KR20100132510A

KR20100132510A - 측재 및 그 제조 방법 및 열교환기용 클래드재의 제조 방법

Info

Publication number: KR20100132510A
Application number: KR1020107021518A
Authority: KR
Inventors: 도시키 우에다; 겐지 도쿠다; 야스히로 니시오카; 지츠토 시카타; 히로시 구니이; 히데아키 하쿠야
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2010-12-17
Also published as: CN101952681A; CA2856597A1; RU2456526C2; CA2717372C; CA2717372A1; RU2010144072A; KR101270924B1; AU2009229974A1; US20110011573A1; US8404360B2; JP5222197B2; WO2009119653A1; JP2009255171A; EP2259002A1; MX2010010617A; CN101952681B; EP2259002B1; AU2009229974B2; CA2856597C; EP2259002A4

Abstract

본 발명은 표면 상태 및 평탄도가 제어되고, 열교환기용 크래드재의 제조에 있어서, 밀착 불량이 발생하기 어렵고, 생산성, 내식성이 뛰어난 열교환기용 크래드재를 제조할 수 있는 측재 및 그 제조 방법 및 이 측재를 이용한 열교환기용 크래드재의 제조 방법을 제공한다. 심재와 그 편면 또는 양면에 중합시켜진 1층 이상의 측재(A)로 이루어지는 열교환기용 크래드재에 사용되는 측재(A)에 있어서, 측재(A)의 표면에, 측재(A)의 일방향을 향해서 원호 형상이 되는 미세홈 주기 형태(B)가 복수 형성되고, 미세홈 주기 형태(B)는 800 내지 1500mm의 곡률 반경(R)으로 측재(A)의 외주연까지 연장하는 동시에, 측재(A)의 상기 방향으로 1 내지 8 mm의 주기(D)를 갖고, 또한 측재(A)의 상기 방향의 표면 거칠기가, 10점 평균 거칠기(Rz)에 있어서 1 내지 15㎛이다.

Description

측재 및 그 제조 방법 및 열교환기용 클래드재의 제조 방법{SIDE MEMBER AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME AND METHOD FOR PRODUCING CLAD MEMBER FOR HEAT EXCHANGER}

본 발명은 자동차 등의 열교환기에 이용되는 열교환기용 클래드재(브레이징 시트)에 사용되는 측재(side material) 및 그 제조 방법 및 열교환기용 클래드재의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용의 인터쿨러, 오일쿨러, 라디에이터, 콘덴서, 증발기, 히터 코어 등에 이용되는 열교환기용 클래드재는 측재가 압연, 또는 주괴로부터 슬라이스되어 사용되고 있다.

예를 들면, 특허 문헌 1에는 종래의 일반적인 열교환기용 클래드재의 제조 방법이 이하와 같이 기재되어 있다. 우선, 심(芯)재용 알루미늄 합금, 측재(특허 문헌 1에서는 희생 양극재 및 납재)용 알루미늄 합금을 연속 주조에 의해 용해, 주조하고, 필요에 따라서 균질화 열처리(homogenized heat treatment)한다[표면 평활화 처리(surface smoothing heat treatment)를 실시하는 경우도 있다]. 또한, 측재용 알루미늄 합금의 주괴에 대해서는, 각각 소정 두께까지 열간 압연한다(도 7의 S11a, S11b 참조, 용해는 용해 공정, 주조는 주조 공정, 표면 평활화 처리는 면삭 공정, 균질화 열처리는 균열 공정, 열간 압연은 열간 압연 공정이라고 기재한다).

그 다음에, 심재용 알루미늄 합금 주괴(심재)와, 측재용 열간 압연판(측재)을 중첩시키고, 통상의 방법에 따라서 열간 압연(클래드 열연)에 의해 클래드재로 한다(도 7의 S12, S13 참조, 중첩은 중첩 공정, 열간 압연은 열간 압연 공정이라고 기재한다). 또한, 특허 문헌 2에는 열교환기용 클래드재에 이용하는 측재로서 주괴로부터 슬라이스된 소정의 두께의 측재를 이용하고, 또한 이 측재에 표면 평활화 처리를 실시하는 것이 기재되어 있다.

특허 공개 제 2005-232507 호 공보(단락 0037, 0039, 0040) 특허 공개 제 2007-260769 호 공보(단락 0027 내지 0040)

그러나, 이러한 종래의 클래드재에 이용하는 측재, 또는 그 제조 방법, 혹은 클래드재의 제조 방법에 있어서는 이하에 나타내는 문제가 있다.

(1) 측재로서 열간 압연판을 사용하면, 클래드재의 제조 공정이 많고, 또한 열간 압연의 회수가 많아져서, 생산성이 저하한다는 문제가 있다.

(2) 심재용 주괴는 프레이즈반 등에 의해 면삭 처리되는 일이 많고, 그 표면은 면삭 가공면이다. 한편, 측재용 열간 압연판은 압연 방향에 따라서 생기는 압연안(壓延目)이 형성된 롤 가공면이다. 따라서, 심재용 주괴와 측재용 열간 압연판과는, 그 표면 상태가 달라서 양자를 중첩시켜서 클래드 열연했을 때에, 심재와 측재와의 밀착 불량이 생기기 쉽다는 문제가 있다. 그리고, 심재와 측재의 밀착성을 향상시키기 위해서는 클래드 열연에 있어서 경압하에서의 다패스 압연이 필요하게 되어서, 클래드 열연으로의 생산성이 저하하게 된다.

(3) 측재로서 열간 압연판을 사용하면, 압연판의 표면 상태 및 평탄도(특히 길이 방향의 평탄도)의 제어는 압연롤만으로 실시하게 되고, 또한 열간 압연에 의해 압연판 표면에 두꺼운 산화 피막이 형성되기 때문에, 표면 상태 및 평탄도의 제어가 곤란해서, 심재와 측재와의 밀착 불량을 방지할 수 없다는 문제가 있다.

(4) 측재로서 주괴로부터 슬라이스한 슬라이스판을 사용하는 경우, 평탄도나, 산화 피막 두께의 제어 등에 의해 표면 상태를 제어했을 경우에도, 슬라이스나 표면 평활화 처리에 의한 표면의 미세한 홈의 형상이나 표면 거칠기 등의 규정에 의한 표면 상태(표면 형태)의 제어가 불충분하면, 여전히 부분적인 밀착 불량이 남는다는 문제가 있다.

(5) 심재와 측재와의 밀착 불량이 생기면, 클래드재의 생산성의 저하의 문제와 함께, 소정의 클래드율이 얻어지지 않는다는 문제, 기포(bulge) 등의 품질 이상이 발생한다는 품질 저하의 문제, 또한 밀착 불량에 의해서 내식성이 저하된다는 문제도 발생한다.

본 발명은 상기 과제에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 표면 상태 및 평탄도가 제어되고, 열교환기용 클래드재의 제조에 있어서, 밀착 불량이 생기기 어렵고, 생산성, 내식성이 뛰어난 열교환기용 클래드재를 제조할 수 있는 측재 및 그 제조 방법 및 이 측재를 이용한 열교환기용 클래드재의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 제 1 항의 측재는 심재와 그 편면 또는 양면에 중첩된 1층 이상의 측재로 이루어지는 열교환기용 클래드재에 사용되는 상기 측재이고, 상기 측재의 표면에, 상기 측재의 일방향을 향해 원호 형상이 되는 미세 홈 주기 형태가 복수 형성되고, 상기 미세 홈 주기 형태는 800 내지 1500mm의 곡률 반경으로 상기 측재의 외주연까지 연장하는 동시에, 상기 측재의 상기 방향으로 1 내지 8mm의 주기를 갖고, 또한 상기 측재의 상기 방향의 표면 거칠기가, 10점 평균 거칠기(Rz)에 있어서 1 내지 15㎛인 것을 특징으로 한다.

이러한 측재에 의하면, 측재의 표면에 소정 형상의 미세 홈 주기 형태가 복수 형성되어 있기 때문에, 열교환기용 클래드재의 제조에 있어서의 심재와의 압착시에, 심재나 각 측재(측재가 다수 있는 경우)와의 사이에 존재하는 공기가 미세 홈 주기 형태를 거쳐서 효율적으로 배출되어 밀착성이 향상한다. 또한, 측재의 표면 거칠기를 소정의 범위에 규정하는 것에 의해서, 심재나 각 측재와의 사이에 간극이 형성되기 어려워서, 밀착성이 향상한다. 또한, 이들에 의해 압착성(여기에서는 압연에 의한 압착의 용이성을 말함)이 향상해서 압착 패스수(열간 압연의 회수)가 감소한다.

