KR101039178B1

KR101039178B1 - 납땜용 알루미늄 합금 핀재

Info

Publication number: KR101039178B1
Application number: KR1020060015141A
Authority: KR
Inventors: 교지 이누카이; 도모히로 이토; 아키라 가와하라; 아키오 니이쿠라
Original assignee: 후루카와 스카이 가부시키가이샤; 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2011-06-03
Also published as: KR20060092137A; EP1693475A2; EP1693475A3; EP1693475B1; ATE470730T1; JP4669711B2; JP2006225722A; DE602006014745D1

Abstract

1.4중량% 보다 많고 1.8중량% 미만의 Fe, 0.8중량% 이상 1.0중량% 이하의 Si, 0.6중량% 보다 많고 0.9중량% 미만의 Mn, Al 잔부 및 필수불가피한 불순물을 포함하여 구성되는 알루미늄 합금을 포함하며,

핀 평면의 표면층으로부터 보았을 때의 표면적의 80% 이상이 압연된 방향으로 10mm 이상의 길이를 갖는 재결정 입자로 구성되는 것을 특징으로 하는, 납땜용 알루미늄 합금 핀재.

Description

납땜용 알루미늄 합금 핀재{ALUMINUM ALLOY FIN MATERIAL FOR BRAZING}

도 1은, 본 발명에 따른 핀재 표면의 재결정 구조를 나타내는 일례의 사진이다.

도 2는, 파형(波型)으로의 형성을 나타내는 설명도로서, 도 2(a)는 규칙적인 파형이 형성될 수 있음을 나타내는 본 발명에 따른 일례이며, 도 2(b)는 핀의 높이가 불규칙적임을 나타내는 통상의 예이다.

도 3은, 본 발명에 따른 핀재의 둥근(R) 부위의 단면에서의 재결정 구조의 일례의 사진이다.

도 4는, 통상의 예에 따른 핀재의 둥근(R) 부위의 단면에서의 재결정 구조의 일례의 사진이다.

도 5는, 다른 통상의 예에 따른 핀재의 둥근(R) 부위의 단면에서의 재결정 구조의 다른 예의 사진이다.

도 6은, 상기 다른 통상의 예에 따른 핀재의 둥근(R) 부위의 단면에서의 재결정 구조의 상기 다른 예의 사진이다.

본 발명은 핀의 씨닝(thinning)이 가능한 동시에, 기계적 강도, 열전도성 및 파형(波型;corrugated)의 핀으로의 성형성이 우수한 납땜용 알루미늄 합금 핀재에 관한 것이다.

라디에이터와 같은 자동차 열교환기에 이용되는 핀재(fin materials)는 납땜(brazing)에 의해 파형으로 성형되고, 튜브재로 집합된 후, 납땜에 의해 결합된다. 최근, 열교환기의 경량 및 비용절감에 대한 요구가 점점 증가하고 있으며, 핀재를 포함하여 주요 부재의 씨닝이 더욱 발전하고 있다. 핀재의 씨닝시, 열교환기의 특성을 유지 또는 향상시키기 위하여, 다양한 성분을 핀재에 첨가하거나, 또는 최근, 핀재의 기계적 강도를 향상시키기 위한 제조공정이 연구되었다.

첨가되는 성분을 바꾼 예로서, Al-Fe-Ni계 합금의 핀재가 제안되었다(예를 들면, JP-A-7-216485 및 JP-A-8-104934 참조). 그러나, 상기 공보에 기재된 핀재는 자가부식 저항성이 열악하기 때문에, 비록 이들이 기계적 강도 및 열전도성이 우수하나, 얇은 핀으로 만들기에 적합하지 않은 합금이다. 제조공정의 연구 예로서, 연속 주조 및 압연공정에 있어서의 냉각속도를 특정화하는 것에 의해, 기계적 강도 및 전기 전도성을 향상시키기 위한 Al-Fe-Mn-Si계 합금의 핀재가 제안되었다(예를 들면, 국제특허출원공보 WO00/05426 참조). 그러나, 상기 WO00/05426에 설명되어 있는 바와 같이, 핀재용 원재료(raw material)의 재결정입자의 직경이 너무 작다. 상기 극히 작은 크기 때문에, 납땜시 필러(filler) 합금 성분의 확산에 의하여, 종종 얻어진 핀재가 휘어질 수 있어, 상기 재료는 얇은 핀의 제조에 적합하지 않다.

