KR20140146184A

KR20140146184A - 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관

Info

Publication number: KR20140146184A
Application number: KR1020147031665A
Authority: KR
Inventors: 요시유키 오야; 사토시 와카구리; 야스히토 하라; 코우이치 이시다; 요이치 코지마
Original assignee: 가부시키가이샤 유에이씨제이
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2014-12-24
Also published as: IN2014DN08791A; JP6105561B2; CN104246417A; CN104246417B; WO2013153972A1; JPWO2013153972A1

Abstract

헤어핀 완곡 가공성이 뛰어나고, 핀 찌그러짐이 발생하기 어렵고, 더욱 내식성이 뛰어난 전열관을 개시한다.
내면에 복수의 돌출형의 핀이 형성되고, Mn: 0.8~1.8질량%(이하, 질량%를 %로 기재함), Cu: 0.3~0.8%, 및 Si: 0.02~0.2%를 함유하고, 잔부가 Al와 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 형성품의 평균 결정 입경이 150㎛이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관을 제공한다.

Description

알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관{HEAT EXCHANGE TUBE ATTACHED WITH ALUMINUM ALLOY INNER GROOVE}

본 발명은, 가정용 공기 조화기, 업무용 공기 조화기, 히트펌프식 온수기 등에 이용될 수 있는 크로스 핀형의 열 교환기의 전열관으로 사용되는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관에 관한 것이다.

일반적인 크로스 핀형 (핀 앤드 튜브형이라고도 함)의 열 교환기(도1)는, 알루미늄 방열핀의 개구된 삽입공내에 전열관을 삽입하고, 다음에 전열관의 내부에 그 내경보다 큰 외경을 가지는 확관용 맨드릴을 밀어 넣어 전열관의 직경을 확관하여 전열관의 외주면과 알루미늄 방열핀의 삽입공을 밀착시킨다 (확관 가공. 도2). 그 후, 알루미늄 방열핀과 일체로 된 전열관을 헤어핀 형상으로 굽혀서, 별도로 U자형으로 굽혀진 전열관(U자형 관)을 토치 납땜(brazing)에 의해 접합하여 완성된다 (비특허문헌1).

크로스 핀형 열 교환기에 이용되는 전열관은, 관내에 냉매로서 HFC 등을 유동시켜 열교환을 행하게 하고, 관내면에 단면 형상이 사다리꼴이나 삼각형 등으로 된 돌출형 핀을 가지는 전열관 (하기에서, 내면홈을 가지는 전열관이라 칭함)을 사용함으로써 열 교환기의 고효율화나 에너지를 절약화가 추진되고 있다. 내면홈을 가지는 전열관은, 도4에 나타내는 돌기형 핀 사이의 홈의 깊이, 밑바닥 두께(돌기형 핀의 기저부의 두께), 핀의 형상(꼭지각 등), 혹은 도5에 나타내는 돌기형 핀의 리드각(관 길이 방향에 대한 핀의 배열 각도)을 규정한 각종 핀 형상인 내면홈을 가지는 전열관이 제안되고 있다 (예를 들면, 특허문헌1). 내면홈을 가지는 전열관의 전열 성능이 뛰어난 것은, 관 내측의 표면적이 평활관에 비하여 크고, 게다가 상기 홈에 의해 관내에 균일한 냉매 액막이 형성되기 때문이라고 전해지고 있다 (비특허문헌2).

내면홈을 가지는 전열관의 관내면에는, 일반적으로 평활관(平滑管)을 전조 가공(造造加工)함으로써 나선 형상으로 연속적으로 배열된 돌기형의 핀을 형성한다. 전조 가공 방법으로서는, 관내에 자유 회전하는 홈을 가지는 플러그를 삽입하고, 관외에서 자유회전하는 롤을 눌러 유성 회전시키면서 관을 뽑는 롤 전조법(도3을 참조)이나, 롤 대신 볼을 누르는 볼 전조법이 알려져 있다 (비특허문헌1, 특허문헌2).

내면홈을 가지는 전열관에는, 지금까지 주로 동이나 동합금 등의 동계 재료가 사용되어 왔지만, 재료의 비용을 저감하거나 경량화의 요구에 대응하기 위하여, 알루미늄이나 알루미늄 합금 등의 알루미늄계 재료 (이하, 알루미늄 합금이라 함)를 사용하는 것이 검토되고 있다.

그러나, 알루미늄 합금은 동계 재료에 비하여 내식성이 저하되기 때문에, 특허문헌3 및 4에서는, 전열관을 2층 구조로 하고, 관의 내측의 층에는 Al-Mn계 합금을 사용하고, 외표면층에는 희생방식층으로서 Al-Zn계 합금을 클래딩(cladding)한 내면홈을 가지는 전열관이 제안되고 있다.

한편, 내식성의 문제 외에, 이것들의 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관을 확관 가공을 할 경우, 관의 내면에 있는 돌기형 핀의 두정부(頭頂部)가 망가지는 소위 ＂핀 찌그러짐＂이 발생하거나, 확관이 불충분하기 때문에 알루미늄 방열핀과의 밀착이 불충분으로 인하여, 기대되는 전열 성능을 얻을 수 없는 문제가 존재한다. 이것은 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관 재료 강도가 동에 비하여 낮기 때문에 발생되는 문제이다.

또한, 이들의 알루미늄으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관을 헤어핀 완곡 가공을 할 때, 완곡부에서 파탄되는 문제가 있다.

기타, 특허문헌5에서는, 표피재로서, JIS 3003에 Zn을 첨가한 합금을 사용하는 것으로 확관 가공성의 개선을 검토하였다.

일본공개특허 2003-287383호 공보 일본공개특허 평 4-262818호 공보 일본공개특허 2000-121270호 공보 일본공개특허 2009-250562호 공보 일본공개특허 2008-267714호 공보

이토 마사아키(Masaaki ITO): 전열, 42, 174(2003), 3 이소지키 아키오(Akio ISOZAKI) 외: R&D 코오베 제강 기보(神戶製鋼技報) 50, 3(2000), 66

그러나, 상기 문헌에 기재된 종래 기술은, 이하의 점에서 개선의 여지를 가지고 있다.

특허문헌1, 특허문헌2 및 비특허문헌1, 2에 관해서는, 헤어핀 완곡 가공시의 균열 문제 및 핀 찌그러짐의 문제에 관해서는 해결되지 않았다. 특허문헌3에는 알루미늄 합금 전열관의 내식성 향상을 위한 기재는 있지만, 헤어핀 완곡 가공시의 균열 및 핀 찌그러짐의 문제에 관해서는 해결되지 않았다. 특허문헌4에서는, 내식성 향상을 위하여 외면에 심재(心材)보다 전위가 낮은 표피재를 피복하는 것을 특징으로 하고 있지만, 헤어핀 완곡 가공시의 균열의 문제 및 핀 찌그러짐의 문제에 관해서는 기재되지 않았다.