제 2 항의 측재는 상기 방향 1m당의 평탄도가 1mm 이하인 것을 특징으로 한다.

이러한 측재에 의하면, 평탄도를 소정치 이하로 제어하는 것에 의해, 평탄성이 보다 향상해서 심재나 각 측재와의 밀착성이 보다 향상한다. 또한, 압착성이 더욱 향상해서 압착 패스수가 감소한다.

제 3 항의 측재는 두께가 10 내지 250mm인 것을 특징으로 한다.

이러한 측재에 의하면, 두께를 소정의 범위에 규정하는 것에 의해, 열교환기용 클래드재의 클래드율이 적절히 조정된다.

제 4 항의 측재의 제조 방법은, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 측재의 제조 방법으로서, 상기 심재와는 성분 조성이 다른 측재용 금속을 용해하는 용해 공정과, 상기 용해 공정으로 용해된 측재용 금속을 주조해 측재용 주괴를 제조하는 주조 공정과, 상기 측재용 주괴를 소정 두께로 슬라이스하는 슬라이스 공정과, 상기 슬라이스된 소정 두께의 슬라이스재의 표면에, 표면 평활화 처리를 실시하는 표면 평활화 처리 공정을 이 순서로 실행하는 것을 특징으로 한다.

이러한 제조 방법에 의하면, 측재를 슬라이스 및 표면 평활화 처리해서 제조하기 때문에, 측재의 표면 상태 및 평탄도를 용이하게 제어할 수 있고, 산화 피막 두께가 감소하는 동시에, 표면에 소정 형상의 미세 홈 주기 형태가 형성되고, 또한 표면 거칠기가 소정의 범위로 규정된다. 또한, 열교환기용 클래드재의 제조에 있어서 심재와의 압착시에, 심재나 각 측재와의 사이에 존재하는 공기가 효율적으로 배출되어 밀착성이 향상한다. 또한, 압착성이 향상하여 압착 패스수가 감소한다. 또한, 열교환기용 클래드재의 제조에 있어서, 측재용 부재로서 슬라이스한 측재를 사용하기 때문에, 종래의 열교환기용 클래드재와 같이 열간 압연에 의해서 측재용 부재의 두께를 감소시킬 필요가 없어진다. 이것에 의해, 종래에 비해 열간 압연의 회수(압착 패스수)가 감소해, 작업 공정이 생략화된다.

제 5 항의 측재의 제조 방법은 상기 슬라이스 공정에 있어서, 상기 측재용 주괴를, 수평으로 설치되어 있는 상기 측재용 주괴의 설치면에 대해 평행으로 슬라이스하는 것을 특징으로 한다.

이러한 제조 방법에 의하면, 슬라이스시에 생기는 절단괴(슬라이스괴)의 자중, 형상에 의한 변위(예를 들면, 절단괴가 넘어지려고 하는 힘 등)의 영향이 극소화되어 슬라이스된 측재의 평탄성이 향상해서 심재나 각 측재와의 밀착성이 향상한다. 또한, 압착성이 향상하여 압착 패스수가 감소한다.

제 6 항의 측재의 제조 방법은 상기 주조 공정의 후에, 또한 상기 슬라이스 공정의 전에, 주조된 측재용 주괴에, 추가로 균질화 열처리를 실시하는 균질화 열처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 제조 방법에 의하면, 측재용 주괴의 내부 응력이 제거되고, 슬라이스된 측재의 평탄성이 향상해서 심재나 각 측재와의 밀착성이 향상한다. 또한, 압착성이 향상해서 압착 패스수가 감소한다.

제 7 항의 측재의 제조 방법은, 상기 표면 평활화 처리를, 절삭법, 연삭법 및 연마법으로부터 선택된 1종 이상의 방법으로 실시하는 것을 특징으로 한다.

이러한 제조 방법에 의하면, 측재의 표면 상태 및 평탄성이 향상해서 심재나 각 측재와의 밀착성이 향상한다. 또한, 압착성이 향상해서 압착 패스수가 감소한다.

제 8 항의 열교환기용 클래드재의 제조 방법은, 심재와 그 편면(片面) 또는 양면에 중첩된 1층 이상의 측재로 이루어지는 열교환기용 클래드재의 제조 방법으로서, 상기 측재의 적어도 1층이, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 측재이고, 상기 측재와, 이 측재를 중첩시키기 위한 심재를 준비하는 준비 공정과, 상기 심재 및 상기 측재를 소정 배치에 중첩시켜서 중첩재로 하는 중첩 공정과, 상기 중첩재에 균질화 열처리를 실시하는 균질화 열처리 공정과, 상기 균질화 열처리 공정의 후에 열간 압연을 실시하는 열간 압연 공정과, 상기 열간 압연 공정의 후에 냉간 압연을 실시하는 냉간 압연 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이러한 제조 방법에 의하면, 측재용 부재로서 표면 상태 및 평탄도가 제어된 측재를 이용하기 때문에, 심재에 측재를 중첩시킬 때에, 심재나 각 측재와의 사이에 간극이 형성되기 어렵고, 또한 심재와의 압착시에, 심재나 각 측재와의 사이에 존재하는 공기가 미세 홈 주기 형태를 거쳐서 효율적으로 배출되어 밀착성이 향상한다. 또한, 열간 압연 공정에 있어서, 압착 패스수를 줄일 수 있어서, 수율, 생산성이 향상한다. 이들에 의해, 열교환기용 클래드재의 생산성, 내식성이 향상한다.

본 발명의 제 1 항에 관련되는 측재에 의하면, 측재의 표면 상태 및 평탄도가 제어되어 있기 때문에, 열교환기용 클래드재의 제조에 있어서, 밀착 불량이 생기기 어려워서 기포 등의 불량을 저감시킬 수 있다. 또한, 압착성이 향상되기 때문에, 압착 패스수를 감소시킬 수 있다. 이것들에 의해, 생산성, 내식성이 뛰어난 열교환기용 클래드재를 제조할 수 있다.

제 2 항에 관련되는 측재에 의하면, 심재나 각 측재와의 사이에 간극이 형성되기 어려워서, 밀착성 및 압착성이 더욱 향상한다. 제 3 항에 관련되는 측재에 의하면, 측재의 두께를 규정했으므로, 적절한 클래드율을 갖는 열교환기용 클래드재를 제조할 수 있다.

본 발명의 제 4 항에 관련되는 측재의 제조 방법에 의하면, 측재의 표면 상태 및 평탄도를 용이하게 제어할 수 있고, 산화 피막 두께를 감소시키는 동시에, 측재의 표면 상태를 소정으로 할 수 있다. 그 때문에, 열교환기용 클래드재의 제조에 있어서, 밀착 불량이 생기기 어려워서, 기포 등의 불량을 저감시킬 수 있다. 또한, 압착성이 향상하기 때문에, 압착 패스수를 감소시킬 수 있다. 또한, 열간 압연에 의해서 제조한 것이 아니기 때문에, 열간 압연에 의해서 측재용 부재의 두께를 감소시킬 필요가 없고, 또한 열교환기용 클래드재의 제조에 있어서, 종래의 열간 압연에 의해서 제조한 측재를 사용하는 경우에 비해 열간 압연의 회수가 감소해, 작업 공정의 생략화를 도모할 수 있다. 이것들에 의해, 생산성, 내식성이 뛰어난 열교환기용 클래드재를 제조할 수 있다.

제 5 항에 관련되는 측재의 제조 방법에 의하면, 평탄성이 보다 향상된 측재를 얻을 수 있고, 심재와의 밀착성 및 압착성이 보다 향상되기 때문에, 밀착 불량이 더욱 생기기 어렵다. 제 6 항에 관련되는 측재의 제조 방법에 의하면, 측재용 주괴에 균질화 열처리를 실행하는 것에 의해서, 슬라이스된 측재의 평탄성이 더욱 향상하기 때문에, 밀착 불량이 더욱 생기기 어렵다.

