WO2013018821A1 - 継目無管、レベルワウンドコイル及びクロスフィンチューブ型熱交換器及びその製造方法 - Google Patents

継目無管、レベルワウンドコイル及びクロスフィンチューブ型熱交換器及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2013018821A1
WO2013018821A1 PCT/JP2012/069557 JP2012069557W WO2013018821A1 WO 2013018821 A1 WO2013018821 A1 WO 2013018821A1 JP 2012069557 W JP2012069557 W JP 2012069557W WO 2013018821 A1 WO2013018821 A1 WO 2013018821A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
seamless
seamless pipe
tube
level
wound coil
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/069557
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲也 安藤
博一 玉川
Original Assignee
住友軽金属工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友軽金属工業株式会社 filed Critical 住友軽金属工業株式会社
Priority to CN201280037064.8A priority Critical patent/CN103765152A/zh
Priority to JP2013526941A priority patent/JP6114939B2/ja
Priority to KR1020147005750A priority patent/KR20140066180A/ko
Publication of WO2013018821A1 publication Critical patent/WO2013018821A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B21/00Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B23/00Tube-rolling not restricted to methods provided for in only one of groups B21B17/00, B21B19/00, B21B21/00, e.g. combined processes planetary tube rolling, auxiliary arrangements, e.g. lubricating, special tube blanks, continuous casting combined with tube rolling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02Making uncoated products
    • B21C23/04Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/08Making wire, bars, tubes
    • B21C23/10Making finned tubes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/06Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/08Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of copper or alloys based thereon
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/02Rigid pipes of metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/047Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/40Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/085Heat exchange elements made from metals or metal alloys from copper or copper alloys

