WO2016024696A1 - 열교환기 배관용 고강도 고내식성 알루미늄 합금, 이로부터 제조된 열교환기 배관 및 열교환기 배관의 제조방법 - Google Patents

열교환기 배관용 고강도 고내식성 알루미늄 합금, 이로부터 제조된 열교환기 배관 및 열교환기 배관의 제조방법 Download PDF

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WO2016024696A1
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aluminum alloy
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aluminum
precipitates
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김현수
김상겸
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엘에스전선 주식회사
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal

Definitions

  • the present invention relates to a high strength, high corrosion resistance aluminum alloy for heat exchanger piping, heat exchanger piping and heat exchanger piping produced therefrom. Specifically, not only satisfies all of the strength, corrosion resistance, and extrudability that is in conflict with the strength required for the heat exchanger pipe alloy, but also deformation of the alloy structure before and after high temperature heat treatment can be minimized or avoided, and manufacturing cost is reduced. It relates to an aluminum alloy, a heat exchanger pipe produced therefrom and a method for producing a heat exchanger pipe.
  • the heat exchanger pipe is a component used in heat exchangers such as automobiles and home appliances, and is made of aluminum alloy in consideration of light weight, high strength, and thermal conductivity.
  • the heat exchanger pipe made of the aluminum alloy is mounted on heat exchangers such as automobiles and other transportation equipments to enable high-efficiency heat exchange, thereby reducing fuel consumption or power consumption of household appliances.
  • Pipes for heat exchangers are radiators, heater cores, oil coolers, and condensers and evaporators that use R134a as a vehicle, depending on the application.
  • an aluminum alloy having excellent corrosion resistance as well as strength and extrusion property is required.
  • 3000 series aluminum alloys such as conventionally used as a material of the heat exchanger pipe A13003 is excellent resist: has been known to exhibit characteristics.
  • the 3000 : series aluminum alloy is actually manufactured as a heat exchanger pipe, in particular, after processing such as brazing at a high temperature of 450 ° C. or higher, the structure becomes considerably deformed as compared to the initial state.
  • the minimum tensile strength of 90 MPa and the minimum yield strength of 30 MPa may not be satisfied, and the decrease in tensile strength and yield strength is more pronounced when manufactured with a thin heat exchanger pipe having a thickness of 0.5 mm or less.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 11-21649 discloses a method for producing an aluminum alloy and heat exchanger extruded pipe for stably producing an extruded molding material for heat exchanger having excellent corrosion resistance.
  • the aluminum alloy is added in a somewhat excessive amount of various alloying elements, including copper (Cu) to improve the strength, thereby reducing the extrusion and corrosion resistance, hot cracking during casting, stress corrosion cracking (etc.) It may cause a problem of heat exchanger extruded pipe quality may be degraded.
  • Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2011-0043221 discloses an aluminum alloy in which deformation of the alloy structure before and after heat treatment at high temperature can be minimized or avoided.
  • the aluminum alloy frequently causes extrusion defects, which may significantly reduce productivity.
  • the strength, corrosion resistance, and the extrudeability in the upper layer relationship can be simultaneously stratified. Especially, even when manufactured with a thin heat exchanger pipe having a thickness of 0.5 mm or less, the strength and corrosion resistance are excellent.
  • an aluminum alloy for heat exchanger piping in which deformation of the alloy structure may be minimized or avoided before and after heat treatment at a high temperature to be manufactured to maintain its physical properties.
  • An object of the present invention is to provide an aluminum alloy for heat exchanger piping and a heat exchanger piping manufactured therefrom which can simultaneously stratify extrudeability in conflict with strength, corrosion resistance and strength.
  • the present invention provides an aluminum alloy for heat exchanger piping having a tensile strength of 100 MPa or more and corrosion resistance in a Sea Water Acetic Acid Test (SWAAT) of 1,000 hours or more even when manufactured by a thin heat exchanger pipe having a thickness of 0.5 mm or less. It aims to do it.
  • SWAAT Sea Water Acetic Acid Test
  • the present invention is a heat exchanger aluminum alloy for heat exchanger pipes and the like which can be minimized or avoided deformation of the alloy structure before and after heat treatment at a high temperature for producing a finished product such as: It is an object to provide heat exchanger piping. ;
  • an object of this invention is to provide the manufacturing method of an exchanger piping which can manufacture the said heat exchanger piping easily, and can reduce manufacturing cost.
  • iron 0.05 to 0.5 weight percent iron (Fe), 0.01 to 0.2 weight 93 ⁇ 4 silicon (Si), 0.6 to 1.2 weight manganese (Mn) and 0.15 to 0.45 weight 3 ⁇ 4 of copper (Cu), further comprising titanium (Ti), 0.01 to 0.1% by weight of one or more alloying elements selected from the group consisting of strontium (Sr), chromium (Cr), zirconium (Zr), and yttrium (Y), with the remainder being aluminum (A1) and unavoidable impurities Consisting of, aluminum alloy for heat exchanger piping.
  • alloying elements selected from the group consisting of strontium (Sr), chromium (Cr), zirconium (Zr), and yttrium (Y), with the remainder being aluminum (A1) and unavoidable impurities Consisting of, aluminum alloy for heat exchanger piping.
  • the precipitates having a deposit increase area of 2.0 2 or more, which are located at 24 or less per unit area of a circle having a diameter of 100, and adjacent to this based on any precipitate having an area of 2.0 2 or more, and having an area of 2.0 ⁇ M 2 or more.
  • an aluminum alloy for heat exchanger piping characterized in that the average distance between the precipitates, which is the average of the distances from the ten precipitates, in the order of close proximity to the precipitates, is 21 to 40. .
  • the precipitate includes an Al-Fe intermetallic compound, Al-Cu intermetallic compound or Al-Fe-Mn intermetallic compound, Al-Ti intermetallic compound, Al-Sr intermetallic compound, A ⁇ Cr intermetallic
  • an aluminum alloy for heat exchanger piping further comprising at least one intermetallic compound selected from the group consisting of a compound, an A Zr intermetallic compound and an AY intermetallic compound.
  • the aluminum alloy for heat exchanger piping provided with the grain average particle diameter of 50 im or less is provided.
  • a heat exchanger pipe made of an aluminum alloy the precipitate of the aluminum alloy has an area of 2.0 pm 2 or more, the presence of 24 or less per unit area of a circle of 100 diameter, the area of the precipitate of the aluminum alloy is 2.0 2
  • Heat exchanger having an average distance of 21 to 40, which is the average of the distances from the 10 precipitates, in the order of the closest distances to the precipitates, among other precipitates adjacent to the child and having an area of 2.0 urn 2 or more based on the above-mentioned arbitrary precipitates.
  • the precipitate includes an AHFe intermetallic compound, Al-Cu intermetallic compound or A1-Fe-Mn intermetallic compound, Al-Ti intermetallic compound, Al-Sr intermetallic compound, Al-Cr intermetallic compound,
  • a heat exchanger piping further comprising at least one intermetallic compound selected from the group consisting of A 'Zr intermetallic compound and A1-Y intermetallic compound.
  • the average grain size of the aluminum alloy is 50 or less, brazing; In the case of heat treatment, the grain size average grain size of the aluminum alloy is controlled to be 70 im or less.
  • the tensile strength is not less than 100 MPa, characterized in that the corrosion resistance in the SWAAT test according to ASTM G85 is more than 1,000 hours, to provide a heat exchanger pipe. Furthermore, it provides a heat exchanger pipe, characterized in that the thickness is 0.1 to 0.5 mm. :
  • the present invention also provides a heat exchanger pipe, characterized in that the surface is treated with a thermal arc spray (TAS). :
  • a short aluminum wire rod that manufactures wire rods or aluminum billets is heat treated at 450 ° to 650 ° C. for 10-25 hours or the aluminum billet is 20 ° at 520 to 620 ° C.
  • a method of manufacturing a heat exchanger pipe Provided, a method of manufacturing a heat exchanger pipe.
  • the confirm extrusion or direct extrusion step further comprising the step of thermal spray spray (TAS, thermal arc spray) on the surface of the heat exchanger pipe, it provides a method for producing a heat exchanger pipe.
  • TAS thermal spray spray
  • the aluminum alloy molten metal is characterized in that the temperature of 750 to 900 ° C, provides a method for producing a heat exchanger pipe.
  • the aluminum alloy for heat exchanger piping according to the present invention can simultaneously stratify the extruded property which is in conflict with the strength, corrosion resistance and strength with an optimal combination of alloying elements and precisely controlled mixing ratio, and has a thickness of 0.5 mm or less. Even when the heat exchanger tube is manufactured, the tensile strength of 100 MPa or more and the SWAAT (Sea Water Acetic Acid Test) and the corrosion resistance: 1,000 hours or more are excellent.
