KR20060086315A

KR20060086315A - 열교환기 및 열교환기용 핀 물질

Info

Publication number: KR20060086315A
Application number: KR1020060008120A
Authority: KR
Inventors: 스즈키 요시카즈; 카키모토 노부유키; 니노미야 준지; 오야 요시유키
Original assignee: 후루카와 스카이 가부시키가이샤
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2006-07-31
Also published as: JP4804901B2; CN1811316A; EP1686343A3; EP1686343A2; US7485374B2; KR101110181B1; EP1686343B1; CN1811316B; US20060166030A1; JP2006234374A

Abstract

본 발명에서는 i) 0.5 내지 1.8 중량%의 망간(Mn)과 0.5 내지 3.0 중량%의 아연(Zn)을 포함하는 알루미늄 합금으로 구성되는 심재와 상기 심재의 양측에 제공되며 6.5 내지 13.0 중량%의 규소(Si) 및 0.15 내지 0.60 중량%의 구리(Cu)를 포함하는 Al-Si 합금으로 형성되는 브레이징 충진재로 구성되는 삼중층 크래드 물질로 구성되는 핀 물질 및 ii) 아연 정광(精鑛) 표면을 갖는 알루미늄 합금 튜브와, 이들은 서로 브레이즈 되며, 여기서 브레이징 후에 심재의 재결정립이 핀의 길이 단면에서 평균 100 내지 1,000um 길이를 가지며, 심재의 재결정립이 길이 단면의 두께 방향에서 평균 4 개 이하인 열교환기가 제공된다. 본 발명에 따른 열교환기는 핀 접합부와 핀 자체에서 향상된 내구성을 지니며, 부식 후에 강도가 향상되는 특징이 있다.

열교환기

Description

열교환기 및 열교환기용 핀 물질{HEAT EXCHANGER AND FIN MATERIAL FOR THE HEAT EXCHANGER}

도 1은 핀 파열 하중을 측정하는 방법을 도시한 도이다.

본 발명은 부식에 대한 우수한 내구성을 갖는 열교환기 및 이에 사용되는 핀 물질(fin material)에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 차량용 에어컨용 콘덴서, 증발기, 오일 쿨러 및 라디에이터 등과 같은 차량용으로 유용하게 사용되는 열교환기 및 이에 사용되는 핀 물질에 관한 것이다.

알루미늄 합금들은, 적절한 처리에 의해 부식에 대한 높은 내구성을 얻을 수 있고 브레이징 시트(brazing sheet)를 이용한 브레이징에 의해 효과적으로 접합할 수 있어서, 차량 등에 사용되는 열교환기의 물질로서 중요하게 평가되었다. 그러나, 최근에는 더 높은 효율과 환경 정책에 적응할 수 있는 자동차들을 제작하기 위하여, 효율이 향상되어 더 가볍고 높은 내구성을 갖는 열교환기들이 요구되었으며 이에 적용될 수 있는 알루미늄 합금 물질들의 기술들이 필요하게 되었다.

예를 들어, 차량 에어컨디셔너들의 컨덴서들과 증발기들로 대표되는 열교환기들은 튜브들과 핀들(fins) 등의 벽을 더 얇게 함으로써 더 가볍게 제작하게 된다. 또한, 높은 부식 방지 효과를 제공하는 크롬산염 타입의 화학 표면 처리는 환경적 제약들로 인하여 배제되고 있는 경향을 보이고 있다. 게다가, 대량의 제설제(snow-melting agents), 환경 오염 및 산성비 등의 사용으로 대표되는 부식을 가속하는 요인들이 증가하고 있다.

현재 사용되고 있는 이러한 자동차들의 열교환기들의 유형으로는, i) 브레이징 충진재로 피복된 브레이징 시트(corrugating brazing sheet)를 콜러게이트 성형(corrugating)하여 얻어지는 핀 물질(fin material)과 ii) 압출성형 등으로 제작되는 튜브의 조합을 포함하고 이들이 브레이징에 의해 접합되는 열교환기가 있다. 이러한 튜브는 유체를 냉각하기 위한 흐름을 유도하기 위한 것이므로 부식으로 인한 누수가 발생할 경우 열교환기로 사용하는데 치명적일 수 있다. 튜브들을 부식으로부터 보호하기 위한 신뢰할 수 있는 수단으로서 일반적으로 사용되는 방법은, 아연 농축 레이어를 프레임 스프레이(flame splaying) 등에 의해 튜브의 표면에 형성하여, 아연 농축 레이어가 희생 물질(sacrifice material)의 역할을 수행하도록 한다. 또한, 핀들(fins)이 일부 희생 효과(sacrificial effect)을 갖도록 하기 위하여, 튜브의 부식 내구성을 보장하기 위한 목적으로 아연 또는 유사 물질을 핀 물질에 부가하게 된다.

또한, 핀들의 자체적인 부식 또는 핀들과 튜브들 사이의 접합부(joint)에서 의 부식으로 인한 핀들의 벗겨짐(come-off) 또는 부러짐(break-off)은 열 교환 기능을 저하시키기 때문에 문제점이 발생한다. 핀들에 대한 바람 및 세척액의 흐름 등으로 인한 외력은 실제 서비스 중에 또한 가해질 수 있다. 따라서, 일정 수준 부식이 진행된 영역에서 핀들이 부러지지 않도록 하기 위하여 그들의 내구성을 유지할 필요가 있다. 특히 핀들이 얇은 벽으로 이루어진 영역에서 핀들끼리의 접합부들의 내구성을 보장하는 것이 기술적으로 더욱 어려워진다.

핀들이 튜브들로부터 벗겨지는 것을 방지하는 방법은 일본공개특허 제2004-170061(특허문서1)에 공개되어 있다. 상기 특허에서 제시된 방법은, 열교환기의 튜브 표면부, 튜브 코어부, 핀 및 핀-튜브의 접합부가 A, B, C 및 D로 각기 표시될 때, A≤C≤D≤B의 관계를 갖도록 하여 필레들(fillets)이 크게 부식되는 것을 방지하고 핀들이 벗겨지는 것을 방지하게 된다. 튜브로는, 아연(Zn)이 2 내지 8 g/m² 의 양으로 프레임 스프레이된(flame-sprayed) 표면상에 선택된 조성을 갖는 Al-Mn-Cu 합금으로 이루어진 것이 사용된다. 핀의 스킨 물질(skin material)로는, 0.1 내지 0.3 중량 %의 구리(Cu)와 0.1 내지 0.3 중량 %의 망간(Mn)을 포함하는 브레이징 충진재가 사용된다. 하지만, 핀의 심재(core material, 芯材)의 그레인들(grains) 등을 나타내는 내부 구조에 대하여 특별한 기술적 고려가 제시되어 있지 않다.

