JPS62287053A - ブレ−ジング用アルミニウム薄板の製造方法 - Google Patents

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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は、耐高温座屈性にすぐれ、非腐食性フラックス
ブレーシングおよびキャリアーガスツレージンタに適し
たフィン用アルミニウム薄板の製造方法に関するもので
ある。

（従来の技術） 従来、自動車クーラー用コンデンサー、エバポレーター
などのアルミニウム合金からなる熱交換器は、押出多穴
チューブとコルゲートフィンから構成されている。

一般にこのような押出多穴チューブにはＪＩＳＡ　１０
５０　（９９，５ｗｔ％以」二のＡＪＩ（以下ｗｔ％を
単に％と略記する）〕やＡ３００３　ＣＡｌ−０，１５
％Ｃｕ　−１，．３％Ｍ　ｎ　）合金か用いられ、コル
ゲートフィンにはＡ３００３あるいはＡ３２０３（／Ｉ
ＪＩ−１，．３％Ｍ　ｎ　）を芯材とし、これの両面に
Ａ見−３ｉ系合金、例えばＡ４３４３　（Ａ文−７，５
％Ｓｉ）やＡ４００４　（ＡＪＪ−１ｎ％　５ｉ−１，
５％Ｍｇ）がクラッドされた、いわゆるプレージングシ
ートが用いられている。

そして、これらのプレージングシートを用いる熱交換器
の製造は、一般に、押出多穴チューブとプレージングシ
ートを５９０〜６２０’Ｃに数分加熱して接合する方法
いわゆるブレージング法により行われる。

ところでブレージング法の中で非腐食性フラックスブレ
ージング法あるいはキャリヤーガスブレージング法に用
いるプレージングシートの場合、コルゲートフィンの芯
材（あるいは皮材にも）にＡ３００３合金にＺｎを添加
し、犠牲陽極フィンの効果を与え押出しチューブ材を防
食する必要かある。しかしＺｎを添加すると犠牲陽極効
果は向上するものの対高温座屈性が低下する。

また、キャリヤーガスブレージング法では、氏かの拡散
が大きいと芯材中のＺｎか蒸発し、フィンの残留Ｚｎ量
が少なくなり犠牲陽極効果が十分期待できなくなること
がある。

一方、このようなブレージング法によるアルミニウム合
金製熱交換器製造用フィン材の製造方法として、Ｍｎ、
Ｍｇ、Ｚｒ等を所定量含有するアルミニウム合金の芯材
に皮材をクラットしたフィン材の製造方法が最近提案さ
れている（特開昭６０−２１５７２９号公報）。

（発明が解決しようとする問題点） 上記特開昭６０−２１５７２９号公報に開示の方法は耐
座屈性の向上はＺｒを含有させることと、焼鈍１回を所
定冷間圧延の中間処理として行うということなどで行っ
ている。しかしプレージングシートの耐高温座屈性は、
フィン材の薄肉化が進むにつれて近年さらに要求水準が
厳しくなってきており、このような方法ではその要求を
満足できない。

また非腐食性フラックスブレージング法あるいはキャリ
ヤーガスブレージング法においては、前記のように芯材
Ｚｎを添加した従来のプレージングシートは耐高温座屈
性が低く、フィン材の薄肉化の要求を満足できなかった
。

したがって本発明の目的は、薄肉化しても耐高温座屈性
か高く、押出多穴チューブに対してすぐれた犠牲陽極効
果を示すブレージング用アルミニウム薄板の製造方法を
提供することである。

さらに本発明の目的は、特に、非腐食性ブラックスプレ
ージング法およびキャリヤーガスブレージンク法に対し
て好適なブレージング用アルミニウム薄板の製造方法を
提供することである。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは上記問題点を解決するため種々検討を重ね
た結果、Ｍｎ、Ｚｎを所定量含有しＦｅ、Ｓｉを量を規
制したアルミニウム合金を芯材とし、Ａ文−３ｉ系ある
いはＡｎ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材を皮材として被覆した合
せ材を加工する場合、熱間圧延終了後は、直ちに、ある
いは冷間圧延をおこなった後に焼鈍をおこなうが、対高
温座屈性を向にさせるためには、少なくとも２回以」二
の中間焼鈍が必要であること、さらに、それらの焼鈍の
うち最終２回の中間焼鈍については冷間圧延率も重要で
あることを発見し、詳細な検討を行った。その結果、冷
間圧延、焼鈍工程に関して圧延率をある条件で制御する
ことが必要なことを見い出した。本発明はこの知見に基
づきなされるに至ったものである。