제 7 항에 관련되는 측재의 제조 방법에 의하면, 측재의 표면 평활화 처리를, 절삭법, 연삭법 및 연마법으로부터 선택된 1종 이상의 방법으로 실시하는 것에 의해서, 측재의 표면 상태 및 평탄성이 향상하므로 밀착 불량이 더욱 생기기 어렵다.

제 8 항에 관련되는 열교환기용 클래드재의 제조 방법에서는, 측재용 부재로서 상기의 방법에 의해 제조한 측재를 사용하므로, 측재용 부재의 표면 상태 및 평탄도가 제어되어 있고, 밀착 불량이 생기기 어려워서, 내식성이 뛰어난 열교환기용 클래드재를 제조할 수 있다. 또한, 제조 코스트가 낮은 열교환기용 클래드재를 제조할 수 있다.

도 1a 내지 f는 본 발명에 관련되는 열교환기용 클래드재의 구성을 도시하는 단면도,
도 2는 본 발명에 관련되는 측재의 표면 상태를 설명하기 위한 모식도이고, a, b는 미세홈 주기 형태의 형상을 설명하기 위한 모식도, c는 a, b의 XX선에 있어서의 단면의 일부를 도시하는 모식도,
도 3a, b는 본 발명에 관련되는 열교환기용 클래드재의 제조 방법의 플로우를 도시하는 도면,
도 4는 측재 주조 공정 또는 심재 주조 공정의 개략을 도시하는 모식도,
도 5a, b는 측재의 슬라이스 방법의 개략을 도시하는 모식도,
도 6a는 중첩재의 구성을 도시하는 모식도, b는 열간 압연 공정의 개략을 도시하는 도면,
도 7은 종래의 열교환기용 클래드재의 제조 방법의 플로우를 도시하는 도면.

다음에, 도면을 참조해서 본 발명에 관련되는 측재 및 그 제조 방법 및 열교환기용 클래드재의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.

≪측재≫

측재는 심재(core material)와 그 편면 또는 양면에 중첩된 1층 이상의 측재(side material)로 이루어지는 열교환기용 클래드재에 사용되는 것이다. 우선, 측재를 이용한 열교환기용 클래드재의 구성에 대해서 설명한다.

<열교환기용 클래드재의 구성>

열교환기용 클래드재의 측재의 층수는 아무것도 한정되는 일은 없다. 예를 들면, 도 1a에 도시하는 바와 같이, 심재(2)의 편면에 1개의 납재(3)를 클래드한 2층의 열교환기용 클래드재(1a), 도 1b에 도시하는 바와 같이, 심재(2)의 양면에 납재(3)를 1개씩 클래드한 3층의 열교환기용 클래드재(1b), 도 1c에 도시하는 바와 같이, 심재(2)의 편면에 납재(3)와, 심재(2)의 타면에 희생재(4)를 1개씩 클래드한 3층의 열교환기용 클래드재(1c), 도 1d에 도시하는 바와 같이, 심재(2)의 편면에 중간재(5), 납재(3)를 클래드한 3층의 열교환기용 클래드재(1d), 도 1e에 도시하는 바와 같이, 심재(2)의 편면에 중간재(5), 납재(3)와 심재(2)의 타면에 희생재(4)를 클래드한 4층의 열교환기용 클래드재(1e), 도 1f에 도시하는 바와 같이, 심재(2)의 양면에 중간재(5), 납재(3)를 클래드한 5층의 열교환기용 클래드재(1f) 등을 들 수 있다. 그러나, 도시하지는 않지만, 측재(납재, 희생재, 중간재)의 층수를 더욱 늘린 6층 이상의 열교환기용 클래드재에도 매우 적합하게 적용하는 것이 가능한 것은 말할 필요도 없다.

다음에, 측재의 표면 상태에 대해서 설명한다.

도 2a 내지 c에 도시하는 바와 같이, 측재(A)(A1, A2)는 그 표면에, 측재(A)의 길이 방향을 향해 원호 형상이 되는 미세홈 주기 형태(fine groove periodic configuration)(B)가 복수 형성되어 있다. 그리고, 이 미세홈 주기 형태(B)는 800 내지 1500mm의 곡률 반경(R)에서 측재(A)의 외주연(F)까지 연장하는 동시에, 측재(A)의 길이 방향에 1 내지 8mm의 주기(D)를 갖고 있다. 또한, 측재(A)는 그 길이 방향의 표면 거칠기가, 10점 평균 거칠기(Rz)에 있어서 1 내지 15㎛이다. 또한, 측재(A)의 표면 상태는 후기하는 바와 같이, 표면 평활화 처리에 있어서, 원반 장치의 원반의 회전 속도나 전송 속도 등을 적당히 조정하는 것에 의해 제어한다.

또한, 미세홈 주기 형태(B)란, 도 2c에 도시하는 바와 같이, 1개소의 미세홈(C)의 부분의 형태를 포함한 주기(D)의 형태를 말한다. 즉, 주기(D)의 부분이 1 주기의 미세홈 주기 형태(B)라는 것이 된다. 또한, 미세홈(C)의 부분의 형태로서는 미세홈(C)의 부분에, 작은 홈이 복수 형성된 것과 같은 것도 포함하는 것이다(도시 생략). 또한, 미세홈(C)의 부분의 형태는 표면 평활화 처리시의 절삭 자국, 연삭 자국, 연마 자국 등과 같은 것이다. 또한, 도 2c는 편의상, 세로 방향이 확대되어 있는 모식도이다.

또한, 클래드의 초기 압착 단계에서, 공기가 미세홈 주기 형태(B)로부터 배출된 후, 열간 압연에 의해서 미세홈 주기 형태(B) 자체가 찌부러지면서, 측재와 심재가 일체가 된다. 그 때문에, 미세홈 주기 형태(B)에 의해, 클래드재에 불편이 생기는 일은 없다.

또한, 길이 방향이란, 후기하는 열교환기용 클래드재의 제조에 있어서, 측재(A)가 심재와 중첩되어서 열간 압연될 때의 압연 방향이다. 또한,「측재(A)의 길이 방향을 향해 원호 형상이 된다」라는 것은, 모든 미세홈 주기 형태(B)가, 측재(A)의 길이 방향 중 어느 일방을 향해서, 동일한 방향으로 원호 형상이 되어 있는 것을 의미한다. 이와 같이, 측재(A)가 심재와 중첩되어서 열간 압연되기 전의, 측재(A)가 단독으로 존재할 때에는, 길이 방향은 미정이다. 미세홈 주기 형태(B)의 방향에 따라서, 도 2에 도시하는 바와 같이 압연 방향을 결정하게 된다.

미세홈 주기 형태(B)의 곡률 반경(R) 및 주기(D)를 소정치로 규정함으로써, 열교환기용 클래드재의 제조에 있어서 심재와의 압착시에, 심재나 각 측재와의 사이에 존재하는 공기가, 미세홈 주기 형태(B)를 거쳐서 효율적으로 배출된다. 또한, 표면 거칠기를 소정치로 규정함으로써, 심재나 각 측재와의 사이에 간극이 형성되기 어려워진다. 그 때문에, 밀착성이 향상해서 기포 등의 불량을 저감시킬 수 있는 동시에, 압착성이 향상해서 압착 패스수를 감소시킬 수 있다.

미세홈 주기 형태(B)를 마련할 필요가 있는 것은, 측재의 양면 중, 적어도 심재와 클래드되는 측의 면이다. 클래드되지 않는 측의 면(즉, 압착 압연시의 제일 외측 표면)에는 불필요하지만, 그 면에 미세홈 주기 형태(B)가 마련되어 있어도 특히 나쁜 작용은 없다. 4층재나, 5층재의 중간층의 경우에도, 적어도 심재와 클래드되는 측의 면에 미세홈 주기 형태(B)를 마련할 필요가 있고, 심재와 반대측의 면에는 불필요하다. 심재와 반대측의 면에 미세홈 주기 형태(B)가 마련되어 있어도 특별히 나쁜 작용은 없다.

<미세홈 주기 형태의 곡률 반경 : 800 내지 1500mm>

미세홈 주기 형태(B)의 곡률 반경(R)이 800mm 미만이면, 후기하는 열교환기용 클래드재의 제조에 있어서 열간 압연 공정에서의 공기의 잔존이 국소화해, 밀착성, 압착성의 향상 효과가 불충분하게 된다. 한편, 1500mm를 넘으면, 공기가 배출되는 거리가 너무 길어져서 밀착성, 압착성의 향상 효과가 불충분하게 된다.