상기 특허문서1은, 핀들 자체의 부식, 특히 특히 접합부들에서의 벗겨짐과 같이 열교환기들의 기능의 역효과인 그레인 경계 부식의 어떠한 위험에 대하여도 정보를 제시하고 있지 않으며, 이에 대한 어떠한 대응책도 제시하고 있지 않다. 또한, 공업적 아연 프레임 스프레이(Zn flame spraying)에서 프레임 스프레이 양은 프레임 스프레이 부분들과 처리 가능성으로 인해 불균일할 수 있다. 그러므로, 상기 특허문서1의 청구범위에서 아연 프레임 스프레이 양으로 규정된 2 내지 8 g/m²을 넘는 약 10 내지 11 g/m² 만큼 많은 양에서 프레임 스프레이가 효과적인 영역들이 발생할 가능성이 또한 높아지게 된다. 따라서, 높은 프레임 스프레이 양과 같은 레벨에서조차 어떠한 문제점도 갖지 않는 산물이 사용되지 않는 이상 안정적인 산물의 품질을 얻을 수 있다고 기술적으로 입증할 수 없게 된다.

본 발명자는 아연(Zn)이 많은 양으로 튜브 상에 프레임 스프레이되는 영역에서 핀이 벗겨지는 경향이 발생할 뿐만 아니라 핀들 자체적으로 그레인 경계의 부식이 가속화됨을 발견하였다. 따라서, 아연 프레임 스프레이 양의 실질적 불균일을 견딜 수 있도록 하기 위하여, 그레인 경계의 부식으로 인해 부서지기 쉬운 상태가 될 때에도 핀들이 쉽게 영향을 받지 않도록 할 필요가 있다.

한편, 일본공개특허 제2004-084060호(특허문서2)는 튜브 물질과 우수한 브레이징 접합력(joinability)을 갖는 핀 물질(클래드 핀 물질, clad fin material)과 이러한 물질을 이용하여 제작된 열교환기를 제시하고 있다. 그레인 경계 부식에 대하여, 표면에 규소(Si) 농도와 핀의 중심 두께를 조절함으로써 핀들의 그레인 경계 부식 내구성이 향상될 수 있다고 기재되어 있다. 공개특허에서 제시된 바와 같이 브레이징을 구체적으로 어떻게 수행하는지는 한정될 필요가 없다. 핀 물질 이 450℃에서 브레이징 온도(약 600℃)까지 가열된 후 솔더(solder)의 응고 온도(solidifying temperature)까지 냉각될 때까지의 브레이징 처리 시간이 15분 이내, 바람직하게는 10분 이내로 설정되는 방법이 제시되어 있다. 공개특허에 제시된 바와 같이, 사용되는 핀은 브레이징 이전에 심재가 섬유상 마이크로 구조(fibrous micro-structure)이고 브레이징 이후의 심재의 결정립들의 크기가 50 내지 250㎛이며, 심재가 이러한 마이크로 구조를 갖는 특성은 핀들이 튜브들에 안정적으로 접합되는 조건을 필요로 한다.

특허문서2에 더 제시된 바와 같이, 부식 내구성 등은, 아연으로 표면처리된 순수 알루미늄 튜브들과 클래드 핀 물질들이 결합된 테스트 물질들을 사용한 실시예에서 평가된다. 하지만, 브레이징 이후의 부식 내구성에 크게 영향을 미치는 표면의 아연 양은 특정되지 않았다. 또한, 클래드 핀 물질의 브레이징 물질이 0.1 중량 % 또는 그 이하의 구리(Cu)를 포함함이 제시되어 있다. 하지만, 구리가 포함된 어떠한 이유도 명확하게 제시되어 있지 않으며, 브레이징 접합부들에서의 부식 내구성에 대한 어떠한 고려도 제시되어 있지 않다.

본 발명의 목적은 아연 농축 표면을 갖는 튜브들과 클래드 핀들을 결합하여 브레이징에 의해 얻어지는 열교환기에서 핀 접합부들과 핀들 자체의 내구성 및 부식 이후의 강도를 보장하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 튜브들의 아연 프레임 스프레이 양이 다소 많을 때에도 안정적인 특성을 얻을 수 있도록 하는 것이 다.

핀 접합부들과 핀 자체의 내구성과 부식 환경에 노출되었을 때에도 부식 이후에 우수한 강도를 갖는 열교환기를 구현하기 위하여, 본 발명자는 튜브 멤버들과 결합하는 핀 물질들의 브레이징 가열(braze-heating) 전후의 그레인 구조를 조절하기 위한 다양한 시도를 하였다. 결과적으로, 특히 핀들 자체의 그레인 경계 부식의 발생을 방지함으로써 핀 강도를 보장하기 위하여, 열교환기의 각 부분들의 임의의 구성요소의 차이 또는 이로 인한 임의의 포텐셜(potential)의 차이를 조절하고 핀 심재들(core materials, 芯材)의 그레인 구조를 조절하는 것이 중요함을 발견하였다. 따라서, 본 발명을 완성할 수 있게 되었다.

본 발명에서, 열교환기는, i) 0.5 내지 1.8 중량 %의 망간과 0.5 내지 3.0 중량 %의 아연을 포함하는 알루미늄 합금으로 이루어진 심재와, 심재의 양측면에 배치되고 6.5 내지 13.0 중량 %의 규소와 0.15 내지 0.60 중량 %의 구리를 포함하는 알루미늄-규소 합금으로 이루어진 브레이징 충진재로 구성되는 3중 레이어의 클래드 물질을 포함하는 핀 물질과, ii) 아연 농축 표면을 갖는 알루미늄 합금 튜브를 포함하고, 핀물질과 튜브가 서로 브레이즈되고, 브레이징 이후에, 심재의 재결정립들이 핀의 길이 단면에서 100 내지 1,000㎛의 평균 길이를 갖고, 길이 단면의 두께 방향에 심재의 재결정립들은 평균 4개 이하이다.

본 발명에서, 브레이징 이전에 핀의 길이 단면의 두께 방향에 심재의 모(母) 결정립들(mother crystal grains)은 평균 4개 이하이다. 또한, 브레이징 물질은 0.05 내지 0.30 중량 %의 망간을 더 포함할 수 있다.