또한, 트윈롤(twin-roll) 연속 주조 및 압연을 이용하므로써, 고강도 및 고열전도성을 갖는 핀재가 제안되었다(예를 들면, JP-A-2002-241910 참조). 상기 핀재에서, 필러합금의 확산에 대한 저항성은, 거의 납땜온도로 가열할 때까지, 압연된 텍스처(texture) 또는 구조(섬유구조)를 유지하므로써 향상된다. 그러나, 최근 개발된 고강도를 갖고 매우 얇아진 핀재에서는, 스프링백(spring back)의 양이 너무 많기 때문에, 파형으로 성형하는 것에 의해 원하는 핀 피치(pitch)를 얻을 수 없는 경우가 있다.

따라서, 스프링백의 양을 줄이기 위하여, 중간 어닐링에 의해 알루미늄 합금을 재결정하여, 재료의 내력(proof stress)을 감소시키기는 것이 제안되고 있다. 그러나, 이 경우, 재결정 구조가 미세하면 상기한 바와 같이 필러 합금이 확산될 수 있고, 또는 반대로, 재결정 구조가 어느 정도 크게 되면 파형 핀의 피크 높이(파형 핀의 골의 R부위에서 이웃하는 피크의 R부위까지의 높이)가 불규칙적으로 되기 때문에, 납땜에 의한 결합 비율이 감소될 수 있다.

또한, 납땜 후의 기계적 강도; 열전도성, 자가부식 저항성 및 침식 저항성이 우수한 핀재가 제안되고 있으나, 파형으로의 성형성에 대하여는 언급이 없다(예를 들면, JP-A-2002-256402 참조). 즉, 상기 특허공보의 청구항에는, 최종 냉간압연 비율이 15∼50%이지만, 15%의 최종 냉간압연 비율에서의 재료의 강도 및 결정구조의 구성은 50%의 최종 냉간압연 비율에서와 매우 다르다. 이것은, 파형 핀으로의 성형성이 고려되지 않았기 때문이다. 또한, 상기 JP-A-2002-256402의 각 실시예에서는, 1분 미만의 연속 어닐링이 중간 어닐링 공정에서 이용된다. 비록, 연속 어닐 링이 최종 시트 두께 및 최종 냉간압연 비율로부터 역계산하여 시트 두께 0.11mm까지 이용되지만, 이 공정은 통상의 산업 시설을 사용하는 경우 매우 어려운 공정으로 여겨질 수 있고, 단지 제한된 수의 시설만 이것을 수행할 수 있다. 반대로, 보통의 연속 어닐링 로(furnace)에서, 어닐링은 비용 및 효율의 관점으로부터, 시트 두께 0.3∼1.0mm의 범위로 적용되는 것으로 생각된다. 예를 들면, 0.3mm의 시트 두께가 연속적으로 어닐링되고, 그 다음 0.08mm까지 냉간압연될 때, 최종 냉간압연 비율은 70%를 초과하고, 파형 핀을 성형하기 위한 공정동안 스프링백이 일어날 가능성이 크고, 납땜 공정에서 침식이 일어날 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은, 첨부 도면과 함께 다음의 설명에서 더욱 상세히 나타날 수 있을 것이다.