Definitions

  • the present invention relates to a seamless pipe used for heat transfer pipes or refrigerant pipes for air conditioner heat exchangers, refrigerators, and the like.
  • the present invention also relates to a level wound coil in which the seamless tube is wound.
  • the present invention also relates to a cross fin tube type heat exchanger in which the seamless pipe is assembled and a method for manufacturing the same.
  • heat pipes for air conditioners such as room air conditioners and packaged air conditioners, and heat transfer pipes or refrigerant pipes for refrigerators, etc.
  • heat pipes for air conditioners such as room air conditioners and packaged air conditioners
  • heat transfer pipes or refrigerant pipes for refrigerators etc.
  • various physical properties such as strength, workability, and heat transfer properties.
  • JIS C1220T phosphorus-deoxidized copper pipe
  • Patent Document 1 International Publication No. 2008/041777
  • Patent Document 2 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-268467
  • Patent Document 3 Japanese Patent Publication No. 51-16891
  • a heat exchanger for an air conditioner such as a packaged air conditioner in which a seamless pipe made of a copper alloy as described in Patent Document 1 or 2 is used, a refrigerator, etc.
  • the recycling destination of seamless pipes made of copper alloy is limited by the presence of a large amount of alloying elements added in addition to copper, and seamless pipes made of copper alloy The value as a recycled material becomes low.
  • the use destination is restricted and the melting furnace is contaminated by the added alloying elements. Occurs.
  • the copper material that does not contain a large amount of alloying elements that impede recyclability is used as the copper material that forms the seamless pipe, and it is desired to reduce the thickness while increasing the pressure strength. There is a request.
  • the strength is improved by work hardening when performing strong processing called hairpin bending (U bending) in the process of assembling to the heat exchanger.
  • U bending hairpin bending
  • the yield strength is about 200 MPa and the elongation is less than 30%, which causes a problem that normal bending cannot be performed. Specifically, wrinkles are generated in the inner part of the bend, the bend is flattened, and the value in appearance quality is significantly impaired. In extreme cases, breakage occurs.
  • the ratio of the wall thickness to the outer diameter (t / D) is specifically 0.
  • the thickness is reduced to 0.04 or less and the hairpin bending pitch is small and the hairpin bending is performed under severe conditions, it is increasingly difficult to perform normal hairpin bending.
  • Patent Document 3 describes that by adding Fe to a seamless tube, the strength is increased and workability such as hairpin bending is improved.
  • the copper alloy seamless pipe of Patent Document 3 has a large outer diameter and a t / D larger than 0.04, and has been made thinner and thinner as required in recent years. It wasn't.
  • an object of the present invention is to provide a seamless tube having a high strength and capable of normally performing hairpin bending in a seamless tube having a small diameter and a reduced thickness.
  • the present inventors have obtained a tensile strength by adding a specific amount of a specific element to a phosphorous deoxidized copper. Even though the thickness ( ⁇ B) is high, a 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) is low, and a seamless tube having a high elongation ( ⁇ ) is obtained, and the tensile strength ( ⁇ B) is in a specific range.
  • the seamless tube having a 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) and elongation ( ⁇ ) in a specific range is capable of performing normal hairpin bending despite its high strength.
  • the headline and the present invention have been completed.
  • the present invention (1) is a seamless tube for a heat transfer tube of a cross fin tube type heat exchanger
  • the seamless pipe material is a copper alloy containing 0.01 to 0.06% by mass of Fe and 0.004 to 0.040% by mass of P, the balance being Cu and inevitable impurities
  • the ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to the outer diameter (mm) of the seamless pipe is 0.04 or less
  • the seamless pipe has a tensile strength ( ⁇ B) of 245 MPa or more, 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) is 130 MPa or less, Elongation ( ⁇ ) is 40% or more
  • a seamless tube characterized by the above is provided.
  • the present invention (2) is a level wound coil produced by winding a seamless tube and making it into a multilayered winding in a cylindrical shape,
  • the material of the seamless tube wound around the level-wound coil contains 0.01 to 0.06 mass% Fe and 0.004 to 0.040 mass% P, and the balance Cu and unavoidable impurities.
  • the ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to the outer diameter (mm) of the seamless pipe wound around the level wound coil is 0.04 or less,
  • the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe wound around the level wound coil is 245 MPa or more, 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) is 130 MPa or less, Elongation ( ⁇ ) is 40% or more,
  • a level-wound coil characterized by the above is provided.
  • the present invention (3) is a cross fin tube obtained by bending a seamless tube unwound from the coil of the present invention (1) or the coil of the present invention (2) by bending the hairpin and assembling it to an aluminum fin.
  • a mold heat exchanger is provided.
  • the seamless pipe of the present invention (1) or the seamless pipe unwound from the coil of the present invention (2) is bent with a hairpin, assembled to an aluminum fin, and subjected to a cross fin tube type heat exchange.
  • the present invention provides a method for producing a cross-fin tube heat exchanger characterized in that a heat exchanger is obtained.
  • the present invention (5) is a seamless tube for a heat transfer tube of a cross fin tube type heat exchanger
  • the seamless pipe material is a copper alloy containing 0.04 to 0.06 mass% Ni and 0.004 to 0.040 mass% P, the balance being Cu and inevitable impurities,
  • the ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to the outer diameter (mm) of the seamless pipe is 0.04 or less
  • the seamless pipe has a tensile strength ( ⁇ B) of 245 MPa or more, 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) is 130 MPa or less, Elongation ( ⁇ ) is 40% or more,
  • a seamless tube characterized by the above is provided.
  • the present invention (6) is a level wound coil produced by winding a seamless tube and making it into a multilayered winding in a cylindrical shape,
  • the material of the seamless pipe wound around the level-wound coil contains 0.04 to 0.06% by mass of Ni and 0.004 to 0.040% by mass of P.
  • the ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to the outer diameter (mm) of the seamless pipe wound around the level wound coil is 0.04 or less,
  • the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe wound around the level wound coil is 245 MPa or more, 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) is 130 MPa or less, Elongation ( ⁇ ) is 40% or more,
  • a level-wound coil characterized by the above is provided.
  • the present invention (7) is a cross fin tube obtained by bending a seamless tube unwound from the coil of the present invention (5) or the coil of the present invention (6) by hairpin bending and assembling it to an aluminum fin.
  • a mold heat exchanger is provided.
  • the seamless pipe of the present invention (5) or the seamless pipe unwound from the coil of the present invention (6) is bent with a hairpin, assembled to an aluminum fin, and subjected to a cross fin tube type heat exchange.
  • the present invention provides a method for producing a cross-fin tube heat exchanger characterized in that a heat exchanger is obtained.
  • the seamless pipe of the first aspect of the present invention (hereinafter also referred to as the seamless pipe (1) of the present invention) is a seamless pipe for a heat transfer tube of a cross fin tube type heat exchanger,
  • the seamless pipe material is a copper alloy containing 0.01 to 0.06% by mass of Fe and 0.004 to 0.040% by mass of P, the balance being Cu and inevitable impurities,
  • the ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to the outer diameter (mm) of the seamless pipe is 0.04 or less
  • the seamless pipe has a tensile strength ( ⁇ B) of 245 MPa or more, 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) is 130 MPa or less, Elongation ( ⁇ ) is 40% or more, It is a seamless tube characterized by.
  • the seamless tube (1) of the present invention is a seamless tube for a heat transfer tube of a cross fin tube type heat exchanger. That is, the seamless pipe (1) of the present invention is manufactured by manufacturing a cross fin tube type heat exchanger by performing hairpin bending and assembling the fin material when manufacturing the cross fin tube type heat exchanger. The seamless tube used.
  • the material of the seamless pipe (1) of the present invention is a copper alloy obtained by adding a small amount of Fe to phosphorous deoxidized copper, and does not contain a large amount of alloying elements that impede recyclability.
  • the copper alloy according to the seamless pipe (1) of the present invention contains 0.01 to 0.06 mass% Fe and 0.004 to 0.040 mass% P, and consists of the balance Cu and inevitable impurities.
  • the copper alloy according to the seamless pipe (1) of the present invention contains 0.01 to 0.06% by mass of Fe, preferably 0.025 to 0.040% by mass of Fe.
  • This is a seamless tube in which the thickness ( ⁇ B), 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) and elongation ( ⁇ ) are appropriately balanced.
  • Phosphorous deoxidized copper containing no Fe has a 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) and a low elongation ( ⁇ ) when the required tensile strength ( ⁇ B) is satisfied by work hardening. Therefore, it was very difficult to balance them.
  • the improvement of the tensile strength ( ⁇ B) due to work hardening of the copper material is slightly suppressed, and the inclusion of 0.01 to 0.06% by mass of Fe increases the strength by adding Fe.
  • the seamless pipe (1) of the present invention containing the Fe element in the above range is different from the seamless pipe made of phosphorous-deoxidized copper, and in the production of the seamless pipe, the tensile strength ( ⁇ B) , 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) and elongation ( ⁇ ) can be easily adjusted to the ranges specified in the seamless pipe (1) of the present invention.
  • a seamless pipe made of phosphorous deoxidized copper it is possible to adjust the tensile strength ( ⁇ B), 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2), and elongation ( ⁇ ) to the ranges specified in the present invention. difficult.
  • the Fe content in the copper alloy is less than 0.01% by mass, the increase in strength is insufficient, and the effect of the present invention to achieve thinning cannot be obtained, and if it exceeds 0.06% by mass, In addition to obstructing the recyclability, it increases the yield strength and hinders bending workability such as hairpin bending.
  • the Fe content of the copper alloy according to the seamless pipe of the present invention is 0.025 to 0.040% by mass, the increase of 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) and elongation ( ⁇ ). Since the effect of improving the tensile strength ( ⁇ B) can be increased while suppressing the decrease, the seamless pipe can be extremely thinned, for example, t / D can be 0.035 or less. In terms, it is preferable.
  • P in the copper alloy is added for the purpose of deoxidation.
  • the P content of the copper alloy according to the seamless pipe of the present invention is 0.004 to 0.040 mass%, deoxidation in the material becomes sufficient.
  • the P content in the copper alloy is less than 0.004% by mass, deoxidation is insufficient, and when it exceeds 0.040% by mass, the thermal conductivity of the copper alloy is lowered.
  • the ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to the outer diameter (mm) of the seamless pipe (1) of the present invention is 0.04 or less, preferably 0.02 to 0.04, particularly preferably 0.8. 02 to 0.035.
  • t / D is in the above range, the seamless pipe can sufficiently cope with the reduction in diameter and thickness.
  • the outer diameter D (mm) of the seamless pipe (1) of the present invention is 3 to 8 mm, particularly preferably 4 to 7 mm.
  • the wall thickness t (mm) of the seamless pipe of the present invention is determined by the outer diameter (D) of the seamless pipe and the ratio of the wall thickness to the outer diameter (t / D). 0.15 to 0.30 mm is preferable.
  • the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe (1) of the present invention is 245 MPa or more, preferably 245 to 265 MPa.
  • the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe (1) of the present invention is 245 MPa or more, preferably 245 to 265 MPa.
  • a sufficient pressure resistance can be obtained even by thinning.
  • the tensile strength of the seamless pipe is less than the above range, the pressure resistance is insufficient when the thickness is reduced. If the tensile strength of the seamless pipe exceeds 265 MPa, it becomes difficult to make the 0.2% yield strength ( ⁇ 0.2) 130 MPa or less and the elongation ( ⁇ ) 40% or more.
  • the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) of the seamless pipe (1) of the present invention is 130 MPa or less, preferably 80 to 120 MPa.
  • the elongation ( ⁇ ) of the seamless pipe (1) of the present invention is 40% or more, preferably 40 to 55%.
  • the hairpin bending workability is improved.
  • strong processing with a small bending pitch P for example, hairpin processing with a bending pitch P of 20 mm or less shown in FIG. 1
  • the tube is flattened, or is damaged in an extreme case.
  • the 0.2% proof stress of the seamless pipe is less than 80 MPa, problems such as buckling and clogging are likely to occur in the bending process because the degree of bending and bending of the material increases before being subjected to bending.
  • the bending pitch P is a distance between the tube axes (code
  • Examples of the seamless pipe (1) of the present invention include an inner smooth pipe (bearing pipe) in which no inner groove is formed and an inner grooved pipe in which an inner groove is formed.
  • the outer diameter D of the seamless tube is the outer diameter of the tube in a cross section when the seamless tube is cut by a plane perpendicular to the tube axis direction, and the wall thickness t of the seamless tube. Is the thickness of the pipe in a cross section when the seamless pipe is cut along a plane perpendicular to the pipe axis direction.
  • the outer diameter D of the seamless pipe is the outer diameter of the pipe in a cross section when the seamless pipe is cut by a plane perpendicular to the pipe axis direction.
  • the wall thickness t is the thickness of the pipe (bottom wall thickness) at the deepest position s of the inner groove in the cross section when the seamless pipe is cut along a plane perpendicular to the pipe axis direction. It is.
  • a seamless tube having a large t / D specifically, a seamless tube having a t / D exceeding 0.04 is relatively easy to bend a hairpin. Therefore, when t / D is large, specifically, When t / D exceeds 0.04, it is easy to obtain a seamless tube having high strength and good hairpin bending workability without strictly defining 0.2% proof stress and elongation.
  • the t / D of the seamless pipe becomes small, it becomes difficult to perform the hairpin bending process.
  • t / D is 0.04 or less, the 0.2% proof stress and the elongation are not specified, and the hairpin bending process is performed. It is difficult to obtain a seamless tube with good properties.
  • the diameter is reduced, specifically, when the outer diameter is 3 to 8 mm (or the outer diameter is 4 to 7 mm), it becomes more difficult to obtain a seamless tube with good hairpin bending workability.
  • the seamless pipe (1) of the present invention has a thin t / D of 0.04 or less because the Fe content is in the above range and the 0.2% proof stress and elongation are in the above range. However, the strength is high and the hairpin bending workability is good. Furthermore, the seamless pipe (1) of the present invention has a thickness of t / D of 0.04 or less because the Fe content is in the above range and the 0.2% proof stress and elongation are in the above range. Even if it is thin and has an outer diameter of 3 to 8 mm (or an outer diameter of 4 to 7 mm), it has high strength and good hairpin bending workability. In particular, when the Fe content of the seamless pipe (1) of the present invention is 0.025 to 0.040 mass%, the hairpin bending workability is improved even if the strength is as high as 280 MPa or more. .