본 발명에서, 핀은 상기 열교환기에서 사용되는 핀 물질을 포함하고, 핀 물질은 0.5 내지 1.8 중량 %의 망간과 0.5 내지 3.0 중량 %의 아연을 포함하는 알루미늄 합금으로 이루어진 심재와, 심재의 양측면에 배치되고 6.5 내지 13.0 중량 %의 규소와 0.15 내지 0.60 중량 %의 구리를 포함하는 알루미늄-규소 합금으로 이루어진 브레이징 물질로 구성되는 3중 레이어의 클래드 물질을 포함하고, 핀 물질의 길이 단면의 두께 방향에 심재의 모 결정립들은 평균 4개 이하가 가공 및 조질(調質)된다(worked and tempered).

상기 핀에서, 브레이징 물질은 0.05 내지 0.30 중량 %의 망간을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 열교환기에서, 핀의 브레이징 물질은 0.15 내지 0.60 중량 %의 구리를 포함하거나 0.05 내지 0.30 중량 %의 망간을 더 포함하도록 구성된다. 그러므로, 포텐셜(potential)을 높이는 구리 또는 망간의 작용에 의해 아연이 튜브 표면으로부터 확산함으로 인해 필레들(fillets)의 포텐셜이 너무 낮아지는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 심재의 재결정립들은 브레이징 이후에 핀의 길이 단면에서 100 내지 1,000㎛의 평균 길이를 갖게 된다. 그러므로, 결정립 경계들은 그레인 경계 부식이 적게 일어날 수 있도록 감소할 수 있다. 또한, 브레이징 이후에 핀의 길이 단면의 두께 방향에서 심재의 재결정립들은 평균 4개 이하이다. 그러므로, 핀의 길이 방향으로 확장하는 결정립 경계들은 그레인 경계 부식이 적게 일어나도록 감소할 수 있다.

브레이징 이전에 핀의 길이 단면의 두께 방향에서 심재의 모 결정립들은 평균 4개 이하이며, 그러므로 브레이징 이후에 핀 물질의 결정립들은 그레인 경계 부식이 쉽게 생기지 않게 된다.

이러한 열교환기에서 사용되는 핀 물질과 같이, 핀의 길이 단면의 두께 방향에 심재의 모 결정립들은 평균 4개 이하가 되도록 가공 및 조질(調質)된다(worked and tempered). 이는, 브레이징 이후의 심재의 결정립들과 같이, 결정립들의 구성이 그레인 경계 부식이 쉽게 발생하지 않도록 한다.

A. 열교환기용 핀 물질( fin material )

본 발명에 따른 열교환기용 핀 물질을 먼저 설명한다.

본 발명에 따른 열교환기용 핀 물질은, 0.5 내지 1.8 중량 %의 망간(Mn)과 0.5 내지 3.0 중량 %의 아연(Zn)을 포함하는 알루미늄 합금으로 이루어진 심재(core material, 芯材) 및 심재의 양측면에 배치되고, 6.5 내지 13.0 중량 %의 규소(Si)와 0.15 내지 0.60 중량 %의 구리(Cu)를 포함하는 알루미늄-규소(Al-Si) 합금으로 이루어진 브레이징 물질(brazing material)로 구성되는 3중 레이어 클래드 물질 브레이징 시트(triple-layer clad material brazing sheet)를 포함한다. 이러한 핀 물질 대신에, 0.5 내지 1.8 중량 %의 망간과 0.5 내지 3.0 중량 %의 아연을 포함하는 알루미늄 합금으로 이루어진 심재 및 심재의 양측면에 배치되고, 6.5 내지 13.0 중량 %의 규소, 0.15 내지 0.60 중량 %의 구리 및 0.05 내지 0.30 중량 %의 망간을 포함하는 알루미늄-규소 합금으로 이루어진 브레이징 물질로 구성되는 3중 레이어 클래드 물질 브레이징 시트를 포함하여 이루어질 수도 있다.

심재의 망간은 핀들의 강도를 제공하는 구성요소이다. 만일 망간이 0.5 중량 % 보다 적으면, 브레이징 시트가 낮은 강도를 갖게 되어 바람직하지 않으며 핀들 역시 휘어질 수 있게 된다. 반면 망간이 1.8 중량 % 보다 많으면, 조잡한 구성물 입자들이 형성되어 금속 구조의 어떠한 균일한 상태도 얻을 수 없어 바람직하지 않다. 더욱 바람직하게는, 망간이 0.8 내지 1.6 중량 % 범위 내가 되도록 한다.

심재 중의 아연은 핀들의 포텐셜(potential)을 낮은 측(low side)으로 변화시키는 구성요소로, 심재와 필레(fillet) 또는 튜브 표면 사이의 포텐셜의 균형을 맞추는 기능을 갖는다. 만일 아연이 0.5 중량 % 보다 적을 경우, 핀들의 포텐셜을 낮은 측으로 변화하는 충분한 효과를 얻을 수 없게 된다. 만일 3.0 중량 % 보다 많으면, 바람직하지 않게 핀들이 낮은 자체 부식 내구성을 가질 수 있다. 더욱 바람직하게는, 아연이 0.9 내지 2.7 중량 % 범위 내가 되도록 한다.

브레이징 시트의 심재에는, 통상적인 알루미늄 합금에 불가피하게 제공된 불순 물질인 철(Fe)과 규소가 포함될 수 있다. 철과 규소는 각기 0.05 내지 0.4 중량 %의 범위 내에 포함되는 것이 바람직하다. 결정립들이 더 늘어나도록 하기 위하여, 철은 0.2 중량 % 이하의 범위에 포함되는 것이 더 바람직하다. 또한, 심재에서 불순 물질로서의 구리는 0.05 중량 % 이하가 포함될 수 있다. 심재에서, 잉곳들(ingots)의 마이크로 구조를 정제하기 위하여 알루미늄 합금에 일반적으로 포 함되는 티타늄(Ti)이 0.005 내지 0.3 중량 %만큼 더 포함될 수 있다. 이와 유사하게, 0.02 중량 % 이하의 붕소(B) 역시 티타늄과 함께 포함될 수 있다.

브레이징 충진재에 포함된 규소는 녹는점을 낮추는 역할을 하고, 용해된 충진재(filler)가 원활하게 흐르도록 한다. 규소는 6.5 내지 13.0 중량 %의 범위 내가 되는 것이 바람직하다. 만일 6.5 중량 % 보다 적을 경우 녹는점을 낮추는 효과를 충분히 얻을 수 없다. 만일 13.0 중량 % 보다 많을 경우 가공성(workability)의 저하를 초래한다.