따라서, 미세홈 주기 형태(B)의 곡률 반경(R)은 800 내지 1500mm로 한다.

또한, 바람직하게는 900 내지 1300mm이다. 또한, 미세홈 주기 형태(B)는 측재(A)의 외주연(F)까지 연장하는 것이다. 즉, 측재(A)의 외주연(F)을 향해서, 단열하는 일 없이 연속해서 형성되어 있다.

미세홈 주기 형태(B)의 곡률 반경이 매우 크고, 홈이 직선 형상에 가깝게 되었을 경우, 상술한 것과 같이 압연시의 방향(길이 방향)을 설정하면, 홈은 압연 방향과 대략 직각 방향 연장하는 것과 같은 형태가 된다. 그 경우, 홈에 따라서 공기를 배출하는(압연롤의 압력하에 의해서 밀려 나오는) 힘이 작용하기 어려워진다. 곡률 반경(R)의 상한치는 이러한 관점에서 마련되고 있다.

곡률 반경(R)의 측정은 예를 들면, 미세 주기 형태를 사진 촬영하고, 사진상 또는 사진 화상이 처리 가능한 모니터상에서 상당하는 원호의 곡률을, 배율을 고려해 측정할 수 있다.

<미세홈 주기 형태의 주기 : 1 내지 8mm>

여기에서 미세홈 주기 형태(B)의 주기(D)가 1 내지 8mm라는 것은, 미세홈 주기 형태(B)의 주기(D)에 있어서, 어느 개소에 있어서도, 길이 방향의 주기(D)가 대략 일정치이고, 그 수치가 1 내지 8mm의 범위인 것을 말한다.

미세홈 주기 형태(B)의 주기(D)가 1mm 미만이면, 공기의 배출 통로를 확보할 수 없게 되어서, 공기를 충분히 배출할 수 없다. 한편, 8mm를 넘으면, 미세홈 주기 형태(B)의 수가 적어져서, 심재나 각 측재와의 사이에 잔존하는 공기가 증대해, 기포의 발생이 증가한다.

따라서, 미세홈 주기 형태(B)의 주기(D)는 1 내지 8mm로 한다. 또한, 바람직하게는 2 내지 7mm이다.

또한, 미세홈 주기 형태(B)의 원호 형상은 도 2a에 도시하는 바와 같이, 원호의 중심이, 측재(A)의 폭 방향 중심의 위치해 오도록 해도 좋고, 도 2b에 도시하는 바와 같이, 원호의 중심이, 측재(A)의 폭 방향 중심으로부터 어느 쪽인가의 측으로 비껴난 위치에 오도록 해도 좋다.

주기의 측정은 예를 들면, 미세 주기 구조를 갖는 측재의 표면의 원호 형상을 수지 상에 전사시킨 레플리카(replica)를 작성하고, 해당 수지를 후기의 10점 평균 거칠기의 측정 방법과 마찬가지로 해서 표면 거칠기를 측정하는 것에 의해 실행할 수 있다.

이러한 미세홈 주기 형태(B)의 형상은 후기하는 슬라이스재의 표면 평활화 처리에 의해 제어할 수 있다.

미세홈 주기 형태(B)를, 도 2a와 같은 형상으로 하려면, 후기하는 바와 같이, 예를 들면, 표면 평활화 처리 방법으로서 절삭법, 연삭법, 연마법 등을 이용할 때에, 이러한 방법을 회전하는 원반 장치와 조합해서 실시하고, 그 때, 주괴(슬라이스재)의 길이 방향에 수평으로, 또한 회전 원반 장치의 중심이 주괴 폭방향 중심이 되도록 평활화 처리를 행한다. 또한, 도 2b와 같은 형상으로 하려면, 상기와 같이 표면 평활화 처리를 행할 때, 주괴의 길이 방향에 수평으로, 또한 회전 원반 장치의 중심을 주괴 폭방향 중심으로부터, 어느 쪽인가의 측으로 비껴서 표면 평활화 처리를 실시한다. 또한, 이 경우, 측재(A)의 양단부는 측재(A)의 치수에 의해, 미세홈 주기 형태(B)가 길이 방향의 가장자리에서 중간에 끊어지지만, 이 양단부의 미세홈 주기 형태(B)에 있어서도, 길이 방향을 향해 원호 형상으로 형성되어 있다고 말할 수 있다.

<10점 평균 거칠기(Rz) : 1 내지 15㎛>

측재(A)는 그 길이 방향의 표면 거칠기가, 10점 평균 거칠기(ten points mean roughness ; Rz)에 있어서 1 내지 15㎛이다. 10점 평균 거칠기(Rz)가 1㎛ 미만이면, 공기의 배출 통로가 충분히 확보되지 않는다. 한편, 15㎛를 넘으면, 열교환기용 클래드재에 밀착 불량이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 표면 거칠기는 10점 평균 거칠기(Rz)에 있어서 1 내지 15㎛로 한다. 또한, 바람직하게는 3 내지 14㎛이다. 여기서 규정하고 있는 10점 평균 거칠기(Rz)에 있어서는 미세홈(C)도 포함한 형상이 반영된다. 즉, 여기서 말하는 표면 거칠기에 있어서는 미세홈(C)이 주로 기여하게 된다.

또한, 10점 평균 거칠기의 측정은 예를 들면, 「JIS 규격 B0601 표면 거칠기」에 근거해, 고사카 연구소(Kosaka Laboratory Ltd.)제의 표면 거칠기 측정기[서프 코다(SURFCORDER)SE-30D]를 사용해서, 기준 길이 25mm로 측정하는 것에 의해 실시할 수 있다. 또한, 측재(A)의 표면의 미세홈 주기 형태(B)가 형성된 개소의 적어도 2주기 이상 만큼의 길이를 포함해 측정한다. 즉, 미세홈(C)도 포함해서 측정하는 것이다.

이러한 표면 거칠기의 규정은 후기하는 슬라이스재의 표면 평활화 처리에 의해 제어할 수 있다.

또한, 측재(A)의 길이 방향 1m당의 평탄도는 1mm 이하가 바람직하고, 측재(A)의 두께(측재 1층의 두께)는 10 내지 250mm가 바람직하다.

<평탄도 : 1mm 이하>

평탄도가 1mm를 넘으면, 열교환기용 클래드재에 밀착 불량이 발생하기 쉬워진다.

따라서, 평탄도는 1mm 이하가 바람직하고, 0.5mm 이하가 보다 바람직하다.

평탄도의 측정은 예를 들면, 1m의 금척을 측재의 길이 방향이 1m가 되도록 해서, 생긴 간극을 틈 게이지를 이용해 측정할 수 있다.

<두께 : 10 내지 250mm>

두께가 10mm 미만인 경우, 측재와 심재를 압착할 때에, 측재가 너무 얇은 것에 의해, 측재 자체에 파도 치는 것과 같은 불균일한 변형이 발생하고, 클래드 두께가 변동하기 쉬워져서, 클래드율의 변화가 증대해 버린다. 한편, 두께가 250mm를 넘는 경우에는 압착할 때에 압연롤로 측재를 누르는 하중이, 측재와 심재의 압착계면에 충분히 도달하지 않게 된다. 그 결과, 압착 상태가 뷴균일하게 되기 때문에, 측재부의 압연시의 신장이 압착 상태의 불균일에 대응해 변화해서, 클래드율의 변동이 증대한 요인이 된다.

그 때문에, 두께가 상기 범위 외이면, 열교환기용 클래드재의 클래드율이 부적절한 것이 되기 쉽다. 또한, 밀착 불량을 일으키는 경우도 있다.

따라서, 두께는 10 내지 250mm가 바람직하고, 20 내지 200mm가 보다 바람직하다.

또한, 열교환기용 클래드재의 제조시, 측재(A)를 열간 압연 공정으로 압착하는 경우에, 압착되는 상대측의 재료(심재, 또는 중간층이 필요한 경우는 다른 측재)의 표면 상태는 특별히 규정하지 않아도, 밀착성, 압착성의 향상 효과가 발휘된다.