상기한 바와 같이, 핀재를 씨닝하는 데에 필수적인, 침식 저항성 및 파형으로의 성형성을 충족시키고, 높은 기계적 강도 및 높은 열전도성을 갖는 핀재는 아직 개발된 적이 없다. 따라서, 본 발명의 목적은, 납땜을 위한 가열 후에 높은 강도를 가지며, 또한 납땜을 위한 가열 전의 성형성 및 필러 합금의 침식에 대한 저항성이 우수한, 알루미늄 합금 열교환기용 핀재를 제공하는 것이다.

본 발명자들은, 상기의 문제를 해결하는 데 적합한 알루미늄 합금을 예의 연구한 결과, 합금 조성 및 재료의 재결정 구조를 특정하게 하므로써, 우수한 알루미늄 합금 핀재를 얻을 수 있음을 발견하였다.

본 발명에 따르면, 다음의 수단이 제공된다:

(1) 1.4중량% 보다 많고 1.8중량% 미만의 Fe, 0.8중량% 이상 1.0중량% 이하의 Si, 0.6중량% 보다 많고 0.9중량% 미만의 Mn, Al 잔부 및 필수불가피한 불순물을 포함하여 구성되는 알루미늄 합금을 포함하며,

핀 평면의 표면층으로부터 보았을 때, 표면적의 80% 이상을 압연된 방향으로 10mm 이상의 길이를 갖는 재결정 입자가 차지하는 것을 특징으로 하는, 납땜용 알루미늄 합금 핀재.

본 발명에서, 2차상(phase)의 분산 입자의 종류 및 크기는, 합금의 조성을 특정화하는 것에 의해 조절된다. 이것은 납땜에 상응하는 가열 후에 핀재의 인장강도 및 전기 전도성을 향상시킬 수 있도록 한다. 또한, 본 발명에 있어서, 결정구조의 특정화는, 지나친 씨닝 때문에 파형 핀 형성의 정확도를 높히기 어려운, 핀재의 성형성을 향상시킨다. 비록 본 발명에서 규정한 상기 결정구조가 합금조성을 특정화하지 않고는 얻어질 수 없으나, 합금조성을 특정화하는 이외에, 적합한 제조공정이 요구될 수 있다. 상기 결정구조는 단순히 왕수(王水: aqua regia)(니트로염산)로 에칭하는 것에 의해 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 납땜용 알루미늄 합금 핀재의 바람직한 구체예를 하기에서 상세히 설명한다.

우선, 본 발명에서, 알루미늄 합금(Al) 합금의 조성을 상기한 바와 같이 한정한 이유는 하기와 같다.

본 발명의 목적은, 중간 어닐링 공정동안, 변위 및 아결정립(Subgrain) 경계 가 이동하는 것을 막는 작용 또는 효과를 나타내는, Al-Fe-Mn-Si계 금속간(intermetallic) 화합물을 미세분산시키므로써, 거친 또는 거대한 재결정 구조를 갖는 Al 합금을 얻는 것이다. 필수성분으로서의 철(Fe), 규소(Si), 망간(Mn) 각각은, 납땜 후의 핀재의 강도를 높히고, 미세 중간 화합물을 얻기 위하여 첨가된다.

본 발명에 따른 합금에서, Fe의 함량은 1.4중량% 보다 많고 1.8중량% 미만이며, 바람직하게는 1.5중량% 보다 많고 1.7중량% 미만이다. Fe의 함량이, 너무 적으면 기계적 강도가 충분히 향상되지 않고, 너무 많으면 결정상이 거칠어지고 재결정을 위한 핵형성 부위가 증가하기 때문에, 재결정 구조가 너무 미세해진다. 더욱이, 핀재의 부식 저항성이 열악하기 쉽다.