더욱이, 내식성 향상을 위하여 Al-Zn계 합금을 글래딩한 전열관일 경우, 표면이 부드럽기 때문에, 전조 가공전의 평활관 제조시에 표면에 미소한 상처가 발생된다. 그것들 평활관을 이용하여 전조 가공을 실시하면 이 미소한 상처가 수백 마이크론의 크랙으로 성장된다. 이것들의 크랙이 헤어핀 완곡 가공시의 균열 발생의 기점으로 되는 문제가 존재한다.

또한, 특허문헌5의 방법에서는, 헤어핀 완곡 가공시의 균열의 문제는 개선되지 않았다. 또한, 표피재에 Cu, Fe를 첨가하기 때문에, 표피재의 내식성이 악화되고, 기대되는 희생 방식효과가 얻어지지 않을 가능성이 있다. 또한 심재에, JIS 3003에 해당되는 합금으로 이루어지는 심재를 사용하기 때문에, 핀 찌그러짐의 문제도 해결되지 않았다.

본 발명은 상기 사정에 비추어 행해진 것이고, 헤어핀 완곡 가공성이 뛰어난 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 내식성이 뛰어난 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관을 제공하는 것을 목적으로 한다. 더욱이, 핀 찌그러짐이 발생하기 어려운 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관에 관하여 여러가지 검토를 거듭한 결과, 심재의 합금 성분을 특정된 종류 및 함유량으로 함으로써, 헤어핀 완곡 가공성이 뛰어나고, 또한 핀 찌그러짐이 발생하기 어려운 재료를 제공할 수 있다는 것을 찾아내었다. 더욱이, 희생방식층의 Zn분포를 특정한 범위로 함으로써, 헤어핀 완곡 가공성이 뛰어나고, 또한 핀 찌그러짐이 발생하기 어렵고, 내식성이 뛰어난 재료를 제공할 수 있다는 것을 찾아내었다.

청구항1에 기재된 제1발명은, 내면에 복수의 돌출형의 핀이 형성된 전열관에 있어서, Mn: 0.8~1.8mass%(이하, mass%를 단지 %로 기재), Cu: 0.3~0.8%, 및 Si: 0.02~0.2%를 함유하고, 잔부가 Al와 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금제의 전열관이고, 또한, 상기 전열관의 단면 평균 결정 입경이 150㎛이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관이다.

청구항2에 기재된 제2발명은, 청구항1에 기재된 전열관에 있어서, 상기 전열관 표면에, 표면 Zn농도가 0.5%이상이고, 또한 평균 표면 Zn농도가 1~12%이고, 또한 임의의 표면에 있어서의 농도가 평균 표면Zn농도의 ±50%이내이고, 또한 표면에서부터 Zn확산 깊이(이하 Zn확산층 두께로도 함)가 100~300㎛인 Zn확산층을 가지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관이다.

청구항3에 기재된 제3발명은, 청구항2에 기재된 전열관에 있어서, Mn: 0.8~1.8%, Cu: 0.3~0.8%, 및 Si: 0.02~0.2%를 함유하고, 잔부가 Al와 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금제의 전열관이고, 또한, 상기 전열관의 단면 평균 결정 입경이 150㎛이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금제의 전열관을 심재로 하여 그 외면에 Al-Zn계 합금을 표피재로써 글래딩하고, 더욱 Zn확산 열처리를 실시한 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관이다.

청구항4에 기재된 제4발명은, 청구항3에 기재된 전열관에 있어서, 상기 Zn확산 열처리 후의 상기 심재와 상기 표피재의 경도차가 15Hv이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관이다.

청구항5에 기재된 제5발명은, 청구항3 및 청구항4에 기재된 전열관에 있어서, 상기 표피재가, Zn: 1.0~7.0%, 및 Mn: 0.3~1.5%를 함유하고, 잔부가 Al와 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관이다.

청구항6에 기재된 제6발명은, 청구항2에 기재된 전열관에 있어서, Mn: 0.8~1.8%, Cu: 0.3~0.8%, 및 Si: 0.02~0.2%를 함유하고, 잔부가 Al와 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금제의 전열관이고, 또한, 상기 전열관의 단면 평균 결정 입경이 150㎛이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금제의 전열관의 외표면에 Zn을 용사(溶射, thermal spray)하고, 더욱이 Zn확산 열처리를 실시한 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관이다.

청구항7에 기재된 제7발명은, 청구항6에 기재된 전열관에 있어서, 용사(溶射)된 Zn의 전열관 외표면에 대한 피복율이 90%이상인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관이다.

청구항8에 기재된 제8발명은, 청구항6 및 청구항7에 기재된 전열관의 제조 방법에 있어서, 상기 전열관에 용사가 실시될 때, 상기 전열관 단면의 기하학 중심과 복수의 Zn용사총(thermal spray gun)의 중심을 연결하는 각각의 인접되는 선이 상기 기하학 중심에서 이루는 각이, 120°이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관의 제조 방법이다.

본 발명의 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관은, 헤어핀 완곡 가공시에 균열의 발생을 억제할 수 있는 효과를 가진다. 또한, 양호한 내식성을 가지고, 핀 찌그러짐이 발생하기 어려운 효과를 가진다.

도1은 크로스 핀형 열 교환기의 부분 확대도의 일 예이다.
도2는 맨드릴 확관 방법의 일 예를 나타내는 도이다.
도3은 롤 전조장치의 일 예를 나타내는 도이다.
도4는 내면홈을 가지는 전열관의 단면의 일 예를 나타내는 모식도이다.
도5는 내면 돌출핀의 리드각을 나타내는 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여, 상세하게 설명한다.

본 실시 형태에 있어서 상정(想定)되는 전열관은, 예를 들면, 일반 가정을 대상으로 한 공기 조화기용의 열 교환기에 사용되는 것이고, 그 치수는, 예를 들면, 외경φ가 4.0~9.54mm, 밑바닥 두께가 0.3~0.6mm정도인 직경이 작고 두께가 얇은 관이다. 때문에, 각종 알루미늄 합금 중, 적당한 강도를 가지고, 또한 직경이 작고 두께가 얇은 관을 얻기 위한 가공성(압출성(押出性), 추신성(抽伸性), 전조성)에 비하여 뛰어난 합금(예를 들면, Al-Mn계의 A3003합금(Al-1.0~1.5% Mn-0.05~0.20% Cu합금))을 베이스로 하여, 첨가 원소 조정에 의해 결정립의 미세화와 강도를 향상시키는 것으로 헤어핀 완곡 가공시의 균열 및 핀 찌그러짐을 방지하는 알루미늄 합금을 얻는다.

전열관의 성분

다음에 본 실시 형태에 있어서의 전열관의 성분 한정 이유에 대하여 설명한다.

