JPS63153250A

JPS63153250A - ブレ−ジング用アルミニウム薄板の製造方法

Info

Publication number: JPS63153250A
Application number: JP29799886A
Authority: JP
Inventors: Takenobu Dokou; 武宜土公; Motoyoshi Yamaguchi; 山口　元由
Original assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Current assignee: Furukawa Aluminum Co Ltd
Priority date: 1986-12-15
Filing date: 1986-12-15
Publication date: 1988-06-25

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
すなわちブレージング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ＪＩＳＡ１０５
０（’９９．５ｗｔ％以上のＡ１１（以下ｗｔ％を単に
％と省略する））やＡ３００３　（Ａｉ−０，１５％Ｃ
ｕ　−１，１％Ｍｎ）合金が用いられ、コルゲートフィ
ンにはＡ３００３あるいはＡ３２０３（Ａｌ−１，１％
Ｍ　ｎ　）を芯材とし、これの両面にＡｌ−５ｉ系合金
１例えばＡ４３４３　（Ａ交−７，５％Ｓｉ）やＡ４０
０４　（Ａｌ−１０％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
。

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０．１６−■か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℃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
ファーネスブレージング法や、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。

ところで、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Ｑ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１〜１．２層■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
．５〜０．６１−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０．１６ｍｍ〜
０．２１であり、最小０．１６ｍ會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、　
５９０〜６２０℃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。また、薄肉化した場合には材料強度を
上げ成型し易くする必要があるが、強度を上げるために
材料の最終冷間加工度を上げると、それによって前述の
高温強度が低下する問題があるからである。

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
時の性状の点で満足しうるものでなかった。

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、Ｍｕ、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−Ｓｉ系あ
るいはＡ見−３１−Ｍｇ系ろう材を皮材として被覆した
合せ材に所定の加工を施すということによりその目的を
達成しうることを見出し、この知見に基づき本発明を完
成するに至った。

すなわち本発明は、Ｍ　ｎ　０．６〜２Ｌ　Ｆ　ｅ　０
．３％以下、ＳｉＯ，６％以下、Ｃｕ　Ｏ，０５〜０．
２％、残部Ａｌ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−５ｉ−Ｍｇ系ろう材を皮材
とした合せ材を熱間圧延および冷間圧延した後中間焼鈍
を行い、その後圧延率３０〜７０％の冷間圧延を行い岐
終板厚とする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３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−Ｍｎ−
ＦｅあるいはＡｌ−Ｍｎ−Ｓｉ系の微細な析出物を生じ
、再結晶粒を粗大化させ、ブレーシング時の高温加熱の
際の耐高温座屈性な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、Ａｌ、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、Ａ　ｎ　−Ｍ　ｎ　−Ｓ　ｉ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、　
　Ｏ，ＯＳ％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
性な悪化させる。

Ｃｕはフィン材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
。しかし本発明者らか種々の検討を行った結果、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、その耐高温座屈性の挙
動は異なっており、それゆえ中間焼鈍条件の設定が全く
異なったものとなる。これは、Ｆｅ添加量が少ない場合
、鋳造時にＣｕはＡｌ１−Ｆｅ−Ｃｕ系の晶出物となる
量が少なく、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ＡｆＬ−Ｃｕ−Ｍｎ’系の
析出物として析出するため、固溶Ｍｎ量を減らし、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と考えられる。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耐孔食性が低下する。

なお本発明においてその他の元素（Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｒ、
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｌｉ等）は０．０５％以下であれば
本発明の効果に影響を与えない。

本発明方法においては、まず芯材と皮材との合せ材に均
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−５ｉ系、Ａｌ−５１−
Ｍｇ系の皮材をクラしドするか、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°Ｃ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ＣＡｌ−Ｓｉ系では５７７９Ｃ
，Ｉ’−１−５１−Ｍｇ系では５５５°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、８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、冷間圧延を行った後に中間焼鈍を行う
。中間焼鈍の際に固溶元素の析出を促進するために冷間
圧延は必要であり、その圧下率は１０〜９０％が望まし
い。