Si의 함량은 0.8중량% 내지 1.0중량%이다. Si 첨가량이 너무 적으면, 대부분의 금속간 화합물은 Al-Mn계 화합물을 형성한다. 비록, 가열에 의해 화합물(들)이 미세하고, 재결정 입자를 조화(coarsening)하는 데에 효과적이나, 대부분의 금속간 화합물(들)이 납땜을 위한 가열에 의하여, 모상(mother phase)으로 다시 용해되어 고용체(solid solution)를 형성하기 때문에, 납땜을 위한 가열후의 핀재의 강도는 열악하게 된다. 반면, Si의 양이 너무 많으면, 합금의 녹는점은 더 낮아지고, 합금이 납땜용 핀재에 사용될 때, 핀재가 필러합금의 확산에 의해 휘어진다.

Mn의 함량은 0.6중량% 보다 많고, 0.9중량% 미만이며, 바람직하게는 0.65중량% 보다 많고, 0.8중량% 미만이다. Mn의 첨가량이 너무 적으면, Al-Fe-Si계 금속간 화합물의 양이 증가한다. Al-Fe-Si계 금속간 화합물은 Al-Fe-Mn-Si계 금속간 화합물 보다 더 거칠기 때문에, 재결정 구조가 충분히 조화되지 않는다. 더욱이, 납 땜을 위한 가열후의 강도가 충분히 향상될 수 없다. 반면, Mn의 첨가량이 너무 많으면, 열전도성 및 압연성이 열악해진다.

또한, 본 발명의 핀재를 구성하는 Al 합금에, 상기 필수성분 이외에, 희생양극(sacrificial anode) 효과를 갖는 아연(Zn), 인듐(In) 및 주석(Sn)중의 1종 또는 적어도 2종, 및/또는 기계적 강도를 높이는 데 효과적인 구리(Cu), 티타늄(Ti) 및 지르코늄(Zr)중의 1종 또는 적어도 2종을 첨가할 수 있다. Zn, In 및/또는 Sn을 첨가하면 핀재의 자가 부식 저항성의 열화뿐 아니라 희생양극 효과를 일으키기 때문에, 일반적으로 Zn에 대한 상한은 3.0중량%이며, In에 대한 상한은 0.3중량%이며, Sn에 대한 상한은 0.3중량%이다. 상기 강화성분(들)이 많은 양 첨가될 때, 납땜을 위한 가열후의 핀재의 열전도성, 부식 저항성, 희생양극 효과가 Cu 및/또는 Ti의 첨가에 의하여 악화되며, 압연성 및 약화 특성은 Zr의 첨가에 의해 악화된다. 따라서, 이들 원소중의 어느 것이나 첨가량의 바람직한 상한은, Cu 0.25중량%, Ti 0.1중량%, Zr 0.1중량%이다.

화합물을 더욱 파이닝(fining)하기 위하여, 상기 원소 이외에, 다른 원소(예; Ni, Cr 및 Co)가 핀재에 첨가될 수 있다. 이들 원소의 어느 것이 첨가될때, 부식 저항성 및 핀재의 결정구조의 조절성의 관점으로부터, 상기 원소의 바람직한 상한은 0.2중량%이다.

다음, 본 발명이, 핀 평면의 표면층으로부터 보았을 때의 표면적의 80% 이상이 압연된 방향으로 10mm 이상의 길이를 갖는 재결정 입자로 구성되도록 특정하는 이유는 하기와 같다.

여기서, "핀 평면의 표면층으로부터 보았을 때의 표면적"이란, 핀재의 시트 두께 방향에 수직인 면(LT-ST 평면)으로부터 눈으로 보았을 때의 표면적을 의미하며, 핀재의 크기(길이 및 너비)는 임의적일 수 있다. 상기 크기는, 슬리터(slitter) 공정에 제공된 생산물의 스트립(strip)의 너비, 또는 슬리터 공정 전의 압연 시트의 총 너비일 수 있다. 생산물의 스트립의 너비는 통상의 측정법으로 측정하는 것이 바람직하나, 어떠한 크기를 측정하던지 그 결과는 같다.