  • the heat exchanger pipe manufactured from the aluminum alloy for heat exchanger pipe according to the present invention further improves the corrosion resistance through precise homogeneity control of the size and distribution of precipitates such as grain refinement and intermetallic compounds, and heat exchange. It is an excellent effect that the deformation of the alloy structure is minimized or avoided before and after the heat treatment at high temperature for the production of finished products such as steel.
  • the manufacturing method of the heat exchanger pipe according to the present invention can be produced simply and simply as compared to the conventional method, thereby exhibiting an excellent effect of lowering the manufacturing cost of the heat exchanger pipe.
  • FIG. 1 schematically illustrates an embodiment of a heat exchanger pipe manufactured by a manufacturing process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart of a process of manufacturing a heat exchanger pipe from an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 shows the distribution of precipitates before and after heat treatment of each of the heat exchanger pipe of Example 12 and Comparative Example 11 according to the present invention.
  • the present invention relates to a high strength and high corrosion resistance aluminum alloy for heat exchanger piping.
  • the aluminum alloy comprises iron (Fe), silicon (Si), manganese (Mn) and alloying elements of copper (Cu) and titanium (Ti), with the remainder being made of aluminum (A1) and other unavoidable impurities.
  • the alloy element iron (Fe) is present as an Al—Fe intermetallic compound in the matrix.
  • alloying elements such as manganese (Mn) and silicon (Si) ⁇ copper (Cu)
  • Mn manganese
  • Si silicon
  • Cu copper
  • Al-Mn-Fe, Al-Mn-Fe-Si, Al-Fe-Cu do.
  • the A ⁇ Fe-based intermetallic compound is mostly precipitated during the heat treatment during the manufacturing of the heat exchanger pipe from the aluminum alloy to suppress grain growth, that is, through refinement of the grain, thereby improving mechanical strength such as tensile strength of the heat exchanger pipe. In addition, it prevents or minimizes the decrease in mechanical strength such as tensile strength when brazing the aluminum pipe for the manufacture of heat exchanger.
  • the content of the iron (Fe), which is a straight chain, may preferably be 0.05 wt% to 0.5 wt%, and more preferably 0.15 wt% to 0.35 wt%.
  • the effect of improving mechanical strength such as grain refinement and tensile strength may be insignificant, whereas when the content of the iron (Fe) is more than 0.5J% by weight, the intermetallic compound is coarse to form the aluminum alloy. Corrosion resistance and extrusion resistance can be greatly reduced at the same time.
  • Silicon (Si) in the alloying element forms a compound such as aluminum (A1), iron (Fe), manganese (Mn) and the like by extrusion: by refining various recrystallization i formed in the process, consequently at the extrusion processing temperature of the aluminum alloy By reducing the resistance of the aluminum alloy serves to improve the extrudability.
  • the Al-Fe-Si-based metal complexes may be used for brazing joints of aluminum pipes for the manufacture of heat exchangers; It inhibits grain coarsening by interfering with grain boundary movement, thereby preventing or minimizing mechanical strength such as tensile strength of aluminum pipe.
  • the content of silicon (Si) may be preferably 0.01 to 0.2% by weight.
  • the high capacity of manganese (Mn) or the like may be reduced, thereby greatly reducing the economic efficiency of the aluminum ingot made from the aluminum alloy, while exceeding 0.2% by weight>. In the case of corrosion resistance and extrusion resistance of the aluminum alloy can be greatly reduced at the same time.
  • Manganese (Mn) among the alloying elements is an alloying element that contributes to the corrosion resistance of the aluminum alloy, it is distributed in the form of a fine intermetallic compound of Al 6 Mn in the aluminum state to increase the corrosion potential of aluminum as well as a certain level of strength Positive impact on improvement.
  • the content of manganese (Mn) may be preferably 0.6 to 1.2% by weight.
  • the degree of improvement of the corrosion resistance of the aluminum alloy may be unevenly divided, whereas when the content of more than 1.2% by weight does not change significantly the degree of improvement of the aluminum alloy and the corrosion resistance.
  • the productivity with the aluminum alloy can be significantly lowered.
  • the content of copper (Cu) may be preferably 0.15 to 0.45% by weight.
  • the copper (Cu) content is 0.15% by weight, the tensile strength and the corrosion resistance of the aluminum alloy may be unsatisfactory, whereas when the content of the copper (Cu) is more than 0.45% by weight, the extrudability and the corrosion resistance may be due to coarsening of the intermetallic compound. At the same time, it can be greatly reduced.
  • Titanium (Ti) as the alloying element has a melting point to 1,800 ° C melting point of the other alloying elements of iron (Fe): due to 1,540 ° C, the melting point of copper (Cu) is high compared to 1,084.5 ° C aluminum-titanium diborane fluoride (AlTiB 2 It is added in the form of a rod, etc., and is uniformly present in the aluminum alloy as fine precipitates in the form of Al—Ti intermetallic compounds such as Al—Al 3 Ti—TiB 2 . ⁇
  • the Al—Ti intermetallic compound further reduces the distance between precipitates that determine the size of the grains of the aluminum alloy, and consequently further improves mechanical strength such as tensile strength of the aluminum alloy by miniaturization of grains. To act. By reducing the distance between these precipitates, the average diameter of the grains can be controlled to about 10 to 40;
  • Titanium (Ti) -added aluminum alloys can refine the grains by Al-Ti precipitates as described above, so that even when heat treatment is performed at a higher temperature or for a longer time to improve the elongation of the aluminum alloy
  • the degree of decrease in tensile strength is higher than that of aluminum alloy without titanium (Ti). Since it is very low, the elongation can be greatly improved compared to the elongation of aluminum alloy without adding titanium (Ti) and showing the same tensile strength. This makes it possible to suppress preferential corrosion of the machining portion.
  • the titanium (TO content is preferably 0.01 to 0.3% by weight, more preferably 0.01 to 0.1% by weight.
  • the content of the titanium (Ti) is less than 0.01% by weight, the effect of grain refining and thereby While the degree of improvement in mechanical strength, such as tensile strength, of the aluminum alloy is insufficient,
  • Extrusion property of the aluminum alloy may be greatly lowered by the two-conversation of the intermetallic compound when it is greater than 0: 3% by weight.
  • the titanium (Ti) may be replaced with strontium (Sr), chromium (Cr), zirconium (Zr), yttrium (Y) and the like.
  • the aluminum alloy according to the present invention can simultaneously satisfy the tensile strength, the corrosion resistance, and the extrudeability in the upper layer relationship with the tensile strength. .
  • the present invention relates to heat exchanger piping of high strength and high corrosion resistance.
  • FIG. 1 schematically illustrates an embodiment of a heat exchanger pipe according to the present invention.
  • the heat exchanger pipe 40 may have a structure in which one or more flow paths 41 through which a refrigerant moves are merged.
  • the heat exchanger pipe 40 has an average grain size of about 50 or less of the aluminum alloy constituting the heat exchanger pipe 40, and may be controlled to have a grain average particle size of about 70 or less even when brazing heat treatment is performed to manufacture the heat exchanger.
  • the heat exchanger pipe 40 has excellent tensile strength and corrosion resistance through grain refinement of the aluminum alloy constituting the same, and in particular, even when made of a thin heat exchanger tube having a thickness of 0.5 mm or less, the tensile strength is 100 MPa. Above, preferably 110 MPa or more, the corrosion resistance in SWAAT (Sea Water Acetic Acid Test) according to ASTM G85 can exhibit a very excellent effect of 1,000 hours or more.
  • SWAAT Sea Water Acetic Acid Test
  • the heat exchanger pipe 40 may be damaged by the pressure of the heat inductor operation evaporator when the thickness is less than 0.1 mm, while the heat exchanger efficiency may decrease or the weight of the heat exchanger may increase when the thickness exceeds 0.5 mm. It may be difficult to finish post-expansion such as expansion pipe, shaft pipe and bending.
  • the heat exchanger pipe 40 is made of a thin pipe having a thickness of 0.5 mm or less due to the miniaturization of the grains of the aluminum alloy forming it, the decrease in elongation is avoided or minimized, so that expansion, bending of the tube, and post-processing are easy, After post-processing, it is possible to suppress preferential corrosion of the machining site.
  • the heat exchanger pipe 40 is any precipitate having an area of 2.0 ⁇ 2 or more of precipitates of the aluminum alloy constituting the same is present in 24 or less per unit area of a circle having a diameter of 100, and any area of 2.0 2 or more after heat treatment
  • the average distance between the precipitates which is the average of the distances from the 10 precipitates, in the order of close proximity to any of the other precipitates adjacent thereto and having an area of 2.0 urn 2 or more, may be 21 to 40 / ⁇ .
  • more than 24 precipitates with an area of 2.0! M 2 or more per unit area of a circle having a diameter of 100 mm2 and more than 24 and the average distance between the precipitates are less than 21 ⁇ , and a plurality of precipitates having an area of 2.0! M 2 or more are adjacently distributed.
  • the disappearance part due to the corrosion reaction proceeding from each of the precipitates and the disappearance part due to the corrosion reaction proceeding from other adjacent precipitates may be connected to each other, so that the entire disappearance portion due to the corrosion may increase rapidly.