  • the level-wound coil of the first aspect of the present invention (hereinafter also referred to as the level-wound coil (1) of the present invention) is a level-wound produced by winding a seamless pipe and forming a cylindrically aligned multilayer winding. Coil, The material of the seamless tube wound around the level-wound coil contains 0.01 to 0.06 mass% Fe and 0.004 to 0.040 mass% P, and the balance Cu and unavoidable impurities.
  • the ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to the outer diameter (mm) of the seamless pipe wound around the level wound coil is 0.04 or less,
  • the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe wound around the level wound coil is 245 MPa or more, 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) is 130 MPa or less, Elongation ( ⁇ ) is 40% or more, Is a level-wound coil.
  • the seamless tube is usually unwound from a coil wound with a seamless tube, and the unwound seamless tube is subjected to hairpin bending, but the coil is cylindrical. It is often a level-wound coil with aligned multi-layer windings. That is, the seamless pipe used for the cross fin tube type heat exchanger is often a seamless pipe unwound from the level wound coil.
  • the level wound coil is a bobbin in which seamless pipes are aligned and wound in a cylindrical shape, and the first layer, the second layer, the third layer, etc. wound in a cylindrical shape from the inner surface side of the cylindrical shape. In order from the nth layer, the multilayered layers are wound up to the final nth layer on the outer surface of the cylindrical shape.
  • the level wound coil includes a level wound coil in which the seamless tube is unwound from the inner surface side, and a level wound coil in which the seamless tube is unwound from the outer surface side. Examples of the level wound coil in which the seamless tube is unwound from the outer surface side include a level wound coil disclosed in FIG. 11 of JP-A-2002-370869. Further, examples of the level wound coil in which the seamless pipe is unwound from the inner surface side include a level wound coil disclosed in FIG. 14 of JP-A-2002-370869.
  • a seamless pipe is unwound from the inner side or outer side of the level-wound coil when a cross fin tube type heat exchanger is manufactured, but when a seamless pipe is unwound from the level-wound coil. Since seamless hardening is added to the seamless pipe by extending the pipe, the 0.2% proof stress of the seamless pipe after being unwound becomes the 0.2% proof stress of the seamless pipe before being unrolled. Compared to increase. Therefore, the 0.2% proof stress of the seamless pipe wound around the level-wound coil (the seamless pipe before being unwound from the level-wound coil) is a hairpin bending process when manufacturing a cross fin tube type heat exchanger.
  • the level-wound coil must be designed in a range in which the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) of the seamless pipe wound is taken into account the increase when unrolled.
  • the material of the seamless pipe wound around the level wound coil is 0.01 to 0.06 mass% Fe and 0.004 to 0.040 mass% P. It is a copper alloy which contains and consists of remainder Cu and inevitable impurities.
  • the Fe content of the seamless pipe wound around the level wound coil is preferably 0.025 to 0.040 mass%.
  • the copper alloy according to the level wound coil (1) of the present invention is the same as the copper alloy according to the seamless pipe (1) of the present invention.
  • the outer diameter D and the wall thickness t of the seamless pipe wound around the level wound coil are the same as the outer diameter D and the wall thickness of the seamless pipe (1) of the present invention. Same as t.
  • the ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to the outer diameter (mm) of the seamless pipe wound around the level wound coil is 0.04 or less, preferably It is 0.02 to 0.04, particularly preferably 0.02 to 0.035.
  • the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe wound around the level wound coil is 245 MPa or more, preferably 245 to 265 MPa.
  • the seamless pipe after being unwound from the level-wound coil, that is, the cross fin tube type heat exchanger The tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe subjected to hairpin bending for production can be 245 MPa or more, preferably 245 to 265 MPa.
  • the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) of the seamless tube wound around the level wound coil is preferably 120 MPa or less, particularly preferably 80 to 110 MPa. Since the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) of the seamless pipe wound around the level-wound coil is in the above range, the seamless pipe after being unwound from the level-wound coil, that is, the cross fin tube type
  • the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) of a seamless pipe subjected to hairpin bending for the production of a heat exchanger can be 130 MPa or less, preferably 80 to 120 MPa.
  • the level wound coil is a level wound coil that is unwound from the inner surface side
  • the work hardening applied to the seamless pipe is large, so after the unwinding from the level wound coil
  • the level wound coil that is unwound from the inner surface side is made of a material of 0.01 to 0.00 mm from the seamless pipe wound around the level wound coil.
  • Level Wound Coil which is a copper alloy containing 06 mass% Fe, preferably 0.025 to 0.040 mass% Fe and 0.004 to 0.040 mass% P, the balance being Cu and inevitable impurities
  • the ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to the outer diameter (mm) of the seamless pipe wound around is 0.04 or less, preferably 0.02 to 0.04, particularly preferably 0.8.
  • the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe wound around the level wound coil is 245 MPa or more, preferably 245 to 265 MPa, and the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) is 110 MPa.
  • the level wound coil is preferably 80 to 100 MPa and has an elongation ( ⁇ ) of 40% or more, preferably 40 to 55%.
  • the tensile strength ( ⁇ B), 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) and elongation ( ⁇ ) of the seamless pipe wound around the level wound coil are within the above ranges.
  • the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe after being unwound from the level wound coil, that is, the seamless pipe used for hairpin processing is 245 MPa or more, preferably 245 to 265 MPa.
  • the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) is 130 MPa or less, preferably 80 to 120 MPa, and the elongation ( ⁇ ) is 40% or more, preferably 40 to 55%.
  • the cross fin tube heat exchanger of the first aspect of the present invention (hereinafter also referred to as the cross fin tube heat exchanger (1) of the present invention) is the seamless pipe (1) of the present invention or the above. It is a cross fin tube type heat exchanger obtained by bending a seamless pipe unwound from the level wound coil (1) of the present invention into a hairpin and assembling it to an aluminum fin.
  • the manufacturing method of the cross fin tube type heat exchanger of the first aspect of the present invention (hereinafter also referred to as the manufacturing method (1) of the cross fin tube type heat exchanger of the present invention) is the seamless of the present invention.
  • the seamless pipe of the second aspect of the present invention (hereinafter also referred to as the seamless pipe (2) of the present invention) is a seamless pipe for a heat transfer tube of a cross fin tube type heat exchanger,
  • the seamless pipe material is a copper alloy containing 0.04 to 0.06 mass% Ni and 0.004 to 0.040 mass% P, the balance being Cu and inevitable impurities,
  • the ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to the outer diameter (mm) of the seamless pipe is 0.04 or less
  • the seamless pipe has a tensile strength ( ⁇ B) of 245 MPa or more, 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) is 130 MPa or less, Elongation ( ⁇ ) is 40% or more, It is a seamless tube characterized by.
  • the seamless pipe (2) of the present invention is a seamless pipe for a heat transfer tube of a cross fin tube type heat exchanger.
  • the seamless pipe (2) of the present invention is manufactured in the production of a cross fin tube type heat exchanger by performing a hairpin bending process and assembling the fin material at the time of production of the cross fin tube type heat exchanger.
  • the material of the seamless pipe (2) of the present invention is a copper alloy obtained by adding a small amount of Ni to phosphorous deoxidized copper, and does not contain a large amount of alloying elements that impede recyclability.
  • the copper alloy according to the seamless pipe (2) of the present invention contains 0.04 to 0.06 mass% Ni and 0.004 to 0.040 mass% P, and consists of the balance Cu and inevitable impurities.
  • the copper alloy according to the seamless pipe (2) of the present invention contains 0.04 to 0.06 mass% of Ni
  • the tensile strength ( ⁇ B), 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2), and elongation ( ⁇ ) is a seamless tube with a proper balance.
  • the 0.2% yield strength ( ⁇ 0.2) increases and the elongation ( ⁇ ) decreases. . Therefore, it was very difficult to balance them.
  • the improvement of the tensile strength ( ⁇ B) due to the work hardening of the copper material is slightly suppressed, and Ni is contained in an amount of 0.04 to 0.06% by mass, thereby adding Ni.
  • ⁇ B tensile strength
  • Ni is contained in an amount of 0.04 to 0.06% by mass, thereby adding Ni.
  • the seamless pipe (2) of the present invention containing Ni atoms in the above range is different from the seamless pipe made of phosphorous deoxidized copper in that the tensile strength ( ⁇ B) , 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) and elongation ( ⁇ ) can be easily adjusted to the ranges specified in the seamless pipe (2) of the present invention.
  • a seamless pipe made of phosphorous deoxidized copper it is possible to adjust the tensile strength ( ⁇ B), 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2), and elongation ( ⁇ ) to the ranges specified in the present invention. difficult.
  • Ni content in the copper alloy is less than 0.04% by mass, the increase in strength is insufficient, and the effect of the present invention to reduce the thickness cannot be obtained, and if it exceeds 0.06% by mass, In addition to obstructing the recyclability, it increases the yield strength and hinders bending workability such as hairpin bending.
  • P in the copper alloy is added for the purpose of deoxidation.
  • the P content of the copper alloy according to the seamless pipe (2) of the present invention is 0.004 to 0.040 mass%, deoxidation in the material becomes sufficient.
  • the P content in the copper alloy is less than 0.004% by mass, deoxidation is insufficient, and when it exceeds 0.040% by mass, the thermal conductivity of the copper alloy is lowered.
  • the ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to the outer diameter (mm) of the seamless pipe (2) of the present invention is 0.04 or less, preferably 0.02 to 0.04, particularly preferably 0.8. 02 to 0.035.
  • t / D is in the above range, the seamless pipe can sufficiently cope with the reduction in diameter and thickness.
  • the outer diameter D (mm) of the seamless pipe (2) of the present invention is 3 to 8 mm, particularly preferably 4 to 7 mm.
  • the wall thickness t (mm) of the seamless pipe of the present invention is determined by the outer diameter (D) of the seamless pipe and the ratio of the wall thickness to the outer diameter (t / D). 0.15 to 0.30 mm is preferable.
  • the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe (2) of the present invention is 245 MPa or more, preferably 245 to 265 MPa.
  • ⁇ B The tensile strength of the seamless pipe (2) of the present invention.
  • the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) of the seamless pipe (2) of the present invention is 130 MPa or less, preferably 80 to 120 MPa.
  • the elongation ( ⁇ ) of the seamless pipe (2) of the present invention is 40% or more, preferably 40 to 55%.
  • the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) and elongation ( ⁇ ) of the seamless pipe are in the above ranges, the hairpin bending workability is improved.
  • the 0.2% proof stress of the seamless pipe exceeds the above range and the elongation is below the above range, it becomes difficult to perform strong processing with a small bending pitch P, and the inner portion of the bend is formed during hairpin bending processing. Wrinkles may occur, the tube may become flattened, and in extreme cases it may be damaged.
  • Examples of the seamless tube (2) according to the present invention include an inner surface smooth tube (bearing tube) in which no inner surface groove is formed and an inner surface grooved tube in which an inner surface groove is formed.
  • the seamless pipe (2) of the present invention has a Ni content in the above range and a 0.2% proof stress and elongation in the above range. However, the strength is high and the hairpin bending workability is good. Furthermore, the seamless pipe (2) of the present invention has a thickness of t / D of 0.04 or less because the Ni content is in the above range and the 0.2% proof stress and elongation are in the above range. Even if it is thin and has an outer diameter of 3 to 8 mm (or an outer diameter of 4 to 7 mm), it has high strength and good hairpin bending workability.
  • the level-wound coil according to the second aspect of the present invention (hereinafter also referred to as the level-wound coil (2) of the present invention) is a level-wound produced by winding a seamless pipe and forming a cylindrically aligned multilayer winding. Coil, The material of the seamless pipe wound around the level-wound coil contains 0.04 to 0.06% by mass of Ni and 0.004 to 0.040% by mass of P.
  • the ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to the outer diameter (mm) of the seamless pipe wound around the level wound coil is 0.04 or less,
  • the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe wound around the level wound coil is 245 MPa or more, 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) is 130 MPa or less, Elongation ( ⁇ ) is 40% or more, Is a level-wound coil.
  • the material of the seamless pipe wound around the level wound coil is 0.04 to 0.06 mass% Ni and 0.004 to 0.040 mass% P. It is a copper alloy which contains and consists of remainder Cu and inevitable impurities.
  • the copper alloy according to the level wound coil (2) of the present invention is the same as the copper alloy according to the seamless pipe (2) of the present invention.
  • the outer diameter D and the wall thickness t of the seamless pipe wound around the level wound coil are the same as the outer diameter D and the wall thickness of the seamless pipe (2) of the present invention. Same as t.
  • the ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to the outer diameter (mm) of the seamless pipe wound around the level wound coil is 0.04 or less, preferably It is 0.02 to 0.04, particularly preferably 0.02 to 0.035.
  • the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe wound around the level wound coil is 245 MPa or more, preferably 245 to 265 MPa.
  • the seamless pipe after being unwound from the level-wound coil, that is, the cross fin tube type heat exchanger The tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe subjected to hairpin bending for production can be 245 MPa or more, preferably 245 to 265 MPa.
  • the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) of the seamless tube wound around the level wound coil is preferably 120 MPa or less, particularly preferably 80 to 110 MPa. Since the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) of the seamless pipe wound around the level-wound coil is in the above range, the seamless pipe after being unwound from the level-wound coil, that is, the cross fin tube type
  • the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) of a seamless pipe subjected to hairpin bending for the production of a heat exchanger can be 130 MPa or less, preferably 80 to 120 MPa.
  • the level wound coil is a level wound coil that is unwound from the inner surface side
  • the work hardening applied to the seamless pipe is large, so after the unwinding from the level wound coil