すなわち本発明はＭｎ　０．６〜２．０％、Ｆｅ０．３
％以下、Ｓｉ０．６％以下、Ｚｎ　０．５〜２．（．３
％、残部Ａ１１（以上、ｗｔ％）からなるアルミニウム
合金を芯材とし、Ａｎ−３ｉ系あるいはＡｎ−３ｉ−Ｍ
ｇ系ろう材を皮材とした合せ材を熱間圧延及び冷間圧延
加工するに当り、 （イ）加熱処理あるいは均質化処理を施した合せ材に、 （ロ）熱間圧延以降の工程で少なくとも２回以」二の中
間焼鈍を行い、 （ハ）最後から２番目の中間焼鈍から最終の中間焼鈍ま
での冷間圧延率Ｒ１（％）と最終の中間焼鈍から最終板
厚までの冷間圧延率Ｒ２（％）か ｌＯ≦Ｒ１≦９０．１０≦Ｒ２≦６０．３０≦Ｒ］　＋
　Ｒ２及びＲ，−ＲＺ≦６０の関係を満足するよう冷間
圧延を行う、 ことを特徴とするブレージング用アルミニウム薄板の製
造方法を提供するものである。

次に本発明のフィン材の芯材に用いられるアルミニウム
合金組成における各成分の作用を説明する。

Ｍｎは合金の強度を向−１−させるとともに、Ａｌ−Ｍ
ｎ−ＦｅあるいはＡｆＬ−Ｍｎ−３ｉ系の微細な析出物
を生し、再結晶粒を粗大化させ、ブレーシング時の高温
加熱の際の耐高温座屈性を向上させる働きを持つ。その
量か０．６％未満では、その効果か小さく、２．０％を
越えて添加した場合は巨大晶出物か生しやすく、フィン
材としての成形性か悪くなる。

Ｆｅは、／’Ｊｌｊ、Ｍｎとの共存によってＡＪＪ−Ｍ
　ｎ　−Ｆ　ｅ系の析出物を生じ、再結晶粒を粗大化さ
せブレージング時の高温加熱の際の耐高温座屈性を向」
ユさせるが、０．３％を超えると晶出物の量か増え、再
結晶の核サイトとじて働くため、再結晶粒か微細化し、
逆に耐高温座屈性な悪化させる。

Ｓｉは、へ交−Ｍｎ−３ｉ系の微細な析出物を生し、再
結晶粒を粗大化させ、ブレーシング時の高温加熱の際の
耐高温座屈性を向」ニさせる働きを持つが、　０．０５
％未満ではその効果か小さく０．６％を越えると逆に晶
出物の効果で再結晶粒か微細化し、耐高温座屈性を悪化
させる。Ｚｎはフィン材の電位を卑にし、犠牲陽極効果
てチューブ等の作動流体通路の孔食な防ぐ働きがあるが
、０．５％未満てはその効果が小さく、２．０％を越え
ると自己腐食か高くなるとともに、ろう＋１性が低下す
る。

本発明においては、合せ材に均質化処理を施す。この均
質化処理は」−記の組成を持った芯材を均質化処理した
後にＡｎ−３ｉ系、Ａ文−８１−Ｍｇ系の皮材をクラッ
ドするか、あるいは皮材をクラットした後に均質化処理
しておこなわれる。

均質化処理の温度か５８０　’Ｃを越えるとブレーシン
グ時の再結晶粒度が微細化し、耐高温座屈性が悪化する
ため、上限を５８０°Ｃに定める。なお、皮材をクラッ
トした後均質化処理をおこなう場合は、皮材の融点（Ａ
ＪＬ−３ｉ系ては５７７℃、Ａ交−５１−Ｍｇ系では５
５５°Ｃ）以下の温度でなければならない。また、本発
明においては均質化処理をすることなく、芯材に皮材を
クラットしたたけでも充分要求特性を満足することがで
きる。