튜브 물질의 표면의 아연은 핀들을 갖는 접합부들(joints)에서 필레들(fillets)로 확산 및 농축하고, 펠레들의 포텐셜(potential)을 불필요하게 낮은 측(low side)으로 변화시켜 접합부들에서의 부식을 가속한다. 브레이징 충진재에 포함된 구리는 포텐셜을 높이는 기능을 가지므로, 확산 및 농축된 아연으로 인해 펠레들의 포텐셜이 너무 낮아지는 것을 방지한다. 브레이징 물질 내의 구리는 0.15 내지 0.60 중량 % 범위 내가 되도록 하는 것이 바람직하다. 만일 구리가 0.15 중량 % 보다 적으면, 아연으로 인해 필레들의 포텐셜이 너무 낮아지는 것을 구리가 방지할 수 없다. 반면 구리가 0.60 중량 % 보다 많으면, 필레들의 포텐셜이 너무 높아져서 포텐셜이 낮은 핀들에 대하여 포텐셜의 차이가 상대적으로 크게 되어 핀들의 과도한 부식이 일어나게 된다.

프레임 스프레이(flame spraying)의 불균일로 인해, 프레임 스프레이가 예를 들어 10 내지 11 g/m²과 같이 튜브 표면들의 넓은 범위에 이루어지는 임의의 영역들 이 발생하는 곳에서, 필레들의 포텐셜은 아연 때문에 낮은 측으로 크게 변화될 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위하여, 구리는 0.31 내지 0.60 중량 % 범위 내가 되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 핀들에 대한 브레이징 시트의 충진재에는 구리와 함께 망간이 또한 첨가될 수 있다. 망간은 구리에 의해 얻어지는 효과를 보충하고, 필레들의 포텐셜이 너무 낮아지는 것을 억제하는 기능을 갖는다. 만일 망간이 0.05 중량 % 보다 적으면 이러한 의미있는 기능들을 얻을 수 없게 된다. 만일 망간이 0.30 중량 % 보다 많으면 브레이징 시점에서 솔더(solder)의 유동성(flowability)을 저하시키므로 적합하지 않다.

브레이징 시트의 충진재는 5 내지 15%의 클래드율(clad percentage)로 심재의 양측면에 배치되는 것이 바람직하다. 이 범위 내에 있는 한 핀들과 튜브들은 충분히 강하게 접합될 수 있다. 따라서, 핀들 또는 튜브들의 구성과 같은 조건들에 따라 적합한 포텐셜을 갖는 필레들이 우수한 부식 내구성을 얻도록 형성될 수 있다.

또한, 브레이징 물질에는 불가피하게 제공되는 불순 물질인 철(Fe)이 포함될 수 있는데, 바람직하게는 0.6 중량 % 이하의 범위 내가 되도록 한다. 브레이징 물질은 또한 티타늄(Ti)을 0.005 내지 0.3 중량 % 만큼 포함할 수 있는데, 티타늄은 잉곳(ingot) 마이크로 구조를 정제하기 위하여 알루미늄 합금에 일반적으로 첨가된다. 이와 유사하게 티타늄과 함께 0.02 중량 % 이상의 붕산을 포함하지 않도록 한다. 브레이징 충진재에는 용융된 충진재의 유동성을 개선하기 위하여 0.3 중량 % 이하의 비스무트(Bi)가 더 첨가될 수 있다. 또한, 규소 입자를 더 가늘게 하기 위하여 0.1 중량 % 이하의 나트륨(Na) 또는 스트론튬(Sr)이 첨가될 수 있다.

본 발명에 따른 핀 물질은 이하와 같이 제조된다.

먼저, 브레이징 시트를 구성하는 심재와 브레이징 충진재의 합금 슬라브들(alloy slabs)이 종래의 반연속적인(semi-continuous) 캐스팅 방법에 의해 각기 캐스트된다. 그 후에, 면삭(facing, 面削) 및 예비 열간 압연(preliminary hot rolling)에 의해 두께가 조절되고, 소정의 클래드율이 주어지도록 결합된 심재와 브레이징 충진재가 클래드되고 열간 압연(hot rolling)에 의해 접합되어 3중 레이어 물질을 형성한다. 이러한 열간 압연의 예비 가열(preliminary heating)은 400 내지 540℃의 조건과 0.5 내지 15 시간의 유지 시간(retention time) 하에서 수행되는 것이 바람직하다. 더불어, 심재를 균질하게 하기 위한 처리는, 상기 열간 압연에서의 예비 가열 전단계로서 예비 가열 단계에서 수행되거나, 면삭(面削) 전에 420 내지 540℃의 조건과 0.5 내지 15 시간의 유지 시간(retention time) 하에서 예비 가열과 별개로 수행될 수 있다.

열간 압연에 이어 압하율(rolling percentage) 85 내지 97%의 냉간 압연(cold rolling)이 수행되고, 320 내지 500℃ 온도 조건에서 0.5 내지 15 시간 동안 중간 어닐링(intermediate annealing)이 수행되고, 압하율(rolling reduction) 10 내지 60%의 최종 냉간 압연이 더 수행되어, 압연된 시트(rolled sheet)가 소정의 두께를 갖는 핀 시트가 되도록 하고 가공 및 조질(調質)된(worked and tempered) 상태가 되도록 한다. 또한, 또 다른 실시례로서, 열간 압연 이후에 냉간 압연이 수행되는 중간에 중간 어닐링(intermediate annealing)이 더 첨가되는 프로세스가 적용될 수 있는데, 예를 들어 '제 1 냉간 압연 + 제 1 중간 어닐링 + 제 2 냉간 압연 + 최종 중간 어닐링 + 최종 냉간 압연' 프로세스가 될 수 있다. 이 경우에, 제 1 냉간 압연과 제 2 냉간 압연의 총압하율(total rolling reduction)은 85 내지 97%이고, 제 2 냉간 압연의 압하율(rolling reduction)은 15 내지 80%이고, 제 1 중간 어닐링은 320 내지 500℃의 온도 조건에서 0.5 내지 10 시간 동안 수행되고, 최종 중간 어닐링은 320 내지 500℃의 온도 조건에서 0.5 내지 10 시간 동안 수행되고, 최종 냉간 압연의 압하율은 10 내지 60%인 것이 바람직하다.