中間焼鈍は、固溶しているＭｎ、Ｃｕ、Ｓｉ等の元素か
析出しやすい３００°Ｃ以上て０．５〜４時間加熱する
のか望ましい。

中間焼鈍の後に最終の冷間圧延を行い製品とするのであ
るがこの冷間圧延率（最終冷延率）は３０〜７０％とす
る。この冷延率が３０％未満では、薄肉化という要求を
満足する強度のフィン材か得られない。なお、この冷延
率が２５％未満では、ろう付時にフィン材の再結晶が起
こらず、転位に皮材のＳｉが拡散し、芯材の高温強度が
極端に低下する。３０％以上の冷間圧延率ては、従来は
強度は得られるがろう付時の高温強度か低下すると考え
られてきた。しかし１本発明のごとく。

Ｆｅ添加量を規制し、ろう付加熱時の再結晶核発生数を
減らし、Ｃｕを添加することて再結晶を阻害する固溶元
素量を減らした場合には、高温強度の低下を防ぐことが
できる。冷間圧延率の上限を７０％としたのは、７０％
を越えると加工量が多いため、変形帯からも再結晶の核
発生が起こり。

再結晶粒が微細となり、皮材からＳｉが粒界拡散し、高
温強度か低下する。

本発明において用いられる皮材としてのＡｌ−５ｉ系あ
るいはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系ろう材の具体例としてはＡ４
３４３　（Ａｌ−７，５％Ｓｉ）とこれにＺｎを１％程
度加えたもの及びＡ４００４（Ａｌ−１Ｏ％５ｉ−１，
５％Ｍｇ）かあるか、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
０〜０．２０層勝である。

（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の組成を持つ鋳塊（３０４ｘ　
７００ｘ　１６００璽ｌ）に５５０℃て５時間の均質化
処理を行った後、面削しＡ４３４３合金相当のＡ２−７
，５％Ｓｉの皮材をクラツド率片面１２％で両面にクラ
ッドした０次にこの合せ材を下記第２表に実験番号ｌ〜
１７として示すように加工した。

すなわち５２０°Ｃで１時間の再加熱後３．５１まで熱
間圧延を行い、所定の板厚まで冷間圧延し、このものを
３６０℃で２時間の中間焼鈍を行った後冷間圧延を行い
、Ｏ，１２ｍｍのフィン用プレージングシートを作製し
た。

上記のようにして得られたフィン材の引張強度、耐高温
座屈性及び耐食性を試験した。この結果を第２表に示し
た。

（１）　１Ｔｌｔ高温座屈性試験合金Ａ〜Ｅを芯材とした加工方法１〜ｌフにより加工し
て得たフィン用プレージングシートから＠２２−組長さ
６０ｍｍの試料（１１）を作成し。

これを第１図（イ）、（ロ）のように台（１２）上に固
定具（１３）を用いてｔｘ２２　　ｘ５０ｉ（＠Ｓ）を
片持ちで保持し、６１Ｏ℃、１０分間大気中で加熱する
。第１図（ハ）に示す加熱後の垂下量の大小で耐高温座
屈性な評価する。この評価法において、垂下量が１５ｍ
ｍ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ｆｉ１５ｍｍ以下を合格と判定する。

（２）フィン材の耐孔食性試験第２図に示すようにフィン材（２１）をコルゲート加工
した後１両側に０．８’　ｘ２０”　ｘ１００見（１−
）のＡ３００３板（２２）を非腐食性フラックスプレー
ランプ法でろう付けした。

この試片を塩水噴霧（ＪＩＳＺ２３）ｌに準じる）４０
００時間のテストを行いＡ３００３板に生じた孔食な調
べた。

（発明の効果）このように本発明によれば耐高温座屈性の優れたブレー
ジング用アルミニウム薄板を製造できる。したがって、
本発明方法によれば、熱交換器のコルゲートフィンの一
層の薄肉化が可能（肉厚０．０８〜０．１３■−）であ
り、熱交換器の軽量化、コストダウンか可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）、（ロ）、（ハ）はフィン材の耐座屈性の
試験方法の説明図、第２図はフィン材の耐孔食試験の説
明図である。特許出願人　古河アルミニウム工業株式会社代理人　弁
理士　飯　１）敏　三１ノづ−゛第　　１　　図１３（・・）第　　２　　図づｍｍ

Claims

【特許請求の範囲】

Ｍｎ０．６〜２％、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
熱間圧延および冷間圧延した後中間焼鈍を行い、その後
圧延率３０〜７０％の冷間圧延を行い最終板厚とするこ
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。