  • the level wound coil that is unwound from the inner surface side is made from 0.04 to 0.00 mm in the material of the seamless pipe wound around the level wound coil.
  • a copper alloy containing 06 mass% Ni and 0.004 to 0.040 mass% P, the balance being Cu and inevitable impurities, and the outer diameter (mm) of the seamless pipe wound around the level wound coil The ratio (t / D) of the wall thickness (mm) to 0.04 or less, preferably 0.02 to 0.04, particularly preferably 0.02 to 0.035.
  • the seamless pipe has a tensile strength ( ⁇ B) of 245 MPa or more, preferably 245 to 265 MPa, a 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) of 110 MPa or less, preferably 80 to 100 MPa, and an elongation ( ⁇ ) Is 40% or more, preferably 40 to 55%.
  • the tensile strength ( ⁇ B), 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) and elongation ( ⁇ ) of the seamless pipe wound around the level-wound coil are in the above ranges.
  • the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe after being unwound from the level wound coil, that is, the seamless pipe used for hairpin processing is 245 MPa or more, preferably 245 to 265 MPa.
  • the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) is 130 MPa or less, preferably 80 to 120 MPa, and the elongation ( ⁇ ) is 40% or more, preferably 40 to 55%.
  • the cross fin tube heat exchanger of the second aspect of the present invention (hereinafter also referred to as the cross fin tube heat exchanger (2) of the present invention) is the seamless pipe (2) of the present invention or the above. It is a cross fin tube type heat exchanger obtained by bending a seamless tube unwound from the level wound coil (2) of the present invention into a hairpin and assembling it to an aluminum fin.
  • the manufacturing method of the cross fin tube type heat exchanger of the second aspect of the present invention (hereinafter also referred to as the manufacturing method (2) of the cross fin tube type heat exchanger of the present invention) is the seamless of the present invention.
  • a cross-fin tube heat exchanger is obtained by bending a seamless tube unwound from the tube (2) or the level wound coil (2) of the present invention and hairpin bending it and assembling it to an aluminum fin. It is a manufacturing method of a mold heat exchanger.
  • the manufacturing method of the seamless pipe of the first aspect of the present invention is a manufacturing method in the case where the seamless pipe is an inner surface smooth pipe.
  • the manufacturing method of the seamless pipe of the 2nd form of this invention is a manufacturing method in case a seamless pipe is an internal grooved pipe.
  • the method for producing a seamless pipe according to the first aspect of the present invention includes a casting process, a hot extrusion process, a cold working process, and a final heat treatment process in order, and a hot extrusion process and a final heat treatment process.
  • This is a seamless pipe manufacturing method in which no intermediate annealing treatment is performed.
  • the casting process, the hot extrusion process, the cold working process, and the final heat treatment process are performed in this order.
  • performing these in order does not mean that the hot extrusion process is performed immediately after the casting process, the cold processing process is performed immediately after the hot extrusion process, and the final heat treatment process is performed immediately after the cold processing process. It means that a hot extrusion process is performed after the casting process, a cold working process is performed after the hot extrusion process, and a final heat treatment process is performed after the cold working process.
  • the manufacturing method of the seamless pipe of the second aspect of the present invention includes a casting process, a hot extrusion process, a cold working process, an intermediate annealing process (A), a rolling process process, and a final heat treatment.
  • the process is a seamless pipe manufacturing method in which other intermediate annealing processes are not performed between the hot extrusion process and the intermediate annealing process (A).
  • a casting process, a hot extrusion process, a cold working process, an intermediate annealing process (A), a rolling process process, a final heat treatment process In order.
  • performing these in order means that a hot extrusion process is performed immediately after the casting process, a cold processing process is performed immediately after the hot extrusion process, an intermediate annealing process (A) is performed immediately after the cold processing process, and an intermediate annealing process. It does not mean that the rolling process is performed immediately after the processing (A), and the final heat treatment process is performed immediately after the rolling process, but the hot extrusion process is performed after the casting process, and the cold processing process is performed after the hot extrusion process.
  • the intermediate annealing process (A) is performed after the cold working process
  • the rolling process process is performed after the intermediate annealing process (A)
  • the final heat treatment process is performed after the rolling process.
  • the casting process according to the method for manufacturing a seamless pipe according to the first aspect of the present invention and the method for manufacturing the seamless pipe according to the second aspect of the present invention involves melting and casting in accordance with a conventional method, and a predetermined element is a predetermined element. It is a step of obtaining a billet that is blended by content.
  • a predetermined element is a predetermined element. It is a step of obtaining a billet that is blended by content.
  • a predetermined element is a predetermined element. It is a step of obtaining a billet that is blended by content.
  • a copper ingot, an in-process recycled material, a Cu—Fe master alloy, a Cu—P master alloy, etc. are blended, and Fe and The components are adjusted so that the P content becomes a predetermined content.
  • the components are adjusted so that the Ni and P contents become predetermined contents, and then a billet is cast using a high-frequency melting furnace or the like.
  • heat for extruding a billet obtained by performing a casting process is then performed.
  • Inter-extrusion process is performed.
  • the billet is heated at a predetermined temperature before hot extrusion, and then hot extrusion is performed.
  • Hot extrusion is performed by mandrel extrusion. That is, hot extruding is performed with a mandrel inserted into a billet that has been previously perforated cold before heating, or a billet that has been perforated hot before extrusion to obtain a seamless hot extruded element tube. .
  • the seamless hot-extrusion element tube obtained by performing the hot extrusion process is quickly cooled after the hot extrusion process.
  • the cooling is performed by extruding the seamless hot-extrusion element tube into water or by introducing the seamless hot-extrusion element tube after hot extrusion into water.
  • the seamless extruded element pipe after cooling is then cold-worked.
  • a cold working process is performed to reduce the outer diameter and thickness.
  • Cold working is cold drawing (drawing) or a combination of cold rolling with a tube laser and cold drawing (drawing).
  • cold working such as rolling and drawing can be performed a plurality of times.
  • the cold working step refers to all of the cold working.
  • the method for manufacturing the seamless pipe according to the first aspect of the present invention and the method for manufacturing the seamless pipe according to the second aspect of the present invention are different from each other.
  • the final heat treatment process of the seamless pipe after the cold working obtained by performing the cold working process is performed.
  • the holding temperature and holding time of the final heat treatment step are appropriately selected so that the tensile strength ( ⁇ B), 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2), and elongation ( ⁇ ) of the seamless pipe are within a predetermined range.
  • the holding temperature is preferably 400 to 650 ° C. If the holding temperature is less than 400 ° C., a long-time heat treatment is required, resulting in a decrease in productivity. In some cases, annealing may be insufficient, and if it exceeds 650 ° C., significant grain growth occurs. This causes strength reduction and workability reduction.
  • the total working degree (cross-sectional reduction rate) of the cold working process during this period is 99.5% or more.
  • the total degree of cold working process is the machining of the seamless tube after the last cold working performed in the cold working process for the first seamless steel pipe before the cold working performed in the cold working process. It indicates the degree and is represented by the cross-sectional reduction rate shown in the following formula (1).
  • Cross-sectional reduction rate (%) ((cross-sectional area before processing of pipe ⁇ cross-sectional area after processing of pipe) / (cross-sectional area before processing of pipe)) ⁇ 100 (1)
  • the intermediate annealing process is not performed and the total workability of the cold work process is not performed.
  • the holding temperature in the final heat treatment step within the above range the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe obtained by the final heat treatment is 245 MPa or more, preferably 245 to 265 MPa, 0.2
  • The% proof stress ( ⁇ 0.2) can be 130 MPa or less, preferably 80 to 120 MPa, and the elongation ( ⁇ ) can be 40% or more, preferably 40 to 55%.
  • the seamless pipe (1) or (2) of the present invention can be obtained by performing the seamless pipe manufacturing method of the first aspect of the present invention.
  • a cold-worked seamless pipe obtained by performing a cold-working process subsequent to the cold-working process is heated to 400 to 700 ° C.
  • An intermediate annealing process (A) is performed by heating at the holding temperature.
  • the holding temperature and holding time in the intermediate annealing process (A) are preferably the minimum conditions that allow the predetermined inner surface groove formation by the rolling process, that is, the temperature is as low as possible and the time is as short as possible. .
  • the intermediate annealing process (A) is a heat treatment before the rolling process.
  • a rolling process step is then performed to roll the seamless pipe after the intermediate annealing treatment (A).
  • the rolling process is a process of forming a groove on the inner surface of the pipe material.
  • the rolling process is performed by forming a spiral groove on the outer surface of the seamless pipe after the intermediate annealing (A). This is done by placing the formed plug and pressing it from the outside of the tube with a plurality of rolling balls rotating at high speed to transfer the groove of the formed plug to the inner surface of the tube.
  • a rolling process process is performed after performing an intermediate annealing process (A), after performing a diameter reduction process.
  • a final heat treatment step is then performed on the internally grooved tube after the rolling process obtained by performing the rolling process step.
  • the holding temperature in the final heat treatment step is preferably 400 to 650 ° C.
  • the treatment time of the final heat treatment step is appropriately selected so that the tensile strength ( ⁇ B), 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2), and elongation ( ⁇ ) of the seamless pipe are within a predetermined range.
  • heat processing such as another intermediate annealing process, is not performed between a hot extrusion process and an intermediate annealing process (A).
  • the total working degree (cross-sectional reduction rate) of the cold working process during this period is 99.5% or more, and the final heat treatment process can be performed by setting the holding temperature of the final heat treatment process in the above range.
  • the tensile strength ( ⁇ B) of the seamless pipe is 245 MPa or more, preferably 245 to 265 MPa, the 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) is 130 MPa or less, preferably 80 to 120 MPa, and the elongation ( ⁇ ) is 40% or more.
  • it can be 40 to 55%.
  • the total degree of cold working process is the processing of the seamless element tube after the cold working performed last in the cold working process for the first seamless element tube performed before the cold working process. Degree (degree (1)).
  • the seamless pipe (1) or (2) of the present invention can be obtained by performing the method for producing the seamless pipe of the second aspect of the present invention.
  • the seamless tube is an internally grooved tube, it is possible to maintain both the heat transfer performance and the bending workability of the tube by setting the dimensional parameters of the internal groove within the following range, preferable.
  • When fin height is h (mm) and wall thickness (bottom wall thickness) is t (mm), h / t is 0.50 to 1.2 ⁇
  • lead angle is ⁇ (°) and fin apex angle is ⁇ (°) ⁇ / ⁇ is 0.70 or more
  • the fin height h, the wall thickness (bottom wall thickness) t, and the fin apex angle ⁇ are denoted by symbols h, t, and ⁇ in FIG.
  • the lead angle ⁇ is an inclination angle of the inner surface groove with respect to the tube axis direction of the seamless pipe.
  • Example in case a seamless pipe is an internal grooved pipe is shown.
  • the copper alloy ingots shown in Tables 1 to 4 were melted and cast to produce billets for hot extrusion.
  • the extruded extruded tube was extruded into water and quenched.
  • the inner diameter was about 75 mm perforated before extrusion.
  • the outer diameter of the extruded element tube was 102 mm, and the inner diameter was 75 mm.
  • the extruded blank was cold-rolled with a Birger mill to obtain a rolled blank.
  • the dimensions of the original pipe are 12.7 mm in outer diameter and 11.1 mm in inner diameter, and the degree of work in the entire cold drawing is 92.4% in terms of the cross-sectional reduction rate.
  • the total degree of cold drawing that is, the total degree of cold working was 99.2% in terms of cross-sectional reduction, and the ball was rolled in the same manner to obtain an internally grooved tube B having the following dimensions.
  • -Heat treatment method performed in a roller hearth continuous annealing furnace.
  • the holding temperature is as shown in Tables 1 to 4, the heating rate is 5.0 ° C / min from 25 ° C to the holding temperature, and the cooling rate is 2.2 ° C / min from the holding temperature to 25 ° C. Minutes.
  • -Tensile strength ( ⁇ B), 0.2% proof stress ( ⁇ 0) of seamless pipe (LWC) after final heat treatment .
  • the elongation ( ⁇ ) is shown in Tables 1 to 4.
  • the seamless tube was unwound from the inner surface side of the LWC to obtain a seamless tube (for heat transfer tubes of a cross fin tube type heat exchanger).
  • Tables 1 to 4 show the tensile strength ( ⁇ B), 0.2% proof stress ( ⁇ 0.2) and elongation ( ⁇ ) of seamless tubes (for heat transfer tubes of cross fin tube type heat exchangers).
  • ⁇ Hairpin bending test method The position where the shoulder of the one-neck swing ball mandrel and the bending start position of the bending mold are aligned on a straight line is 0 point, and the mandrel position is 2.0 in the direction away from the bending R part. The hairpin processability was evaluated while shifting within a range of ⁇ 5.5 mm.
  • Flatness ratio (%) ((maximum outer diameter ⁇ minimum outer diameter) / nominal outer diameter) ⁇ 100
  • the measurement positions are 45 °, 90 °, and 135 ° positions of the hairpin bending portion, and the nominal outer diameter is 7.0 mm in this example.
  • 45 degrees, 90 degrees, and 135 degrees of a hairpin bending part are the position (code
  • the flatness of each seamless pipe tested was determined, and the average value of the flatness was 15% or less, which was regarded as acceptable ( ⁇ ).
  • the seamless pipe of the present invention is a copper material that does not contain a large amount of alloying elements that impede recyclability, and is a seamless pipe that has high strength and can bend hairpins normally.
  • the heat transfer tube can be thinned, and the cross fin tube heat exchanger manufactured by assembling the seamless tube of the present invention can be easily recycled after being discarded.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