  • a phenomenon in which even a portion that does not need to be lost due to corrosion may occur due to the above-described coupling action, and thus the total loss area may be greatly enlarged.
  • the precipitate may include A ⁇ Fe intermetallic compound, A1 ⁇ Cu intermetallic compound, Al-Fe-Mn intermetallic compound, Al-Ti intermetallic compound, Al-Sr intermetallic compound, A Cr It may further include an intermetallic compound, an Al-Zr intermetallic compound, an A1-Y intermetallic compound, and the like.
  • the heat exchanger pipe 40 according to the present invention further improves the corrosion resistance through precise control of the size and distribution of the precipitates of the aluminum alloy constituting the same, and the brazing for manufacturing the finished heat exchanger ( Brazing) Before and after the heat treatment, deformation of the alloy structure is minimized or avoided, which shows an excellent effect of maintaining its physical properties.
  • Figure 2 is a flow diagram of a process for producing a heat exchanger pipe from a blue aluminum alloy in one embodiment of the present invention.
  • the manufacturing process of the aluminum alloy and aluminum pipe may include the following steps a) to e):
  • the method of manufacturing a heat exchanger pipe according to an embodiment of the present invention may further include a step of degassing the aluminum alloy melt and filtering foreign matter after step a).
  • the degasification and foreign matter filtration step is preferably performed between step a) and step b). This is because the Al-Ti intermetallic compound may be degassed together with the gas when the degassing and the foreign matter filtration step are performed after step b).
  • step b) the Al-Ti precipitates from the added Al-Ti-B alloy are uniformly distributed in the matrix, thereby reducing the distance between the precipitates that determine the grain size, resulting in As a result, the mechanical strength such as tensile strength of the aluminum alloy may be improved by grain refinement. As a result, in the method of manufacturing the heat exchanger pipe according to the present invention, a separate grain refining process is unnecessary, so that the weeding process is simple and thus the manufacturing cost can be reduced.
  • the temperature of the aluminum alloy molten metal applied to the continuous casting rolling in step c) is 750 to 900 ° C.
  • the reason for limiting the injection temperature of the molten metal applied to the continuous casting rolling as described above is to obtain a solid solution which is an intermetallic compound, that is, a casting having a dense microstructure.
  • Run phenomenon may occur.
  • the diameter of the aluminum wire rod manufactured by the continuous casting rolling in step c) may be different according to the specification of the heat exchanger pipe manufactured therefrom, for example, may be 8 to 15mm.
  • the conform extrusion can be replaced by direct extrusion.
  • the aluminum wire rod instead of manufacturing the aluminum wire rod from the aluminum alloy molten metal by the continuous casting rolling method, it is in the form of an aluminum billet by the continuous casting method or the like. It can be prepared as.
  • the aluminum billet may be hollowed out after homogenization heat treatment for 20 hours to 40 hours at: 520 to 620 ° C., and the heat extruded by direct extrusion after preheating the blanked aluminum billet at 350 ° C. to 550 ° C. after heat treatment. Can be manufactured.
  • the aluminum billets made from the aluminum alloy are discontinuously introduced into the extruder to produce the heat exchanger pipe.
  • the heat energy applied to the aluminum billet during the direct extrusion and the shear energy due to the extrusion are determined in the form of a solid solution of manganese (Mn), Alloying elements such as copper (Cu) and intermetallic compounds are diffused to a certain amount of grain boundaries to precipitate.
  • the step d) is to achieve the uniformity of the alloying elements forming the aluminum alloy or removal of non-uniform structure such as segregation through heat treatment of the aluminum wire rod, as a result of the uniformity and partial corrosion of the physical properties of the aluminum alloy and The grain boundary corrosion can be suppressed.
  • the extrusion speed during the conform extrusion of step e) may be preferably about 100 mpm.
  • the conform extrusion is an extrusion method that uses shear stress, and requires a certain level of extrusion speed, and when the extrusion speed is low, surface defects or deterioration of physical properties of the manufactured pipe may be caused.
  • the manufacturing process of the heat exchanger pipe according to an embodiment of the present invention has extreme corrosion resistance to the heat exchanger pipe ; If necessary, after performing step e), the method may further include performing a thermal arc spray (TAS) treatment on the surface of the heat exchanger pipe.
  • the zinc thermal spray (TAS) treatment may impart a regenerative anode effect to further improve the corrosion resistance of the heat exchanger pipe.
  • An aluminum wire rod was produced by continuous casting rolling from each aluminum alloy (750-900 ° C.) containing alloy elements of the contents as shown in Table 1 below, and the remaining amount is composed of aluminum and other unavoidable impurities. Wound in the form of bobbins.
  • Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 6, 8, and 9 are obtained by adding an A1-T B alloy to an aluminum alloy molten metal immediately before continuous casting rolling.
  • Comparative Example 10 A1-Ti-B alloy was added simultaneously with other alloying elements.
  • the heat treatment was performed in order of air cooling after maintaining for 18 hours at a temperature range of 52CTC for homogenization treatment of the respective ⁇ aluminum wire rod. Thereafter, the heat-treated wire rod was subjected to extrusion extrusion at 100 mpm using conform extrusion.
  • Aluminum pipes with an outer diameter of 7 mm and a thickness of 0.5 mm were produced, respectively. Here, each aluminum pipe was blazed for 20 minutes at 6KTC for corrosion resistance evaluation.
  • a heat exchanger tube made of aluminum alloy having a size and distribution of precipitates as shown in Table 2 was prepared as a heat exchanger tube blazed for 20 minutes at 61 CTC.
  • the corrosion resistance was evaluated by the SWAAT test according to ASTM G85. Specifically, glacial acetic acid was added to 4.2 wt% NaCl solution to maintain pH 2.8 to 3.0 and sprayed onto the pipe specimens at 49 ° C at a pressure of 0.07 MPa and a spraying amount of 1-2 m ⁇ / hr. The maximum time to endure was measured. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2 below.
  • Example 1 0.30 0.30 0.90 0.10 0.1----121 1200 Good
  • Example 2 0.50 0.30 0.90 0.10 0.1 ⁇ ---126 1020 Good
  • Example 3 0.30 0.45 0.90 0.10 0.1----124 1140 Good
  • Example 4 0.05 0.30 0.90 0.10 0.1 ⁇ ⁇ -111 1080 Good
  • Example 5 0.30 0.15 0.90 0.10 0.1 ' - ⁇ ---115 1020 Good
  • Example 6 0.30 0.30 1.2 0.10 0.1. ----124 1200
  • Example 7 0.30 0.30 0.60 0.10 0.1 ⁇ -- ⁇ 114 1080 Good
  • Example 8 0.30 0.30 0.90 0.10-0.1-- ⁇ 125 1080 Good
  • Example 9 0.30 0.30 0.90 0.1 0--0.1-124 1048 Good
  • Example 10 0.30 0.30 0.90 0.10- ⁇ ⁇ 0.1-124 1124 Good
  • Bargyo Example 1 which contains a very small amount of iron (Fe) in the alloying elements, has a negligible grain refinement effect, resulting in inadequate tensile strength, whereas Comparative Example 2, in which the content of iron (Fe) is excessive, is relatively low. It was confirmed that the extrusion property and the corrosion resistance were greatly reduced at the same time.
  • Comparative Example 3 having a very small amount of copper (Cu) in the alloying elements was inadequate in tensile strength and corrosion resistance, whereas Comparative Example 4 in which the copper (Cu) content was excessively confirmed was significantly reduced in corrosion resistance. It became.
  • Comparative Example 5 having an extremely small content of alloy element-manganese manganese (Mn) was significantly inferior in corrosion resistance, whereas Comparative Example 9 having an excessively high content of manganese (Mn) was found to have greatly reduced extrudability.
  • Comparative Example 10 in which titanium (TO is added in an appropriate amount: Al-Ti-B alloy is added at the same time as addition of other alloying elements other than immediately before casting, as shown in FIGS. 3 and 4, the grains are excessive after the heat treatment. It was confirmed that the corrosion resistance was greatly reduced by the expansion.
  • the aluminum pipes of Examples 12 and 13 according to the present invention can simultaneously achieve high tensile strength of 100 MPa or more and excellent corrosion resistance of 1,000 hours or more upon SWAAT evaluation even after heat treatment.
  • the aluminum alloy constituting the heat exchanger pipe of Example 12 has 24 or less precipitates having a size of 20 m 2 or more after thermal treatment. On average, they are spaced apart from each other by 21 to 40 kPa, further improving corrosion resistance.