또한, 압착되는 상대측의 재료(심재, 또는 중간층이 필요한 경우는 다른 측재)가 본 발명의 측재(A)와 마찬가지의 표면 상태를 갖는 경우에는, 압착시의 공기의 배출 효과가 보다 증대하고, 또한 밀착성, 압착성의 향상 효과가 얻어지고, 기포의 저감 효과가 얻어진다. 따라서, 압착되는 상대측의 재료가, 중간층용의 측재의 경우, 표면 평활화 처리에 의해 본 발명의 측재와 마찬가지의 표면 상태로 하는 것이 바람직하다. 또한, 압착되는 상대측의 재료가 심재인 경우, 본 발명의 측재와 같이 표면 평활화 처리를 실시하는 것에 의해, 본 발명의 측재와 마찬가지의 표면 상태로 하는 것이 바람직하다.

또한, 열교환기용 클래드재의 제조시, 측재(A)를 열간 압연 공정으로 압착하는 경우에, 압착시의 열간 압연의 방향을 도 2a, b에 도시하는 압연 방향이 되도록 열간 압연하는 것에 의해, 최대한의 밀착성, 압착성의 향상 효과가 얻어진다.

≪측재의 제조 방법(측재 제조 공정)≫

측재의 제조 방법은 도 3a, b에 도시하는 바와 같이, 측재 제조 공정(S1a)에 의해, 상기 측재를 제조하는 것이다.

이 측재 제조 공정(S1a)은 용해 공정과, 주조 공정과, 슬라이스 공정과, 표면 평활화 처리 공정(도 3에서는 면삭 공정이라고 기재함)을 구비하는 것이다.

또한, 필요에 따라서, 주조 공정의 후에, 또한 상기 슬라이스 공정의 전에, 균질화 열처리 공정(도 3에서는 균열 공정이라고 기재함)을 구비해도 괜찮다.

(용해 공정)

용해 공정은 심재와는 성분 조성이 다른 측재용 금속을 용해하는 공정이다.

측재용 금속으로서, 열교환기용 클래드재가 납재를 구비할 때(도 1의 1a 내지 1f 참조), 납재용으로서 4000계의 Al-Si계 알루미늄 합금을 이용할 수 있다. 여기서, Al-Si계 합금이란, Si 외에 Zn를 함유한 합금도 포함하는 것이다. Al-Si계 합금으로서는 예를 들면, Al-7 내지 13 질량% Si계 합금, 또는 Al-7 내지 13 질량% Si-2 내지 7 질량% Zn계 합금 등을 이용할 수 있지만, 이들로 한정되는 것이 아니고, 납재로서 이용되는 합금이면, 모두 적용할 수 있다.

측재용 금속으로서, 열교환기용 클래드재가 희생재를 구비할 때(도 1의 1c, 1e 참조), 희생재용으로서 3000계의 Al-Mn계 알루미늄 합금 또는 7000계의 Al-Zn-Mg계 알루미늄 합금을 이용할 수 있고, 또한 Al-Zn계 합금을 이용할 수 있다. 여기서, Al-Zn계 합금이란, Zn 외에, Mn, Si를 함유한 합금도 포함하는 것이다. Al-Zn계 합금으로서는 예를 들면, Al-1 내지 7 질량% Zn계 합금, Al-0.5 내지 1.2 질량% Mn-0.5 내지 1.2 질량% Si-2 내지 6 질량% Zn계 합금, Al-0.8 내지 1.2 질량% Si-2 내지 6 질량% Zn계 합금을 이용할 수 있지만, 이들로 한정되는 것이 아니고, 희생재로서 이용되는 합금이면, 모두 적용할 수 있다.

측재용 금속으로서, 열교환기용 클래드재가 중간재를 구비할 때(도 1의 1d 내지 1f 참조), 중간재용으로서 1000계의 순알루미늄 또는 7000계의 Al-Zn-Mg계 알루미늄 합금 등을 이용할 수 있고, 또한 Al-Mn계 합금을 이용할 수 있다. 여기서, Al-Mn계 합금이란, Mn 외에, Cu, Si, Ti를 함유한 합금도 포함하는 것이다. Al-Mn계 합금으로서는 예를 들면, Al-0.5 내지 1.2 질량% Mn-0.5 내지 1.2 질량% Cu-0.5 내지 1.2 질량% Si계 합금, Al-0.5 내지 1.2 질량% Mn-0.5 내지 1.2 질량% Cu-0.5 내지 1.2 질량% Si-0.05 내지 0.3 질량% Ti계 합금을 이용할 수 있지만, 이들로 한정되는 것이 아니고, 중간재로서 이용되는 합금이면, 모두 적용할 수 있다.

상기한 금속의 성분 조성의 조정은 이용하는 열교환기용 클래드재의 용도 등에 따라 적당히 결정할 수 있다.

(주조 공정)

주조 공정은 용해 공정으로 용해된 측재용 금속을 주조해 측재용 주괴를 제조하는 공정이다.

주조 방법으로서는 반연속 주조법을 이용할 수 있다.

반연속 주조법은 도 4에 도시하는 것과 같은 주조 장치(10)가 이용되고, 바닥부가 개방된 금속제의 수냉 주형(11)에, 상방으로부터 금속(여기에서는 측재용 금속)의 용탕(M)를 주입하고, 수냉 주형(11)의 바닥부로부터 응고한 금속을 연속적으로 취출해서, 소정 두께(T₁)의 측재용 주괴(17)를 얻는 것이다. 이 때, 용탕(M)은 통(桶)(12)으로부터, 노즐(13), 플로트(14) 및 글래스 스크린(15)을 거쳐서, 수냉 주형(11)에 공급된다. 수냉 주형(11)에 공급된 용탕(M)은 냉각수(W)로 냉각된 수냉 주형(11)의 내벽면에 접하는 것에 의해 응고해 응고 껍질(16)이 된다. 또한, 수냉 주형(11)의 하방으로부터 냉각수(W)가, 직접, 응고 껍질(16)의 표면에 분사되어 연속적으로 측재용 주괴(17)가 제조된다.

여기서, 측재용 주괴(17)의 두께(T₁)는 200 내지 700mm가 바람직하다. 또한, 측재용 주괴(17)의 폭, 길이는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 생산성을 고려하면, 폭 1000 내지 2500mm, 길이는 3000 내지 10000mm가 바람직하다.

또한, 반연속 주조법은 세로 방향, 가로 방향 중 어느 쪽으로 실시해도 괜찮다.

(슬라이스 공정)

슬라이스 공정은 측재용 주괴를 소정 두께로 슬라이스하는 공정이다.

슬라이스 방법으로서는 슬래브 슬라이스법을 이용할 수 있다.

슬래브 슬라이스법은 도 5a에 도시하는 바와 같이, 상기한 반연속 주조법으로 제조한 측재용 주괴(17)를, 도시하지 않는 띠톱 절단기 등에 의해서 슬라이스하는 것에 의해서, 소정 두께(T₂)의 측재(35)(슬라이스재)가 제조된다. 여기서, 측재(35)의 두께(T₂)는 표면 평활화 처리후에, 10 내지 250mm가 되는 두께가 바람직하고, 20 내지 200mm가 되는 두께가 보다 바람직하다. 두께(T₂)가 상기 범위 외이면, 열교환기용 클래드재의 클래드율이 부적절한 것이 되기 쉽다. 또한, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 측재용 주괴(17)를, 수평으로 설치되어 있는 측재용 주괴의 설치면(35a)에 대해, 평행으로 슬라이스하는 것이 바람직하다.

여기서, 설치면(35a)이라는 것은 측재용 주괴(17)의 슬라이스 장치의 설치대에 접하는 면이다.

이와 같이 하는 것에 의해, 슬라이스시에 생기는 절단괴(슬라이스괴)의 자중, 형상에 의한 변위(예를 들면, 절단괴가 넘어지려고 하는 힘 등)의 영향이 극소화되어서 슬라이스된 측재(35)의 평탄성이 보다 향상한다.

슬라이스의 방법으로서는 둥근톱 절단기에 의해 절단해도 좋고, 또한 레이저나 수압 등에 의해 절단해도 괜찮다.

(표면 평활화 처리 공정)

표면 평활화 처리 공정은 슬라이스된 소정 두께의 측재(슬라이스재)의 표면에, 표면 평활화 처리를 실시하는 공정이다.

상기 슬라이스한 소정 두께의 측재(35)(슬라이스재)는, 심재와 중첩시키기 전에, 측재의 표면 상태나 평탄도를 제어하기 때문에, 또한 표면에 형성된 창출물이나 산화물을 제거하기 위한 표면 평활화 처리를 실시한다.