次に、皮材の融点以下の温度に加熱し、熱間圧延をおこ
なうが、この条件については特に規定する必要はない。

また、皮材をクラットした後に均質化処理をおこなう場
合は、この均質化処理後、直ろに熱間圧延をおこなって
もよい。

熱延終了後は、直ちに、あるいは冷間圧延をおこなった
後に中間焼鈍を行うか、耐高温座屈性を向」ニさせるた
めには、少なくとも２回以」−の中間焼鈍が必要である
。

さらに、それらの焼鈍のうち最終２回の焼鈍については
冷延率も重要であり、以下の条件て冷間圧延、焼鈍を行
う。Ｒ１を最終から２番］」の焼鈍から最終焼鈍までの
冷間圧延率（％）とし、Ｒ２を最終焼鈍から最終板厚ま
での冷間圧延率（％）としたとき、１０≦Ｒ≦９０かつ
１０≦Ｒ２≦６０かつ３０≦Ｒ＋ＲかつＲ１−Ｒ２≦６
０の条件を満たす板厚で中間焼鈍をおこなう工程である
。このＲ，、Ｒ２で規制される冷間圧延率の範囲を第１
図に示す。

中間焼鈍の温度、時間等は特に制限はないか通常３００
〜４００°Ｃて０．５〜６時間である。

一般に、アルミニウム合金フィン材の高温座屈の原因と
しては、溶融した皮材か芯材の粒界あるいは、サブバラ
ンタリーを経路として拡散することが考えられ、したが
って、拡散を防ぐためにはブレージングの高温加熱の際
、すみやかに再結晶しくサブバランタリーを消す）、シ
かも、再結晶粒が粗大である（粒界の面積を小にする）
ことか必要である。

本発明者らの研究によればブレージンクの高温加熱時に
、再結晶が遅れ芭最大の原因は、加熱Ａ温時に、Ｍｎ、
Ｓｉ等の固溶元素が析出し、再結晶と競合することであ
り、それを防ぐためには。

熱間圧延終了後に冷間圧延、中間焼鈍をくり返し、析出
物をあらかじめ十分マトリクス中に析出させることによ
って固溶Ｍｎ、Ｓｉ量を減らすことが有効であることが
判明した。高温加熱以前に存在するこれらの微細析出物
は、再結晶をやや遅らせるが通常は、問題となることは
なく、むしろ１粒度な粗大化する働きがあり、耐高温座
屈性を向」ニさせる。このような効果を得るには、中間
焼鈍は２回未満ては不十分で、少なくとも２回以上の中
間焼鈍が必要である。

さらに最後から２番目の中間焼鈍から最終中間焼鈍まで
の冷間圧延率（Ｒ１）が１０％未満では、最終焼鈍時の
析出が不十分になるとともに、再結晶が生じず、ブレー
ジングの高温加熱の際にサブバウンダリーが残りやすく
なる。また、９０％を越えると最終焼鈍時の再結晶が極
めて早く、析出物のサイズも極めて微細化するため、ブ
レージング時のサブバウンダリーの消滅を妨害し、耐高
温座屈性を悪化させる。

また、最終冷間圧延率（Ｒ２）が１０％未満では加工度
が小さく、−ブレージング時の再結晶が遅れ、サブバウ
ンダリーが残存し、耐高温座屈性が悪化する。逆に、Ｒ
２が６０％を越えると再結晶粒度が微細化し、耐高温座
屈性が悪化するとともに、フィン材としての成形性が悪
化する。

そこで、１０≦Ｒ１≦９０．１０≦Ｒ２≦６０の条件が
必要となる。さらに、１０≦Ｒ２≦２０の領域において
は、１０≦Ｒ１≦９０でも耐高温座屈性が悪化する場合
があり、 ３０≦Ｒ］　＋　ｒｔ　２　、　ＲｌＲ２≦６０の条件
も、加える必要がある。

本発明において用いられる皮材としてのＡｌ−３ｉ系あ
るいはＡＪＩ−３ｉ−Ｍｇ系ろう材の具体例としてはＡ
４３４３　（Ａｌ−７，５％Ｓｉ）とこれにＺｎを．３
％程度加えたもの及びＡ４００４（Ａｌ−１Ｏ％５ｉ−
１，５％Ｍｇ）がある。