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Abstract

본 발명은 열교환기 배관용 고강도 고내식성 알루미늄 합금, 이로부터 제조된 열교환기 배관 및 열교환기 배관의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 열교환기 배관용 합금에 요구되는 강도, 내식성 및 강도와 상충관계에 있는 압출성을 모두 만족할 뿐만 아니라, 고온의 열처리 전후의 합금 조직의 변형이 최소화되거나 회피될 수 있으며, 제조비용이 절감되는 알루미늄 합금, 이로부터 제조된 열교환기 배관 및 열교환기 배관의 제조방법에 관한 것이다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
열교환기 배관용 고강도 고내식성 알루미늄 합금， 이로부터 제조된 열교환기 배관 및 열교환기 배관의 제조방법
【기술분야】
본 발명은 열교환기 배관용 고강도 고내식성 알루미늄 합금， 이로부터 제조된 열교환기 배관 및 열교환기 배관의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 열교환기 배관용 합금에 요구되는 강도, 내식성 및 강도와 상충관계에 있는 압출성을 모두 만족할 뿐만 아니라， 고온의 열처리 전후의 합금 조직의 변형이 최소화되거나 회피될 수 있으며ᅳ 제조비용이 절감되는 알루미늄 합금, 이로부터 제조된 열교환기 배관 및 열교환기 배관의 제조방법에 관한 것이다.
【배경기술】
열교환기용 배관은 자동차, 가전제품 등의 열교환기에 사용되는 부품으로서， 경량성, 고강도 및 열전도 특성이 고려된 알루미늄 합금 재질로 제작된다. 이러한 알투미늄 합금으로 이루어진 열교환기용 배관은 자동차를 포함하는 수송 기기， 가전제품 등의 열교환기에 장착되어 고효율의 열교환이 가능하도록 하여 수송 기기의 연비 또는 가전제품 등의 전력소비 절감을 꾀할 수 있도록 한다.
열교환기용 배관은 용도에 따라 냉각수를 냉매로 사용하는 자동차의 라디에이터 (radiator), 히터 코어 (heater core), 오일 쿨러 (oil cooler) 및 R134a 를 넁매로 사용하는 웅축기 (condensor), 증발기 (evaporator) 등에 사용된다. 이러한 열교환기용 배관은 넁매와 직접적인 접촉이 이루어지기 때문에 강도나 압출성은 물론이고 내식성이 우수한 알루미늄 합금아필요하다. 종래 열교환기용 배관의 소재로 사용된 A13003 같은 3000 계열 알루미늄 합금은 우수한 내식 : 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 그러나， 상기 3000 :계열 알루미늄 합금은 실쎄로 열교환기용 배관으로 제조시, 특히 450°C 이상의 고은에서의 브레이징 접합 등의 가공 후， 초기 상태와 비교하였을 때 상당히 조직이 변형된 상태가 되어 열교환기 배관에서 요구되는 최소 인장강도 90MPa 및 최소 항복강도 30 MPa을 만족하지 못할 수 있고， 두께가 0.5 mm 이하의 얇은 열교환기 배관으로 제조시， 인장강도와 항복강도의 저하는 더욱 두드러진다.
한편， 일본공개특허 제 (평) 11-21649 호에는 내식성이 우수한 열교환기용 압출 성형재를 안정적으로 제조하기 위한 알루미늄 합금 및 열교환기 압출 배관의 제조방법이 개시되어 있다. 그러나， 상기 알루미늄 합금은 강도의 향상을 위해 구리 (Cu)를 비롯한 다양한 합금원소를 다소 과량으로 첨가함으로써 압출성 및 내식성 저하, 주조시 고온균열 (hot cracking), 웅력부식균열 (stress corrosion cracking) 등의 문제를 유발하여 열교환기 압출 배관의 품질아 열화될 수 있다. 한편, 한국공개특허 제 10-2011-0043221 호에는 고온에서의 열처리 전후의 합금 조직의 변형이 최소화되거나 회피될 수 있는 알루미늄 합금이 개시되어 있다. 그러나， 상기 알루미늄 합금은 압출성이 불층분하여 이로부터 제작되는 빌렛 (billet) 또는 와이어 로드 (wire rod)로부터 배관을 압출하는 경우 압출 결함이 빈번히 발생하여, 생산성이 크게 저하될 수 있다.
따라서, 강도， 내식성 및 강도와 상층관계에 있는 압출성을 동시에 층족할 수 있고 특히 두께가 0.5 mm 이하의 얇은 열교환기 배관으로 제작되는 경우에도 강도와 내식성이 우수하며， 나아가 열교환기 등의 완제품을 제조하기 위한 고온에서의 열처리 전후에 합금 조직의 변형이 최소화되거나 회피될 수 있어 그 물성이 유지될 수 있는 열교환기 배관용 알루미늄 합금이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
본 발명은 강도， 내식성 및 강도와 상충관계에 있는 압출성을 동시에 층족할 수 있는 열교환기 배관용 알루미늄 합금 및 이로부터 제조된 열교환기 배관을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 두께가 0.5 mm 이하의 얇은 열교환기 배관으로 제작되는 경우에도 인장강도가 100 MPa 이상， SWAAT(Sea Water Acetic Acid Test)에서의 내식성이 1,000 시간 이상인 열교환기 배관용 알루미늄 합금을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 열교환기 등:의 완제품을 제조하기 위한 고온에서의 열처리 전후에 합금 조직의 변형이 최소화되거나 회피될 수 있어 그 물성이 유지될 수 있는 열교환기 배관용 알루미늄 합금 및 이로부터 제조된 열교환기 배관을 제공하는 것을 목적으로 한다. ；
나아가, 본 발명은 상기 열교환기 배관을 간단하게 제조할 수 있어ᅳ 제조비용을 절감시킬 수 있는：교환기 배관의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. [기술적 해결방법] ：
상기 과제를 해결하기 위해， 본 발명은,
철 (Fe) 0.05 내지 0.5 중량 %， 규소 (Si) 0.01 내지 0.2 중량 9¾, 망간 (Mn) 0.6 내지 1.2 중량 및 구리 (Cu) 0.15 내지 0.45 중량 ¾>를 포함하고， 추가로 티타늄 (Ti), 스트론튬 (Sr), 크롬 (Cr), 지르코늄 (Zr), 및 이트륨 (Y)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 이상의 합금원소 0.01 내지 0.1 중량 %를 포함하며， 나머지 잔량부가 알루미늄 (A1) 및 불가피한 불순물로 이루어진， 열교환기 배관용 알루미늄 합금을 제공한다.
여기서, 석출물 증 면적이 2.0 2 이상인 석출물이 직경이 100 인 원의 단위면적당 24 개 이하로 촌재하고， 면적이 2.0 2이상인 임의의 석출물을 기준으로 이에 인접하고 면적이 2.0 {M 2 이상인 다른 석출물 중 상기 석출물과의 거리가 가까운 순으로 10 개의 석출물과의 거리의 평균인 석출물간 평균거리가 21 내지 40 인 것을 특징으로 하는, 열교환기 배관용 알루미늄 합금을 제공한다. .
또한， 상기 석출물은 Al-Fe 금속간 화합물, Al-Cu금속간 화합물또는 Al-Fe- Mn 금속간 화합물을 포함하고， Al-Ti 금속간 화합물， Al-Sr 금속간 화합물， A卜 Cr 금속간 화합물, A Zr 금속간 화합물 및 A Y 금속간 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 이상의 금속간 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 열교환기 배관용 알루미늄 합금을 제공한다.
나아가， 결정립 평균입경이 50 im 이하인 것을 특징으로 하는, 열교환기 배관용 알루미늄 합금을 제공한다.
한편， 알루미늄 합금으로 이루어진 열교환기 배관으로서， 상기 알루미늄 합금의 석출물 중 면적이 2.0 pm 2 이상인 석출물이 직경이 100 인 원의 단위면적당 24 개 이하로 존재하고， 상기 알루미늄 합금의 석출물 중 면적이 2.0 2 이상인 임의의 석출물을 기준으로 아에 인접하고 면적이 2.0 urn 2 이상인 다른 석출물 중 상기 석출물과의 거리가 가까운 순으로 10 개의 삭출물과의 거리의 평균인 석출물간평균거리가 21 내지 40 인, 열교환기 배관을 제공한다. 여기서， 상기 석출물은 AHFe 금속간 화합물, Al-Cu 금속간 화합물 또는 A1- Fe-Mn 금속간 화합물을 포함하고， Al-Ti 금속간 화합물, Al-Sr금속간 화합물, Al-Cr 금속간 화합물， A卜 Zr 금속간 화합물 및 A1-Y 금속간 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 이상의 금속간 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는， 열교환기 배관을 제공한다.
또한, 상기 알루미늄 합금의 결정립 평균입경이 50 이하이고， 브레이징 (brazing); 열처리 되는 경우에도 상기 알루미늄 합금의 결정립 평균입경이 70 im 이하로 제어되는 것을 특징으로 하는， .열교환기 배관을 제공한다.