표면 평활화 처리법으로서는 엔드밀(endmill) 절삭이나 다이아몬드 바이트 절삭 등의 절삭법, 표면을 숫돌 등으로 깎는 연삭법, 버프(buff) 연마 등의 연마법 등을 이용할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.

또한, 표면 평활화 처리에 있어서, 예를 들면, 이러한 엔드밀 절삭이나 다이아몬드 바이트에 의한 절삭법, 숫돌 등으로 깎는 연삭법, 버프 연마 등의 연마법 등을 이용할 때에, 회전하는 원반 형상의 장치와 조합시켜서, 절삭, 연삭, 연마 등을 실시하는 것에 의해, 본 발명의 측재의 표면 상태를 얻을 수 있다. 그 때, 원반의 회전 속도 및 슬라이스재 상에서의 원반의 전송 속도를 제어하는 것에 의해, 소망한 미세홈 주기 형태(B)를 갖는 표면 상태를 얻을 수 있다.

이와 같이, 측재용 주괴(17)의 슬라이스 후에 표면 평활화 처리를 실시하는 것에 의해, 그 표면에 측재의 길이 방향을 향해 원호 형상이 되어서, 800 내지 1500mm, 바람직하게는 900 내지 1300mm의 곡률 반경에서 측재의 외주연까지 연장하는 동시에, 길이 방향으로 1 내지 8mm, 바람직하게는 2 내지 7mm의 주기를 갖고 복수 형성된 미세홈 주기 형태(B)를 갖는 측재(35)를 얻을 수 있다. 또한, 길이 방향의 표면 거칠기가, 10점 평균 거칠기(Rz)에 있어서 1 내지 15㎛, 바람직하게는 3 내지 14㎛, 평탄성의 평가에 있어서, 길이 방향 1m당의 평탄도를 1mm 이하, 바람직하게는 0.5mm 이하로 하는 측재(35)를 얻을 수 있다.

또한, 이러한 측재(35)를 이용하는 것에 의해, 외면 내식성의 시험으로서 CASS시험(소금물 분무 시험 : JIS Z 2371)을 1500시간, 내면 내식성의 시험으로서 침지 시험(Na⁺ : 118ppm, Cl^-: 58ppm, SO₄ ^2- : 60ppm, Cu² ⁺ : 1ppm, Fe³ ⁺ : 30ppm)을 80℃로 2000시간 실시한 후, 시험후의 부식 깊이가 60㎛ 이하가 되는 열교환기용 클래드재가 된다.

(균질화 열처리 공정)

균질화 열처리 공정은 주조된 측재용 주괴에, 더욱 균질화 열처리를 실시하는 공정이다.

도 3b에 도시하는 바와 같이, 상기 주조 방법으로 주조된 측재용 주괴(17)에, 적당히 필요에 따라서, 측재용 주괴(17)를 슬라이스하기 전에, 균질화 열처리 공정에 의해, 내부 응력의 제거를 위한 균질화 열처리를 실시해도 괜찮다. 균질화 열처리를 실시하는 것에 의해, 측재용 주괴(17)의 내부 응력이 제거되어서 슬라이스된 측재(35)의 평탄성이 보다 향상된다. 여기서 균질화 열처리의 온도, 시간은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 처리 온도는 350 내지 600℃, 처리 시간은 1 내지 10 시간으로 하는 것이 바람직하다.

균질화 열처리의 처리 온도가 350℃ 미만이면, 내부 응력의 제거량이 작고, 주조중에 편석한 용질 원소의 균질화도 불충분하게 되어서, 열처리를 실시한 효과는 너무나도 작다. 한편, 처리 온도가 600℃를 넘으면, 주괴 표면의 일부가 용해하는 버닝이라 불리는 현상이 생겨 열교환기용 클래드재의 표면 결함의 원인이 되기 쉽다. 또한, 처리 시간이 1시간 미만이면, 내부 응력의 제거 효과가 작고, 또한 균질화가 불충분하게 되기 쉽다. 또한, 처리 시간은 생산성을 고려하면 10시간 이하가 바람직하다.

≪열교환기용 클래드재의 제조 방법(열교환기용 클래드재 제조 공정)≫

열교환기용 클래드재의 제조 방법은 심재와 그 편면 또는 양면에 중첩된 1층 이상의 측재로 이루어지는 열교환기용 클래드재의 제조 방법으로서, 도 3a, b에 도시하는 바와 같이, 측재 제조 공정(S1a) 및 심재 제조 공정(S1b)으로 이루어지는 준비 공정과, 중첩 공정과, 균질화 열처리 공정(S3)(도 3에서는 균열 공정이라고 기재함)과, 열간 압연 공정(S4)과, 냉간 압연 공정(S5)을 포함하는 것이다.

<준비 공정>

준비 공정은 측재와 이 측재를 중첩시키기 위한 심재를 준비하는 공정이다.

이 준비 공정에서는 측재 제조 공정(S1a) 및 심재 제조 공정(S1b)에 의해, 측재 및 심재가 제조된다.

[측재 제조 공정]

측재 제조 공정(S1a)은 상술한 것과 마찬가지이므로, 여기에서는 설명을 생략한다.

또한, 열교환기용 클래드재는 측재의 적어도 1층이 상기 제조 방법[측재 제조 공정(S1a)]에 의해 제조되고, 다른 층은 종래의 제조 방법에 의해 제조되어 있어도 괜찮다.

[심재 제조 공정]

도 3a에 도시하는 바와 같이, 심재 제조 공정(S1b)은 용해 공정과, 주조 공정을 구비하는 것으로 했다.

또한, 필요에 따라서, 표면 평활화 처리 공정(도 3에서는 면삭 공정이라고 기재함) 및 균질화 열처리 공정(도 3에서는 균열 공정이라고 기재함)의 적어도 1개를 구비해도 괜찮다.

(용해 공정)

용해 공정은 측재와는 성분 조성이 다른 심재용 금속을 용해하는 공정이다.

심재용 금속으로서는 2000계의 Al-Cu계 알루미늄 합금, 3000계의 Al-Mn계 알루미늄 합금, 5000계의 Al-Mg계 알루미늄 합금 등을 이용할 수 있지만, 이들로 한정되는 것이 아니고, 심재로서 이용되는 합금이면, 모두 적용할 수 있다. 상기한 금속의 성분 조성의 조정은 이용하는 열교환기용 클래드재의 용도 등에 따라 적당히 결정할 수 있다.

(주조 공정)

주조 공정은 용해 공정으로 용해된 심재용 금속을 주조해 심재용 주괴를 제조하는 공정이다.

주조 방법으로서는 상기에 설명한 반연속 주조법을 이용할 수 있다.

여기서, 심재용 주괴(25)의 두께(T₁)(도 4 참조)는 200 내지 700mm가 바람직하다. 두께(T₁)가 상기 범위 외이면, 열교환기용 클래드재의 클래드율이 부적절한 것이 되기 쉽다. 또한, 심재용 주괴(25)의 폭, 길이는 특히 한정되는 것은 아니지만, 생산성을 고려하면, 폭 1000 내지 2500mm, 길이는 3000 내지 10000mm가 바람직하다.

상기 주조 방법으로 주조된 심재용 주괴(25)에, 적당히 필요에 따라서, 상기한 측재(35)와 중첩시키기 전에 표면에 형성된 창출물이나 산화물을 제거하기 위한 표면 평활화 처리 및 내부 응력의 제거를 위한 균질화 열처리의 적어도 1개를 실시해도 괜찮다.

(표면 평활화 처리 공정)

표면 평활화 처리 공정은 주조 공정으로 제조된 심재용 주괴의 표면에, 표면 평활화 처리를 실시하는 공정이다.

표면 평활화 처리 공정으로 표면 평활화 처리를 실시하는 것에 의해, 길이 방향의 표면 거칠기가, 10점 평균 거칠기(Rz)에 있어서 1 내지 15㎛, 바람직하게는 3 내지 14㎛, 평탄성의 평가에 있어서, 길이 방향 1m당의 평탄도를 1mm 이하, 바람직하게는 0.8mm 이하로 하는 심재를 얻을 수 있다. 표면 거칠기가 상기 범위 미만이면, 결함의 발생을 초래하기 쉽고, 또한 가공이 곤란해지기 쉽다. 표면 조도가 상기 범위를 넘으면, 열교환기용 클래드재에 밀착 불량이 발생하기 쉬워진다. 평탄도가 상기 범위를 넘으면, 열교환기용 클래드재에 밀착 불량이 발생하기 쉬워진다.