본 발명자들은 다양한 결정 입자 지름을 갖는 각 핀재를 형성한 후, 이 핀재의 평면을 관찰하였다. 관찰 결과, 최근 개발된 열교환기내 핀의 피크 높이는 약 7∼10mm이기 때문에, 재결정 구조가 압연방향으로 10mm 이상의 길이를 가질때, 파형 시트를 형성한 후, 결정입자 경계가 둥근(R) 피크 부위에 위치할 가능성이 극히 감소된 것을 확인하였다. 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 파형 핀을 형성하기 위한 공정동안, 결정입자 경계가 둥근 피크부위 근처에 위치할 때, 핀이 결정입자 경계에서 부러져서, 결과적으로 핀의 피크의 높이가 불규칙하게 된다. 반면, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 결정입자 경계가 둥근 피크 부위에 존재하지 않을 때, 핀은 변형되지 않는다. 상기한 효과를 얻기 위하여는, 핀 평면의 표면층의 표면적의 약 80% 이상, 바람직하게는 85% 이상이, 이러한 거친 재결정 입자의 결정구조를 포함하여야 한다는 것이 밝혀졌다.

핀재 평면의 표면층상의 결정구조를 관찰하기 위하여, 얻어진 합금 핀재를 왕수에 침지시켜, 시트재의 표면을 직접 관찰할 수 있다. 눈으로의 관찰은, 본 발명에 따른 이러한 거친 결정구조를 관찰하기에 충분하다. 압연방향으로 조화된 결 정입자는, 일반적으로 시트 두께 방향으로 단지 1 또는 2개의 결정입자를 포함하기 때문에, 이들이 표면층에서 관찰될 수 있다. 본 발명에서는 바람직하게도, 표면층으로부터 관찰된 표면적의 80% 이상, 또는 바람직하게는 85% 이상이, 압연방향으로 10mm 이상, 바람직하게는 10∼80mm, 더 바람직하게는 10∼40mm의 길이를 갖는 재결정 입자로 구성된다. 표면층으로부터 관찰된, 길이 10mm 이상의 재결정 입자가 차지하는 상기 표면적의 상한은, 특별히 한정되지 않으나, 100% 이하인 것이 바람직하다.

도 1은, 본 발명의 핀재의 일례로서, 평면 표면층으로부터의 결정구조의 사진을 나타낸다. 눈금자의 최소 단위는 1mm이며, 재결정 입자의 크기는 압연방향(사진에서, 수평방향)으로 측정된다. 도에서 나타낸 바와 같이, 표면층의 거의 모든 면적이 약 15mm 이상의 길이를 갖는 결정입자로 구성된다.

도 3은, 본 발명에 따른 실시예에서 얻어진 핀재로부터 형성된 파형 시트의 둥근(R) 부위의 단면에서의 결정 구조 사진의 일례를 나타낸다. 도 1의 사진에서 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예에서 얻어진 핀재에서, 결정입자의 길이는 10mm 이상이므로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 결정입자 경계(사진에서 점선으로 표시)가 둥근부위에 위치하지 않아, 상기 핀재가 바람직하게 파형화된다.

도 4는, 완전히 섬유구조의 결정입자를 갖는 통상의 핀재의 1종류로서, 상기 핀재의 둥근부위의 단면에서의 결정구조 사진의 일례이다. 상기와 유사하게, 완전히 섬유구조인 경우에, 결정입자가 일반적으로 길기 때문에, 도 4에 나타낸 바와 같이, 결정입자 경계가 둥근부위에 위치하지 않아, 핀재가 바람직하게 파형화한다. 그러나, 상기한 바와 같이, 씨닝될 매우 강화된 합금 핀재가 이러한 완전히 섬유구조를 갖는 합금으로부터 제조될때, 표면에서의 상기 특정 결정입자의 낮은 점유 비율때문에, 재료의 강도는 증가한다. 따라서, 도 4에 나타낸 예와 비교하여, 핀을 씨닝하거나 또는 얻어진 열교환기를 축소하기 위하여 둥근부위의 크기 R이 감소될 때, 핀재는 도 4에 나타낸 파형 시트로 바람직하게 성형될 수 없다고 추정된다.