그리고， 인장강도가 100 MPa 이상아며, ASTM G85에 따른 SWAAT 시험에서 내식성이 1,000 시간 이상인 것을 특징으로 하는, 열교환기 배관을 제공한다. 나아가， 두께가 0.1 내지 0.5 mm 인 것을 특징으로 하는, 열교환기 배관을 제공한다. :
또한, 표면이 아연 용사 (Thermal Arc Spray; TAS) 처리된 것을 특징으로 하는， 열교환기 배관을 제공한다. ：
한편, 철 (Fe) 0.05 내지 0.5 중량 %， 규소 (SD 0.01 내지 0.2 증량 %, 망간 (Mn) 0.6 내지 1.2 중량 % 및 구리 (Cu) 0.15 내지 0.45 충량 % 를 포함하고， 나머지 잔량부가 알루미늄 및 불가피한 블순물로 이루어진 알루미늄 합금 용탕을 제조하는 단계, 상기 알루미늄 합금 용탕의 주조 :직전에 Al-Ti-B 합금을 첨가하여 티타늄 (TO 0.01 내지 0.1 중량 %를 추가로 포함하는 알루미늄 합금 용탕을 제조하는 단계, 상기 알루미늄 합금 용탕으로부터 알루미늄 와이어 로드 (wire rod)를 제조하거나 알루미늄 빌릿 (billet)을 제조하는 단 알루미늄 와이어 로드를 450 내지 650°C에서 10 내지 25 시 열처리하거나 상기 알루미늄 빌릿을 520 내지 620°C에서 20
40 시간 동안 열처리한 후 공냉하는 단계, 및 열처리 후 공냉한 상기 알루미늄 와이어 로드를 컨펌 압출하거나 열처리 후 공냉한 상기 알루미늄 빌릿을 350°C 내지 55CTC에서 예열한 후 직접 압출하여 열교환기 배관을 제조하는 단계를 포함하는， 열교환기 배관의 제조방법을 제공한다.
여기서， 상기 A卜 Ti-B 합금을 첨가하기 전에 상기 알투미늄 합금 용탕의 탈가스화 및 이물잘 여과 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 열교환기 배관의 제조방법을 제공한다.
또한， 상기 컨펌 압출 또는 직접 압출 단계 후， 상기 열교환기 배관의 표면에 아연 용사 (TAS, thermal arc spray) 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는， 열교환기 배관의 제조방법을 제공한다.
그리고, 상기 알루미늄 합금 용탕의 온도가 750 내지 900°C인 것을 특징으로 하는， 열교환기 배관의 제조방법을 제공한다.
[유리한 효과】
본 발명에 따른 열교환기 배관용 알루미늄 합금은 합금원소의 최적의 조합과 정밀하게 제어된 배합비로 강도， 내식성 및 강도와 상충관계에 있는 압출성을 동시에 층족할 수 있고， 두께가 0.5 mm 이하의 얇은 열교환기 튜브로 제작되는 경우에도 인장강도가 100 MPa 이상, SWAAT(Sea Water Acetic Acid Test)에서와내식성이: 1,000 시간 이상으로 매우 우수한 효과를 나타낸다.
계간간， 또한， 본 발명에 따른 열교환기 배관용 알루미늄 합금으로부터 제조된 열교환기 배관은 결정립 미세화 및 금속간화합물 등의 석출물의 크기와 분포의 정밀상동내한 제어를 통해 내식성을 추가로 향상시키고, 열교환기 등의 완제품을 제조하기지기ᄋ」 위한 고온에서의 열처리 전후에 합금 조직의 변형이 최소화되거나 회피되어 그 물성이 유지되는 우수한 효과를 나타낸다.
그리고， 본 발명에 따른 열교환기 배관의 제조방법은 종래 방법에 비해 간단하고 단순하게 제조할 수 있어, 열교환기 배관의 제조단가를 낮출 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
【도면의 간단한 설명】
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따론 제조공정에 의해 제조된 열교환기 배관에 관한실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금으로부터 열교환기 배관을 제조하는 공정의 흐름도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 실시예 1 의 알루미늄 합금과 비교예 10 의 알루미늄 합금의 열처리 전의 SEM사진이다. 도 4 는 본 발명에 따른 실시예 1 의 알루미늄 합금과 비교예 10 의 알루미늄 합금의 열처리 후의 SEM사진이다.
도 5 는 본 발명에 따른 실시예 12 및 비교예 11 각각의 열교환기 배관의 열처리 전후의 석출물 분포를 나타낸 것이다.
【발명의 실시를 위한 형태】
이하， 본 발명의 바람직한 실시예를을 상세히 설명하기로 한다. 그러나， 본 발명은 여기서 설명된 실시쎄들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려， 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.
본 발명은 열교환기 배관용 고강도 및 고내식성 알루미늄 합금에 관한 것이다. 상기 알루미늄 합금은 철 (Fe), 규소 (Si), 망간 (Mn) 및 구리 (Cu) 및 티타늄 (Ti)의 합금원소를 포함하고， 나머지 잔량부가 알루미늄 (A1) 및 기타 불가피한 불순물로 이루어져 있다.
상기 합금원소 증 철 (Fe)은 기지 (Matrix) 내에 Al— Fe 금속간 화합물로 존재한다. 또한, 망간 (Mn)， 규소 (Si)ᅳ 구리 (Cu) 등의 합금원소가 공존하는 경우 Al-Mn-Fe, Al-Mn-Fe-Si, Al-Fe-Cu 등의 금속간 화합물로서 존재한다.
상기 A卜 Fe 계 금속간 화합물은 상기 알루미늄 합금으로부터 열교환기 배관을 제조하는 공정 중 열처리시 대부분 석출되어 결정립의 성장을 억제， 즉 결정립 미세화를 통해， 상기 열교환기 배관의 인장강도 등 기계적 강도를 향상시킬 뿐만 아니라, 특하 열교환기의 제작을 위한 알루미늄 배관의 브레이징 (Brazing) 접합시 인장강도 등 기계적 강도의 저하를 회피하거나 최소화하는 작용을 하게 된다. 속하직변 을간게형 상기 철 (Fe)의 함량은 바람직하게는 0.05 내자 0.5 중량 %, 더욱 바람직하게는 0.15 내자 0.35 중량 %일 수 있다. 여기서， 상기 철 (Fe)의 함량이 0.05 중량 % 미만인 경우 결정립 미세화 및 인장강도 등 기계적 강도가 향상되는 효과가 미미할 수 있는 반면， 0.5J중량 % 초과인 경우 금속간 화합물이 조대해져 상기 알루미늄 합금의 내식성과 압출성이 동시에 크게 저하될 수 있다.
상기 합금원소 중 규소 (Si)는 알루미늄 (A1), 철 (Fe), 망간 (Mn) 등과 화합물을 형성하여 압출: 공정에서 형성되는 다양한 재결정 i 미세화함으로써， 결과적으로 상기 알루미늄 합금의 압출 가공 온도에서의 저항을 작게 하여 상기 알루미늄 합금의 압출성을 향상시키는 작용을 된다.
또한， Al-Fe-Si 계 금속간 확합물은 열교환기의 제작을 위한 알루미늄 배관의 브레이징 접합시; 입계 이동을 방해하여 결정립 조대화를 억제함으로써 알루미늄 배관의 인장강도 등 기계적 강도의 저하를 회피하거나 최소화하는 작용을 하게 된다. 상기 규소 (Si)의 함량은 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량 %일 수 있다. 여기서ᅳ 상기 규소 (Si)의 함량이 0.01 중량 % 미만인 경우 망간 (Mn) 등의 고용량을 감소시키고， 이로써 상기 알루미늄 합금으로부터 제조되는 알루미늄 잉곳의 경제성이 크게 저하될 수 있는 반면， 0.2 증량 %> 초과인 경우 상기 알루미늄 합금의 내식성 및 압출성이 동시에 크게 저하될 수 있다.
상기 합금원소 중 망간 (Mn)은 상기 알루미늄 합금의 내식성에 기여하는 합금원소로서, 알루미늄 기쩌에 Al6Mn 의 미세한 금속간 화합물의 형태로 분포하여 알루미늄의 부식전위를 높이는 기능뿐만 아니라 일정 수준의 강도 향상에 긍정적인 영향을 나타낸다.
상기 망간 (Mn)의 함량은 바람직하게는 0.6 내지 1.2 중량 %일 수 있다. 여기서， 상기 망간 (Mn)의 함량이 0.6 중량 % 미만인 경우 상기 알루미늄 합금의 내식성이 향상되는 정도가 불층분할 수 있는 반면， 1.2 중량 % 초과인 경우 상기 알루미늄 합금와 내식성이 향상되는 정도가 크게 변하지 않을뿐만 아니라， 상기 알루미늄 합금와맙출 생산성아현저하게 저하될 수 있다.