 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、0.01~0.06質量%のFe又は0.04~0.06質量%のNiのいずれかと、0.004~0.040質量%のPと、を含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.04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130MPa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。 本発明によれば、強度が高く且つヘアピン曲げを正常に行うことができる継目無管を提供することができる。

Description

継目無管、レベルワウンドコイル及びクロスフィンチューブ型熱交換器及びその製造方法
 本発明は、空調機用熱交換器、冷凍機等の伝熱管又は冷媒配管に使用される継目無管に関する。また、本発明は、該継目無管が巻き回されたレベルワウンドコイルに関する。また、本発明は、該継目無管が組み付けられているクロスフィンチューブ型熱交換器及びその製造方法に関する。
 従来より、ルームエアコン、パッケージエアコン等の空調機用熱交換器、冷凍機等の伝熱管又は冷媒配管には、継目無管が多く採用されており、強度や加工性、伝熱性等の諸物性、並びに材料及び加工コストにバランスの取れたりん脱酸銅管(JIS C1220T)が使用されてきた。
 近年、これらの熱交換器では、重量の低減又はコストダウンの要求により、継目無管の薄肉化が必要となってきており、例えば、国際公開第2008/041777号公報(特許文献1)や、特開2003-268467号公報(特許文献2)、特公昭51-16891号公報(特許文献3)には、強度の高い銅合金製の継目無管が開示されている。
国際公開第2008/041777号公報(特許請求の範囲) 特開2003-268467号公報(特許請求の範囲) 特公昭51-16891号公報(特許請求の範囲、実施例)
 特許文献1又は2に記載されているような銅合金製の継目無管が用いられているルームエアコン、パッケージエアコン等の空調機用熱交換器、冷凍機等では、それらの廃却の際、機器を分解して、各材料をリサイクルする場合に、銅合金製の継目無管のリサイクル先が、銅以外に添加されている多量の合金元素の存在により制限され、銅合金製の継目無管のリサイクル材としての価値が低くなってしまう。また、銅合金製の継目無管を製造する際、製造工程で発生する屑を再溶解して使用するときに、その使用先が制限されると共に、添加されている合金元素による溶解炉の汚染が生じる。
 このようなことから、継目無管を構成する銅材料として、リサイクル性に支障をきたすような多量の合金元素を含まない銅材料を採用した上で、耐圧強度を高くしつつ、薄肉化したいという要求がある。
 りん脱酸銅には、銅合金のように、固溶強化又は析出強化という手段を用いることはできないが、加工硬化という手段を用いて高強度化することが、従来より行われていた。例えば、銅管を加工する最終工程にて、所定の加工度を、引き抜き加工(抽伸加工)で加えることが、従来より行われていた。
 しかしながら、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の場合、熱交換器に組み付ける工程で、ヘアピン曲げ(U曲げ)と呼ばれる強加工を行う際に、加工硬化により強度を向上させた薄肉のりん脱酸銅継目無管を使用すると、耐力が200MPa程度、伸びが30%未満程度となって、正常な曲げが行えなくなるという問題が生じる。具体的には、曲げの内側部分にしわが発生したり、曲げ部分が扁平化したり、外観品質上の価値を著しく損なう。極端な場合、破断が生じる。
 特に、伝熱管の細径化及び薄肉化がなされ、ヘアピン曲げピッチが小さく厳しいヘアピン曲げ条件で行われている現状では、具体的には、外径に対する肉厚の比(t/D)が0.04以下まで薄肉化がなされ、ヘアピン曲げピッチが小さく厳しいヘアピン曲げ条件で行われる場合には、正常なヘアピン曲げを行うことが益々難しくなっている。
 また、特許文献3には、継目無管にFeを添加することにより、強度を高く、且つ、ヘアピン曲げ等の加工性を良好することが記載されている。しかし、特許文献3の銅合金製の継目無管は、外径が太く且つt/Dも0.04よりも大きいものであり、近年要求されるような細径化及び薄肉化がなされたものではなかった。
 そして、特に、強度が280MPa以上と高くなると、より細径化及び薄肉化は難しくなり、ヘアピン曲げピッチが小さく厳しいヘアピン曲げ条件での加工が難しかった。
 従って、本発明の目的は、径が細く且つ薄肉化がなされた継目無管において、強度が高く且つヘアピン曲げを正常に行うことができる継目無管を提供することにある。
 本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、銅材料を、りん脱酸銅に特定の元素を微量に特定量添加したものとすることにより、引張強さ(σB)が高いにも関わらず、0.2%耐力(σ0.2)が低く、伸び(δ)が高い継目無管が得られること、そして、引張強さ(σB)が特定の範囲にされ且つ0.2%耐力(σ0.2)や伸び(δ)が特定の範囲にされている継目無管は、強度が高いにも関わらず、ヘアピン曲げを正常に行うことができること等を見出し、本発明を完成させるに至った。
 すなわち、本発明(1)は、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、0.01~0.06質量%のFe及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、
 該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.04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130MPa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。
 また、本発明(2)は、継目無管を巻き回し、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、0.01~0.06質量%のFe及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、
 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0.04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。
 また、本発明(3)は、本発明(1)の継目無管又は本発明(2)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型熱交換器を提供するものである。
 また、本発明(4)は、本発明(1)の継目無管又は本発明(2)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型熱交換器の製造方法を提供するものである。
 また、本発明(5)は、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、0.04~0.06質量%のNi及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、
 該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.04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130MPa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。
 また、本発明(6)は、継目無管を巻き回し、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、0.04~0.06質量%のNi及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、
 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0.04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。
 また、本発明(7)は、本発明(5)の継目無管又は本発明(6)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型熱交換器を提供するものである。
 また、本発明(8)は、本発明(5)の継目無管又は本発明(6)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型熱交換器の製造方法を提供するものである。
 本発明によれば、径が細く且つ薄肉化がなされた継目無管において、強度が高く且つヘアピン曲げを正常に行うことができる継目無管を提供することができる。
クロスフィンチューブ型熱交換器中の継目無管のヘアピン曲げ部分の近傍を示す模式図である。 内面溝付管の溝形状を示す模式的な断面図である。
 本発明の第一の形態の継目無管(以下、本発明の継目無管(1)とも記載する。)は、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、0.01~0.06質量%のFe及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、
 該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.04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130MPa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。
 本発明の継目無管(1)は、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る。つまり、本発明の継目無管(1)は、クロスフィンチューブ型熱交換器の製造のときに、ヘアピン曲げ加工がなされ、フィン材に組み付けられることにより、クロスフィンチューブ型熱交換器の製造に用いられる継目無管である。
 本発明の継目無管(1)の材質は、りん脱酸銅に微量のFeを添加した銅合金であり、リサイクル性に支障をきたすような多量の合金元素を含まない。
 本発明の継目無管(1)に係る銅合金は、0.01~0.06質量%のFe及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる。
 本発明の継目無管(1)に係る銅合金が、Feを0.01~0.06質量%含有すること、好ましくはFeを0.025~0.040質量%含有することにより、引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)が適正にバランスされた継目無管となる。Feを含有しないりん脱酸銅では、加工硬化により必要な引張強さ(σB)を満たすようにすると、0.2%耐力(σ0.2)が高くなり、伸び(δ)が低くなってしまうため、これらをバランスさせることは非常に難しかった。そこで、本発明の継目無管では、銅材料の加工硬化による引張強さ(σB)の向上を若干抑え、Feを0.01~0.06質量%含有することにより、Fe添加による強度増加で、引張強さ(σB)の不足分を補うことによって、0.2%耐力(σ0.2)の上昇及び伸び(δ)の低下を抑えることが可能となる。このようなことから、Fe元素を上記範囲で含有する本発明の継目無管(1)は、りん脱酸銅製の継目無管とは異なり、継目無管の製造において、引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)を、本発明の継目無管(1)に規定の範囲に調節することが容易となる。一方、りん脱酸銅製の継目無管では、引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)を、本発明に規定の範囲に調節することが、製造上難しい。銅合金中のFe含有量が、0.01質量%未満では、強度増加が不十分であり、薄肉化を図るという本発明の効果が得られず、また、0.06質量%を超えると、リサイクル性に障害となるとともに、耐力の増大によってヘアピン曲げ等の曲げ加工性に支障をきたす。更に、本発明の継目無管に係る銅合金のFe含有量が、0.025~0.040質量%であることが、0.2%耐力(σ0.2)の上昇及び伸び(δ)の低下を抑えつつ、引張強さ(σB)を向上させる効果を高くすることができるので、継目無管を極めて薄肉化すること、例えば、t/Dを0.035以下とすることが可能となる点で、好ましい。
 銅合金中のPは、脱酸目的で添加される。本発明の継目無管に係る銅合金のP含有量が、0.004~0.040質量%であることにより、材料中の脱酸が十分になる。一方、銅合金中のP含有量が、0.004質量%未満だと、脱酸が不十分となり、また、0.040質量%を超えると、銅合金の熱伝導性が低くなる。
 本発明の継目無管(1)の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)は、0.04以下、好ましくは0.02~0.04、特に好ましくは0.02~0.035である。t/Dが上記範囲にあることにより、継目無管として細径及び薄肉化に十分対応したものとなる。
 本発明の継目無管(1)の外径D(mm)は、3~8mm、特に好ましくは4~7mmである。また、本発明の継目無管の肉厚t(mm)は、継目無管の外径(D)と外径に対する肉厚の比(t/D)により、定められるが、通常、肉厚は0.15~0.30mmが好ましい。
 本発明の継目無管(1)の引張強さ(σB)は、245MPa以上、好ましくは245~265MPaである。継目無管の引張強さが上記範囲にあることにより、薄肉化によっても十分な耐圧強度を有することができる。一方、継目無管の引張強度が上記範囲未満だと、薄肉化したときに、耐圧強度が不足する。また、継目無管の引張強さが265MPaを超えると、0.2%耐力(σ0.2)を130MPa以下、且つ、伸び(δ)を40%以上とすることが困難となり易くなる。
 本発明の継目無管(1)の0.2%耐力(σ0.2)は、130MPa以下、好ましくは80~120MPaである。また、本発明の継目無管(1)の伸び(δ)は、40%以上、好ましくは40~55%である。継目無管の0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)が上記範囲にあることにより、ヘアピン曲げ加工性が良好となる。一方、継目無管の0.2%耐力が上記範囲を超え、伸びが上記範囲を下回ると、曲げピッチPが小さい強加工(例えば、図1に示す曲げピッチPが20mm以下のヘアピン加工)を行うことが困難となり、ヘアピン曲げ加工のときに、曲げ内側部分にしわが発生したり、管が扁平化したり、極端な場合には破損する。また、継目無管の0.2%耐力が80MPa未満だと、曲げ加工に供する以前に材料のたわみや曲がりの程度が増加することで、曲げ加工工程における座屈や詰まりなどの不具合が生じ易くなる。なお、曲げピッチPとは、図1に示すように、ヘアピン曲げにより略平行に並ぶ2つ継目無管の管軸(符号1)間の距離である。
 本発明の継目無管(1)の形態例としては、内面溝が形成されていない内面平滑管(ベアー管)及び内面溝が形成されている内面溝付管がある。内面平滑管の場合、継目無管の外径Dとは、継目無管を管軸方向に対して垂直な面で切ったときの断面における管の外径であり、継目無管の肉厚tとは、継目無管を管軸方向に対して垂直な面で切ったときの断面における管の肉厚である。また、内面溝付管の場合、継目無管の外径Dとは、継目無管を管軸方向に対して垂直な面で切ったときの断面における管の外径であり、継目無管の肉厚tとは、図2に示すように、継目無管を管軸方向に対して垂直な面で切ったときの断面において、内面溝の最も深い位置sの管の厚み(底肉厚)である。
 t/Dが大きい継目無管、具体的には、t/Dが0.04を超える継目無管は、比較的ヘアピン曲げ加工がし易いため、t/Dが大きい場合、具体的には、t/Dが0.04を超える場合は、0.2%耐力及び伸びを厳密に規定しなくとも、強度が高く且つヘアピン曲げ加工性が良好な継目無管を得ることは容易である。ところが、継目無管のt/Dが小さくなると、ヘアピン曲げ加工をし難くなるため、t/Dが0.04以下の場合には、0.2%耐力及び伸びを規定しないと、ヘアピン曲げ加工性が良好な継目無管を得ることは困難となる。そして、径が細くなると、具体的には、外径が3~8mm(あるいは外径が4~7mm)になると、ヘアピン曲げ加工性が良好な継目無管を得ることは更に困難となる。
 本発明の継目無管(1)は、Feの含有量が上記範囲であり且つ0.2%耐力及び伸びが上記範囲であることにより、t/Dが0.04以下と肉厚が薄くても、強度が高く且つヘアピン曲げ加工性が良好となる。更に、本発明の継目無管(1)は、Feの含有量が上記範囲であり且つ0.2%耐力及び伸びが上記範囲であることにより、t/Dが0.04以下と肉厚が薄く且つ外径が3~8mm(あるいは、外径が4~7mm)と細くても、強度が高く且つヘアピン曲げ加工性が良好となる。特に、本発明の継目無管(1)のFeの含有量が0.025~0.040質量%であることにより、強度が280MPa以上と非常に高くても、ヘアピン曲げ加工性が良好となる。
 本発明の第一の形態のレベルワウンドコイル(以下、本発明のレベルワウンドコイル(1)とも記載する。)は、継目無管を巻き回し、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、0.01~0.06質量%のFe及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、
 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0.04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である。
 クロスフィンチューブ型熱交換器の製造では、通常、継目無管を巻き回したコイルから、継目無管を巻き解き、巻き解いた継目無管を、ヘアピン曲げ加工に供するが、コイルが円筒状に整列多層巻きされたレベルワウンドコイルであることが多い。つまり、クロスフィンチューブ型熱交換器に用いられる継目無管は、多くの場合、レベルワウンドコイルから巻き解かれた継目無管である。
 レベルワウンドコイルとは、ボビンに継目無管が円筒状に整列多層巻きされたものであり、円筒形状の内面側から円筒状に巻かれた第一層、第二層、第三層・・・第n層と順に、円筒形状の外側面の最終第n層まで整列多層巻きされたものである。レベルワウンドコイルには、内面側から継目無管が巻き解かれるレベルワウンドコイルと、外面側から継目無管が巻き解かれるレベルワウンドコイルとがある。外面側から継目無管が巻き解かれるレベルワウンドコイルとしては、例えば、特開2002-370869号公報の図11等に開示されているレベルワウンドコイルが挙げられる。また、内面側から継目無管が巻き解かれるレベルワウンドコイルとしては、例えば、特開2002-370869号公報の図14等に開示されているレベルワウンドコイルが挙げられる。
 レベルワウンドコイルは、クロスフィンチューブ型熱交換器を製造するときに、レベルワウンドコイルの内面側又は外面側から継目無管が巻き解かれるが、レベルワウンドコイルから継目無管が巻き解かれるときに、継目無管には、管を伸ばすことによる加工硬化が加わるため、巻き解かれた後の継目無管の0.2%耐力が、巻き解かれる前の継目無管の0.2%耐力に比べ、増加する。そのため、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管(レベルワウンドコイルから巻き解かれる前の継目無管)の0.2%耐力は、クロスフィンチューブ型熱交換器を製造するときにヘアピン曲げ加工に供される継目無管(レベルワウンドコイルから巻き解かれた後の継目無管)の0.2%耐力より低くなければならない。そのため、レベルワウンドコイルは、巻かれている継目無管の0.2%耐力(σ0.2)が、巻き解かれるときの増加分を加味した範囲に設計されたものでなければならない。
 本発明のレベルワウンドコイル(1)において、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の材質は、0.01~0.06質量%のFe及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金である。本発明のレベルワウンドコイル(1)において、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管のFe含有量は、好ましくは0.025~0.040質量%である。本発明のレベルワウンドコイル(1)に係る銅合金は、本発明の継目無管(1)に係る銅合金と同様である。また、本発明のレベルワウンドコイル(1)において、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の外径D及び肉厚tは、本発明の継目無管(1)の外径D及び肉厚tと同様である。
 本発明のレベルワウンドコイル(1)において、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)は、0.04以下、好ましくは0.02~0.04、特に好ましくは0.02~0.035である。
 本発明のレベルワウンドコイル(1)において、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)は、245MPa以上、好ましくは、245~265MPaである。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)が上記範囲にあることにより、レベルワウンドコイルから巻き解かれた後の継目無管、すなわち、クロスフィンチューブ型熱交換器の製造のためにヘアピン曲げ加工に供される継目無管の引張強さ(σB)を、245MPa以上、好ましくは245~265MPaとすることができる。
 本発明のレベルワウンドコイル(1)において、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の0.2%耐力(σ0.2)は、好ましくは120MPa以下、特に好ましくは80~110MPaである。レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の0.2%耐力(σ0.2)が上記範囲にあることにより、レベルワウンドコイルから巻き解かれた後の継目無管、すなわち、クロスフィンチューブ型熱交換器の製造のためにヘアピン曲げ加工に供される継目無管の0.2%耐力(σ0.2)を、130MPa以下、好ましくは80~120MPaにすることができる。
 特に、レベルワウンドコイルが、内面側から巻き解かれるレベルワウンドコイルの場合は、継目無管が巻き解かれるときに、継目無管に加わる加工硬化が大きいため、レベルワウンドコイルから巻き解いた後の継目無管の0.2%耐力を130MPa以下とするためには、内面側から巻き解かれるレベルワウンドコイルは、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の材質が、0.01~0.06質量%のFe、好ましくは0.025~0.040質量%のFe及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.04以下、好ましくは0.02~0.04、特に好ましくは0.02~0.035であり、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、好ましくは245~265MPaであり、0.2%耐力(σ0.2)が110MPa以下、好ましくは80~100MPaであり、伸び(δ)が40%以上、好ましくは40~55%であるレベルワウンドコイルであることが好ましい。
 そして、本発明のレベルワウンドコイル(1)では、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)、0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)が上記範囲に設定されていることにより、レベルワウンドコイルから巻き解かれた後の継目無管、すなわち、ヘアピン加工に供され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、且つ、伸び(δ)が40%以上、好ましくは40~55%となる。
 本発明の第一の形態のクロスフィンチューブ型熱交換器(以下、本発明のクロスフィンチューブ型熱交換器(1)とも記載する。)は、前記本発明の継目無管(1)又は前記本発明のレベルワウンドコイル(1)から巻き解かれた継目無管をヘアピン曲げ加工し、アルミニウムフィンに組み付けて得られるクロスフィンチューブ型熱交換器である。
 本発明の第一の形態のクロスフィンチューブ型熱交換器の製造方法(以下、本発明のクロスフィンチューブ型熱交換器の製造方法(1)とも記載する。)は、前記本発明の継目無管(1)又は前記本発明のレベルワウンドコイル(1)から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型熱交換器の製造方法である。
 本発明の第二の形態の継目無管(以下、本発明の継目無管(2)とも記載する。)は、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、0.04~0.06質量%のNi及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、
