JPS6254180B2

JPS6254180B2 -

Info

Publication number: JPS6254180B2
Application number: JP297180A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Innami; Nobuyuki Matsuzoe; Hideki Hoshino; Takeo Saegusa
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd; Kasei Naoetsu Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Kasei Corp; MA Aluminum Corp
Priority date: 1980-01-14
Filing date: 1980-01-14
Publication date: 1987-11-13
Also published as: JPS56102564A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はクロス・フイン材の製造方法に関する
ものである。詳しくは本発明は、連続鋳造圧延に
より得られた帯状板を冷間圧延して製造したアル
ミニウム箔を用いるクロス・フイン材の製造方法
に関するものである。アルミニウムは熱伝導度が大きく、かつ加工が
容易なので伝熱部材として賞用されている。例え
ばルームクーラーや冷蔵庫等には、立上つた鍔の
ついた孔を多数穿設したアルミニウム薄板を一定
間隔をへだてて多数枚重ね、各孔に冷却媒体を流
通させる管を挿通した構造の熱交換器が使用され
ている。アルミニウム薄板に立上つた鍔を穿設す
る作業はフイン加工と称されており、フイン加工
を設した薄板はクロス・フイン材と称されてい
る。管内を流れる冷却媒体の熱は管壁および立上
つた鍔を経てクロス・フイン材に伝達され、クロ
ス・フイン材から周囲の空気に伝達される。クロス・フイン材は、一般に、フイン加工の容
易なJIS1050、1100、1200などの純アルミニウム
またはJIS3003などのアルミニウム−マンガン合
金を用いて製作されている。これらの純アルミニ
ウムや合金は、それぞれの溶湯を半連続鋳造法に
よりスラブとし、これを熱間圧延で厚さ３〜10mm
の帯状板とし、次いでこれを冷間圧延して所定の
厚さとしたのち焼鈍してフイン加工に供されてい
る。最近、エネルギー価格の高騰に伴い、アルミニ
ウムの使用量を節減するため、クロス・フイン材
をできるだけ薄くすることが要望されている。し
かしクロス・フイン材を薄くすると、強度が低下
してクロス・フイン材の立上つた鍔と管との密着
が不十分となり、両者間の伝熱効率が低下する。
従つてクロス・フイン材を薄くするには、強度の
大きいアルミニウムを使用することが必要であ
る。一般にアルミニウムの強度は種々の合金元素
を添加することにより向上させ得るが、合金元素
の添加はフイン加工性や耐蝕性を悪化させる。本発明はフイン加工性および耐蝕性に優れ、か
つ強度の大きいアルミニウム箔を用いてクロス・
フイン材を製造する方法を提供するものである。本発明によれば、0.2〜0.7（重量）％の鉄およ
び0.15〜0.7（重量）％の珪素を含み、鉄と珪素
との比率が0.8〜1.5の範囲内にあるアルミニウム
溶湯を、連続的に鋳造圧延して３〜15mmの厚さの
帯状板とし、次いでこの帯状板を冷間圧延して
0.070〜0.150mmの厚さとし、さらにこれを150〜
300℃で焼鈍処理して得られたアルミニウム箔に
フイン加工を施すことにより、薄くてしかも強度
が大きく耐蝕性に富むクロス・フイン材を製造す
ることができる。本発明をさらに詳細に説明すると、本発明は特
殊な方法で製造したアルミニウム箔にフイン加工
を施すことを特徴とするものであり、フイン加工
自体は常法により行なうことができる。本発明では先ず0.2〜0.7（重量）％の鉄および
0.15〜0.7（重量）％の珪素を含み、鉄と珪素と
の比率が0.8〜1.5の範囲内にあるアルミニウム溶
湯を用いて帯状板を鋳造する。鉄はアルミニウム
箔の強度を向上させる作用を奏するので、0.2
（重量）％以上存在させることが必要である。し
かし鉄の含有量が増加するにつれて鉄の強度向上
効果は飽和し、逆に鉄の存在による耐蝕性および
加工性の低下が顕著となる。従つて鉄の含有量は
0.7（重量）％以下でなければならない。鉄の好
適な含有量は0.2〜0.6（重量）％である。珪素は鉄との共存において強度向上効果を奏す
る。適当量の珪素が存在すると、薄板を焼鈍する
際に著るしい強度低下をきたさずに加工性を改善
することができる。しかし珪素の存在は耐蝕性を
低下させるので、その含有量は上記の範囲でなけ
ればならない。珪素の好適な含有量は0.17〜0.6
（重量）％である。鉄と珪素との含有量は、鉄／
珪素の比率が0.8〜1.5の範囲内となる量でなけれ
ばならない。鉄／珪素の比率がこの範囲よりも大
になると、薄板の焼鈍に際し、加工性の改善が達
成される前に著るしい強度低下が生ずる。また
鉄／珪素の比率が上記の範囲よりも小になると、
鋳造性が大きく低下し、かつ耐蝕性および加工性
も低下する。鉄と珪素との好ましい比率は1.0〜
1.2である。アルミニウム溶湯中に上記の鉄および珪素以外
に銅やマグネシウムを少量存在させると、得られ
る薄板の強度をさらに向上させることができる。
しかし銅は耐蝕性を低下させるので、その含有量
は0.3（重量）％以下、特に0.2（重量）％以下と