도 5 및 도 6은, 10mm 미만의 크기의 결정구조를 대부분 갖는, 통상의 핀재의 일종인 동일한 핀재의 다른 부위에서 관찰되는 둥근부위의 단면 사진의 예를 나타낸다. 도 6에 나타낸 위치에서, 높은 가능성으로, 결정입자 경계가 둥근부위의 근처에 위치하며, 결과적으로 상기 핀은 도 6에 나타내는 바와 같이, 둥근부위 R의 근처에서 휘어진다. 따라서, 통상의 핀재에서는, 핀 전체를 통하여 원하는 형상의 핀을 얻을 수 없다.

다음으로, 본 발명의 알루미늄 합금 핀재의 제조방법의 일례를 설명한다.

상기의 미세한 금속간 화합물(들)은 본 발명에서 한정한 성분 및 조성비를 갖는 Al 합금에 밀도있게 분산되어 있기 때문에, 최종 중간 어닐링 후에, 재결정화된 결정입자가 조화된다.

예를 들면, 핀재는, 다음을 포함하는 단계에 의해 제조될 수 있다:

상기 성분 조성을 갖는 Al 합금을 용융하는 단계; 상기 용융된 합금을 트윈롤(twin-roll) 연속 주조 및 압연 방법으로 주조하는 단계; 상기 주조 및 압연된 합금을 코일의 형태로 감는 단계: 상기 감겨진 합금을 통상의 방법으로 냉간압연하는 단계; 및 상기 냉간압연된 합금을 300∼480℃에서 30∼1,500분 동안 최종 중간 어닐링을 실시한 후, 냉간압연하는 단계.

이렇게 하여 얻어질 수 있는 본 발명의 핀재는 다양한 특성, 특히 납땜을 위한 가열후의 높은 강도에서 우수할 뿐만 아니라, 납땜을 위한 가열동안 필러 합금의 확산 저항성, 및 납땜을 위한 가열전에 파형으로의 성형성에 있어서도 우수하다. 이러한 모든 특성은, 압연 후의 핀재의 재결정 구조의 구성 뿐 아니라 합금 조성을 조절하여, 필러합금의 확산을 거의 허용하지 않는 충분한 크기의 재결정 입자를 제공하고, 또한 핀 피크의 높이로부터 유추될 수 있는 둥근피크 부위에서 이들의 입자 경계가 발생하는 것을 방지하는 데 충분한 길이의 재결정 입자를 제공하는 것에 의하여 얻어질 수 있다.

본 발명은, 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들에 의하여 제한되어서는 안된다.

실시예

(본 발명에 따른 실시예 및 비교예)

다음을 포함하는 단계에 의하여, 시트 두께 0.06mm의 핀재를 제조하였다:

표 1에 나타낸 금속원소 및 조성비를 갖는 Al 합금을 용융하는 단계; 상기 용융된 합금을 트윈롤(twin-roll) 연속 주조 및 압연 방법으로 주조하는 단계; 상기 주조 및 압연된 합금을 코일의 형태로 감는 단계: 상기 감겨진 합금을 0.08mm의 시트 두께로 냉간압연하는 단계; 상기 냉간압연된 합금을 400℃에서 120분 동안 최종 중간 어닐링을 실시하는 단계; 및 0.06mm의 시트 두께로 냉간압연하는 단계.

(시험)

본 발명에 따른 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 합금 번호 1∼10으로부터 얻어진 핀재의 결정구조를 조사하여, 다음의 평가시험을 수행하였다.

압연 파쇄는, 냉간압연 동안 파쇄가 일어나서 관찰되었는 지에 대하여 평가 하였다.