 該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.04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130MPa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。
 本発明の継目無管(2)は、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る。つまり、本発明の継目無管(2)は、クロスフィンチューブ型熱交換器の製造のときに、ヘアピン曲げ加工がなされ、フィン材に組み付けられることにより、クロスフィンチューブ型熱交換器の製造に用いられる継目無管である。
 本発明の継目無管(2)の材質は、りん脱酸銅に微量のNiを添加した銅合金であり、リサイクル性に支障をきたすような多量の合金元素を含まない。
 本発明の継目無管(2)に係る銅合金は、0.04~0.06質量%のNi及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる。
 本発明の継目無管(2)に係る銅合金が、Niを0.04~0.06質量%含有することにより、引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)が適正にバランスされた継目無管となる。Niを含有しないりん脱酸銅では、加工硬化により必要な引張強さ(σB)を満たすようにすると、0.2%耐力(σ0.2)が高くなり、伸び(δ)が低くなってしまう。そのため、これらをバランスさせることは非常に難しかった。そこで、本発明の継目無管(2)では、銅材料の加工硬化による引張強さ(σB)の向上を若干抑え、Niを0.04~0.06質量%含有することにより、Ni添加による強度増加で、引張強さ(σB)の不足分を補うことによって、0.2%耐力(σ0.2)の上昇及び伸び(δ)の低下を抑えることが可能となる。このようなことから、Ni原子を上記範囲で含有する本発明の継目無管(2)は、りん脱酸銅製の継目無管とは異なり、継目無管の製造において、引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)を、本発明の継目無管(2)に規定の範囲に調節することが容易となる。一方、りん脱酸銅製の継目無管では、引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)を、本発明に規定の範囲に調節することが、製造上難しい。銅合金中のNi含有量が、0.04質量%未満では、強度増加が不十分であり、薄肉化を図るという本発明の効果が得られず、また、0.06質量%を超えると、リサイクル性に障害となるとともに、耐力の増大によってヘアピン曲げ等の曲げ加工性等に支障をきたす。
 銅合金中のPは、脱酸目的で添加される。本発明の継目無管(2)に係る銅合金のP含有量が、0.004~0.040質量%であることにより、材料中の脱酸が十分になる。一方、銅合金中のP含有量が、0.004質量%未満だと、脱酸が不十分となり、また、0.040質量%を超えると、銅合金の熱伝導性が低くなる。
 本発明の継目無管(2)の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)は、0.04以下、好ましくは0.02~0.04、特に好ましくは0.02~0.035である。t/Dが上記範囲にあることにより、継目無管として細径及び薄肉化に十分対応したものとなる。
 本発明の継目無管(2)の外径D(mm)は、3~8mm、特に好ましくは4~7mmである。また、本発明の継目無管の肉厚t(mm)は、継目無管の外径(D)と外径に対する肉厚の比(t/D)により、定められるが、通常、肉厚は0.15~0.30mmが好ましい。
 本発明の継目無管(2)の引張強さ(σB)は、245MPa以上、好ましくは245~265MPaである。継目無管の引張強さが上記範囲にあることにより、薄肉化によっても十分な耐圧強度を有することができる。一方、継目無管の引張強度が上記範囲未満だと、薄肉化したときに、耐圧強度が不足する。また、継目無管の引張強さが265MPaを超えると、0.2%耐力(σ0.2)を130MPa以下、且つ、伸び(δ)を40%以上とすることが困難となり易くなる。
 本発明の継目無管(2)の0.2%耐力(σ0.2)は、130MPa以下、好ましくは80~120MPaである。また、本発明の継目無管(2)の伸び(δ)は、40%以上、好ましくは40~55%である。継目無管の0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)が上記範囲にあることにより、ヘアピン曲げ加工性が良好となる。一方、継目無管の0.2%耐力が上記範囲を超え、伸びが上記範囲を下回ると、曲げピッチPが小さい強加工を行うことが困難となり、ヘアピン曲げ加工のときに、曲げ内側部分にしわが発生したり、管が扁平化したり、極端な場合には破損する。また、継目無管の0.2%耐力が80MPa未満だと、曲げ加工に供する以前に材料のたわみや曲がりの程度が増加することで、曲げ加工工程における座屈や詰まりなどの不具合が生じ易くなる。
 本発明の継目無管(2)の形態例としては、内面溝が形成されていない内面平滑管(ベアー管)及び内面溝が形成されている内面溝付管がある。
 本発明の継目無管(2)は、Niの含有量が上記範囲であり且つ0.2%耐力及び伸びが上記範囲であることにより、t/Dが0.04以下と肉厚が薄くても、強度が高く且つヘアピン曲げ加工性が良好となる。更に、本発明の継目無管(2)は、Niの含有量が上記範囲であり且つ0.2%耐力及び伸びが上記範囲であることにより、t/Dが0.04以下と肉厚が薄く且つ外径が3~8mm(あるいは、外径が4~7mm)と細くても、強度が高く且つヘアピン曲げ加工性が良好となる。
 本発明の第二の形態のレベルワウンドコイル(以下、本発明のレベルワウンドコイル(2)とも記載する。)は、継目無管を巻き回し、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、0.04~0.06質量%のNi及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、
 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0.04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である。
 本発明のレベルワウンドコイル(2)において、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の材質は、0.04~0.06質量%のNi及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金である。本発明のレベルワウンドコイル(2)に係る銅合金は、本発明の継目無管(2)に係る銅合金と同様である。また、本発明のレベルワウンドコイル(2)において、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の外径D及び肉厚tは、本発明の継目無管(2)の外径D及び肉厚tと同様である。
 本発明のレベルワウンドコイル(2)において、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)は、0.04以下、好ましくは0.02~0.04、特に好ましくは0.02~0.035である。
 本発明のレベルワウンドコイル(2)において、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)は、245MPa以上、好ましくは、245~265MPaである。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)が上記範囲にあることにより、レベルワウンドコイルから巻き解かれた後の継目無管、すなわち、クロスフィンチューブ型熱交換器の製造のためにヘアピン曲げ加工に供される継目無管の引張強さ(σB)を、245MPa以上、好ましくは245~265MPaとすることができる。
 本発明のレベルワウンドコイル(2)において、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の0.2%耐力(σ0.2)は、好ましくは120MPa以下、特に好ましくは80~110MPaである。レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の0.2%耐力(σ0.2)が上記範囲にあることにより、レベルワウンドコイルから巻き解かれた後の継目無管、すなわち、クロスフィンチューブ型熱交換器の製造のためにヘアピン曲げ加工に供される継目無管の0.2%耐力(σ0.2)を、130MPa以下、好ましくは80~120MPaにすることができる。
 特に、レベルワウンドコイルが、内面側から巻き解かれるレベルワウンドコイルの場合は、継目無管が巻き解かれるときに、継目無管に加わる加工硬化が大きいため、レベルワウンドコイルから巻き解いた後の継目無管の0.2%耐力を130MPa以下とするためには、内面側から巻き解かれるレベルワウンドコイルは、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の材質が、0.04~0.06質量%のNi及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、レベルワウンドコイルに巻かれている継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.04以下、好ましくは0.02~0.04、特に好ましくは0.02~0.035であり、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、好ましくは245~265MPaであり、0.2%耐力(σ0.2)が110MPa以下、好ましくは80~100MPaであり、伸び(δ)が40%以上、好ましくは40~55%であるレベルワウンドコイルであることが好ましい。
 そして、本発明のレベルワウンドコイル(2)では、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)、0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)が上記範囲に設定されていることにより、レベルワウンドコイルから巻き解かれた後の継目無管、すなわち、ヘアピン加工に供され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、且つ、伸び(δ)が40%以上、好ましくは40~55%となる。
 本発明の第二の形態のクロスフィンチューブ型熱交換器(以下、本発明のクロスフィンチューブ型熱交換器(2)とも記載する。)は、前記本発明の継目無管(2)又は前記本発明のレベルワウンドコイル(2)から巻き解かれた継目無管をヘアピン曲げ加工し、アルミニウムフィンに組み付けて得られるクロスフィンチューブ型熱交換器である。
 本発明の第二の形態のクロスフィンチューブ型熱交換器の製造方法(以下、本発明のクロスフィンチューブ型熱交換器の製造方法(2)とも記載する。)は、前記本発明の継目無管(2)又は前記本発明のレベルワウンドコイル(2)から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型熱交換器の製造方法である。
 本発明の継目無管(1)又は(2)を製造する方法について述べる。本発明の第一の形態の継目無管の製造方法は、継目無管が内面平滑管である場合の製造方法である。また、本発明の第二の形態の継目無管の製造方法は、継目無管が内面溝付管である場合の製造方法である。
 本発明の第一の形態の継目無管の製造方法は、鋳造工程と、熱間押出工程と、冷間加工工程と、最終熱処理工程と、を順に行い、熱間押出工程と最終熱処理工程との間には中間焼鈍処理を行わない継目無管の製造方法である。
 本発明の第一の形態の継目無管の製造方法では、鋳造工程と、熱間押出工程と、冷間加工工程と、最終熱処理工程と、を順に行う。なお、これらを順に行うとは、鋳造工程の直後に熱間押出工程を、熱間押出工程の直後に冷間加工工程を、冷間加工工程の直後に最終熱処理工程を行うということではなく、鋳造工程より後に熱間押出工程を、熱間押出工程より後に冷間加工工程を、冷間加工工程より後に最終熱処理工程を行うということ指す。
 また、本発明の第二の形態の継目無管の製造方法は、鋳造工程と、熱間押出工程と、冷間加工工程と、中間焼鈍処理(A)と、転造加工工程と、最終熱処理工程と、を順に行い、熱間押出工程と中間焼鈍処理(A)との間には他の中間焼鈍処理を行わない継目無管の製造方法である。
 本発明の第二の形態の継目無管の製造方法では、鋳造工程と、熱間押出工程と、冷間加工工程と、中間焼鈍処理(A)と、転造加工工程と、最終熱処理工程と、を順に行う。なお、これらを順に行うとは、鋳造工程の直後に熱間押出工程を、熱間押出工程の直後に冷間加工工程を、冷間加工工程の直後に中間焼鈍処理(A)を、中間焼鈍処理(A)の直後に転造加工工程を、転造加工工程の直後に最終熱処理工程を行うということではなく、鋳造工程より後に熱間押出工程を、熱間押出工程より後に冷間加工工程を、冷間加工工程より後に中間焼鈍処理(A)を、中間焼鈍処理(A)より後に転造加工工程を、転造加工工程より後に最終熱処理工程を行うということ指す。
 本発明の第一の形態の継目無管の製造方法の鋳造工程から冷間加工工程までと、本発明の第二の形態の継目無管の製造方法の鋳造工程から冷間加工工程までとは、同様である。
 本発明の第一の形態の継目無管の製造方法及び本発明の第二の形態の継目無管の製造方法に係る鋳造工程は、常法に従って、溶解、鋳造し、所定の元素が所定の含有量で配合されているビレットを得る工程である。鋳造工程では、本発明の継目無管(1)の製造方法の場合、例えば、銅の地金、工程内リサイクル材、Cu-Fe母合金、Cu-P母合金等を配合して、Fe及びP含有量が所定の含有量となるように成分調整を行い、また、本発明の継目無管(2)の製造方法の場合、例えば、銅の地金、工程内リサイクル材、Cu-Ni母合金、Cu-P母合金等を配合して、Ni及びP含有量が所定の含有量となるように成分調整を行い、次いで、高周波溶解炉等を用いて、ビレットを鋳造する。
 本発明の第一の形態の継目無管の製造方法及び本発明の第二の形態の継目無管の製造方法では、次いで、鋳造工程を行うことにより得られたビレットを熱間押出加工する熱間押出工程を行う。熱間押出工程では、熱間押出加工前にビレットを所定の温度で加熱した後、熱間押出加工を行う。熱間押出加工は、マンドレル押出によって行われる。すなわち、加熱前に、冷間で予め穿孔したビレット、あるいは、押出前に熱間で穿孔したビレットに、マンドレルを挿入した状態で、熱間押出を行なって、継目無熱間押出素管を得る。
 熱間押出工程を行うことにより得られた継目無熱間押出素管を、熱間押出工程後、速やかに冷却する。冷却は、継目無熱間押出素管を水中へ押し出すこと又は熱間押出後の継目無熱間押出素管を水中へ投入することによって、行われる。
 本発明の第一の形態の継目無管の製造方法及び本発明の第二の形態の継目無管の製造方法では、次いで、冷却後の継目無押出素管の冷間加工を行い、管の外径及び肉厚を減じていく冷間加工工程を行う。冷間加工は、冷間での抽伸加工(引き抜き加工)か、あるいは、チューブレーザーによる冷間での圧延加工と冷間での抽伸加工(引き抜き加工)の組み合わせである。冷間加工工程では、圧延加工や抽伸加工等の冷間加工を、複数回行うことができる。なお、本発明の第一の形態の継目無管の製造方法及び本発明の第二の形態の継目無管の製造方法では、冷間加工工程とは、冷間で行う加工の全てを指す。
 冷間加工工程より後は、本発明の第一の形態の継目無管の製造方法と、本発明の第二の形態の継目無管の製造方法とでは、異なるので、それぞれ説明する。
 本発明の第一の形態の継目無管の製造方法では、冷間加工工程に次いで、冷間加工工程を行うことにより得られた冷間加工後の継目無素管の最終熱処理工程を行う。最終熱処理工程の保持温度及び保持時間は、継目無管の引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)が所定の範囲となるように、適宜選択される。特に、保持温度については、400~650℃の範囲にて行うことが好ましい。保持温度が400℃未満だと、長時間の熱処理を必要とするため生産性の低下を招き、場合によっては焼鈍が不十分となることがあり、また、650℃を超えると、著しい粒成長が生じ、強度低下や加工性の低下を招く。
 そして、本発明の第一の形態の継目無管の製造方法では、熱間押出工程と最終熱処理工程との間には、中間焼鈍処理を行わない。この間の冷間加工工程の総加工度(断面減少率)を99.5%以上とすることが好ましい。なお、冷間加工工程の総加工度とは、冷間加工工程で最初に行う冷間加工前の継目無素管に対する冷間加工工程で行う最後の冷間加工後の継目無素管の加工度を指し、下記式(1)に示す断面減少率で表す。
   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)
 本発明の第一の継目無管の製造方法では、熱間押出工程を行った後、最終熱処理工程を行う前までの間には、中間焼鈍処理を行わず、冷間加工工程の総加工度を上記範囲とし、且つ、最終熱処理工程の保持温度を上記範囲とすることにより、最終熱処理を行い得られる継目無管の引張強さ(σB)を245MPa以上、好ましくは245~265MPa、0.2%耐力(σ0.2)を130MPa以下、好ましくは80~120MPa、且つ、伸び(δ)を40%以上、好ましくは40~55%とすることができる。
 このように、本発明の第一の形態の継目無管の製造方法を行うことにより、本発明の継目無管(1)又は(2)を得ることができる 。
 本発明の第二の形態の継目無管の製造方法では、冷間加工工程に次いで、冷間加工工程を行うことにより得られた冷間加工後の継目無素管を、400~700℃の保持温度で加熱する中間焼鈍処理(A)を行う。中間焼鈍処理(A)を行うことにより、転造加工工程での転造加工をし易くする。中間焼鈍処理(A)における保持温度及び保持時間は、転造加工工程によって所定の内面溝形成の加工が可能となる最低限の条件、すなわち、できるだけ温度を低く、できるだけ時間を短くすることが好ましい。本発明の第二の形態の継目無管の製造方法では、中間焼鈍処理(A)を行った後、転造加工工程を行うまでは、他の熱処理を行わない。つまり、中間焼鈍処理(A)は、転造加工工程の前の熱処理である。
 本発明の第二の形態の継目無管の製造方法では、次いで、中間焼鈍処理(A)後の継目無素管を転造加工する転造加工工程を行う。転造加工は、管材料の内面に、内面溝を形成させる転造加工を行う工程であり、中間焼鈍処理(A)後の
継目無素管内に、外面にらせん状の溝加工を施した転造プラグを配置して、高速回転する複数の転造ボールによって、管の外側から押圧して、管の内面に転造プラグの溝を転写することにより行われる。また、通常、中間焼鈍処理(A)を行った後、縮径加工を行ってから、転造加工工程を行う。
 本発明の第二の形態の継目無管の製造方法では、次いで、転造加工工程を行うことにより得られた転造加工後の内面溝付管の最終熱処理工程を行う。最終熱処理工程の保持温度は、400~650℃の温度とすることが好ましい。また、最終熱処理工程の処理時間は、継目無管の引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0.2)及び伸び(δ)が所定の範囲となるように、適宜選択される。
 そして、本発明の第二の形態の継目無管の製造方法では、熱間押出工程と中間焼鈍処理(A)との間には他の中間焼鈍処理等の熱処理を行わない。この間の冷間加工工程の総加工度(断面減少率)を99.5%以上とすることが好ましく、且つ、最終熱処理工程の保持温度を上記範囲とすることにより、最終熱処理工程を行い得られる継目無管の引張強さ(σB)を245MPa以上、好ましくは245~265MPa、0.2%耐力(σ0.2)を130MPa以下、好ましくは80~120MPa、且つ、伸び(δ)を40%以上、好ましくは40~55%とすることができる。なお、冷間加工工程の総加工度とは、冷間加工工程で最初に行う冷間加工前の継目無素管に対する冷間加工工程で最後に行う冷間加工後の継目無素管の加工度を指す(前記式(1))。
 このように、本発明の第二の形態の継目無管の製造方法に行うことにより、本発明の継目無管(1)又は(2)を得ることができる。
 なお、継目無管が内面溝付管の場合、内面溝の寸法パラメータを以下の範囲に設定することにより、管の伝熱性能と曲げ加工性の両方を良好に維持することが可能となり、より好ましい。
 ・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。
 次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。
 以下に、継目無管が内面溝付管である場合の実施例を示す。
(1)表1~表4に示す銅合金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。
(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。
・抽伸素管の寸法(管外径、内径)、冷間抽伸全体での加工度(断面減少率)及び冷間加工の総加工度(断面減少率)を、表1~表4に示す。
(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。
・中間焼鈍の保持温度を、表1~表4に示す。
・原管の0.2%耐力(σ0.2)を、表1~表4に示す。
(6)上記の原管を、ボール転造加工して、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°
 なお、一部の実施例では、原管の寸法を外径12.7mm、内径11.1mmとし、冷間抽伸全体での加工度は、断面減少率で92.4%、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99.2%として、同様にボール転造加工して下記寸法諸元の内面溝付管Bとした。
<内面溝付管Bの寸法諸元>
・外径:7.0mm
・肉厚(図2中、符号t):0.23mm
・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°
 また、参考例1では、原管の寸法を外径12.7mm、内径11.1mmとし、冷間抽伸全体での加工度は、断面減少率で92.4%、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99.2%として、同様にボール転造加工して下記寸法諸元の内面溝付管Cとした。
<内面溝付管Cの寸法諸元>
・外径:7.0mm
・肉厚(図2中、符号t):0.32mm
・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°
(7)上記の内面溝付管を、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。その後、下記の条件の最終熱処理を行い、継目無管(レベルワウンドコイル(LWC))を得た。
・熱処理方法: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~表4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。
・最終熱処理後の継目無管(LWC)の引張強さ(σB)、0.2%耐力(σ0
.2)、伸び(δ)を表1~表4に示す。
(8)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~表4に示す。
(9)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20mm 
・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 Z2241に準拠して測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 更に、より厳しい条件でのヘアピン曲げ加工試験を行った。この厳しい条件でのヘアピン曲げ加工試験では、曲げピッチを20mmとすることに代えて、曲げピッチを15mmとすること以外は、前記(9)のヘアピン曲げ加工試験と同様にして、ヘアピン曲げ加工試験を行った。その結果、Feが0.037質量%の場合、t/Dが0.037である実施例4でも、t/Dが0.033である実施例5でも、しわ発生はなかった。一方、Feが0.042質量%の場合、t/Dが0.037である実施例6では、しわ発生はなかったが、t/Dが0.033である実施例7では、軽度のしわ発生(20本中2本)が見られた。
 本発明の継目無管は、リサイクル性に支障をきたすような多量の合金元素を含まない銅材料によるものであり、強度が高く且つヘアピン曲げを正常に行うことができる継目無管であるので、伝熱管の薄肉化が可能となるとともに、本発明の継目無管を組み付けて製造されるクロスフィンチューブ型熱交換器は、廃棄後に伝熱管のリサイクルが容易となる。
1      管軸
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 (14)