本発明により得られるフィン材の最終板厚は通常０．１
θ〜０．２０−■である。

（実施例） 次に本発明を実施例に基づきさらに詳−細に説明する。

実施例 下記第１表に示すＡ−Ｅの組成を持っ鋳塊（３０４ｘ７
（Ｉｎ　ｘ１６００’）を均質化処理した後、面削しく
一部は均質化処理させずに面削のみ）、Ａ４３４３相当
のＡｌ−７，５Ｓｉの皮材をクラツド率片面１２％で両
面にクラッドした。その後、第２表に示すように再加熱
、熱間圧延、冷延、焼鈍をおこなし）０．１２騰■のフ
ィン用プレージングシートを作製した。詳細な加工方法
を第２表に示す。またこの加工方法Ｎｏ、ｌ〜１６を第
１図にプロットした。図中数字は加工方法Ｎｏ、を示し
、線で囲った範囲が本発明の条件の範囲を示す。

上記のようにして得られたフィン材の耐高温座屈性及び
耐食性を試験した。この結果を第３表に示した。

（１）耐高温座屈性試験 合金Ａ〜Ｅを芯材とした加工方法ｌ〜１６により加工し
て得たフィン用プレージングシートから幅２２ｍｍ長さ
６０ｍｍの試料（２１）を作成し、これを第２図（イ）
（ロ）のように台（２２）上に固定具（２３）を用いて
ｔＸ２２”×５０９を片持ちで保持し、６１０’Ｃ，１
０分間大気中で加熱する。第２図（ｌ＼）に示す加熱後
の垂下量の大小で耐高温座屈性を評価する。この評価法
において、垂下蓋が１５ｍｍ以下であれば実際のコンデ
ンサーを組みたて、ブレージングをした際に問題かない
ことを確認した。

したがって垂下量１５ｍｍ以下を合格と判定する。

（２）フィン材の耐孔食性試験 第３図に示すようにフィン材（Ｓｉ）をコルゲート加工
した後、両側に０．８ｔ×２０Ｗ×１００文のＡ３００
３板（３２）を非腐食性フラックスブレージング法でろ
う付けした。

この試片を塩水噴霧（Ｊ　Ｉ　５Ｚ２３７１に準じる）
４０００ｈｒのテストを行いＡ３００３板に生じた孔食
な調べた。

（発明の効果） 本発明によって、従来より一段と耐高温座屈性を向］ニ
させることができ、よりフィン材の薄肉化が可能となる
。

したがって本発明方法によれば非腐食性ブラックスプレ
ージングおよびキャリアーガスブレージングに適するフ
ィン用アルミニウム薄板を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法においてとられる冷間圧延率の範囲
の説明図であり、第２図（イ）、（ロ）、（ハ）はフィ
ン材の耐座屈性の試験方法の説明図、第３図はフィン材
の耐孔食性試験の説明図である。 第　　１　　図 Ｒ２（％） ε ε へ へ ＄１”ｐ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｍｎ０．６〜２．０％、Ｆｅ０．３％以下、Ｓｉ０．６
   ％以下、Ｚｎ０．５〜２．０％、残部Ａｌ（以上、ｗｔ
   ％）からなるアルミニウム合金を芯材とし、Ａｌ−Ｓｉ
   系あるいはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材を皮材とした合せ
   材を熱間圧延及び冷間圧延加工するに当り、（イ）加熱
   処理あるいは均質化処理を施した合せ材に、 （ロ）熱間圧延以降の工程で少なくとも２回以上の中間
   焼鈍を行い、 （ハ）最後から２番目の中間焼鈍から最終の中間焼鈍ま
   での冷間圧延率Ｒ＿１（％）と最終の中間焼鈍から最終
   板厚までの冷間圧延率 Ｒ＿２（％）が １０≦Ｒ＿１≦９０、１０≦Ｒ＿２≦６０、３０≦Ｒ＿
   １＋Ｒ＿２及びＲ＿１−Ｒ＿２≦６０の関係を満足する
   よう冷間圧延を行う、 ことを特徴とするブレージング用アルミニウム薄板の製
   造方法。