결정구조는, 왕수에 표면을 침지하므로써 Al 합금 핀재(200mm×200mm)를 매크로 에칭(macro-etching)한 후, 눈으로 매크로 구조를 관찰하므로써 조사하였다. "압연후의 결정구조"의 "○"(우수) 표시는, 표면적의 80% 이상이 압연 방향으로 10mm 이상의 길이를 갖는 재결정 입자로 구성됨을 나타내고, "×"(열악) 표시는, 표면적의 80% 미만이 압연 방향으로 10mm 이상의 길이를 갖는 재결정 입자로 구성됨을 나타낸다. 표면적에서 차지하는 10mm 이상의 길이를 갖는 재결정 입자의 비율은, 매크로 에칭된 핀재의 표면을 컴퓨터 이미지로서 해독한 후, 이미지 분석 도구를 사용, 분석하여 얻었다.

처짐 저항성(droop resistance)을 평가하기 위하여, 핀재의 돌출부의 길이를 50mm가 되도록 수평으로 지지하고, 재료를 600℃에서 10분 동안 가열한 후, 처짐의 거리 또는 길이(mm)를 측정하였다.

납땜에 상응하는 가열 후의 핀재의 인장강도 및 전기 전도성은, 납땜에 상응하는 조건(600℃에서 4분 동안)하에서 핀재를 가열한 후, 인장강도 및 전기 전도성을 측정하므로써 평가하였다. 각 평가에 대하여, 인장강도는 JIS Z 2241에 따라 측정하였으며, 전기 전도성은 JIS H 0505에 따라 측정하였다. 전기전도성은, 열전도성의 지표로서 사용된다.

냉간압연후의 핀재를 16mm의 너비로 쪼개고, 상기 핀재의 슬릿(slit) 샘플을, 핀 피크 사이의 거리가 2.5mm가 되도록, 코루게이팅(corrugating) 기계에 세팅하였다. 핀재의 각 슬릿 샘플을 파형화하여, 100개의 피크와 골을 갖는 파형화된 핀재를 제조하였다. 피크 높이의 불규칙성의 발생에 관하여, 피크 사이의 거리를 측정하고, 2.5mm±20% 이상의 거리를 갖는 파형 핀의 피크 수를 조사하였다. 핀 피크 사이의 불규칙한 거리가 10개 이상인 파형 핀재를 "×"(열악)로 평가하고, 그외의 경우를 "○"(우수)로 평가하였다.

상기 파형 핀재를 100mm 길이의 튜브재로 모아서, 납땜에 의하여 5단계를 갖는 미니 코어를 제조하였다. 이 미니 코어내 핀의 용융의 발생을 현미경 관찰로 조사하였다. 핀의 용융이 관찰된 코어를 "관찰됨"(열악)으로 평가하였다(JP-A-2002-241910 참조). 핀재가 냉간압연 동안 부러질때, 합금의 잔부를 실험실 기구를 사용하여 핀재로 냉간압연하여, 시험 및 평가하였다.

이들 조사 및 평가 시험 결과를 하기 표 2에 나타낸다.

표 2로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1∼4의 샘플은 냉간압연 동안 파쇄가 없는 핀재를 제조할 수 있다. 더욱이, 이들 샘플은 처짐 저항성에 있어서 우수하였으며, 납땜에 상당하는 가열 후에 높은 인장강도 및 전기 전도성을 가지는 한편, 핀의 용융은 관찰되지 않았다. 또한, 본 발명의 특정 결정구조를 갖는 샘플은, 파형화한 후의 피크 높이가 불규칙하지 않았다.

이와 반대로, 비교예 5의 샘플에서는, 너무 많은 양의 Fe이 첨가되었기 때문 에, 화합물 상(phase)이 거칠어졌다. 결과적으로, 재결정을 위한 핵형성 부위의 수가 증가하여, 재결정화된 구조가 너무 미세하게 되었다. 그 결과, 처짐의 양이 너무 많아, 핀이 용융을 야기시켰다. 더욱이, 파형 후의 피크 높이가 불규칙하였다.