Mn는 3000계 합금에 있어서 강도를 향상시키는 주요한 첨가 원소이고, 알루미늄 중에 고용되고, 일부는 석출되어 강도를 부여하는 효과를 가지고, 그 첨가량이 0.8%보다 적으면 전열관으로서의 강도가 불충분하다. 한편, 1.8%보다 많으면 강도 향상 효과가 포화되는 동시에, 조대(粗大)한 금속간 화합물의 양이 많아져, 관의 제조 공정에 있어서 균열 등의 불량이 발생하기 쉬워진다. 따라서, Mn첨가량은 0.8~1.8%의 범위로 한다. 가장 바람직한 범위는 1.0~1.5%이다.

Cu는 알루미늄 중에 고용되어 강도를 더 향상시키는 효과를 가지고, 또한 가공성을 저해하지 않는 원소이다. 더욱이, Cu는 공식(孔食) 전위를 높이는 작용이 있고, Zn확산층과 Zn의 확산되지 않은 관 중앙부와의 공식 전위차를 크게 하고, 희생 방식 작용을 높일 수 있다. 그 첨가량이 0.3%보다 적으면 강도가 불충분하여 기계적 확관에 의한 홈 찌그러짐을 방지할 수 없고, 더욱이, 공식 전위의 상승이 불충분해지고, 희생 방식 작용이 낮다. 0.8%보다 많으면 압출성, 추신성성, 내식성이 열화된다. 따라서, Cu첨가량은 0.3~0.8%의 범위로 한다. 가장 바람직한 범위는 0.4~0.6%이다.

Si는 Al-Mn-Cu계 합금에 함유시키면 Al-Mn-Si계 또는 Al-Mn-Si-Cu계의 금속간 화합물을 형성하고, 강도를 향상시키는 효과를 가진다. 한편, 이들의 금속간 화합물은 열간 압출시에 재결정을 저해하는 역할을 가지고, 그 첨가량이 0.2%를 초과할 경우, 평균 결정 입경이 150㎛이상이 되고, 헤어핀 완곡 가공시에 표면이 거칠어지고, 파탄이 일어나는 원인으로 된다. 한편, Si는 알루미늄 합금중에 불가피하게 존재하는 원소이기 때문에, 0.02%이하로 규제하는 것은 실용상 곤란하다. 때문에, Si의 첨가량은 0.02~0.2%로 한다. 가장 바람직한 범위는 0.02~0.1%이다.

불순물로서는 Fe, Mg, Zn 등이 있지만, 이것들은 Fe가 0.6%이하, Mg가 0.2%이하, Zn가 0.3%이하이면 본 발명의 효과를 저해하는 것이 아니다.

또한 Ti, Cr, Zr는 주괴 조직을 균일하게 미세화하는 효과가 있기 때문에 함유하여도 좋지만 0.2%를 초과하면 거대한 금속간 화합물을 형성하거나 압출성이 저하되기 때문에, 그 함유량은 0.2%이하인 것이 바람직하다. 이 범위이면, 본 실시 형태에 있어서의 전열관의 효과를 저해하는 것이 아니다. 한편 상기 함유량은, 0~0.1%여도 좋고, 0~0.05%여도 좋다.

한편, 본 실시 형태에 있어서의 전열관 또는 희생방식층에 이용될 수 있는 각종 성분량은, 후술하는 실시예의 S1~S11, K1~K8에 기재된 값이여도 좋고, 그것들의 수치의 범위내여도 좋다.

클래딩에 의한 희생방식층의 경우

다음에 본 실시 형태에 있어서의 클래딩 관의 희생방식층의 Zn분포 상태의 한정 이유에 대하여 설명한다.

본 발명의 실시 형태에 관련되는 알루미늄 합금 클래딩 관에는, Al-Zn합금을 표피재로서 클래딩, 추신 가공한 후, Zn확산 열처리를 실시하는 것으로써, Zn가 확산된 층이 설치된다. 상기 Zn확산층은, 관재의 Zn이 확산되지 않은 부분보다도 공식 전위가 낮기 때문에 희생 방식 작용에 의해 관재를 방식 하고, 관재의 내구수명을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 관련되는 알루미늄 합금 클래딩 관은, Zn확산 열처리 후의 표면Zn농도가 예를 들면 0.5~12%로 되게 확산 열처리의 조건을 조정한다. 표면Zn농도란, EPMA(X선 마이크로 아날라이저) 등의 분석 장치에 의해, 표면의 임의의 점을 측정했을 때의 Zn농도이다. 표면Zn농도가 0.5%보다 낮으면, 희생 방식효과가 충분하지 않고, 빠른 시기에 깊은 부식이 발생한다. 한편, 표면Zn농도가 12%보다 높으면, 부식 속도의 증대를 초대한다. 때문에, 표면 Zn농도는, 0.5~12%로 한다. 보다 바람직한 범위는 0.5~10.0%이고, 가장 바람직한 범위는 3.0~5.0%이다.

본 발명의 실시 형태에 관련되는 알루미늄 합금 클래딩 관의 Zn확산층 두께는, 100~300㎛로 한다. Zn확산층 두께란, Zn확산 처리에 의해 Zn이 표면에서 판 두께방향으로 확산되는 깊이이다. 본 발명의 실시 형태에 관련되는 Zn확산층 두께는, 관재 표면에서 Zn농도가 0.05%가 될 때까지의 거리(두께)로 했다. Zn확산층은, 관전체의 희생방식층으로 작용하고, Zn확산층 두께가 너무 얇으면, 빠른 시기에 희생방식층이 없어져 버린다. Zn확산층 두께가 너무 두터우면, Zn구배(勾配)가 완만해져서, 희생 방식효과가 충분하지 않게 된다. 때문에, Zn확산층 두께는, 100~300㎛로 했다. 이 Zn확산층 두께는 150~250㎛인 것이 좋다.

다음에 본 실시 형태에 있어서의 클래딩 관의 표피재의 성분 한정 이유에 대하여 설명한다.

Zn는 표피재의 전위를 낮춰 희생 양극으로 작용하도록 하고, 전열관의 내식성을 향상시킨다. 그 첨가량이 1.0%미만일 경우 심재와의 전위차가 불충분하여 희생 방식 효과를 얻을 수 없고, 7.0%를 초과하면, 자기(自己) 내식성이 저하된다. 따라서, Zn첨가량은 1.0~7.0%의 범위로 한다. 가장 바람직한 범위는 4.0~5.5%이다.