전통적으로, 섬유상 마이크로 구조(fibrous micro-structure)를 갖는 핀 물질을 제조하는 프로세스에서, 특허문서2에서도 제시한 바와 같이, 핀 물질을 제조할 때의 어닐링 온도는 재결정(recrystallization) 온도보다 낮게 설정된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 핀 물질을 제조하는 프로세스에서 재결정은 최종 냉간 압연 바로 전에 수행되는 중간 어닐링에서 완료되고, 형성된 재결정립들(recrystallized grains)은 가능한 멀리 성장하도록 하고, 냉간 압연의 조절이 이후에 수행되는 상태에서, 특별히 정해진 일부 결정립들(crystal grains)만이 핀의 길이 단면의 두께 방향에 배치된다. 중간 어닐링시 재결정립들의 성장은 균질화 또는 열간 압연 전의 예비 가열을 위한 조건, 열간 압연의 조건, 중간 어닐링 전의 냉간 압연의 압하율 및 중간 어닐링의 조건 중 적절하게 선택하여 수행될 수 있다.

다음으로, 이처럼 형성된 브레이징 시트가 소정 폭으로 쪼개지고, 생성된 슬릿들(slits)은 핀들의 모양을 갖도록 콜러게이트 성형된다(corrugated).

B. 열교환기의 튜브

본 발명에 따른 열교환기의 튜브들이 이하에서 설명된다.

튜브 물질의 표면은 프레임 스프레이(flame spraying)에 의해 아연 농축 표면(Zn concentrated surface)으로 이루어지는 것이 바람직하다. 화학적 도금(chemical plating)과 같은 방법들이 또한 사용될 수 있다. 또한, 아연이 농축된 정도는 프레임 스프레이 등의 표면 부착량과 같이 3 내지 11 g/m² 범위 내가 되는 것이 바람직하다. 또한, 튜브 표면이 너무 높은 아연 농도를 가지면, 아연이 필레들(fillets)로 확산 및 응축하여 접합부들에서의 부식을 가속할 뿐만 아니라, 핀들의 결정립 경계들로의 솔더 컴포넌트의 유입 및 핀들을 그레인 경계 부식에 매우 민감하게 하는 그레인 경계들에서의 규소의 침전(deposition)을 촉진할 수 있다.

또한, 튜브 물질의 기재합금(base material alloy, 基材合金)은 순수 알루미늄 시스템, 알루미늄-망간 시스템 및 알루미늄-망간-구리 시스템 등에서 선택될 수 있다. 튜브들은 압출 성형(extrusion)에 의해 제조될 수 있으며, 평판 형상(flat shape)이고 내부에 다공의 유동 경로들(multi-hole flow paths)을 갖는 것이 바람직하다. 아연 농축된 표면은 프레임 스프레이에 의해 각 표면에 연속적으로 형성된다.

튜브의 아연 농축된 표면을 형성하는 방법으로, 0.7 내지 3%의 아연이 포함된 알루미늄 합금(예를 들어 7072 합금)의 희생 물질 레이어(sacrifice material layer)가 클래딩(cladding)에 의해 표면에 형성되는 방법이 사용될 수 있다. 이는, 클래드 시트(clad sheet)가 튜브 내에 형성된 타입 또는 튜브가 클래드 압출 성형(clad extrusion)에 의해 형성된 타입 중 어느 하나가 적용될 수 있다.

C. 열교환기

마지막으로, 본 발명에 따른 열교환기가 설명된다.

본 발명에 따른 열교환기는 상기와 같이 형성된 핀 물질, 상기와 같이 형성된 튜브 및 다른 구성부들을 결합하고 이들을 브레이징함으로써 제조된다.

브레이징 방법으로, 플럭스(flux)를 이용하는 노코락 브레이징 방법(Nocolock brazing method)을 이용하는 것이 바람직하다. 400℃에서 시작된 브레이징 동작에서의 온도가 브레이징 온도에 도달하고 솔더의 응고가 완료될 때까지 가열 단계와 냉각 단계의 시간에 특별한 제한은 없다. 그러므로, 시간은 7 내지 40분이 바람직하다. 하지만, 특히 짧은 시간의 처리를 위하여 가열 단계의 가열율(heating rate)을 150℃/분 이상에 설정하면, 브레이징 후에 핀들의 심재 결정립들이 너무 미세해서 부식 이후에 핀들이 낮은 강도를 갖게 되므로 바람직하지 않다.

이처럼 브레이징된 핀의 그레인 구조는 이하의 특징들을 갖는다.

핀의 부식 후에 강도를 보장하기 위하여, 심재의 재결정립들은 브레이징 후에 핀의 길이 단면으로 100 내지 1,000㎛의 평균 길이를 갖는다. 핀의 부식은 그레인 경계 부식에 의해 주로 진행된다. 재결정립들이 100㎛ 보다 작은 평균 길이 를 갖는 경우, 많은 그레인 경계들이 전체 핀에 걸쳐 존재하므로 핀이 그 표면으로부터 쉽게 부식될 수 있어 부식 이후의 강도가 현저하게 낮아지게 되므로 부적합하다. 또한, 재결정립들이 1,000㎛ 보다 큰 평균 길이를 가지게 되면, 균일한 그레인 구조의 상태를 공업적으로 안정적으로 형성하는 것이 어렵다.

또한, 브레이징 후의 재결정립들의 평균 길이는, 알루미늄 합금들의 결정립들의 관찰에 일반적으로 사용되는 바커 방식(Barker method)에 의해 광학 현미경으로 핀의 길이 단면을 관찰하였을 때 발견되는 값이고, 관찰 길이 10,000㎛는 관찰 범위에 있는 심재 결정립들의 수에 의해 분할된다. 여기서, 브레이징 시트를 형성할 때의 압연 방향이 핀의 길이 방향으로 간주되고, 핀의 길이 단면은 이 방향을 따른 단면을 의미한다.