  1.  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、0.01~0.06質量%のFe及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、
     該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.04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130MPa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。
  2.  Feの含有量が0.025~0.040質量%であることを特徴とする請求項1記載の継目無管。
  3.  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。
  4.  継目無管を巻き回し、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、0.01~0.06質量%のFe及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、
     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0.04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。
  5.  Feの含有量が0.025~0.040質量%であることを特徴とする請求項3記載のレベルワウンドコイル。
  6.  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4又は5いずれか1項記載のレベルワウンドコイル。
  7.  請求項1~3いずれか1項記載の継目無管又は請求項4又は5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型熱交換器。
  8.  請求項1~3いずれか1項記載の継目無管又は請求項4又は5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型熱交換器の製造方法。
  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、0.04~0.06質量%のNi及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、
     該継目無管の外径(mm)に対する肉厚(mm)の比(t/D)が0.04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130MPa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。
  10.  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に記載の継目無管。
  11.  継目無管を巻き回し、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、0.04~0.06質量%のNi及び0.004~0.040質量%のPを含有し、残部Cu及び不可避不純物からなる銅合金であり、
     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0.04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。
  12.  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11記載のレベルワウンドコイル。
  13.  請求項9又は10いずれか1項記載の継目無管又は請求項11又は12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型熱交換器。
  14.  請求項9又は10いずれか1項記載の継目無管又は請求項11又は12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型熱交換器の製造方法。
PCT/JP2012/069557 2011-08-04 2012-08-01 継目無管、レベルワウンドコイル及びクロスフィンチューブ型熱交換器及びその製造方法 WO2013018821A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201280037064.8A CN103765152A (zh) 2011-08-04 2012-08-01 无缝管、平绕盘管和交叉翅片管型热交换器及其制造方法
JP2013526941A JP6114939B2 (ja) 2011-08-04 2012-08-01 継目無管、レベルワウンドコイル及びクロスフィンチューブ型熱交換器及びその製造方法
KR1020147005750A KR20140066180A (ko) 2011-08-04 2012-08-01 이음매 없는 관, 레벨 와운드 코일 및 크로스 핀 튜브형 열 교환기 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011171010 2011-08-04
JP2011171011 2011-08-04
JP2011-171010 2011-08-04
JP2011-171011 2011-08-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013018821A1 true WO2013018821A1 (ja) 2013-02-07