Mn는 강도를 향상시키는 주요한 첨가 원소이고, 그 첨가량이 0.3%보다 적으면 강도가 불충분하여, 심재와의 강도차가 커진다. 그 결과, 헤어핀 완곡 가공시의 균열의 원인으로 되는 표면의 미소한 크랙이 평활관 제조시에 발생된다. 한편, 첨가량이 1.5%보다 많으면, 표피재의 전위가 커지기 때문에, 심재와의 전위차를 확보기가 어려워진다. 따라서, Mn첨가량은 0.3~1.5%의 범위로 한다. 가장 바람직한 범위는 0.6~1.0%이다.

클래딩 관의 표피재의 불순물로서는 Si, Fe, Cu 등이 있지만, 이것들은 Si가 0.5%이하, Fe가 0.6%이하, Cu가 0.2%이하이면 본 효과를 저해하는 것이 아니다.

또한 Ti, Cr, Zr는 주괴 조직을 균일하게 미세화하는 효과가 있어 함유되어도 좋지만 0.2%를 초과하면 거대한 금속간 화합물을 형성하거나 압출성이 저하되기 때문에, 그 함유량은 0.2%이하인 것이 바람직하다. 이 범위라면, 본 실시 형태에 있어서의 전열관의 효과를 저해하는 것이 아니다. 한편 이 함유량은, 0~0.1%이나, 0~0.05%인 것이 좋다.

이것들의 클래딩 관의 표피재의 두께는, 특히 지정되지 않지만, 전체 두께에 대하여, 5~30%가 바람직하다. 표피재의 두께가 전체 두께에 대하여 5%미만일 경우, 열 교환기로서 사용 중의 희생방식층으로서의 유효 기간이 불충분하여, 30%를 초과하면 전열관의 강도가 저하된다. 가장 바람직한 범위는 6~15%이다.

또한, 심재와 표피재의 강도차가 클 경우, 심재와 표피재의 변형 저항의 차이의 원인으로 하여, 평활관 제조시에 헤어핀 완곡 가공시의 균열의 원인으로 되는 표면에 미소한 크랙이 발생된다. 때문에, 심재와 표피재의 경도차는 15Hv이하로 한다. 더욱 바람직하게는 10Hv이하이다.

Zn용사에 의한 희생방식층 경우

다음에 본 실시 형태에 있어서의 용사관의 희생방식층, 즉 Zn확산층의 Zn분포 상태의 한정 이유에 대하여 설명한다.

본 발명의 실시 형태에 있어서 이용되는 알루미늄 합금용사관에는, 그 외면에 Zn용사시킨 후, Zn확산 열처리를 실시하는 것으로써, Zn이 확산된 층이 설치된다. 상기 Zn확산층은, 관재의 Zn이 확산되지 않은 부분보다도 공식 전위가 낮기 때문에 희생 방식 작용에 의해 관재를 방식하고, 관재의 내구수명을 향상시킬 수 있다.

알루미늄 합금 용사관에는, 순Zn 혹은 Zn-Al합금에 의한 Zn성분을 용사시킨 후, 400~550℃에서 30분~10시간의 Zn확산 열처리를 하는 것이 바람직하다. Zn용사량은 5~28g/m²로 한다. Zn용사량이 너무 적으면, 관재 표면에 Zn을 균일하게 부착시키기 어렵고, Zn용사량이 너무 많으면, Zn확산 열처리 후의 Zn량이 너무 많아져서, 부식 속도의 증대를 초대한다. 때문에, Zn용사량은 5~28g/m²로 했다. 더욱이, Zn용사량은 5~25g/m²가 바람직하고, 8~20g/m²가 보다 바람직하다.

본 발명의 실시 형태에 관련되는 알루미늄 합금관에 있어서, Zn확산 열처리 후의 표면Zn농도는, 0.5~15%로 한다. 표면Zn농도란, EPMA 등의 분석 장치에 의해, 표면의 임의의 점을 측정하였을 때의 Zn농도이다. 표면Zn농도가 너무 낮으면, 희생 방식효과가 충분하지 않고, 일부에서, 빠른 시기에 깊은 부식이 발생되고, 표면Zn농도가 너무 높으면, 부식 속도의 증대를 초래하기 때문에, 그 일부에서, 두께가 극단적으로 감소되어 버린다.

본 발명의 실시 형태에 관련되는 알루미늄 합금관에 있어서, Zn확산 열처리 후의 평균 표면Zn농도는, 1~12%로 하고, Zn확산층 두께는, 100~300㎛로 한다. 평균 표면Zn농도란, 표면에서 서로 5mm이상 떨어져 있는 임의의 점 중 적어도 4개점을 측정하였을 때의 평균치이다. Zn확산층 두께란, Zn확산 처리에 의해 Zn이 표면에서 판두께 방향으로 확산된 깊이이고, 본 발명의 실시 형태에 있어서의 Zn확산층 두께는, 관재 표면에서 Zn농도가 0.05%가 될 때까지의 거리로 했다. 평균Zn농도 및 Zn확산층 두께는, 관 전체의 희생방식층의 양을 나타내고 있고, 평균 Zn농도 및 Zn확산층 두께가 너무 작으면, 빠른 시기에 희생방식층이 없어져 버린다. 또한, 평균Zn농도가 너무 높으면, 부식 속도의 증대를 초래하고, Zn확산층 두께가 너무 두터우면, Zn구배가 완만하여져, 희생 방식효과가 충분하지 않게 된다. 때문에, 평균 표면Zn농도는, 1~12%이고, 보다 바람직한 범위는 0.5~10.0%이고, 가장 바람직한 범위는 3.0~5.0%이다. 또 Zn확산층 두께는, 100~300㎛이고, 이보다 150~250㎛인 것이 좋다.

본 발명의 실시 형태에 관련되는 알루미늄 합금관에 있어서, Zn확산 열처리 후의 임의의 표면에 있어서의 Zn농도는, 평균 표면Zn농도의 ±50%이내로 한다. 평균 표면Zn농도에 대하여 표면Zn농도가 너무 높으면, 그 부분만이 우선적으로 부식되어 버려, 두께가 극단적으로 감소된다. 이것을 피하기 위하여, 임의의 표면에 있어서의 Zn농도를 평균 표면 Zn농도의 ±50%이내로 할 필요가 있다. 더욱이, ±30%이내가 보다 바람직하다.

용사에 의한 Zn피복율이란, 완전히 Zn이 부착되지 않은 상태를 0%, 전체면에 Zn이 부착되어 있을 경우를 100%로 한 것이다. Zn피복율이 높을 수록, 균일한 Zn분포가 되어 내식성이 향상된다. 본 발명에서는, Zn피복율이 90%이상으로 한다. 보다 바람직하게는 95%이상이다.

희생방식층의 형성 방법

다음에 희생방식층의 형성 방법의 실시형태예에 대하여 설명한다.