핀의 부식 이후의 강도를 보장하기 위하여, 브레이징 이후에 핀에서, 심재의 재결정립들은 핀의 길이 단면의 두께 방향에 평균 4개 이하가 되어야 한다. 재결정립들이 두께 방향에 4개 이상 위치하는 마이크로 구조에서 핀의 길이 방향으로 확장하는 많은 결정립 경계들이 존재하고, 이에 따라 광범위에 걸쳐 필레들의 내부에 모인 용융된 충진재로부터 컴포넌트들이 경계들로 들어갈 수 있게 되어, 그레인 경계로의 규소의 확산이 촉진되고 그로 인해 그레인 경계 부식이 가속된다. 또한, 두께 방향에 결정립들의 수가 4개 이상 있으면, 그레인 경계 부식이 진행되는 방향 중 다수가 존재하는 그레인 경계 삼중점들(triple points)에서 부식이 특히 진행되거나, 부식된 그레인 경계들 간의 짧은 거리로 인해 이들이 결합하거나 떨어지거나 각각의 미세한 결정립을 용해하여 더 큰 공동들(cavities)을 형성하여 핀들 이 매우 부서지기 쉬운 상태가 된다. 브레이징 후에 핀의 길이 단면의 두께 방향에 심재의 재결정립들이 평균 4개 이하, 바람직하게는 2.5 개 이하가 되는 한, 그레인 경계 부식 정도가 낮아질 수 있어 부식된 그레인 경계들이 서로 결합하지 않으며 부식 이후의 핀 강도도 보장될 수 있다.

두께 방향에서 재결정립들의 평균 수는 핀의 길이 단면에서 두께 방향을 따라 선분을 그릴 때 얻어지는 값이고, 선분이 관통하는 평균값이 결정립들의 수이다.

상기한 핀을 얻기 위하여, 조절된 브레이징 후의 결정립 구조는, 브레이징 전의 핀의 길이 단면의 두께 방향에 심재의 모 결정립들이 평균 4개 이하인 핀을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 핀은 브레이징되지 않은 상태에서(브레이징 이전) 대체로 가공 및 조질(調質)된(worked and tempered) 것이고, 두께 방향에 약간의 모 그레인들이 있는 결정립 구조를 갖는 핀 또는 하나의 모 결정립이 일부 영역에서 전체 두께를 차지하는 결정립 구조를 갖는 핀이며, 바커 방식에 의해 광학 현미경에서 관찰된 바와 같이 예를 들어 일명 섬유상 마이크로 구조를 갖지 않는다. 이러한 모 결정립(들)은, 가공(working)의 결과로 스트레인(strain)을 내포하는 상태에서, 프로세스에서 재결정화의 마지막에 형성된 결정립이 가공 슬롯(working slot)을 따라 일부가 분할된 것이다. 이점에 있어서, 모 결정립은 재결정립들의 경우에 스트레인을 적게 포함하는 하나의 결정(crystal)이라고 할 수 없다. 하지만, 이러한 모 결정립에서 영역이 더 큰 부분이 원래의 결정립(original crystal grain)에 의해 정해진 결정 방향에 근접한 범위 내에 있게 되고, 그러므로 바커 방식에 의해 편광된 빛으로 관찰할 때 동일한 컬러 톤을 갖는 지역으로 인식된다. 브레이징 시에, 상기한 결정립 구조에서, 망간이 포함된 미세 금속 피복들(Mn-containing fine deposits) 또는 망간 고체 솔루션(solid-solution Mn)으로 인해 완전히 새로운 결정립들을 이루는 임의의 핵들(nuclei)이 형성되는 것이 방지되고, 적은 수의 서브결정들(subcrystals)(서브그레인들, subgrains)이 성장에 이로운 조건 하에 있으며, 모 결정의 이전 결정립들(old crystal grains)과 결합하고 성장하거나 모 결정 내에서의 스트레인이 연속하여 회복하여, 모 결정립들의 두께와 실질적으로 동일한 두께를 갖고 길이 방향으로 또한 확장된 재결정립들이 형성된다.

심재의 모(母) 결정립이 핀의 길이 단면의 두께 방향에서 평균 4개 이상인 결정립 구조의 경우에는 하나의 모(母) 결정이 길이 방향에서 짧게 세그먼트(short segmented) 되어 다른 결정과 결합됨으로써 전술한 바와 같은 소정의 결정립 구조가 얻어질 수 없다.

두께 방향에서 평균 수에서 심재의 모(母) 결정립이 4 이하 및 바람직하게는 2.5 이하인 동안, 블레이징 후에 심재의 재결정립이 핀의 길이 단면에서 100 내지 1,000um의 평균 길이를 가지고, 심재의 재결정립이 핀의 길이 단면의 두께 방향에서 평균 4이하를 갖는 결정립 구조가 얻어졌다.

또한, 두께 방향에서 모(母) 결정립의 평균 수는 전술한 브레이징 후의 재결정립의 평균 수에서와 동일한 방법에 의해서 측정되었다.

실시예

본 발명의 실시예 및 비교예에 대해서 설명하기로 한다.

표 1에 제시된 합금의 슬라브(slab)는 종래 반연속 주조(semi-continuous casting)에 의해서 준비되었다. C1 부터 C8은 핀용 브레이징 시트의 심재를 제공하는 합금이며, 이 중에서 C1 부터 C4는 본 발명에 사용된 합금이다. 또한, S1 부터 S10은 브레이징 시트의 브레이징 물질로 사용되는 합금이며, 이 중 S1 부터 S4 및 S7 부터 S9는 본 발명에 사용된 합금이다.

표 2에 제시된 조합에 따른 브레이징 시트는 다음의 방법으로 생산되었다. 면삭(面削)한 심재 슬라브와 예비 열간 압연한 브레이징 충진(filler) 물질을 소정의 클래드율로 되는 두께 비율로 전체 두께가 약 550nm에 이르도록 전자의 양 측면에 후자를 중첩시킨다. 이것을 표 3에 제시된 조건 하에서 예비 가열을 한 후, 여간 압연하여 클래드 접합한다. 다음으로 핀 물질로 사용된 브레이징 시트를 얻기 위해서 냉간 압연과 중간 어닐링이 도 3에 제시된 조건 하에서 실시된다. 표 3에 제시된 프로세스 B의 예비 가열 단계에서 균질화 처리(homogenizing treatment)가 전(前) 단계(pre-stage)로서 2시간 동안 500℃에서 실시된다. 프로세스 F 예비 가열 단계에서 균질화 처리(homogenizing treatment)가 전(前) 단계로서 5시간 동안 570℃에서 실시된다. 이러한 예비 가열 단계들은 균질화 처리를 포함하는 2단 가열 방식(double heating method)이 사용된다.

이렇게 생성된 브레이징 시트는 각각 도 1에 도시된 바와 같이 8mm 핀 높이, 2.5mm 핀 피치 및 올라가고 내려가는 각각 4 개의 융선(ridge)를 가지므로 전체 8개의 융선을 갖는 핀(1)을 생성하도록 콜러게이트 성형된다(corrugated).

