JPWO2012128240A1 - 継目無管、コイル、レベルワウンドコイル、レベルワウンドコイルの製造方法、クロスフィンチューブ型熱交換器及びクロスフィンチューブ型熱交換器の製造方法 - Google Patents
継目無管、コイル、レベルワウンドコイル、レベルワウンドコイルの製造方法、クロスフィンチューブ型熱交換器及びクロスフィンチューブ型熱交換器の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
該継目無管の材質が、りん脱酸銅であり、
該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.040以下であり、
該継目無管の引張強さ(σB)が245MPa以上であり、
0.2%耐力(σ0.2)が140MPa以下であり、
伸び(δ)が40%以上であること、
を特徴とする継目無管を提供するものである。
該コイルに巻かれている該継目無管の材質が、りん脱酸銅であり、
該コイルに巻かれている該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.040以下であり、
該コイルに巻かれている継目無管の引張強さ(σB)が245MPa以上であり、
0.2%耐力(σ0.2)が130MPa以下であり、
伸び(δ)が40%以上であること、
を特徴とするコイルを提供するものである。
該レベルワウンドコイルに巻かれている該継目無管の材質が、りん脱酸銅であり、
該レベルワウンドコイルに巻かれている該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.040以下であり、
該レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の引張強さ(σB)が245MPa以上であり、
0.2%耐力(σ0.2)が130MPa以下であり、
伸び(δ)が40%以上であること、
を特徴とするレベルワウンドコイルを提供するものである。
該継目無管の材質が、りん脱酸銅であり、
該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.040以下であり、
該継目無管の引張強さ(σB)が245MPa以上であり、
0.2%耐力(σ0.2)が140MPa以下であり、
伸び(δ)が40%以上であること、
を特徴とする継目無管である。
断面減少率(%)=((管の加工前の断面積−管の加工後の断面積)/(管の加工前の断面積))×100 (1)
例えば、冷間加工工程で、冷間圧延を複数回行い、次いで、冷間での抽伸を複数回行う場合、「断面減少率(%)=((管の最初の冷間圧延前の断面積−管の最後の冷間抽伸後の断面積)/(管の最初の冷間圧延前の断面積))×100」となる。
・フィン高さをh(mm)、肉厚(底肉厚)をt(mm)としたとき、
h/tが、0.50〜1.2
・リード角をθ(°)、フィン頂角をα(°)としたとき、
θ/αが、0.70以上
なお、フィン高さh、肉厚(底肉厚)t、フィン頂角αは、図2中の符号h、t及びαである。また、リード角θとは、継目無管の管軸方向に対する内面溝の傾斜角である。
該コイルに巻かれている該継目無管の材質が、りん脱酸銅であり、
該コイルに巻かれている該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.040以下、好ましくは0.020〜0.040、特に好ましくは0.030〜0.038であり、
該コイルに巻かれている継目無管の引張強さ(σB)が245MPa以上、好ましくは245〜265MPaであり、
0.2%耐力(σ0.2)が130MPa以下、好ましくは80〜120MPaであり、
伸び(δ)が40%以上、好ましくは40〜55%であること、
を特徴とするコイルである。
該レベルワウンドコイルに巻かれている該継目無管の材質が、りん脱酸銅であり、
該レベルワウンドコイルに巻かれている該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.040以下であり、
該レベルワウンドコイルに巻かれている該継目無管の引張強さ(σB)が245MPa以上であり、
0.2%耐力(σ0.2)が130MPa以下であり、且つ、伸び(δ)が40%以上であること、