또한, 상기한 것과 같이, 본 발명의 측재와 마찬가지로 표면 평활화 처리를 실시하는 것에 의해, 심재에 있어서도, 본 발명의 측재와 마찬가지의 표면 상태로 할 수 있다.

(균질화 열처리 공정)

균질화 열처리 공정은 주조 공정으로 주조된 심재용 주괴에, 균질화 열처리를 실시하는 공정이다. 균질화 열처리 공정으로 균질화 열처리를 실시하는 것에 의해, 심재용 주괴(25)의 내부 응력이 제거되고, 심재의 평탄성이 보다 향상한다. 여기서 균질화 열처리의 온도, 시간은 특히 한정되는 것은 아니지만, 처리 온도는 350 내지 600℃, 처리 시간은 1 내지 10 시간으로 하는 것이 바람직하다. 균질화 열처리의 처리 온도가 350℃ 미만이면, 내부 응력의 제거량이 작고, 주조중에 편석 한 용질 원소의 균질화도 불충분하게 되어서, 열처리를 실시한 효과는 너무나 작다. 한편, 처리 온도가 600℃를 넘으면, 주괴 표면의 일부가 용해하는 버닝이라 불리는 현상이 생겨 열교환기용 클래드재의 표면 결함의 원인이 되기 쉽다. 또한, 처리 시간이 1시간 미만이면, 내부 응력의 제거 효과가 작고, 또한 균질화도 불충분하게 되기 쉽다. 또한, 처리 시간은 생산성을 고려하면 10 시간 이하가 바람직하다.

<중첩 공정>

중첩 공정(S2)은 준비 공정으로 준비된 심재 및 측재를 소정 배치에 중첩시켜서 중첩재(40)로 하는 공정이다.

중첩 공정(S2)에서는 도 6a에 도시하는 바와 같이, 상기 공정으로 제조된 심재용 주괴(25)(도 4 참조)의 선단 및 후단을 절단해서 소정 길이로 한 심재(26)의 편면 또는 양면(도시 생략)에 1개의 측재(35), 또는 복수의 측재(도시 생략)를 소정 배치에 중첩시켜서 중첩재(40)로 한다. 여기서, 소정 배치란, 제품으로서의 열교환기용 클래드재, 예를 들면, 도 1a 내지 f에 도시하는 것과 같은 열교환기용 클래드재(1a 내지 1f)에 있어서의 심재(2), 납재(3), 희생재(4), 중간재(5)의 배치에 대응하는 것을 의미한다. 또한, 중첩 방법은 종래 공지의, 예를 들면 심재(26) 및 측재(35)의 양단부를 밴드 거는 방법이 이용된다. 밴드 거는 방법 이외에 용접 고정하는 등의 방법을 이용해도 문제 없다.

또한, 중첩시킨 때의 각 간극은 최대로 10mm 이내, 바람직하게는 5mm 이내로 하는 것이 바람직하다.

<균질화 열처리 공정>

균질화 열처리 공정(S3)은 중첩 공정(S2)으로 제조된 중첩재에 균질화 열처리를 실시하는 공정이다.

중첩 공정(S2)으로 제조한 중첩재(40)는 내부 조직을 균일화하기 위해서, 및 열간 압연을 실시하기 쉽고 부드럽게 하기 위해서 균질화 열처리를 실시한다.

<열간 압연 공정>

열간 압연 공정(S4)은 균질화 열처리 공정(S3)의 후에 열간 압연을 실시하는 공정이다.

열간 압연 공정(S4)에서는 도 6b에 도시하는 바와 같이, 상기 중첩재(40)의 밴드를 절단하고, 중첩재(40)를 열간 압연해서 열간 압연재(1A)를 제조한다. 여기서, 열간 압연 방법은 종래 공지의 압연법으로 실시한다. 그리고 사용하는 압연기는 도 6b에서는 4단식 압연기(50)를 기재했지만, 도시하지 않는, 2단 압연기 또는 4단 이상의 압연기를 사용해도 괜찮다. 또한, 도 6b에서는 1열의 롤드스탠를 구비한 4단식 압연기(50)를 기재했지만, 도시하지 않는, 복수열의 롤스탠드를 구비한 압연기를 사용해서, 소정 두께의 열간 압연재(1A)가 얻어질 때까지, 열간 압연을 반복해서 실시해도 괜찮다.

<냉간 압연 공정>

냉간 압연 공정(S5)은 열간 압연 공정(S4)의 후에 냉간 압연을 실시하는 공정이다.

열간 압연 공정(S4)으로 제조된 열간 압연재(1A)는 그 후, 냉간 압연 처리를 실시한다. 냉간 압연 처리로서는 일례로서 30 내지 99%의 압하율로 실시할 수 있다.

또한, 필요에 따라서 소망한 기계적 특성 등을 부여하기 위해서, 상법에 의해, 열처리(소둔 처리), 일그러짐 교정 처리, 시효 경화 처리 등을 실시하거나 소정의 형상으로 가공하고, 또는 소정의 크기로 재단 등 하거나 해도 괜찮다. 일례로서 소둔 처리로서 냉간 압연전에 실시하는 황소둔, 냉간 압연 사이에 실시하는 중간 소둔, 최종 냉간 압연후에 실시하는 최종 소둔을 연속로 또는 배치로에서 200 내지 500℃×0 내지 10 시간으로 실시하는 것을 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것이 아니고, 이러한 처리에 의해서 얻을 수 있는 효과(기계적 특성)를 가져오는 한, 그 조건을 적당히 변경할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

본 발명에 관련되는 열교환기용 클래드재는 상기 설명한 열교환기용 클래드재의 제조 방법의 각 공정에 의해 제조된다.

이상과 같이, 본 발명에 관련되는 측재 및 그 제조 방법 및 열교환기용 클래드재의 제조 방법에 의하면, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 측재는 표면 상태 및 평탄도가 제어되고, 측재의 평탄성, 평활성이 향상해서 더욱 산화 피막 두께가 감소한다.

또한, 열교환기용 클래드재의 제조에 있어서, 심재나 각 측재와의 사이에 존재하는 공기가 미세홈 주기 형태를 거쳐서 효율적으로 배출되고, 또한 심재나 각 측재와의 사이에 간극이 형성되기 어려워서 밀착성이 향상하기 때문에, 열교환기용 클래드재의 내식성을 향상시킬 수 있다. 또한, 압착성이 향상하기 때문에 압착 패스수를 줄일 수 있어서 수율 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

( 실시예 )

이상, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해서 서술하였왔지만, 이하에 본 발명의 효과를 확인한 실시예에 대해서 설명한다.

≪공시재 제작≫

우선, JIS3003 합금으로 이루어지는 심재용 알루미늄 합금을 연속 주조에 의해 용해, 주조하고, 균질화 열처리, 면삭(표면 평활화 처리)해서, 심재용 주괴[심재(심재용 부재)]를 얻었다. 또한, JIS4045 합금으로 이루어지는 납재용 알루미늄 합금 및 JIS7072 합금으로 이루어지는 희생재용 알루미늄 합금을 연속 주조에 의해 용해, 주조하고, 균질화 열처리를 실시한 후, 각각 소정 두께로 슬라이스하고, 면삭(표면 평활화 처리)해서, 납재(납재용 부재), 희생재(희생재용 부재)를 얻었다. 또한, 납재, 희생재의 일부에 대해서는 균질화 열처리는 실시하지 않았다. 또한, 이들 심재 및 측재(납재 및 희생재)는 모두, 길이 6000mm, 폭 1000mm로 했다.

