JPS63153249A

JPS63153249A - ブレ−ジング用アルミニウム薄板の製造方法

Info

Publication number: JPS63153249A
Application number: JP29759786A
Authority: JP
Inventors: Takenobu Dokou; 武宜土公; Shigenori Asami; 浅見　重則; Motoyoshi Yamaguchi; 山口　元由
Original assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Current assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Priority date: 1986-12-16
Filing date: 1986-12-16
Publication date: 1988-06-25
Also published as: JPH0561348B2

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、耐高温座屈性に優れたアルミニウム合金合せ
材（プレージングシート）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ＪＩＳＡ１０５
０［９９，５ｗｔ％以上のＡＭ（以下ａｔ％を単に％と
省略する）１やＡ３００３　（Ａｌ−〇、１５％Ｃｕ　
−１，１％Ｍ　ｎ　）合金が用いられ、コルゲートフィ
ンにはＡ３００３あるいはＡ３２０３（ＡＭ−１，１％
Ｍ　ｎ　）を芯材とし、これの両面にＡ交−Ｓｉ系合金
１例えばＡ４３４３　（Ａ４１１．−７．５％Ｓｉ）や
Ａ４００４　（Ａｌ−１０％　Ｓｉ１．５％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。

ろう材のクラツド率は片面につき８〜１３％が標準で、
全板厚は０．１６ａ■が最も一般的に用いられている。

これら熱交換器の製造は、一般に、５９０〜６２０°Ｃ
の温度に数分加熱して接合する。いわゆるブレージング
法で行われるが、この場合、ろう材表面の酸化皮膜を破
壊し、ろうの流動を促進させるため、フラックスを用い
るファーネスプレーランプ法や、ろう材中のＭｇ蒸発効
果（ゲッター作用）を利用する真空ブレージング法が主
として実用化されている。

ところて、上記熱交換器の製造コストを安くする１つの
手段として、素材の軽薄短小化、すなわちこの場合には
チューブ肉厚の薄肉化と、フィンの薄肉化か考えられる
。前者については当初１〜１．２ｍｍ程度の肉厚の物が
使用されていたが、その後の研究の成果で、現在では０
．５〜０．８ｍ腸程度まで薄肉化されたチューブが実用
化されるようになってきた。

（発明が解決しようとする問題点）しかしフィンの薄肉化は旧態依然のまま０．１８ｍｍ〜
０．２＋ｍ■であり、最小Ｑ、１８ｔ＋ｓから変化して
いない、これは前述したように熱交換器を製造するに当
り、５８０〜６２０℃の高温で加熱するので、フィンの
表面にクラッドされているろうが溶融し、それが芯材の
方まで拡散することによって、フィンの高温強度が低下
し、その結果フィンがつぶれる現象、いわゆる座屈が起
りやすいからである。すなわち従来のプレージングシー
トはこのような薄肉化の点では満足しうるちのでなかっ
た。

本発明はかかる従来の欠点に鑑み種々研究を行った結果
、高温度のブレージングによりフィンの潰れが生じ難い
耐高温座屈性に優れたアルミニウム合金薄板の製造方法
を見い出したものである。

（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、Ｃｕを所定量含有しＦｅ、Ｓｉの量を規
制したアルミニウム合金を芯材とし、ＡｆＬ−３ｔ系あ
るいはＡ見−３１−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
るいは冷間圧延を行った後に焼鈍を行うが、耐高温座屈
性を向上させるためには、少なくとも２回以上の中間焼
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　０．８〜２．０％、Ｆｅ０．３
％以下、ＳｉＯ，６％以下、Ｃｕ　Ｏ，０５〜０．２％
、残部ＡｆＬ（以上、ｗｔ％）からなるアルミニウム合
金を芯材とし、Ａ１−５ｔ系あるいはＡ４Ｑ、−Ｓｉ　
−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回以北の中間
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（％）がｌＯ≦Ｒ１≦９０、ｌＯ≦Ｒ２≦６０゜２５≦Ｒ＋Ｒ，
，及びＲ１−Ｒ２≦５０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は合金の強度を向上させるとともに、Ａｌ−Ｍ　ｎ
　−Ｆ　ｅあるいはＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系の微細な析出物
を生じ、再結１粒を粗大化させ、プレーランプ時の高温
加熱の際の耐高温座屈性を向上させる働きを持つ。その
量が０．６％未満では、その効果が小さく、２．０％を
越えて添加した場合は巨大品出物が生じやすく、フィン
材としての成形性が、悪くなる。

Ｆｅは、Ａ！Ｌ、Ｍｎとの共存によってＡｌ−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上させる
が、０．３％を越えると晶出物の量が増え、再結晶の核
サイトとして働くため、再結晶粒が微細化し、逆に耐高
温座屈性を悪化させる。

Ｓｉは、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系の微細な析出物を生じ、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
耐高温座屈性を向上させる働きを持つが、０．０５％未
満ではその効果が小さく０．６％を越えると逆に晶出物
の効果で再結晶が微細化し、耐高温座屈性を悪化させる
。