を特徴とするレベルワウンドコイルである。
(実施例1〜2)
(1)下記化学成分のりん脱酸銅(JIS H3300 C1220)の鋳塊を溶解及び鋳造し、熱間押出用のビレットを作製した。
・りん脱酸銅のP含有量は0.025質量%、Cu含有量は99.97質量%であり、その他は不可避不純物であった。
(2)上記ビレットを加熱し、850℃にて熱間押出を行い、押出素管を得た。次いで、熱間押出した押出素管を、水中に押出して急冷した。
・押出前に熱間で内径約75mm穿孔した。
・押出素管の外径は102mm、内径は75mmであった。
(3)上記押出素管を、ビルガーミル圧延機によって冷間圧延し、圧延素管を得た。
・圧延素管の外径は46mm、内径は39.8mmであった。
・冷間圧延での加工度(断面減少率)は、88.9%であった。
断面減少率(%)=((加工前の断面積−加工後の断面積)/加工前の断面積)×100
(4)上記の圧延素管を、冷間にて抽伸を複数回行い、抽伸素管を得た。
・抽伸素管の外径は38mm、内径は33mmであった。
・冷間抽伸全体での加工度は、断面減少率で98.2%であった。
・冷間圧延及び冷間抽伸の総加工度、すなわち、冷間加工の総加工度は、断面減少率で99.8%であった。
(5)上記の抽伸素管を中間焼鈍し、転造工程に供するための原管を得た。
・中間焼鈍条件は、表1に示す通り。
・原管の0.2%耐力(σ0.2)及び平均結晶粒度を、表1に示す。
(6)上記の原管を、ボール転造加工して、下記寸法諸元の内面溝付管Aを得た。
<内面溝付管Aの寸法諸元>
・外径:7.0mm
・肉厚(図2中、符号t):0.26mm
・フィン高さ(図2中、符号h):0.22mm
・フィン頂角(図2中、符号α):13°
・溝条数:44条
・リード角θ:28°
・内面溝付管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D):0.037
(7)上記の内面溝付管を巻き取ってコイル状とし、下記の条件の最終焼鈍処理を行い、継目無管(レベルワウンドコイル(LWC)作製用)を得た。
・焼鈍方法:ローラーハース連続焼鈍炉にて行った。
・条件:保持温度は表1に示す通りであり、昇温速度は25℃から保持温度まで5.0℃/分であり、冷却速度は保持温度から25℃まで2.2℃/分であった。
・最終焼鈍処理後の継目無管(LWC作製用)の引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)、伸び(δ)を表1に示す。
(8)上記の継目無管(LWC作製用)を円筒状の整列多層巻きに巻き取り、内面側から巻き解かれる方式のLWCを作製した。
・LWCに巻かれている継目無管の引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)、伸び(δ)を表1に示す。
(9)上記のLWCの内面側から継目無管を巻き解き、継目無管(クロスフィンチューブ型熱交換器の伝熱管用)を得た。
・継目無管(クロスフィンチューブ型熱交換器の伝熱管用)の引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)を表1に示す。
(10)上記の継目無管(クロスフィンチューブ型熱交換器の伝熱管用)を用い、下記の条件にてヘアピン曲げ加工試験を行い、加工性を評価した。その結果を表1に示す。
・ヘアピン曲げ加工試験の方法:片首振りボールマンドレルの肩部と曲げ金型の曲げ開始位置が一直線上に並んだ位置を0点とし、曲げ型R部から遠ざかる方向へマンドレル位置を2.0〜5.5mmの範囲でずらしながら、ヘアピン加工性の評価を行った。
・ヘアピン曲げ加工試験の条件:ボールマンドレル外径が5.90mm、曲げピッチが22mm
・各実施例及び比較例の継目無管について、20本ずつ試験を行った。
<評価>
(I)しわ発生
ヘアピン曲げの内側部分にしわが発生している継目無管の数を数え、下記式にて、しわ発生率を求めた。しわ発生率が0%の場合を合格とした。
しわ発生率(%)=(しわが発生した管の本数/試験した管の本数)×100
(II)扁平率
ヘアピン曲げ後の曲げ部の扁平率を下記にて算出した。
扁平率(%)=((最大外径−最小外径)/呼称外径)×100