본 실시 형태의 전열관에 있어서의 Al-Mn-Cu계 합금의, 원통 형상 빌렛(billet)의 외측에 희생 방식 합금 널판자를 원통 형상으로 굽혀서 씌운 조합 빌렛를 제작하고, 이것을 가열로에 의해 350~600℃로 가열하게 균질화 처리를 한다. 그 후, 간접 압출기에 의해 빌렛를 압출이고, 2층 클래딩 압출관을 얻는다. 그 다음에 상기 압출관을 소정의 외경, 두껍게 추신 가공하고, 2층 클래딩의 평활관을 얻는다. 상기 추신 가공은 생산성이 높은 드로우 블록식 연속 추신기를 사용하는 것이 바람직하다.

또는, 원통 형상의 희생 방식재의 빌렛을 350~600℃에서 가열하여 그 내측에, 원통 형상의 심재 중공 빌렛을 수축 삽입하여 얻은 2층 중공 빌렛을 압출 가공 후, 동일하게 추신 가공을 실시하여, 2층 클래딩 평활관을 얻을 수도 있다.

또는, 알루미늄 합금의 심재 시트의 한면 측에 희생 방식재 시트를 클래딩 압연한 2층 클래딩 시트로 하고, 이 시트를 관형상으로 롤 성형하여 시트 맞대기면을 용접하여 2층 클래딩 전봉관(電縫管)으로 해도 좋다.

상술 한 바와 같이 제작된 2층 클래딩 관에 확산 열처리를 행하여 Zn확산층, 즉 희생방식층을 얻을 수 있다.

상기 이외의 희생방식층의 형성 방법으로서, 압출(열간 압출 또는 컨폼(conform) 압출), 또는 추신 전열관에 Zn 혹은 Al-Zn합금을 용사한 후, 확산 가열 처리를 실시하여 Zn확산층, 즉 희생방식층을 형성해도 좋다. 둥근 관의 원주 방향 전체면에 원하는 량의 Zn을 부착시키기 위해서는, 관재의 원주 단면의 중심과 Zn용사총을 연결하는 선을 그었을 때, 원주 단면의 중심에 있어서의 선끼리 이루는 각도가, 120°이하인 것이 바람직하다. 더욱이, 원주 단면의 중심에 있어서의 선끼리 이루는 각도는, 90°이하인 것이 보다 바람직하다. 구체적인 방법으로서는, Zn용사총수를 편평관(扁平管)으로 일반적으로 이용되는 2총으로부터 3총이상으로 늘리는 방법, 용사한 후에 관을 회전시켜, 여러번 나누어 용사하는 방법, 관 혹은 용사총을 회전시키는 방법 등을 들 수 있다. Zn용사는, 전열관의 내면에 홈을 형성하기 위한 전조 가공을 한 후에 실시해도 좋다.

한편, 상기와 같이 희생방식층을 형성한 평활관에 대하여, 다음 공정의 전조 가공을 쉽게 하기 위하여, 미리 풀림 연화 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 그 경우, 풀림온도는 300~400℃, 시간은 2~8시간으로 하는 것이 공업상 바람직하다.

내면홈을 가지는 전열관의 제조 방법

다음에, 평활관에 롤 전조법이나 볼 전조법 등에 의해 전조 가공을 실시하고, 돌출형 핀을 가지는 내면홈을 가지는 전열관을 제조한다 (도3).

본 실시 형태의 내면홈을 가지는 전열관은, 열 교환기의 용도에 따라 각종 치수로 제조할 수 있지만, 가정용 공기 조화기에 사용될 경우, 관의 제조에 있어서의 생산성의 면으로부터 외경φ가 4.0mm이상이 바람직하고, 열 교환기의 소형화·경량면에서 외경φ가 9.54mm이하가 바람직하다.

또한, 밑바닥 두께t (도4를 참조)는, 내압강도 면에서 보면 0.3mm이상이 바람직하고, 열 교환기의 소형화·경량면에서 0.6mm이하가 바람직하다.

또한, 내면 돌출핀의 높이H는 0.1~0.4mm, 내면 돌출핀의 꼭지각α는 10~40°, 내면 돌출핀의 수는 40조이상, 리드각β(내면 돌출핀과 관 길이 방향이 이루는 각도, 도5를 참조)는 20°이상으로 하는 것이 바람직하다.

전조 가공을 실시한 뒤에는, 풀림 연화 처리를 실시해도 좋다. 이것은 전조시에 도입된 가공 찌그러짐을 제거하고, 헤어핀 완곡 가공(사행 완곡 가공)을 쉽게 하기 위해서이다. 300~400℃에서 2~8시간정도의 풀림을 하면 좋다.

이렇게 제조된 본 실시 형태의 내면홈을 가지는 전열관은, 확관 가공에 의해 알루미늄 방열핀의 삽입공에 밀착시킨다(도2를 참조). 양호한 밀착을 얻기 위해서 확관율 (외경 증가율)이 4~6%정도가 되도록 삽입공과 전열관의 클리어런스(clearance)를 설정하는 것이 적당하다. 한편, 확관 가공은, 맨드릴을 이용하는 기계 확관법으로 바꾸어 유압 또는 수압에 의해 관에 내압을 부여하는 액체 압력 확관법에 의해, 생산 효율을 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 말했지만, 이것들은 본 발명의 예시이고, 상기 이외의 각종 구성을 채용할 수도 있다.

<실시예1>

다음에 본 발명을 실시예에 기초하여 더 상세하게 설명한다.

연속 주조에 의해, 표1에 나타내는 합금을 주조하고, 간접 압출법에 의해 외경φ가 47mm, 두께가 3.5mm인 압출관을 얻었다. 이 압출관에 드로우 블록식 연속 추신기에 의해 추신 가공을 실시하고, 외경φ가 10mm, 두께가 0.45mm인 추신관을 얻었다.

심재	합금 No.	Si	Mn	Cu	Fe	Mg	Zn	Al
실시예	S1	0.10	0.8	0.50	-	-	-	잔부
	S2	0.12	1.5	0.48	-	-	-	잔부
	S3	0.14	1.8	0.52	-	-	-	잔부
	S4	0.15	1.0	0.53	-	-	-	잔부
	S5	0.15	1.0	0.30	-	-	-	잔부
	S6	0.08	1.1	0.60	-	-	-	잔부
	S7	0.13	1.1	0.80	-	-	-	잔부
	S8	0.08	1.1	0.40	-	-	-	잔부
	S9	0.20	1.0	0.50	-	-	-	잔부
	S10	0.10	1.0	0.52	-	-	-	잔부
	S11	0.02	1.0	0.50	-	-	-	잔부
비교예	S12	0.14	0.7	0.51	-	-	-	잔부
	S13	0.13	1.9	0.53	-	-	-	잔부
	S14	0.12	0.9	0.85	-	-	-	잔부
	S15	0.11	1.0	0.28	-	-	-	잔부
	S16	0.22	1.0	0.50	-	-	-	잔부
	S17	0.01	0.9	0.55	-	-	-	잔부

이렇게 얻은 추신관에 360℃에서 2시간의 풀림 연화 처리를 실시한 후, 플로팅 플러그, 로드, 홈을 가진 플러그가 일체로 된 플러그를 삽입하고, 플로팅 다이스, 가공 헤드, 형성 다이스를 통과시키는 것으로써 내면에 홈을 가진 가공을 하고, 외경: φ7mm, 밑바닥 두께: 0.35mm, 돌출핀의 높이H: 0.22mm, 돌출핀의 수가 50개, 꼭지각α: 15°, 리드각β: 35°인 내면홈을 가지는 전열관을 제작했다. 게다가 최종적으로 360℃에서 2시간의 풀림 연화 처리를 실시하고, 내면홈을 가지는 전열관이 완성되었다.