Family

ID=47629340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/069557 WO2013018821A1 (ja) 2011-08-04 2012-08-01 継目無管、レベルワウンドコイル及びクロスフィンチューブ型熱交換器及びその製造方法

Country Status (5)

Country Link
JP (2) JP6114939B2 (ja)
KR (1) KR20140066180A (ja)
CN (1) CN103765152A (ja)
MY (1) MY166376A (ja)
WO (1) WO2013018821A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150003679A (ko) * 2013-07-01 2015-01-09 가부시키가이샤 코벨코 마테리아루 도칸 열교환기용 인탈산 구리관
CN113249619A (zh) * 2021-06-24 2021-08-13 北京科技大学 δ相强化镍基高温合金的基体成分设计方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5116891B1 (ja) * 1970-03-30 1976-05-28
JPS52156720A (en) * 1976-06-23 1977-12-27 Furukawa Metals Co Copper alloy with anti softening property
JPS5476428A (en) * 1977-11-30 1979-06-19 Mitsubishi Metal Corp Seamless pipe-forming cu alloy
JPS5492516A (en) * 1977-12-29 1979-07-21 Mitsubishi Metal Corp Cu alloy for manufacture of seamless pipe
JPS5547338A (en) * 1978-10-02 1980-04-03 Hitachi Cable Ltd Softening resisting copper alloy
JP2002147981A (ja) * 2000-11-07 2002-05-22 Kobe Steel Ltd 伝熱管及びフィンチューブ型熱交換器
JP2009226426A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Sumitomo Light Metal Ind Ltd クロスフィンチューブ型熱交換器用銅管

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3303778B2 (ja) * 1998-06-16 2002-07-22 三菱マテリアル株式会社 0.2%耐力および疲労強度の優れた熱交換器用継目無銅合金管
ATE499577T1 (de) * 2004-05-05 2011-03-15 Luvata Oy Aus einer zinn-messing-legierung hergestelltes wärmeübertragungsrohr
CN201173728Y (zh) * 2007-12-14 2008-12-31 华南理工大学 一种无缝内螺纹传热管
JP5446163B2 (ja) * 2008-08-04 2014-03-19 ダイキン工業株式会社 熱交換器用溝付き管

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5116891B1 (ja) * 1970-03-30 1976-05-28
JPS52156720A (en) * 1976-06-23 1977-12-27 Furukawa Metals Co Copper alloy with anti softening property
JPS5476428A (en) * 1977-11-30 1979-06-19 Mitsubishi Metal Corp Seamless pipe-forming cu alloy
JPS5492516A (en) * 1977-12-29 1979-07-21 Mitsubishi Metal Corp Cu alloy for manufacture of seamless pipe
JPS5547338A (en) * 1978-10-02 1980-04-03 Hitachi Cable Ltd Softening resisting copper alloy
JP2002147981A (ja) * 2000-11-07 2002-05-22 Kobe Steel Ltd 伝熱管及びフィンチューブ型熱交換器
JP2009226426A (ja) * 2008-03-21 2009-10-08 Sumitomo Light Metal Ind Ltd クロスフィンチューブ型熱交換器用銅管

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150003679A (ko) * 2013-07-01 2015-01-09 가부시키가이샤 코벨코 마테리아루 도칸 열교환기용 인탈산 구리관
CN104278170A (zh) * 2013-07-01 2015-01-14 株式会社科倍可菱材料 热交换器用磷脱氧铜管
JP2015010264A (ja) * 2013-07-01 2015-01-19 株式会社コベルコ マテリアル銅管 熱交換器用りん脱酸銅管
KR101627919B1 (ko) 2013-07-01 2016-06-07 가부시키가이샤 코벨코 마테리아루 도칸 열교환기용 인탈산 구리관
CN113249619A (zh) * 2021-06-24 2021-08-13 北京科技大学 δ相强化镍基高温合金的基体成分设计方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016121396A (ja) 2016-07-07
KR20140066180A (ko) 2014-05-30
CN103765152A (zh) 2014-04-30
MY166376A (en) 2018-06-25
JPWO2013018821A1 (ja) 2015-03-05
JP6114939B2 (ja) 2017-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101053007B1 (ko) 열교환기용 구리합금관
JP4694527B2 (ja) 耐熱高強度熱交換器用銅合金管及びその製造方法
WO2011052593A1 (ja) 銅合金継目無管
WO2016072339A1 (ja) 熱交換器用内面溝付管及びその製造方法
JP6114939B2 (ja) 継目無管、レベルワウンドコイル及びクロスフィンチューブ型熱交換器及びその製造方法
JP5078368B2 (ja) 熱交換器用銅合金管の製造方法
JP5132845B2 (ja) 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
US20180291491A1 (en) Highly corrosion-resistant copper tube
JP6101969B2 (ja) 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
JP5404139B2 (ja) 熱交換器用銅合金管
JP2014109040A (ja) 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
WO2014142049A1 (ja) 伝熱管用銅合金継目無管
WO2013157461A1 (ja) 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
JP5990496B2 (ja) 熱交換器用りん脱酸銅管
JP2017036468A (ja) 銅合金管
JP2017036467A (ja) 銅合金管
JP6244213B2 (ja) 熱交換器用銅管
JP5208562B2 (ja) 継目無管
JP2014109041A (ja) 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
JP6360363B2 (ja) 銅合金管
JP6402043B2 (ja) 高強度銅合金管
JP2011094176A (ja) 銅合金継目無管
JP2011094175A (ja) 銅合金継目無管
JP2016180170A (ja) 銅合金管
JP2016180169A (ja) 銅合金管

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12819382

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013526941

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147005750

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12819382

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1