なお、測定位置は、ヘアピン曲げ部の45°、90°、135°位置であり、呼称外径は、本例では7.0mmである。なお、ヘアピン曲げ部の45°、90°、135°とは、図1に示すように、継目無管を45°曲げた位置(符号a)、90°曲げた位置(符号b)、135°曲げた位置(符号c)である。
試験した各継目無管の扁平率を求め、扁平率の平均値が15%以下の場合を合格とした。
<引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)、伸び(δ)>
継目無管の引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)、伸び(δ)は、JIS Z 2241に準拠して測定した。
<平均結晶粒度>
継目無管の平均結晶粒度は、JIS H0501に定められた比較法を用いて結晶粒度を測定し、任意の10ヶ所の平均した値を平均結晶粒度とした。
(1)下記化学成分のりん脱酸銅(JIS H3300 C1220)の鋳塊を溶解及び鋳造し、熱間押出用のビレットを作製した。
・りん脱酸銅のP含有量は0.025質量%、Cu含有量は99.97質量%であり、その他は不可避不純物であった。
(2)上記ビレットを加熱し、850℃にて熱間押出を行い、押出素管を得た。次いで、熱間押出した押出素管を、水中に押出して急冷した。
・押出前に熱間で内径約75mm穿孔した。
・押出素管の外径は102mm、内径は75mmであった。
(3)上記押出素管を、ビルガーミル圧延機によって冷間圧延し、圧延素管を得た。
・圧延素管の外径は46mm、内径は39.8mmであった。
・冷間圧延での加工度(断面減少率)は、88.9%であった。
断面減少率(%)=((加工前の断面積−加工後の断面積)/加工前の断面積)×100
(4)上記の圧延素管を、冷間にて抽伸を複数回行い、抽伸素管を得た。
・抽伸素管の外径は38mm、内径は33mmであった。
(5)上記の抽伸素管を中間焼鈍し、転造工程に供するための原管を得た。
・中間焼鈍条件は、表2に示す通り。
・中間焼鈍処理(A)を440℃で行ったものを原管とする。
・原管の0.2%耐力(σ0.2)及び平均結晶粒度を、表2に示す。
(6)上記の原管を、ボール転造加工して、下記寸法諸元の内面溝付管A又はBを得た。
<内面溝付管Aの寸法諸元>
・外径:7.0mm
・肉厚(図2中、符号t):0.26mm
・フィン高さ(図2中、符号h):0.22mm
・フィン頂角(図2中、符号α):13°
・溝条数:44条
・リード角θ:28°
・内面溝付管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D):0.037
・なお、内面溝付管Aの製造においては、冷間抽伸全体での加工度は、断面減少率で98.2%であり、冷間圧延及び冷間抽伸の総加工度、すなわち、冷間加工の総加工度は、断面減少率で99.8%であった。
<内面溝付管Bの寸法諸元>
・外径:7.0mm
・肉厚(図2中、符号t):0.29mm
・フィン高さ(図2中、符号h):0.22mm
・フィン頂角(図2中、符号α):13°
・溝条数:44条
・リード角θ:28°
・内面溝付管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D):0.041
・なお、内面溝付管Bの製造においては、冷間抽伸全体での加工度は、断面減少率で97.2%であり、冷間圧延及び冷間抽伸の総加工度、すなわち、冷間加工の総加工度は、断面減少率で99.7%であった。
(7)上記の内面溝付管を巻き取ってコイル状とし、下記の条件の最終焼鈍処理を行い、継目無管(レベルワウンドコイル(LWC)作製用)を得た。
・焼鈍方法:ローラーハース連続焼鈍炉にて行った。
・条件:保持温度は表1に示す通りであり、昇温速度は25℃から保持温度まで5.0℃/分であり、冷却速度は保持温度から25℃まで2.2℃/分であった。
・最終焼鈍処理後の継目無管(LWC作製用)の引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)、伸び(δ)を表2に示す。
(8)上記の継目無管(LWC作製用)を円筒状の整列多層巻きに巻き取り、内面側から巻き解かれる方式のLWCを作製した。