이렇게 얻은 본 발명예 및 비교예의 내면홈을 가지는 전열관의 특성을 평가하기 위하여, 다음 시험을 했다. 얻은 결과를 표2에 나타낸다.

(a)인장력 시험

내면홈을 가지는 전열관의 강도를 측정하기 위하여, JIS Z2241에 기준하여 인장력 시험을 실시했다.

(b)평균 결정 입경

얻은 내면홈을 가지는 전열관으로부터 마이크로 조직 관찰용 시험편을 절단하여, 평균 결정 입경의 측정을 실시했다. 구체적으로는, 평균 결정 입경의 측정은, 교선법(交線法)을 이용하여, 관의 두께 방향 및 원주 방향의 2방향에서 실시하여 그 평균치를 구했다.

(c)확관 가공성

상기 외경φ가 7mm인 내면홈을 가지는 전열관을, 강철로 만든 제품 맨드릴을 사용하여 외경이 5% 증가하게끔 확관 가공을 했다. 그 후, 관의 단면을 관찰하고, 돌출핀 높이H의 감소량을 측정하여 핀 찌그러짐량을 평가했다. 열 교환기로서의 전열 특성을 얻기 위하여, 상기 핀 찌그러짐량은 0.02mm이하인 것이 바람직하다.

(d) 헤어핀 완곡 가공성

φ7mm인 내면 홈을 가지는 관을 굽혀 피치16mm인 헤어핀 완곡 가공을 했다. 완곡 가공후의 표면을 목시로 관찰하고, 표면의 균열 발생의 유무를 확인했다. 이 때, S1~S17각각에 대하여 내면 홈을 가지는 관을 각 10개 준비하여, 다음의 기준에 따라 평가했다. ○: 10개 모두에 균열이 발생하지 않았다. △: 1~9개만 균열이 발생하지 않았다. ×: 10개 모두에 균열이 발생하였다.

	합금No.	제조시의 문제점	인장 강도 (MPa)	평균 결정 입경 (㎛)	확관 전후의 핀의 높이의 변화 (mm)	헤어핀 완곡 가공시의 균열의 유무
실 시 예	S1	No	130	66	0.02	○
	S2	No	136	70	0.02	○
	S3	No	148	82	0.01	○
	S4	No	133	86	0.02	○
	S5	No	144	84	0.01	○
	S6	No	145	54	0.01	○
	S7	No	155	80	0.01	○
	S8	No	134	62	0.02	○
	S9	No	138	135	0.02	○
	S10	No	136	85	0.02	○
	S11	No	131	38	0.02	○
비 교 예	S12	No	95	85	0.04	○
	S13	추신 불가	-	-	-	-
	S14	추신 불가	-	-	-	-
	S15	No	92	73	0.05	○
	S16	No	130	155	0.02	×
	S17	No	128	30	0.02	○

표2에 나타내는 평가 결과에 대하여 설명한다. 실시예S1~S11은 본 발명 범위내의 것이고, 기계적 성질, 핀 찌그러짐량, 평균 결정 입경, 헤어핀 완곡 가공시의 균열의 발생도 없고, 모두 훌륭하다. 한편, 비교예S12, S15는 강도가 낮기 때문에 핀 찌그러짐량이 크고, 원하는 전열 특성을 얻을 수 없다. 또한, S13, S14는 추신 가공시에 추신 절단이 발생하고, 제조할 수 없었다. 또한, S16은 평균 결정 입경이 150㎛를 초과하기 때문에, 헤어핀 완곡 가공시에 균열이 발생했다. 또한, S17은 결정립도 미세하여, 헤어핀 완곡 가공시에 균열이 발생하지 않지만, Si량이 극단적으로 낮기 때문에, 제조 코스트가 높은 문제점이 있다.

<실시예2>

연속 주조에 의해, 표3에 나타내는 표피재용의 합금을 주조하고, 심재로서 표1에 나타내는 합금과 표4의 조합으로 간접 압출법에 의해 외경φ가 47mm, 두께가 3.5mm, 클래딩율이 10%인 압출관을 얻었다. 이 압출관에 드로우 블록식 연속 추신기에 의해 추신 가공을 실시하고, 외경φ가 10mm, 두께가 0.45mm인 추신관을 얻었다. 더욱이, Zn확산 열처리를 실시했다.

표피재	합금 No.	Si	Fe	Mn	Zn	Al
실 험 예	K1	0.16	0.22	0.3	4.0	잔부
	K2	0.18	0.21	1.0	4.1	잔부
	K3	0.16	0.18	1.5	4.2	잔부
	K4	0.15	0.23	0.6	4.1	잔부
	K5	0.17	0.14	0.8	3.0	잔부
	K6	0.16	0.18	0.8	5.5	잔부
	K7	0.15	0.16	0.8	7.0	잔부
	K8	0.14	0.18	0.8	4.5	잔부
	K9	0.16	0.16	0.2	4.1	잔부
	K10	0.15	0.17	1.6	4.1	잔부
	K11	0.14	0.22	0.8	7.1	잔부
	K12	0.16	0.20	0.8	0.9	잔부

클래딩재	심재	표피재
C1	S10	K1
C2	S10	K2
C3	S10	K3
C4	S10	K4
C5	S10	K5
C6	S10	K6
C7	S10	K7
C8	S10	K8
C9	S10	K9
C10	S10	K10
C11	S10	K11
C12	S10	K12

이렇게 얻은 추신관에 대하여 360℃에서 2시간의 풀림 연화 처리를 실시한 후, 플로팅 플러그, 로드, 홈을 가지는 플러그가 일체로 된 플러그를 삽입하여, 플로팅 다이스, 가공 헤드, 형성 다이스를 통과시키는 것으로써 내면에 홈을 가진 가공을 하고, 외경: φ7mm, 밑바닥 두께: 0.35mm, 돌출핀의 높이H: 0.22mm, 돌출핀의 개수 50개, 꼭지각α: 15°, 리드각β: 35°인 내면홈을 가지는 전열관을 제작했다. 게다가 최종적으로 360℃에서 2시간의 풀림 연화 처리를 실시하고, 내면홈을 가지는 전열관이 완성되었다.