표면 평활화 처리는 소망한 평탄도 및 미세홈 주기 형태를 갖는 표면 상태가 얻어지도록 표면 평활화 처리 방법과의 편성을 고려해서, 장치의 원반의 회전 속도, 전송 속도를 적당히 조정하는 것으로 실시했다. 또한, 후기하는 비교예 13은 인용 문헌 2에 기재된 발명에 근거해서 종래 실시되고 있는 통상의 면삭을 실시한 것이고, 본 발명의 범위의 표면 상태로 하기 위한 조정을 특별히 실시하지 않았던 것이다. 그리고, 이와 같이 해서 제작한 측재에 대해서, 표면의 미세홈 주기 형태(곡률 반경, 주기), 표면 거칠기[10점 평균 거칠기(Rz)], 길이 방향 1m당의 평탄도, 판두께를 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

또한, 곡률 반경에 대해서는 상술의 사진 화상을 이용하는 방법에 의해 측정하고, 주기에 대해서는 상술의 수지 레플리카를 이용하는 방법에 의해 측정했다. 10점 평균 거칠기(Rz)는 「JIS 규격 B0601 표면 거칠기」에 근거해, 고사카 연구소제의 표면 거칠기 측정기(서프 코다 SE-30D)를 사용해서, 기준 길이 25mm로 측정했다. 또한, 측재의 표면의 미세홈 주기 형태가 형성된 개소의 적어도 2주기 이상 만큼의 길이를 포함해서 측정, 즉, 미세홈도 포함해 측정했다. 평탄도는 평탄도 측정기(Zygo사제 Zygo mes)를 사용해 측정했다.

다음에, 심재의 일면측에 납재, 타면 측에 희생재를 중첩시켜서 밴드 걸고, 균질화 열처리를 한 후, 열간 압연에 의해 압착해 3층의 판재로 했다. 그 후의 냉간 압연은 실시하지 않고, 이 열간 압연에 의한 압착후의 재를 공시재로서 사용했다. 그리고, 이와 같이 해서 제작한 공시재에 대해서, 납재 및 희생재의 밀착성에 대해서 평가했다.

<밀착성 평가>

밀착성은 납재측 표면, 희생재측 표면을 각각 육안으로 관찰하고, 기포 발생의 개수(기포 개수)에 의해 평가했다. 또한, 기포란, 압착 압연 후 상태로 납재, 희생재의 표면에 생긴 볼록하게 부풀어 오른 부분의 최장 직경(길이 또는 폭)이 50mm 이상의 것을 가리킨다. 그리고, 기포가 없는 것을, 밀착성이 매우 양호(◎), 기포 개수가 1 내지 3개의 것을, 양호(○), 기포 개수가 4개 이상의 것을, 불량(×)이라고 판단했다. 이 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1에 있어서, 본 발명의 구성을 충족시키지 않는 것 및 본 발명의 바람직한 구성을 충족시키지 않는 것에 대해서는 수치에 밑줄을 그어서 나타낸다.

표 1에 도시하는 바와 같이, 실시예 1 내지 14는 본 발명의 구성을 충족시키기고 있기 때문에, 납재, 희생재 모두, 밀착성이 매우 양호 또는 양호했다.

또한, 실시예 9는 납재의 평탄도가 바람직한 상한치를 넘기 때문에, 납재의 밀착성이 양호하긴 하지만 아주 양호하게는 되지 않았다. 또한, 실시예 10은 납재의 두께가 바람직한 하한치 미만이고, 실시예 11은 납재의 두께가 바람직한 상한치를 넘기 때문에 납재의 밀착성이, 양호하긴 하지만 아주 양호하게는 되지 않았다. 또한, 이들은 클래드율이 부적절한 것이 되기 쉬운 것이다.

실시예 14는 희생재의 평탄도가 바람직한 상한치를 넘기 때문에 희생재의 밀착성이 양호하긴 하지만 아주 양호하게는 되지 않았다. 또한, 실시예 12는 희생재의 두께가 바람직한 하한치 미만이고, 실시예 13은 희생재의 두께가 바람직한 상한치를 넘기 때문에 희생재의 밀착성이, 양호하긴 하지만 아주 양호하게는 되지 않았다. 또한, 이들은 클래드율이 부적절한 것이 되기 쉬운 것이다.

한편, 비교예 1 내지 12는 본 발명의 구성을 충족시키지 않기 때문에, 기포 개수가 많아서 밀착성이 뒤떨어졌다. 비교예 13, 14는 납재, 희생재에 미세 주기 구조를 갖지 않기 때문에, 각각 납재, 희생재측의 기포 개수가 많아서, 밀착성이 뒤떨어졌다. 또한, 밀착성이 나쁘면 제품 판두께에 있어서도 결함이 잔존해, 부식 환경화로 인해 염소 등의 부식 촉진 이온을 함유하는 수용액이, 납재나, 희생재의 결함을 경로로 해서 심재에 도달하기 쉬워진다. 이것에 의해, 내식성이 뒤떨어지게 된다.

이상, 본 발명에 관련되는 측재 및 그 제조 방법 및 열교환기용 클래드재의 제조 방법에 대해서 설명하였지만, 본 발명의 취지는 이러한 기재로 한정되는 것이 아니고, 본원의 특허 청구의 범위의 기재에 근거해 넓게 해석해야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 범위는 본 발명의 취지를 이탈하지 않는 범위에 있어서 넓게 변경, 개변할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

S1a…측재 제조 공정, S1b…심재 제조 공정, S2…중첩 공정, S3…균질화 열처리 공정, S4…열간 압연 공정, S5…냉간 압연 공정, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 1f…열교환기용 클래드재, 2…심재, 3…납재, 4…희생재, 5…중간재, 17…측재용 주괴, 25…심재용 주괴, 26…심재, 35…측재, 35a…설치면, 40…중첩재, A…측재, B…미세홈 주기 형태, C…미세홈, D…주기, F…외주연.

Claims

심재와 그 편면 또는 양면에 중첩된 1층 이상의 측재로 이루어지는 열교환기용 클래드재에 사용되는 상기 측재에 있어서,
상기 측재의 적어도 편면의 표면에, 상기 측재의 일방향을 향해 원호 형상이 되는 미세홈 주기 형태가 복수 형성되고, 상기 미세홈 주기 형태는 800 내지 1500mm의 곡률 반경에서 상기 측재의 외주연까지 연장하는 동시에, 상기 측재의 상기 방향으로 1 내지 8mm의 주기를 갖고, 또한
상기 측재의 상기 방향의 표면 거칠기가, 10점 평균 거칠기(Rz)에 있어서 1 내지 15㎛인 것을 특징으로 하는
측재.
제 1 항에 있어서,
상기 측재의 상기 방향 1m당의 평탄도가 1mm 이하인 것을 특징으로 하는
측재.
제 1 항에 있어서,
상기 측재의 두께가 10 내지 250mm인 것을 특징으로 하는
측재.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 측재의 제조 방법에 있어서,
상기 심재와는 성분 조성이 다른 측재용 금속을 용해하는 용해 공정과,
상기 용해 공정으로 용해된 측재용 금속을 주조해 측재용 주괴를 제조하는 주조 공정과,
상기 측재용 주괴를 소정 두께로 슬라이스하는 슬라이스 공정과,
상기 슬라이스된 소정 두께의 슬라이스재의 표면에, 표면 평활화 처리를 실시하는 표면 평활화 처리 공정을 이 순서로 실시하는 것을 특징으로 하는
측재의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 슬라이스 공정에 있어서, 상기 측재용 주괴를, 수평으로 설치되어 있는 상기 측재용 주괴의 설치면에 대해 평행으로 슬라이스하는 것을 특징으로 하는
측재의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 주조 공정의 후에, 또한 상기 슬라이스 공정의 전에, 주조된 측재용 주괴에, 균질화 열처리를 추가로 실시하는 균질화 열처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
측재의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 표면 평활화 처리를, 절삭법, 연삭법 및 연마법으로부터 선택된 1종 이상의 방법으로 실시하는 것을 특징으로 하는
측재의 제조 방법.
심재와 그 편면 또는 양면에 중첩된 1층 이상의 측재로 이루어지는 열교환기용 클래드재의 제조 방법에 있어서,
상기 측재의 적어도 1층이, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 측재이고,
상기 측재와, 이 측재를 중첩시키기 위한 심재를 준비하는 준비 공정과,
상기 심재 및 상기 측재를 소정 배치에 중첩시켜서 중첩재로 하는 중첩 공정과,
상기 중첩재에 균질화 열처리를 실시하는 균질화 열처리 공정과,
상기 균질화 열처리 공정의 후에 열간 압연을 실시하는 열간 압연 공정과,
상기 열간 압연 공정의 후에 냉간 압연을 실시하는 냉간 압연 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는
열교환기용 클래드재의 제조 방법.