・LWCに巻かれている継目無管の引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)、伸び(δ)を表2に示す。
(9)上記のLWCの内面側から継目無管を巻き解き、継目無管(クロスフィンチューブ型熱交換器の伝熱管用)を得た。
・継目無管(クロスフィンチューブ型熱交換器の伝熱管用)の引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)を表2に示す。
(10)上記の継目無管(クロスフィンチューブ型熱交換器の伝熱管用)を用い、実施例と同様の条件にてヘアピン曲げ加工試験を行い、加工性を評価した。その結果を表2に示す。
P 曲げピッチ
t 肉厚(底肉厚)
h フィン高さ
s 内面溝の最も深い位置
α フィン頂角
Claims (9)
- クロスフィンチューブ型熱交換器の伝熱管用の継目無管であって、
該継目無管の材質が、りん脱酸銅であり、
該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.040以下であり、
該継目無管の引張強さ(σB)が245MPa以上であり、
0.2%耐力(σ0.2)が140MPa以下であり、
伸び(δ)が40%以上であること、
を特徴とする継目無管。 - りん脱酸銅を鋳造する鋳造工程と、熱間押出工程と、断面減少率で99.5%以上の総加工度の冷間加工を行う冷間加工工程と、中間焼鈍処理(A)と、転造加工工程と、360〜600℃の保持温度で焼鈍する最終焼鈍処理と、を順に行い得られる継目無管であることを特徴とする請求項1記載の継目無管。
- 内面に複数の螺旋溝が設けられている内面溝付管であることを特徴とする請求項1又は2いずれか1項記載の継目無管。
- 継目無管を巻き回して作製されたコイルであり、
該コイルに巻かれている該継目無管の材質が、りん脱酸銅であり、
該コイルに巻かれている該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.040以下であり、
該コイルに巻かれている継目無管の引張強さ(σB)が245MPa以上であり、
0.2%耐力(σ0.2)が130MPa以下であり、
伸び(δ)が40%以上であること、
を特徴とするコイル。 - コイルが、円筒状に整列多層巻きにして作製されたレベルワウンドコイルであり、
該レベルワウンドコイルに巻かれている該継目無管の材質が、りん脱酸銅であり、
該レベルワウンドコイルに巻かれている該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.040以下であり、
該レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の引張強さ(σB)が245MPa以上であり、
0.2%耐力(σ0.2)が130MPa以下であり、
伸び(δ)が40%以上であること、
を特徴とするレベルワウンドコイル。 - 前記レベルワウンドコイルが、コイル軸を垂直に配置して、前記コイルの円筒状の内面側から前記継目無管が巻き解かれるレベルワウンドコイルであることを特徴とする請求項5記載のレベルワウンドコイル。
- 材質が、りん脱酸銅であり、外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.040以下であり、引張強さ(σB)が245MPa以上であり、0.2%耐力(σ0.2)が120MPa以下であり、伸び(δ)が40%以上であるレベルワウンドコイル作製用継目無管を、円筒状に整列多層巻きして、レベルワウンドコイルを作製することを特徴とするレベルワウンドコイルの作製方法。
- 請求項1〜3いずれか1項記載の継目無管又は請求項4〜6いずれか1項記載のコイルより巻き解いた継目無管をヘアピン曲げし、アルミニウムフィンに組み付けることにより得られたクロスフィンチューブ熱交換器。
- 請求項1〜3いずれか1項記載の継目無管又は請求項4〜6いずれか1項記載のコイルより巻き解いた継目無管をヘアピン曲げし、アルミニウムフィンに組み付けて、クロスフィンチューブ型熱交換器を得ることを特徴とするクロスフィンチューブ熱交換器の製造方法。
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