まれ
る通常の不純物である。

（実施例１）第３表に示す組成の合金を常法により溶Ｖｆ？、鋳造し
、鋳塊を均熱処理して熱間圧延した後、冷間圧延、焼鈍
、冷間圧延により厚さ０．０８ｍの）」１４材に仕上げ
てフィン材とした。

これ等フィン材についてろう付【プを模して６００°Ｃ
に５分間加熱し、５５０°Ｃよりファン冷却した後、室
温に１力月放置してから引張試験を行なった。次に上記
フィン材について第２図に示すように巾１６ｍｍ、高ざ
１２ＩｒＲ１ピツヂ３馴にコルゲート加工してフィン（
２）とし、板厚０．４ｍ。

ｒｉ１６ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの偏平管（１）と組合せ
、鉄製治具（３）により固定し、トリクレン蒸気脱脂を
行なった。偏平管には、、１Ｉｓ３００３月を芯材とし
、外面にＪＩＳ４０５４（ろう剤）を板厚に対して１０
％の４１Ｊ合でクラットした。このコアに５％）襲度の
フルオロアルミン酸カリウム系フラックスを塗布し、１
５０°Ｃで１０分間乾燥した後、ＮＺガス雰囲気中で６
００°Ｃに５分間加熱してろう付けを行なった。これ等
についてろう付４ノ性を評価すると共に、フィンの座屈
、綿状物質の発生状況及び電位を調べた。これ等の結果
を従来材料と比較して第４表に示す。

ろう付は性の評価は良好なフィレットを形成したものを
Ｏ印、フィレットを形成しないか又は極端に小さいもの
をＸ印で示した。座屈はろう付は時に座屈したものをＸ
印、座屈しないものをＱ印で示した。綿状物質の発生状
況は発生したものをあり、発生しなかったものをなしと
した。また電位は２５°Ｃの５％ＮａＣ，ｅ水溶液中で
フィンの電位（対５ＣＥ）を測定し、ろう剤電位（−７
５０ｍ　ｖ　）より５０７ｎ以上卑な電位のものをＱ印
、それ以下のものを×印′（示した。

第３表〜第４表から明らかなようにＪＩＳ３００３　（
Ｎ０．２６）では強度が劣るためフィンに座屈を生じ、
ＪＩＳ３００４　（Ｎ０．２７）、６９５１　（Ｎ０．
２８）及び７ＮＯ１（Ｎ０．２９）では強度は高いがＭ
ｇが多く含まれているためろう付は性が劣るばかりか、
綿状物質が発生ずるのに対し、本発明合金Ｎ０．　１〜
１６は何れもろう付は性が良好で、綿状物質の発生もな
く、フィンの座屈もなく、引張強さもＪＩＳ３００３よ
り高く、電位も偏平管より５０ｍｖ以上卑であり、総合
的に優れていることが判る。これに対し本発明合金の組
成範囲にり外れる比較合金では総合的に劣ることが判る
。

（実施例２）第３図に示すようにＪ　ｌ５ＢＡ’ｌ　１　ＰＣからな
るプレーｈ　（５）　、偏平デユープ（１）及びＩナイ
ドブラケッ１−（４）と、第３表に示す本発明合金Ｎ０
．５からなるコルゲートフィンを組み合Ｕ、鉄装冶具で
固定し、１〜リクレン蒸気脱脂を行なった。尚比較のた
め従来のＪＩＳ６９５１（Ｎ０．　２８）からなるコル
グー１〜フインを用い、同様に処理した。

これ等に５％濃度のフルオロアルミン酸カリウム系のフ
ラックスを塗イロし、１５０°Ｃで１０分間乾燥後、Ｎ
ｚガス雰囲気中６００°Ｃで５分間加熱してろう付けを
行ない、その上下両端にプラスチックタンク（６）を取
付け、吹付は塗装してラジェーターを作成した。

その結果、Ｊ　ｒｓ６９５１　（Ｎ０．２８）のコルゲ
ートフィンを用いたラジェーターはフィンと偏平チュー
ブのろう付は性か劣り、一部フインがはがれてしまった
。またフィン上に綿状物質が発生し、塗装時の密着性が
悪かった。これに対して本発明合金（Ｎ０．　５　）か
らなるコルゲートフィンを用いたしのはろう付は性が良
好で、綿状物質の発生もなく、塗Ｊ：３１の密着性も良
好てあつｌこ　。

次にこれ等のラジェーターをＪＩＳ７２３７１に早く塩
水口ｎ霧試験を行ない、偏平チューブに貫通孔食か発生
するまでの時間を比較した。

その結果Ｊ　Ｉ　３６９５１　（Ｎ２８）のコルゲート
フィンを用いたラジェーターでは１５００時間で崗通孔
食を発生したのに対し、本発明合金（Ｎ０．５）からな
るコルゲートフィンを用いたラジェーターは貫通孔食が
発生するのに４５００時間を要しｌこ。

（、発明の効果）このように本発明によれば優れたろう（＝Ｊけ性と高い
強度をイｊし、フィンの薄肉化が可能となり、熱交換器
の製造コストの低減及び軽量化を達成することができる
等工業上顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はコルゲートフィンと偏平チューブを組合上た模
擬コアの治具固定の一例を示す説明図、第２図はラジェ
ーターの一例を示す正面図、第３図は模擬コアの一例を
示す説明図である。１、偏平チューブ２、コルゲートフィン３、鉄製冶具４．９“イドブラケット５、プレート６、プラスヂックンタンク

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｍｇ０．２〜０．５ｗｔ％、Ｓｉ０．３〜１．０
ｗｔ％、Ｚｎ０．５〜２．０ｗｔ％を含み、残部Ａｌ不
可避的不純物からなることを特徴とするフィン用アルミニウム合金。
（２）Ｍｇ０．２〜０．５ｗｔ％、Ｓｉ０．３〜１．０
ｗｔ％、Ｚｎ０．５〜２．０ｗｔ％を含み、更にＣｕ０
．３ｗｔ％以下、Ｍｎ０．５ｗｔ％、Ｃｒ０．３ｗｔ％
以下、Ｚｒ０．３ｗｔ％以下、Ｆｅ１．０ｗｔ％以下の
範囲内で何れか１種又は２種以上を含み、残部Ａｌと不可避的不純物からなることを特徴とするフィン用アルミニウム合金。