한편, Al-0.3% 구리 합금으로 구성되는 16mm의 폭과 2mm의 두께의 각 튜브 기재(基材)의 표면에 도 1에 도시된 2 개의 튜브(2)를 생성하기 위하여 아연(Zn)을 6 내지 8 g/m² 또는 9 내지 11 g/m² 프레임 스프레이 양(flame-spraying coverage)으로 프레임 스프레이 한다.

열교환기를 모방하는(imitating) 각각의 브레이즈된 시료를 생성하기 위하여 종래 NB 브레이징법에 의하여 핀(1)의 상부(upper-part) 4개 융선은 하나의 튜브(2)에 브레이즈 되고, 하부(lower-part) 4개 융선은 다른 튜브(2)에 브레이즈 된다. 브레이징에서 열처리는 600℃ 조건 하에서 3분 유지 시간(retention time) 동안 실시된다. 400℃에서 브레이징 온도까지의 열처리 시간, 600℃에서의 유지 시간 및 충진 결정화 온도(550℃)까지의 냉각 시간은 모두 합쳐서 18분이다. 여기서 400℃에서 550℃까지의 열처리 속도는 평균 약 40℃/분(分)이었다.

브레이징 후에, 핀 접합 비율은 다음 방법으로 처음 평가되었다. 각각 상승 및 하강 50개의 융선, 전체적으로 100개의 융선을 갖는 핀이 각 융선에서 튜브에 접합되었다. 그리고 나서, 이러한 접합을 기계적으로 찢은 후, 접합 마크(join mark)가 존재하는 접합을 양호한 접합이라고 평가하였으며, 전체 융선(100개의 융선)과 대비하여 양호한 접합으로 평가된 융선 수의 비율을 핀 접합 비율로 간주하였다.

다음으로, 부식 테스트로 염산 침지 부식 테스트(hydrochloric-acid immersion corrosion test) 및 SWAAT 테스트(seawater accelerated aging test)가 수행되었다. 염산 침지 테스트에서는 시료들이 2.5 부피% 염화수소(HCl) 수용액에 2시간 동안 침지된다. SWAAT 테스트에서는 49℃에서 ph가 2.8 에서 3.0인 가공의 해수(海水)로 스프레이된 후 49℃와 98% 이상의 상대 습도(relative humidity)에서 노출되는 하나의 사이클(cycle)을 360 사이클(전체적으로 720 시간) 수행하였다.

부식 후에, 핀 접합 비율은 브레이징 후의 상기 접합 비율과 동일한 방법으로 처음 측정되었다. 다음, 도 1에 도시된 바와 같이, 핀 파열 하중(fin breaking load)를 측정하기 위하여 상부 튜브(2)는 인장 지그(3)에 의해서 D1 방향으로 스트레치 되고, 하부 튜브(2)는 D1 방향과 반대 방향인 D2 방향으로 스트레치 되었다. 핀 파열 하중은 핀과 접합부가 부식에 의해 손상되지 않을 경우에 최대치를 보이며, 이들 중 어느 하나가 어떤 두드러진 부식에 의해서 손상이 되면 낮은 값을 보인다.

브레이징 전(前)이나 후(後)의 특성과 브레이징 후의 부식 테스트 결과가 표 4a 및 표 4b에 제시되었다.

표 4a 및 표 4b의 실시예 1 내지 13에 나타난 바와 같이 적절한 합금 조성이 선택되었고, 브레이징 후의 핀 심재의 재결정립의 길이는 100um 이상이 되도록 하였으며, 핀 길이 단면의 두께 방향으로 심재의 재결정립의 평균 수는 4 이하로 함으로써 부식 테스트에서도 핀 파열 하중이 높고 또한 높은 핀 접합율을 달성하는 결과를 가져왔다. 양호한 결과가 실시예 4, 7 및 13에서도 얻을 수 있는데, 이는 9 내지 11 g/m² 만큼 큰 아연(Zn) 프레임 스프레이 양을 갖는 튜브를 사용하였다. 이렇게 큰 아연 커버리지의 경우, 본 발명의 어떤 조성 범위 내에서 0.31 중량% 이상의 구리(Cu)가 첨가될 수 있으며, 또한 구리에 가세해서 소정량의 망간(Mn)의 언급한 량이 구리의 첨가물에 첨가될 수 있다. 이것은 부식 테스트 후에 높은 핀 파열 하중 및 접합 비율을 유지하는데 효과적이다.

또한, 6 내지 8 g/m²의 아연 프레임 스프레이 양과 0.09mm의 핀 두께를 갖는 핀을 사용하는 열교환기에 관한 실시예 1 내지 3, 6 및 8 내지 12를 참조하라. 심지어 실시예 8 내지 10에서도 충분히 높은 값의 핀 파열 하중이 얻어지며, 여기서 심재의 재결정립은 브레이징 후에 핀의 길이 단면에서 평균 100 내지 200um 길이를 가지며, 핀의 길이 단면의 두께 방향에서 심재의 재결정립의 평균 수는 2.5 내지 4 범위이다. 실시예 1 내지 3, 6, 11 및 12에서 더 높은 값의 핀 파열 하중이 얻어지며, 여기서 그 두께 방향에서 심재의 재결정립의 평균 수는 2.5 이하 범위이다. 이들 중에 실시예 3에서 가장 높은 값의 핀 파열 하중이 얻어지며, 여기서 그 두께 방향에서 심재의 재결정립의 평균 수는 2.0 미만 범위이다. 실시예 5에서 핀 두께는 0.075um만큼 작다. 하지만, 그 두께 방향에서 심재의 재결정립의 평균 수는 2.0 이하 범위이므로 높은 값의 핀 파열 하중이 얻어진다. 또한, 그 두께 방향에서 심재의 재결정립의 평균 수가 특히 작기 때문에 양호한 특성이 얻어지는 실시예 3 내지 5의 열교환기는 중간 어닐링이 두 번 수행되는 프로세서(C 및 D)에 의해 생성되었다.

한편, 비교 실시예 1 및 3에서 브레이징 전의 결정립은 파이버 상에서 멈추었고, 오리지날 모(母) 결정립(original mother crystal grain)은 판별할 수 없었다. 또한, 브레이징 후에, 재결정립은 평균 60um 만큼 작은 평균 길이를 가졌으며, 심재의 재결정립은 핀의 길이 단면의 두께 방향에서 평균 갯수가 4개를 넘어서 다수가 되고, 결과적으로 그레인 경계 부식 및 그레인 경계 부식의 합체에 의한 부식에 의해서 핀 파열 하중은 36N 이하이였다. 비교 실시예 1 및 3에서 이것은 최종 냉간 압연 전에 중간 어닐링이 낮은 온도 조건(표 3의 E)에서 수행되었기 때문에 결정립이 브레이징 전에 파이버상에 머물러서 결정립이 브레이징 후에 충분히 성장하지 않았기 때문이다.