상기 합금원소로서 구리 (Cu)는 망간 (Mn)과 같이 알루미늄 (A1)에 고용되어 상기 알루머늄 합금의 부식전위를 높이는 합금원소로서 상기 알루미늄 합금의 내식성을 향상시키는 동시에， 철 (Fe)과 함께 금속간 화합물로 존재하여 결정립 미세화를 통해 상기 알루미늄 합금의 인장강도 등 기계적 강도를 향상시키는 작용을 하게 된다ᅳ
상기 구리 (Cu)의 함량은 바람직하게는 0.15 내지 0.45 충량%일 수 있다. 여기서, 상기 구리 (Cu)의 함량이 0.15 중량 % 마만인 경우 상기 알투미늄 합금의 인장강도와 내식성이 불층분할 수 있는 반면， 0.45 중량 % 초과인 경우 금속간 화합물의 조대화로 압출성 및 내식성이 동시에 크게 저하될 수 있다. 상기 합금원소로서 티타늄 (Ti)은 융점이 1,800°C로 다른 합금원소인 철 (Fe)의 융점 : 1,540°C , 구리 (Cu)의 융점 1,084.5°C에 비해 높기 때문에 알루미늄 티타늄 디보라이드 (AlTiB2)의 로드 (rod) 등의 형태로 첨가되고， 알루미늄 합금 내에서 Al-Al3Ti-TiB2 등의 Al— Ti 금속간 화합물 형태의 미세한 석출물로 균일하게 존재한다. ^
이로써， 상기 Al— Ti 금속간 화합물은 상기 알루미늄 합금의 결정립의 크기를 결정하는 석출물간 거리를 추가로 감축시키고, 결과적으로 결정립의 미세화에 의해 상기 알루미늄 합금의 인장강도 등의 기계적 강도를 추가로 향상시키는 작용을 하게 된다. 이러한 석출물간:거리의 감축에 의해 결정립의 평균직경은 약 10 내자 40 ；皿로 제어될 수 있는 우수한 효과가 나타난다.
티타늄 (Ti)이 첨가된 알루미늄 합금은 앞서 기술한 바와 같은 Al-Ti 석출물에 의한 결정립의 미세화가 가능하므로, 상기 알루미늄 합금의 신율을 향상시키기 위해 더욱 높은 온도에서 또는 더욱 장시간 열처리를 수행하는 경우에도 인장강도가 저하되는 정도가 티타늄 (Ti)이 첨가되지 않은 알루미늄 합금에 비해 매우 낮기 때문에, 티타늄 (Ti)이 첨가되지 않고 동일한 인장강도를 나타내는 알루미늄 합금의 신율에 비해 크게 향상된 신율을 나타낼 수 있고， 이렇게 향상된 신율에 의해 제조되는 알루미늄 배관의 확관， 축관, 굽힘 등의 가공이 용이하며, 이로써 가공부의 우선적 부식을 억제할 수 있게 된다.
상기 티타늄 (TO의 함량은 바람직하게는 0.01 내지 0.3 중량 %, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.1 중량 %일 수 있다. 여기서, 상기 티타늄 (Ti)의 함량이 0.01 증량 % 미만인 경우 결정립 미세화 효과 및 이로 인한 상기 알루미늄 합금의 인장강도 등의 기계적 강도가 향상되는 정도가 불충분한 반면,
0:3 중량 % 초과인 경우 금속간 화합물의 2:대화에 의해 상기 알루미늄 합금의 압출성을 크게 저하될 수 있다. 한편, 상기 티타늄 (Ti)은 스트론튬 (Sr), 크롬 (Cr), 지르코늄 (Zr), 이트륨 (Y) 등으로 대체될 수도 있다.
상기 선택된 최적의 합금원소들의 조합 및 이들의 정밀하게 제어된 배합비에 의한 결정립 미세화를 통해, 본 발명에 따른 알루미늄 합금은 인장강도， 내식성 및 인장강도와 상층관계에 있는 압출성을 동시에 충족할 수 있다.
본 발명은 고강도 및 고내식성의 열교환기 배관에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 열교환기 배관에 관한 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, :본 발명에 따른 열교환기 배관 (40)은 냉매가 이동하는 하나 이상의 유로 (41)가 병합된 구조를 가질 수 있다. 상기 열교환기 배관 (40)은 이를 구성하는 알루미늄 합금의 결정립 평균입경이 약 50 이하이고, 열교환기를 제조하기 위해 브레이징 (brazing) 열처리 되는 경우에도 결정립 평균입경이 70 이하로 제어될 수 있다.
따라서， 상기 열교환기 배관 (40)은 이를 구성하는 알루미늄 합금의 결정립 미세화를 통해 인장강도와 내식성이 우수하고, 특히, 두께가 0.5 mm 이하의 얇은 열교환기 튜브로 제작되는 경우에도 인장강도가 100 MPa 이상, 바람직하게는 110 MPa 이상， ASTM G85 에 따른 SWAAT(Sea Water Acetic Acid Test)에서의 내식성이 1,000 시간 이상으로 매우 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
여기서, 상기 열교환기 배관 (40)은 두께가 0.1 mm 미만인 경우 열교관기 운용 증 넁매의 압력에 의해 파손될 수 있는 반면, 두께가 0.5 mm 초과인 경우 열교환 효율이 저하되거나 열교환기의 무게가 증가할 수 있으며, 확관， 축관, 굽힘 등의 후가공이 곤란할수 있다.：
또한ᅳ 상기 열교환기 배관 (40)은 이를 형성하는 알루미늄 합금의 결정립 미세화에 의해 두께가 0.5 mm 이하인 얇은 배관으로 제조되는 경우에도 신율의 저하가 회피되거나 최소화되어 확관， 축관 굽힘 등와 후가공이 용이하고， 후가공 이후에 가공 부위의 우선적 부식을 억제할 수 있다. 한편, 상기 열교환기 배관 (40)은 이를 구성하는 알루미늄 합금의 석출물 중 면적이 2.0 βΏΐ 2 이상인 석출물이 직경이 100 인 원의 단위면적당 24 개 이하로 존재하고, 열처리 후 면적이 2.0 2 이상인 임의의 석출물을 기준으로 이에 인접하고 면적이 2.0 urn 2 이상인 다른 석출물 중 상기 임의의 석출물과의 거리가 가까운 순으로 10 개의 석출물과의 거리의 평균인 석출물간 평균거리가 21 내지 40 /皿일 수 있다.
여기서， 직경이 100 卿인 원의 단위면적당 면적이 2.0 !M 2 이상인 석출물이 24 개 초과이고 상기 석출물간 평균거리가 21 μιη ,미만으로 상기 면적이 2.0 !M 2 이상인 다수의 석출물이 인접하게 분포하는 경우， 상기 각각의 석출물로부터 진행되는 부식반웅에 의한 소실 부분과 인접한 다른 석출물로부터 진행되는 부식반웅에 의한 소실 부분이 서로 연결되어 부식에 의한 전체 소실 부분이 급격히 증가할 수 있다. 결과적으로, 상기와 같은 연결 작용으로 인하여 부식에 의해 소실되지 않아도 되는 부분까지도 소실되는 현상이 발생하여 전체 소실 면적이 크게 확대될 수 있다. 반면， 직경이 100 인 원의 단위면적당 면적이 2.0 IM 2 이상인 석출물간 평균거리가 40 m 초과인 경우， 결정립이 조대해져 상기 열교환기 배관의 기계적 특성 및 내식성이 저하될 수 있다. 상기 석출물은 A卜 Fe 금속간 화합물， A1ᅳ Cu 금속간 화합블, Al-Fe-Mn 금속간 화합물을 포함할 수 있으며, 추가로 Al-Ti 금속간 화합물， Al-Sr 금속간 화합물， A Cr 금속간 화합물， Al-Zr 금속간 화합물， A1- Y 금속간 화합물 등을 더 포함할 수 있다.
앞서 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 열교환기 배관 (40)은 이를 구성하는 알루미늄 합금의 석출물의 크기와 분포의 정밀한 제어를퉁해 내식성을 추가로 향상시키고， 열교환기 완제품을 제조하기 위한 브레이징 (brazing) 열처리 전후에 합금 조직의 변형이 최소화되거나 회피되어 그 물성이 유지되는 우수한 효과를 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 파른 알루미늄 합금으로부터 열교환기 배관을 제조하는 공정의 흐름도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이， 본 발명의 일실시예에 따른 알루미늄 합금 및 알루미늄 배관의 제조공정은 아래 a) 내지 e) 단계를 포함할 수: 있다.
a) 철 (Fe), 규소 (Si), 망간 (Mn) 및 구리 (Cu)를 목적한 함량으로 포함하고, 나머지 잔량부가 알루미늄 (A1) 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 알투미늄 합금 용탕을 제조하는 단계;
b) 상기 알투미늄 합금 용탕의 주조 직전에 Al-Ti— B 합금을 참가하는 단계; c) 상기 알루미늄 합금 용탕으로부터， 연속주조압연에 의해 알루미늄 와이어 로드 (wire rod)를 제조하는 단계;
d) 상기 알루미늄 와이어 로드를 450 내자 65C C에서 10 내지 25 시간 동안 열처리한 후 공냉하는 단계; 및 e) 열처리 후 공넁한 상기 알루미늄 와이어 로드를 컨펌 압출하여 열교환기 배관을 제조하는 단계.