한편, 비교예 6에서는, 첨가된 Fe의 양이 너무 적어, 결정화의 양, 및 Mn 및 Si의 석출이 감소하였다. 결과적으로, 납땜에 상응하는 가열후의 인장강도 및 전기 전도성이 뚜렷하게 감소되었다.

비교예 7에서는, Si의 첨가량이 너무 많아, 핀이 납땜시 용융하였다.

비교예 8에서는, Si의 첨가량이 너무 적었기 때문에, 2차상내의 대부분의 분산입자들이 Al-Mn계 금속간 화합물(들)을 형성하였다. 상기 Al-Mn계 금속간 화합물의 크기가 작고, 대부분의 화합물이 납땜시 고용체을 형성하면서, 매트릭스상에 다시 용해하였다. 그 결과, 납땜에 상응하는 가열후의 인장강도 및 전기 전도성이 상당히 낮았다.

비교예 9에서는, Mn의 첨가량이 너무 많아, 핀재가 압연시 파쇄되었다. 잔부로부터 제조된 핀재의, 납땜에 상응하는 가열후의 전기 전도성이 상당히 낮았다.

비교예 10에서는, Mn의 첨가량이 너무 적어, 2차상내의 대부분의 분산입자들이 Al-Fe-Si계 금속간 화합물(들)을 형성하였다. 상기 Al-Fe-Si계 금속간 화합물은, Al-Fe-Mn-Si계 금속간 화합물 보다 더 거칠기 때문에, 전자(前者)가 재결정화를 위한 핵형성 부위로서 작용하여, 재결정 입자를 너무 미세하게 만든다. 결과적으로, 처짐의 양이 너무 많아, 핀의 용융을 야기시켰다. 더욱이, 파형화에 의한 피크 높이가 불규칙적이고, 또한 납땜에 상응하는 가열후의 인장강도가 매우 낮았다.

이상, 본 구체예에 관하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 다른 명시가 없는 한, 발명의 상세한 설명에 의해 제한되어서는 안되며, 이하의 청구항에 개시된 발명의 정신 및 범위내에서 넓게 해석되어야 한다.

본 발명의 납땜용 핀재에서는, 납땜후의 인장강도, 열전도성, 용융저항성, 및 파형으로의 성형성과 같은 특성을 포함하는, 상기 핀재를 씨닝하는 데 필요한 특성이 향상된다. 따라서, 본 발명은, 핀재를 씨닝할 수 있는 것에 의해, 산업적으로 우수한 효과를 제공한다.

Claims

Al 잔부 및 필수불가피한 불순물과 함께, 1.4중량% 보다 많고 1.8중량% 미만의 Fe, 0.8중량% 이상 1.0중량% 이하의 Si, 0.65중량% 보다 많고 0.9중량% 미만의 Mn을 포함하여 구성되며, 3.0중량% 이하의 Zn, 0.3중량% 이하의 In 및 0.3중량% 이하의 Sn으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종, 및/또는 0.25중량% 이하의 Cu, 0.1중량% 이하의 Ti 및 0.1중량% 이하의 Zr으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 선택적으로 포함하여 구성되며, Ni, Cr 및 Co로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 0.2중량% 이하의 양으로 선택적으로 포함하여 구성되는 알루미늄 합금을 포함하며,

핀 평면의 표면층으로부터 보았을 때의 표면적의 80% 이상이 압연된 방향으로 10~80mm의 길이를 갖는 재결정 입자로 구성되는 것을 특징으로 하는, 납땜용 알루미늄 합금 핀재.
제 1 항에 있어서, 핀 평면의 표면층으로부터 보았을 때의 표면적의 85% 이상이 압연된 방향으로 10∼80mm의 길이를 갖는 재결정 입자로 구성되는 것을 특징으로 하는, 납땜용 알루미늄 합금 핀재.
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