이렇게 얻은 내면홈을 가지는 전열관의 특성을 평가하기 위하여, 다음 시험을 했다. 얻은 결과를 표5에 나타낸다.

(a) 인장력 시험

(b) 단면 경도

상기 외경φ가 7mm인 내면홈을 가지는 전열관의 심재와 표피재의 경도를 측정했다. 한편, 경도는 홈을 가지는 단면을 수지로 채우고, 연마 후, 마이크로 비커스 경도계(아카시 세이사쿠사)를 이용하여 하중 50g으로 측정했다.

(c) 헤어핀 완곡 가공성

φ7mm인 내면홈을 가지는 전열관을 굽혀 피치16mm인 헤어핀 완곡 가공을 했다. 완곡 가공 후의 표면을 육안으로 관찰하고, 표면의 균열 발생의 유무를 확인했다. 이 때, C1~C12각각에 대하여 내면홈을 가지는 전열관을 각각 10개 준비하고, 다음의 기준에 따라 평가했다. ○: 10개 모두에 균열 발생하지 않았다. △: 2~9개만 균열이 발생하지 않았다. ×: 9~10개에 균열이 발생하였다.

(d) 내식성

외부 내식성을 평가하기 위하여, 각 내면홈을 가지는 전열관에 대하여 JIS Z8681에 기준하여 CASS시험을 1500시간 했다. 시험 후, 시험관의 표면 부식 생성물을 제거하여, 관의 부식 상황을 관찰하고, 관통공의 유무에 의해 외부 내식성을 평가했다. 이 때, C1~C12각각에 대하여 내면홈을 가지는 전열관을 각각 10개 준비하고, 다음의 기준에 따라 평가했다. ○: 10개 모두에 관통공이 없다. △: 2~9개만 관통공이 없다. ×: 9~10개에 관통공이 있다.

	합금No.	인장 강도 (MPa)	심재와 표피재의 강도차(Hv1)	헤어핀 완곡 가공시의 균열의 유무	CASS1500H후의 관통공의 유무
실험예	C1	126	13	○	○
	C2	130	10	○	○
	C3	133	7	○	○
	C4	127	14	○	○
	C5	129	11	○	○
	C6	132	10	○	○
	C7	133	9	○	○
	C8	130	12	○	○
	C9	120	25	△	○
	C10	136	5	○	△
	C11	130	8	○	△
	C12	128	11	○	△

표5에 나타내는 평가 결과에 대하여 설명한다. C1~C8은, 심재와 표피재의 경도차도 적고, 헤어핀 완곡 가공시의 균열도 발생하지 않았다. 또한, 내식성도 양호하다. 이것에 비하여, Mn량이 적은 C9는 심재와 표피재의 경도차가 크기 때문에, 추신 가공시에 표면에 미소한 상처가 발생하고, 헤어핀 완곡 가공시에 그것이 기점이 되어 균열이 발생했다. Mn량이 많은 C10은 심재와 표피재의 전위차가 작아진 결과, 내식 시험에서 관통공이 발생했다. 또한, Zn량이 많은 C11은 내식성이 악화된 결과, 내식 시험에서 관통공이 발생했다. 더욱이 Zn량이 적은 C12는 희생 방식효과를 충분히 얻을 수 없고, 내식 시험에서 관통공이 발생했다.

<실시예3>

연속 주조에 의해, 표1의 S10합금을 주조하고, 간접 압출법에 의해 외경φ가 47mm, 두께가 3.5mm인 압출관을 얻었다. 이 압출관에 드로우 블록식 연속 추신기에 의해 추신 가공을 실시하고, 외경φ가 10mm, 두께가 0.45mm인 추신관을 얻었다.

이렇게 얻은 추신관에 대하여 360℃에서 2시간의 풀림 연화 처리를 실시한 후, 플로팅 플러그, 로드, 홈을 가지는 플러그가 일체로 된 플러그를 삽입하고, 플로팅 다이스, 가공 헤드, 형성 다이스를 통과시키는 것으로써 내면에 홈을 가지는 가공을 하고, 외경: φ7mm, 밑바닥 두께: 0.35mm, 돌출핀의 높이H: 0.22mm, 돌출핀의 수는 50개, 꼭지각α: 15°, 리드각β: 35°의 내면홈을 가지는 전열관을 제작했다. 게다가 최종적으로 360℃에서 2시간의 풀림 연화 처리를 실시하고, 내면홈을 가지는 전열관을 얻었다.

이렇게 얻은 내면홈을 가지는 전열관에, 쇼트 블러스트 처리, Zn용사, Zn확산 열처리를 하고, Zn확산층을 가지는 내면홈을 가지는 전열관이 완성되었다. Zn용사, Zn확산 열처리 조건을 표6에 나타낸다.

	합금No.	Zn용사총이 이루는 각도(°)	Zn용사량(g/m²)	Zn확산 열처리
실 험 예	Y1	120	1.5	480℃,5시간
	Y2	90	27.6	460℃,5시간
	Y3	72	1.6	480℃,5시간
	Y4	90	23.9	460℃,5시간
	Y5	90	11.8	470℃,5시간
	Y6	120	11.2	470℃,5시간
	Y7	90	7.0	420℃,5시간
	Y8	90	20.4	520℃,5시간
	Y9	120	13.6	480℃,5시간
	Y10	180	0.5	490℃,5시간
	Y11	180	28.6	450℃,5시간
	Y12	180	1.4	480℃,5시간
	Y13	180	23.7	460℃,5시간
	Y14	180	0.9	490℃,5시간
	Y15	180	28.9	460℃,5시간
	Y16	180	13.5	480℃,5시간
	Y17	180	13.2	470℃,5시간
	Y18	180	8.1	410℃,5시간
	Y19	180	25.5	550℃,5시간
	Y20	180	16.1	450℃,5시간
	Y21	360	11.0	480℃,5시간

이렇게 얻은 내면홈을 가지는 전열관의 특성을 평가하기 위하여, 다음 시험을 했다. 얻은 결과를 표7에 나타낸다.

(a) Zn분포

Zn확산 열처리 후의 표면 Zn농도, Zn확산 거리를 측정하기 위하여, EPMA를 실시했다. 측정은, 하나의 샘플에 대하여 5mm이상 떨어진 10점을 실시했다.

(b) Zn피복율

Zn확산 열처리 후의 Zn피복율을 측정하기 위하여, SEM의 COMPO상을 이용했다. Zn이 피복되어 있으면 백색, 하지(下地)의 Al가 노출되어 있으면 흑색의 상을 얻을 수 있다. 상을 화상 해석하는 것으로 Zn피복율을 산출했다.