본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 배관의 제조방법은 a) 단계 이후에 알루미늄 합금 용탕의 탈가스화 및 이물질 여과 단계를 추가로 포함할 수 있다. 여기서， 상기 탈가스화 및 이물질 여과 단계는 a) 단계와 b) 단계 사이에 수행하는 것이 바람작하다. b) 단계 이후에 상기 탈가스화 및 이물질 여과 단계를 수행하는 경우 가스와 함께 Al-Ti 금속간 화합물이 탈루될 수 있기 때문이다.
앞서 기술한 바와 같이， b) 단계에서 :첨가되는 Al-Ti-B 합금으로부터의 Al-Ti 석출물이 기지 (Matrix) 내에서 균일하게 분포함으로써, 결정립 크기를 결정하는 석출물간 거리가 감축되고， 결과적으로 결정립 미세화에 의해 알루미늄 합금의 인장강도 등 기계적 강도가 향상될 수 있다. 이로써， 본 발명에 따른 열교환기 배관의 제조방법은 별도의 결정립 미세화 공정이 불필요하보로 제초공정이 간단하고 따라서 제조비용이 절감될 수 있다.
한편， 상기 c) 단계에서 상기 연속주조압연에 적용되는 상기 알루미늄 합금 용탕의 온도가 750 내지 900°C인 것이 바람직하다. 상기 연속주조압연에 적용되는 용탕의 주입 온도를 상기와 같이 한정하는 이유는 금속간 화합물인 고용체， 즉 치밀한 미세조직을 갖는 주물을 얻기 위함이다.
여기서, 상기 알루미늄 합금 용탕의 주입 은도가 900°C를 초과하는 경우 주물의 미세조직이 조대해지는 문제가 있는 반면， 750°C 미만인 경우 상기 용탕의 유동성이 부족하여：주형 공간을 치밀하게 채우지 못하는 미스런 (Miss
Run) 현상이 발생할 수 있다.
또한， 상기 c) 단계에서 연속주조압연에 의해 제조되는 알루미늄 와이어 로드의 직경은 이로부터 제조되는 열교환기 배관의 규격에 따라 :상이할 수 있고, 예를 들어 8 내지 15mm일 수 있다.
상기 컨펌 압출은 직접 압출로 대체될 수 있는데， 이 경우， 상기 알루미늄 합금 용탕으로부터 연속주조압연 공법에 의해 알루미늄 와이어 로드를 제조하는 대신에, 연속주조 (Continuous casting) 공법 등으로 알루미늄 빌릿 (billet) 형태로 제조할 수 있다. 상기 알루미늄 빌릿은 :520 내지 620°C에서 20 시간 내지 40시간 동안 균질화 열처리 후 공넁이 수행될 수 있고, 열처리 후 공넁한 상기 알루미늄 빌릿을 350°C 내지 550°C에서 예열한 후 직접 압출하여 열교환기 배관을 제조할 수 있다.
상기 열교환기 배관을 제조하기 위한 직접 압출은 알루미늄 합금으로부터 제조된 알루미늄 빌릿들을 압출기에 불연속적으로 투입하여 열교환기 배관을 제조한다. ；이러한 직접 압출시 상기 알루미늄 빌릿에 가해지는 열에너지와 압출에 의한 전단에너지는 알루 Pᅵ늄 기저에 고용된 상태로존재하는 망간 (Mn), 구리 (Cu) 같은 합금원소 및 금속간 화합물을 일정량 입계면으로 확산시켜 석출시킨다.
이러한 석출 현상은 압출 속도 및 전단에너지에 따라 그 정도가 달라지게 되므로， 불연속적으로 알루미늄 빌릿을 투입시키는 직접 압출을 이용하여 열교환기 배관을 생산할 경우， 투입되는 빌릿의 종단 영역과 다음으로 투입되는 빌릿의 시단 영역이 맞물리는 부위에서 상기 석출 현상이 발생하는 정도의 차이에 의해 합금의 조직이 달라지고， 결과적으로 상기 맞물리는 부위에서 전위차부식이 발생할 소지가 있다. ：
따라서, 연속주조 공법으로 알루미늄 빌릿을 제조하여 열교환기 배관을 제조하는 경우， 상기 빌릿 네부의 망간 (Mn), 구리 (Cu) 등 대부분의 합금원소가 알루미늄 기저에 고용된 상태로 존재하므로， 압출 공정에 들어가기 전 적절한 균질 열처리를 거치는 것이 바람직하다.
한편, 상기 d) 단계는 상기 알루미늄 와이어 로드의 열처리를 통해 알루미늄 합금을 형성하는 합금원소의 균일화 또는 편석 등의 불균일 조직의 제거를 달성하고, 결과적으로 알루마늄 합금의 물성의 균일화와 부분부식 및 입계부식을 억제할 수 있게 된다.
또한， 상기 e) 단계의 컨펌 압출시 압출 속도는 바람직하게는 약 100 mpm 일 수 있다. 상기 컨펌 압출은전단 웅력 (shear stress)을 아용한 압출법으로 일정 수준 이상의 압출 속도가 요구되고, 압출 속도가 낮은 경우 제조되는 배관의 표면 불량또는 물성 저하가 유발될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 열교환기 배관의 제조공정은 상기 열교환기 배관에 극한의 내식성이; 필요한 경우 상기 e) 단계를 수행한 후 열교환기 배관의 표면에 아연 용사 (thermal arc spray; TAS) 처리를 수행하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 아연 용사 (TAS) 처리는 회생양극 효과를 부여하여 열교환기 배관의 내식성을 추가로 향상시킬 수 있다.
〈실시예〉
1. 열교환기 배관의 제조예
아래 표 1 에 나타난 바와 같은 함량의 합금원소를 포함하고， 나머지 잔량부가 알루미늄 및 기타 불가피한 불순물로 이루어진 각각의 알루미늄 합금 (750~900°C)으로부터 연속주조압연을 통해 알루미늄 와이어 로드를 각각 제조하여 코일 형태로 보빈에 감았다. 여기서, 합금원소 중 티타늄 (Ti)이 첨가되는 경우， 실시예 1 내지 11 및:비교예 1 내지 6, 8 및 9는 연속주조압연 직전에 알루마늄 합금 용탕에 A1-T B 합금을 첨가한 반면, 비교예 10 은 A1- Ti-B 합금을 다른합금원소와 동시에 첨가하였다.
또한, 상기 각각의 ■루미늄 와이어 로드의 균질화 처리를 위해 52CTC의 온도 범위에서 18 시간 동안 유지한 후 공냉시키는 순서로 열처리를 수행하였다. 그 후， 열처리된 와이어 로드를 컨펌 압출법을 이용해 압출 속도 100 mpm 으로 외경 7 mm, 두께 0.5 mm 의 알루미늄 배관을 각각 제조했다. 여기서, 각각의 알루미늄 배관은 모두 내식성 평가를 위해 6KTC에서 20 분간 블레이징 모사 처리흩 수행했다.
그리고， 61CTC에서 20 분간 블레이징 모사 처리된 열교환기 배관으로서 아래 표 2 에 나타난 바와 같은 석출물의 크기 및 분포를 갖는 알루미늄 합금으로 이루어진 열교환기 배관을 제조했다.
2. 열교환기 배관의 물성 평가
1) 인장강도 및 압출성 평가
인장강도는 ASTM E8 에 따라 평가했고， 압출성은 압출 선속 100 mpm 으로 압출 공정이 가능한 경우 양호, 압출 공정이 불가능한 경우 불량으로 평가하였다. 평가 결과는 아래 표 1 및 2에 나타난 바와 같다.
2) 내식성 평가
내식성의 평가는 ASTM G85 에 따른 SWAAT 시험으로 평가했다. 구체적으로, 4.2 중량 %의 NaCl 용액에 빙초산을 첨가하여 pH 2.8 내지 3.0 으로 유지하고 이를 49 °C의 온도하에서 0.07 MPa 의 압력 및 1 내지 2 m^/hr 의 분무량으로 배관 시편에 분무하면서 부식에 견디는 최대 시간을 측정했다. 평가 결과는 아래 표 1 및 2에 나타난 바와 같다.