비교 실시예 2 및 4에서, 심재의 모 결정립은 브레이징 전에 핀의 길이 단면의 두께 방향으로 평균 5 이상이었으며, 또한 이러한 예에서, 브레이징 후 재결정립은 90um보다 작은 평균 길이를 가졌으며, 심재의 재결정립은 그 두께 방향으로 평균 갯수가 4개를 넘어서 다수가 되었다. 결과적으로 핀 파열 하중은 49N 또는 그보다 작았고, 그레인 경계 부식 및 그레인 경계 부식의 통합에 의한 부식으로 인하여 핀의 강도를 잃어 버렸다. 이것은 비교 실시예 2 및 4에서 열간 압연이 수행되기 전에 중간 어닐링에서의 균질화 처리가 높은 온도 조건(표 3의 F)에서 수행되기 때문에 브레이징 전의 핀의 길이 단면의 두께 방향에서 심재의 결정화된 그레인의 평균 수가 커서, 브레이징 후에 결정화된 그레인이 충분히 자라지 않았기 때문이다.

비교 실시예 5에서, 심재 내 망간(Mn)의 량은 0.35 중량% 만큼 작아서 낮은 핀 강도(fin strength)를 가져오며, 주름잡기에 의해 형성된 핀의 불균일한 높이를 만들기 때문에 초기 핀 접합 비율은 68%로 낮기 때문에 다음의 부식 테스트를 수행할 가치가 없는 것이었다.

표 4a 및 표 4b에 제시되지는 않았으나, 표 2의 BR14에서 심재의 망간의 량이 2.05 중량% 만큼 커지면 거친 결정화된 매트(coarse crystallized matter)가 심재에 형성된다. 결과적으로 심재에는 균질화된 결정립 구조가 형성되지 않는다. 따라서, 핀은 열교환기에서 사용하기에 적합하지 않게 되어 브레이징이 수행되지 않았다.

비교 실시예 6에서, 심재의 아연(Zn)의 량은 0.45 중량% 만큼 작아서 핀의 포텐셜(potential of fin)을 낮게 만들며 따라서 핀과 튜브의 접합부에서의 부식으로 인해서 부식 후의 접합 비율을 26%로 낮게 형성되었다. 또한, 이러한 경우에, 핀으로서 요구되는 강도(strength)가 유지되었지만, 접합부에서 강도가 너무 낮아서 부식 후의 핀 파열 하중이 10N보다 낮게 되었다. 비교 실시예 7에서, 핀의 포텐셜을 극도도 낮게 하기 위하여 심재의 아연(Zn)의 량을 3.07 중량% 만큼 커도록 하기 때문에 핀의 부식이 진행되고, 따라서 핀 파열 하중이 38N 이하로 낮게 되어, 핀의 강도를 잃어 버리게 되었다.

비교 실시예 8에서, 아연 프레임 스프레이 튜브의 아연을 필레(fillet) 부에 집중되도록 만들기 위하여 브레이징 충진재 내의 구리(Cu)의 량을 0.09 중량% 만큼 작게 함으로써, 필렛은 포텐셜적으로 낮게 되고, 부식 후의 접합 비율은 29% 이하로 낮게 된다. 또한 이러한 예에서, 부식 후의 핀 파열 하중은 10N보다 작게 된다.

비교 실시예 9에서, 핀의 포텐셜을 극도로 낮게 하기 위하여 브레이징 충진재 내 구리(Cu)량이 0.65 중량% 만큼 커서 비교적 낮은 포텐셜을 갖는 핀의 부식이 진행되었기 때문에 핀 파열 하중은 35N 이하로 낮아서 핀의 강도를 잃어 버렸다.

합금조성, 금속결정 조직을 제어한 핀을 이용해서 열교환기를 구성함으로써, 튜브(tube)의 접합부 및 핀 자체의 내식성 및 내구성이 양호하고, 열교환기의 무게를 줄일 수 있었으며 표면처리의 환경 대응에 있어서 잇점을 가질 수 있게 되었다.

Claims

i) 0.5 내지 1.8 중량%의 망간(Mn)과 0.5 내지 3.0 중량%의 아연(Zn)을 함유하는 알루미늄 합금의 심재(core material, 芯材)와 상기 심재의 양측에 구비되며 6.5 내지 13.0 중량%의 규소(Si) 및 0.15 내지 0.60 중량%의 구리(Cu)를 함유하는 Al-Si 합금의 브레이징 충진재로 구성되는 삼중층 크래드 물질로 구성되는 핀 물질 및 ii) 아연 정광(精鑛) 표면을 갖는 알루미늄 합금 튜브가 서로 브레이즈 되어 형성되는 열교환기로서,

브레이징 후에 핀 길이 단면에서 상기 심재의 재결정립이 평균 100 내지 1,000um 길이를 가지며, 상기 심재의 재결정립이 상기 길이 단면의 두께 방향에서 평균 4개 이하인 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1항에 있어서,

브레이징 전에 상기 심재의 모(母) 결정립이 상기 핀의 길이 단면의 두께 방향에서 평균 4개 이하인 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 브레이징 물질은 0.05 내지 0.30 중량%의 망간을 더 포함하는 것을 특 징으로 하는 열교환기.
제 1항 또는 제 2항의 열교환기용 핀 물질을 함유하는 핀으로서,

상기 핀 물질은 0.5 내지 1.8 중량%의 망간(Mn)과 0.5 내지 3.0 중량%의 아연(Zn)을 함유하는 알루미늄 합금의 심재와, 상기 심재의 양측에 제공되며 6.5 내지 13.0 중량%의 규소(Si) 및 0.15 내지 0.60 중량%의 구리(Cu)를 함유하는 Al-Si 합금의 브레이징 충진재로 구성되는 삼중층 크래드 물질을 함유하고, 심재의 모(母) 결정립이 상기 핀 물질의 길이 단면의 두께 방향에서 평균 4개 이하로 가공 및 조질(調質)되는(worked and tempered) 것을 특징으로 하는 핀.
제 4항에 있어서,

상기 브레이징 충진재가 0.05 내지 0.30 중량%의 망간(Mn)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 핀.