するのが好ましい。またマグネシウムは加工性を
低下させるので、その含有量は0.5（重量）％以
下、特に0.3（重量）％以下とするのが好まし
い。さらにアルミニウム溶湯中には、アルミニウ
ムの組織を微細化するため、チタンまたはジルコ
ニウムを0.01〜0.1（重量）％程度含有させても
よい。なお、チタンを含有させる場合には、チタ
ンに対して10〜20（重量）％の硼素を共存させる
のが好ましい。本発明では、先ず上記の組成のアルミニウム溶
湯を連続的に鋳造圧延して、厚さ３〜15mm、好ま
しくは４〜８mmの帯状板とする。溶湯を連続的に
鋳造圧延するには、２個の回転する鋳造用ロール
または走行する鋳造用ベルトなどで構成される鋳
型の間に配置されたノズルを経て、溶湯を上記鋳
型間に導入し、鋳型で冷却しながら同時に圧延す
ればよい。この方法は直接連続鋳造圧延法として
知られている。この方法により厚さ３〜15mm、好
ましくは４〜８mmの帯状板を製造すれば、鋳造時
に鉄の強制固溶量が増加するため、鉄、珪素など
の元素の含有量が少ない場合には、鉄を含む金属
間化合物などは殆んど晶出しない。また、これら
の元素の含有量が若干多くても、その晶出物の量
が少なく、かつ、その大きさも小さいので、フイ
ン加工性を損なうことがない。直接連続鋳造圧延法では、鋳造速度（帯状板の
進行速度）は0.8〜1.4ｍ／分、溶湯温度は680〜
710℃の範囲が適当である。直接連続鋳造圧延で得られた帯状板は、次いで
常法による冷間圧延により0.070〜0.150mm、好ま
しくは0.090〜0.120mmの厚さとしたのち、150〜
300℃で焼鈍して箔とする。焼鈍によりフイン加
工性が改良されるが、焼鈍温度が高過ぎると箔の
強度が著るしく低下するので、焼鈍は上記の範囲
内で行なわなければならない。焼鈍時間は通常１
〜２時間である。本発明方法におけるフイン加工は常法により行
なうことができる。フイン加工には、絞り加工を
主体としたバーオーク方式としごき加工を主体と
したドローレス方式とがあるが、本発明方法では
いずれの方式をも用いることができる。本発明方
法でフイン加工に供するアルミニウム箔は薄肉で
も強度が大きいので、この特徴を生して0.090〜
0.120mmのアルミニウム箔にしてドローレス方式
でフイン加工するのが好ましい。ドローレス方式
によるときは、アルミニウム箔に穴を開け、穴の
周囲を突出させ、しごき加工により突出部を所定
の長さの立上つた鍔とし、最後に鍔の上端を外側
に屈曲させてクロス・フイン材とする。なお通常
は穴を開ける前に、穴の周囲に凸起を形成するコ
ルゲート加工を行なう。本発明方法でフイン加工
に供するアルミニウム箔は加工性がよいので、割
れ等の欠陥のないクロス・フイン材を容易に製作
することができる。また、薄肉でも強度が大きい
ので、熱交換器の製作に際し、拡管操作だけで穴
に挿入した管と鍔とを十分に密着させることがで
きる。次に、本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。実施例１〜２および比較例１〜４下記表１に示す各種組成のアルミニウム合金を
それぞれガス炉で溶解し、溶解後溶湯温度を750
℃とし、これによく乾燥させた塩素と窒素の混合
ガスを吹き込み、脱ガス処理を行なつた。その
後、これらの溶湯にアルミニウム−チタン−ホウ
素母合金（チタン含有量５重量％、ホウ素含有量
１重量％）をチタン含有量が0.02重量％となるよ
うに添加し、次いでこれから直接連続鋳造圧延法
または縦型半連続鋳造法および熱間圧延によりそ
れぞれ、厚さ５mmの帯状板を製造した。直接連続鋳造圧延法では、駆動鋳型として半径
30cmの２個のロールを用い、また、鋳造速度は
130cm／分であつた。一方、縦型半連続鋳造法では、鋳造速度４cm／
分で断面９cm×20cmのスラブを鋳造し、これを
400〜500℃で熱間圧延により帯状板とした。次に、得られた帯状板を冷間圧延して最終的に
厚さ0.1mmの箔とし（冷間加工度98％）、下記表１
に示す温度で２時間焼鈍を行なつたのち、フイン
加工性試験および引張り強度試験に供した。結果
を表−１に示す。なお、フイン加工性試験は、打
抜ダイスを用いて箔に直径12mmの穴をあけ、次い
で直径14mmの円柱状ポンチを穴に挿入して、張出
し加工を主体とした加工で穴の周囲に立上りを形
成した。最後に直径16.5mmの円柱状ポンチを挿入
して、しごき加工を主体とした加工を施した。各試験片について上記の操作により各５個のフ
イン加工を行なつたが、いずれも亀裂の発生は全
く認められなかつた。

【表】表−１から明らかなように、本発明方法で用い
るアルミニウム箔は、スラブ−熱間圧延−冷間圧
延−焼鈍の各工程を経た同じ組成のアルミニウム
箔よりも強度が大きい。従つて同一強度のクロ
ス・フイン材を製造するのであれば、より薄肉の
アルミニウム箔を使用することができる。また、
同じく鋳造圧延工程を経たものであつても、鉄／
珪素比が本発明の範囲外のものは、鉄の含有量が
同一でかつ鉄／珪素比が本発明の範囲内のものに
比して強度が小さい。

Claims

【特許請求の範囲】

１ 0.2〜0.7（重量）％の鉄および0.15〜0.7（重
量）％の珪素を含み鉄と珪素との比率が0.8〜1.5
の範囲内にあるアルミニウム溶湯を、連続的に鋳
造圧延して３〜15mmの厚さの帯状板とし、次いで
この帯状板を冷間圧延して0.070〜0.150mmの厚さ
とし、さらにこれを150〜300℃で焼鈍処理して得
られたアルミニウム箔にフイン加工を施すことを
特徴とするクロス・フイン材の製造方法。