Ｃｕはフィンの押出チューブに対する電位を責にするた
め従来は添加は好ましくない元素と考えられていた。し
かし本発明者らがさまざまな検討を行った結果、Ｆｅの
添加量を０．３％以下に制限した場合、Ｃｕの添加は耐
高温座屈性を向上させるのに有効な働きを示すことを見
出した。そして、例えば特開昭６０−２１１０５６号に
示されているＣｕ添加を行っていない合金と比べ、その
耐高温座屈の挙動は異なっており、それゆえ最後から２
番目の中間焼鈍から最終中間焼鈍までの冷間圧延率およ
び最終冷間圧延率の範囲や、中間焼鈍の回数の設定が全
く異なったものとなっているのである。これは、Ｆｅ鰯
加量の少ない場合、鋳造時にＣｕはＡｌ−Ｆｅ−Ｃｕ系
の晶出物となる量か少なく、その多くはマトリックス中
に固溶しており、これが後の熱処理の工程でＡＪｌ−Ｃ
ｕ−Ｍｎ系の析出物として析出するため固溶Ｍ　ｎ　ｌ
を減らし、高温加熱の際の再結晶をすみやかに進行させ
耐高温座屈性を向上させるためである。

このような効果は０．０５％未満のＣｕ添加では小さく
、０．２％を越えるとフィンの電位が貴となり押出材に
対する犠牲陽極効果が低下する。

なおその他の元素（Ｍｇ、　Ｚｎ、　Ｃｒ、　Ｔ　ｉ　
。

Ｚｒ、Ｃａ、Ｌｉ等）は０．０５％以下であれば本発明
の効果に影響を早見ない。

本発明方法においては、まず合せ材に均質化処理を施す
、この均質化処理は上記の組成を持った芯材を均質化処
理した後にＡｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−３１−Ｍｇ系の皮材を
クラッドす払か、あるいは皮材をクラッドした後に均質
化処理して行われる。均質化処理の温度が５８０℃を越
えるとブレージ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℃に定める。

なお、皮材をクラッドした後均質化処理を行う場合は、
皮材の融点（Ａｌ−Ｓｉ系では５７７℃、Ａｌ−Ｓｔ−
Ｍｇ系では５５５℃）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
材に皮材をクラッドしただけでも十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、熱間圧延を行う
が、この条件については特に規定する必要はない、また
、皮材をクラッドした後に均質化処理を行う場合は、こ
の均質化処理後、直ちに熱間圧延を行ってもよい。

熱間圧延終了後は、直ちに、あるいは冷間圧延を行った
後に中間焼鈍を行うが、耐高温座屈性を向上させるため
には、少なくとも２回以上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、以下の条件で冷間圧延、焼鈍を行
う、Ｒ１を最終から２番目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、ｔｏ≦Ｒ１≦９０か
っ１０≦Ｒ２≦６０かつ２５≦Ｒ１＋Ｒ２かつＲ１−Ｒ
２≦５０の条件を満たす板厚で中間焼鈍を行う工程であ
る。このＲ１，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１時間等は特に制限はないが通常３００
〜４００℃でＯ，Ｓ〜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、溶融した皮材が芯材の粒界あるいは、サブバウ
ンダ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シングの高温加熱の際
、すみやかに再結晶しくサブバウンダリーを消す）、シ
かも、再結晶粒か粗大である（粒界の面積を小にする）
ことが必要である。

本発明者らの研究によればブレージングの高温加熱時に
、再結晶が遅れる最大の原因は、加熱昇温時に、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、Ｓｉｉを減ら
すことか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、粒度な粗大化
する働きがあり、耐高温座屈性を向上させる。このよう
な効果を得るには、中間焼鈍は２回未満では不十分で、
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％未満ては加工度
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、Ｒ２
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、ｌＯ≦Ｒ≦９０、ｌＯ≦Ｒ２≦６０の条件が必
要となる。さらに、ｌＯ≦Ｒ２≦２０の領域においては
、ｌＯ≦Ｒ１≦９０ても耐高温座屈性が悪化する場合が
あり、２５≦Ｒ１＋Ｒ２゜Ｒ−Ｒ２≦５０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−Ｓｉ系あ
るいはＡｌ−Ｓｉ　−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１％
程度加えたもの及びＡ４００４（ＡｆＬ−１０％Ｓｉ−
１，５％Ｍｇ）があるが、これに限定されるものではな
い。

本発明により得られるフィン材の最終板厚は通常０．１
０〜０．２０ｍ■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−Ｈの組成を持つ鋳塊（３０４ｔ×
７００″１ｘ１６００ｆＬ）ヲ均質化処理シタ後、固剤
しく一部は均質化処理させずに固剤のみ）、Ａ４３４３
相当のＡｌ−７、５Ｓ　ｉ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、冷間゛圧延、焼鈍を行い、０．１２
鵬書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、１
〜１６を第１図にプロットした０図中数字は加工方法Ｎ
ｏ、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１〜１６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２２膳■、長
さ６０腸■の試料（２１）を作成し、これを第２図（イ
）、（ロ）のように台（２２）上ニ固定具（２３）　Ｉ
用１．Ｎテｔ　Ｘ２２’　Ｘ　５０　ｆＬを片持ちで保
持し、６１０℃、１０分間大気中で加熱する。第２図（
ハ）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、垂下量が１５ｍ１以下であ
れば実際のコンデンサーを組立て、ブレージングをした
際に問題がないことを確認した。

したがって垂下量１５■−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（３１）をコルゲート加工
した後、両側に０．８ｔ×２０ｗｘｔｏｏ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ａ（ＪＩＳＺ２３７１に準じる）４０
００ｈｒ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上さ
せることかでき、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）、る。第　　１　　図Ｒ２（’／ａ）

Claims

【特許請求の範囲】Ｍｎ０．６〜２．０％、Ｆｅ０．３％以下、Ｓｉ０．６
％以下、Ｃｕ０．０５〜０．２％、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
系もしくはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材を皮材とした合せ
材を熱間圧延するに当り（イ）加熱処理もしく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≦６０２５≦Ｒ＿１＋Ｒ＿２およびＲ＿１−Ｒ＿２≦５０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。