(c) 내식성

외부 내식성을 평가하기 위하여, 각 내면홈을 가지는 전열관에 대하여 JIS Z8681에 기준하여 CASS시험을 1500시간 했다. 시험 후, 시험관의 표면 부식 생성물을 제거하고, 관의 부식 상황을 관찰하고, 관통공의 유무에 의해 외부 내식성을 평가했다. 이 때, Y10~Y21각각에 대하여 내면홈을 가지는 전열관을 각각 10개 준비하고, 다음의 기준에 따라 평가했다. ○: 10개 모두에 관통공이 없다. △: 2~9개만 관통공이 없다. ×: 9~10개에 관통공이 있다.

	합금 No.	표면 Zn농도의 최대 최소치 (질량%)	평균 표면 Zn농도 (질량%)	Zn농도차 최대,최소 (%)	Zn확산거리 (㎛)	Zn 피복율 (%)	CASS1500H후의 관통공의 유무
실험예	Y1	1.3, 0.5	1.0	30, 50	192	95	○
	Y2	15, 10.4	12	25, 13	203	94	○
	Y3	1.2, 0.7	1.0	20, 30	189	95	○
	Y4	12, 7.7	10	20, 23	204	97	○
	Y5	5.8, 3.2	4.5	30, 30	195	92	○
	Y6	6,4, 2.2	4.3	50, 50	191	99	○
	Y7	6.1, 3.9	4.8	27, 19	100	93	○
	Y8	6.2, 4.2	5.0	20, 16	300	98	○
	Y9	6.0, 4.2	5.0	20, 16	209	90	○
	Y10	0.5, 0.3	0.4	50, 50	195	91	△
	Y11	19, 10	12	58, 20	210	99	△
	Y12	1.4, 0.3	1.0	40, 70	190	96	△
	Y13	17, 8.7	10	70, 13	194	99	△
	Y14	0.9, 0.6	0.7	29, 14	194	95	△
	Y15	15, 10.3	13	15, 26	220	99	△
	Y16	8.3, 3.7	5.0	66, 26	193	95	△
	Y17	6.3, 2.0	5.1	24, 61	194	97	△
	Y18	6.0, 4.1	6.0	20, 18	81	94	△
	Y19	6.1, 4.0	5.0	22, 20	360	95	△
	Y20	11, 0	7.6	45, 8	170	60	△
	Y21	8, 0	2.1	281, 8	104	30	△

표7에 나타내는 평가 결과에 대하여 설명한다. Y1~Y9는, 관통 부식이 발생하지 않고, 양호한 내식성을 나타낸다. Y10, 12는, 표면 Zn농도의 하한 미만, Y14는, 평균 표면Zn농도의 하한 미만이기 때문에, 희생 방식이 효율적으로 작용하지 않고 빠른 시기에 관통에 도달하는 것이 있다. Y11, 13은, 표면 Zn농도의 상한을 초과하고, Y15는, 평균 표면 Zn농도의 상한을 초과하기 때문에, 희생층의 소모가 빠르고, 빠른 시기에 관통에 도달하는 것이 있다. Y16, 17은, Zn농도차의 상한을 초과하기 때문에, 부식이 집중되고, 빠른 시기에 관통에 도달하는 것이 있다. Y18은, Zn확산 거리의 하한 미만이기 때문에, 희생층의 양이 적고, 빠른 시기에 관통에 도달하는 것이 있다. Y19는, Zn확산 거리의 상한을 초과하기 때문에, Zn구배가 완만해져, 희생 방식이 효율적으로 작용되지 못하고 빠른 시기에 관통에 도달하는 것이 있다. Y20, 21은, Zn피복율의 하한 미만이기 때문에, 부식이 집중되고, 빠른 시기에 관통에 도달하는 것이 있다.

이상, 본 발명을 실시예에 기초하여 설명했다. 이 실시예는 어디까지나 예시이고, 각종 변형예가 가능하며, 또한 이러한 변형예도 본 발명의 범위에 속하는 것은 당업자에게 이해되는 것이다.

1 알루미늄 방열핀
2 전열관(내면홈을 가지는 전열관)
3 루버
4 확관 플러그(맨드릴)
5 평활관
6 전조 플러그
7 회전롤
8 내면에 나선홈을 가지는 전열관
9 돌출핀
10 희생방식층

Claims

내면에 복수의 돌출형의 핀이 형성된 전열관에 있어서, Mn: 0.8~1.8mass%(이하, mass%를 단지 %로 기재함), Cu: 0.3~0.8%, 및 Si: 0.02~0.2%를 함유하고, 잔부가 Al와 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금으로 제조된 전열관이고, 또한, 상기 전열관의 단면 평균 결정 입경이 150㎛이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관.
제1항에 있어서,
상기 전열관 표면에, 표면 Zn농도가 0.5%이상, 또한 평균 표면 Zn농도가 1~12%, 또한 임의의 표면에 있어서의 농도가 평균 표면 Zn농도의 ±50%이내이고, 더욱이 표면에서부터의 Zn확산 깊이가 100~300㎛인 Zn확산층을 가지는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관.
제2항에 있어서,
Mn: 0.8~1.8%, Cu: 0.3~0.8%, 및 Si: 0.02~0.2%를 함유하고, 잔부가 Al와 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금으로 제조된 전열관이고, 또한, 상기 전열관의 단면 평균 결정 입경이 150㎛이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금제의 전열관을 심재로 하고, 그 외면에 Al-Zn계 합금을 표피재로서 클래딩(cladding) 하고, 더욱이 Zn확산 열처리를 실시하는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관.
제3항에 있어서,
상기 Zn확산 열처리후의 상기 심재와 상기 표피재의 경도차가 15Hv이하인 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 표피재가, Zn: 1.0~7.0%, 및 Mn: 0.3~1.5%를 함유하고, 잔부가 Al와 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관.
제2항에 있어서,
Mn: 0.8~1.8%, Cu: 0.3~0.8%, 및 Si: 0.02~0.2%를 함유하고, 잔부가 Al와 불가피적 불순물로 이루어지는 알루미늄 합금으로 제조된 전열관이고, 또한, 상기 전열관의 단면 평균 결정 입경이 150㎛이하인 것을 특징으로 하는 알루미늄 합금으로 제조된 전열관의 외표면에 Zn을 용사(溶射, thermal spray)하고, 더욱이 Zn확산 열처리를 실시하는 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관.
제6항에 있어서,
용사된 Zn의 전열관 외표면에 대한 피복율이 90%이상인 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 전열관에 용사가 진행될 때, 상기 전열관 단면의 기하학 중심과 복수의 Zn용사총(thermal spray gun)의 중심을 연결하는 각각의 인접되는 선이 상기 기하학 중심에서 이루는 각도가, 120°이하인 알루미늄 합금으로 제조된 내면홈을 가지는 전열관의 제조 방법.