【표 1
조성 (중량 %) 물성
인장강도 내식성
Fe Cu Mn Si Ti Sr Cr Zr Y 압출성
(MPa) (시간)
실시예 1 0.30 0.30 0.90 0.10 0.1 - - - - 121 1200 양호 실시예 2 0.50 0.30 0.90 0.10 0.1 ᅳ - - - 126 1020 양호 실시예 3 0.30 0.45 0.90 0.10 0.1 - - - - 124 1140 양호 실시예 4 0.05 0.30 0.90 0.10 0.1 ᅳ ᅳ - - 111 1080 양호 실시예 5 0.30 0.15 0.90 0.10 0.1 ' ― ᅳ - - - 115 1020 양호 실시예 6 0.30 0.30 1.2 0.10 0.1. - - - - 124 1200
실시예 7 0.30 0.30 0.60 0.10 0.1 ᅳ - - ᅳ 114 1080 양호 실시예 8 0.30 0.30 0.90 0.10 - 0.1 - - ᅳ 125 1080 양호 실시예 9 0.30 0.30 0.90 0.1ᄋ - - 0.1 - - 124 1048 양호 실시예 10 0.30 0.30 0.90 0.10 - ᅳ ᅳ 0.1 - 124 1124 양호 실시예 11 0.30 0.30 0.90 0.10 - - - - 0.1 125 1064 양호 비교예 1 - 0.30 0.90 0.10 0.1 - - - - 105 1080 양호 비교예 2 0.60 0.30 0.90 0.10 0.1 - ᅳ - - 127 740 불량 비교예 3 0.30 0.10 0.90 0.10 0.1 - - - - 108 960 양호 비교예 4 0.30 0.55 0.90 0.10 0.1 - - - - 126 720 양호 비교예 5 0.30 0.30 0.4 0.10 0.1 - - - ᅳ 110 640 양호 비교예 6 0.30 0.30 0.90 0.30 0.1 - - - - 129 920 양호 비교예 7 0.30 0.30 0.90 0.10 119 880 양호 비교예 8 0.30 0.30 0.90 0.10 0.4 - - - ᅩ 120 620 양호 비교예 9 0.30 0.30 1.30 0.10 0.1 - - - - 125 1200 불량 비교예 10 0.30 0.30 0.90 0.10 0.1 - - - ᅳ 119 880 양호
【표 21
Figure imgf000014_0001
배관은 열처리 후에도 100 MPa의 높은 인장강도， SWAAT 평가시 1,000 시간 이상의 우수한 내식성， 및 우수한 압출성을 동시에 달성할 수 있음을 확인했다. 이는, 도 3 및 4 에 도시된 바와 같이， 실시예 1 의 알루미늄 배관을 구성하는 알루미늄 합금이 열처리 후에도 결정립의 팽창이 최소화되었기 때문이다.
반면， 합금원소 중 철 (Fe)의 함량이 극히 미량인 바교예 1 은 결정립 미세화 효과가 미미하여 인장강도가 불층분한 반면, 철 (Fe)의 함량이 과량인 비교예 2는 금속간 화합물의 조대화로 압출성 및 내식성이 동시에 크게 저하된 것으로 확인되었다.
또한, 합금원소 중 구리 (Cu)의 함량이 극히 '미량인 비교예 3 은 인장강도 및 내식성이 불층분한 반면, 구리 (Cu)의 함량이 과량인 비교예 4는 내식성이 크게 저하된 것으로 확인되었다.
그리고， 합금원소 증 망간 (Mn)의 함량이 극히 미량인 비교예 5 는 내식성이 크게 불충분한 반면, 망간 (Mn)의 함량이 과량인 비교예 9 는 압출성이 크게 저하된 것으로 확인되었다.
나아가, 합금원소 중 규소 (Si)의 함량이 과량인 비교예 6 은 내식성이 크게 저하된 것으로 확인되었다 ：
한편, 합금원소 중 티타늄 (Ti)이 첨가되지 않은 비교예 7 은 내식성이 크게 결정립 미세화 효과가 미미하여 내샥성이 크게 저하된 반면， 티타늄 (Ti)이 과량 첨가된 비교예 8은 조대한금속간 화합물의 형성에 의해 내식성이 크게 저하된 것으로 확인되었다.
또한, 티타늄 (TO이 적당량:첨가된 비교예 10 은 Al-Ti-B 합금이 주조 직전이 아닌 다른 합금원소의 첨가와 동시에 첨가됨으로써， 도 3 및 4 에 도시된 바와 같이, 열처리 후에 결정립이 과도하게 팽창되어 내식성이 크게 저하된 것으로 확인되었다.
상기 표 2 에 나타난 바와 같이， 본 발명에 따른 실시예 12 및 13 의 알루미늄 배관은 열처리 후에도 100 MPa 이상의 높은 인장강도와 SWAAT 평가시 1,000 시간 이상의 우수한 내식성을 동시에 달성할 수 있음을 확인했다. 특히, 도 5 에 도시된 바와 같이， 실시예 12 의 열교환기 배관을 구성하는 알루미늄 합금은 열처뫼 후 크기가 20 m 2 이상인 석출물들이 24 개 이하이고 이들이 평균적으로 21 내지 40 卿 만큼 서로 이격되어 있어 내식성이 추가로 향상되었다.
반면， 비교예 11 또는 12 의 열교환기 배관을 구성하는 알루미늄 합금은 열처리 후 크기가 20 im 2 이상인 석출물들이 과도하게 존재하거나, 이들이 과도하게 인접하게 분포함으로써， 내식성이 크게 저하된 것으로 확인되었다. 또한, 비교예 13 의 열교환기 배관을 구성하는 알루미늄 합금은 열처리 후 크기가 20 im 2 이상인 석출물은 적절히 존재하나 이들의 과도하게 이격되어 분포함으로써 결정립 조대화에 의한 인장강도 저하 및 내식성 저하가 유발된 것으로 확인되었다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만， 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명올 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

Claims

ί청구의 범위】
【청구항 1】
철 (Fe) 0.05 내지 0.5 중량 % 규소 (Si) 0.01 내지 0.2 중량 %， 망간 (Mn) 0.6 내지 1.2 중량 %， 및 구리 (Cu) 0.15 내지 0.45 중량 <¾를 포함하고, 추가로 티타늄 (Ti), 스트론튬 (Sr), 크롬 (Cr), 지르코늄 (Zr), 및 이트륨 (Y)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 이상의 합금원소 0.01 내지 0.1 중량 %를 포함하며， 나머지 잔량부가 알루미늄 (A1) 및 불가피한 불순물로 이루어진, 열교환기 배관용 알루미늄 합금.
【청구항 2】
제 1항에 았어서,
석출물 중 면적이 2.0 iM 2 이상인 석출물이 직경이 100 j i인 원의 단위면적당 24개 이하로 존재하고, 면적이 2.0 urn 2이상인 임의와석출물을 기준으로 이에 인접하고 면적이 2.0 m 2 이상인 다른 석출물 중 상기 석출물과의 거리가 가까운 순으로 10 개의 석출물과의 거리의 평균인 석출물간 평균거리가 21 내지 40 인 것을 특징으로 하는, 열교환기 배관용 알루미늄 합금.
【청구항 3】
제 2항에 있어서，
상기 석출물은 A Fe 금속간 화합물， Al-Cu 금속간 화합물 또는 Al-Fe-Mn 금속간 화합물을 포함하고， A卜 Ti 금속간 화합물, Al-Sr 금속간 화합물, Al-Cr 금속간 화합물， Al-Zr 금속간 화합물 및 A1-Y 금속간 화합물로 이투어진 그룹으로부터 선택된 1 종 이상의 금속간 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 열교환기 배관용 알투미늄 합금.
【청구항 4】
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
결정립 평균입경이 50 m 이하인 것을 특징으로 하늠 열교환기 배관용 알루미늄 합금.
【청구항 5】
알루미늄 합금으로 이루어진 열교환기 배관으로서，
상기 알루미늄 합금의 석출물 중 면적이 2.0 iM 2 이상인 석출물이 직경이 100/m인 원의 단위면적당 24개 이하로 존재하고，
상기 알루미늄 합금의 석출물 중 면적이 2.0 iM 2 이상인 임의의 석출물을 기준으로 이에 인접하고 면적이 2.0 iM 2 이상인 다른 석출물 중 상기 석출물과의 거리가 가까운 순으로 10 개의 석출물과의 거리의 평균인 석출물간 평균거리가 21 내지 40 인， 열교환기 배관.
【청구항 6】
제 5항에 있어서， 상기 석출물은 Al-Fe 금속간 화합물, Al-Cu 금속간 화합물 또는 Al-Fe-Mn 금속간 화합물을 포함하고， Al-Ti 금속간 화합물， Al-Sr 금속간 화합물, Al-Cr 금속간 화합물, Al-Zr 금속간 화합물 및 A卜 Y 금속간 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1 종 이상의 금속간 화합물을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는， 열교환기 배관.
[청구항 73
제 5항 또는 제 6항에 있어서 '
상기 알루미늄 합금의 결정립 평균입경이 50 / 이하이고, 브레이징 (brazing) 열처리 되는 경우에도 상기 알루미늄 합금의 결정립 평균입경이 70 m 이하로 제어되는 것을 특징으로 하는， 열교환기 배관.
【청구항 8】 \ 제 5항 또는 제 6항에 있어서，
인장강도가 100 MPa 이상이며， ASTM G85에 따른 SWAAT 시험에서
내식성이 1,000 시간 이상인 것을 특징으로 하는， 열교환기 배관.
【청구항 9】
제 5항 또는 제 6항에 있어서,
두께가 0.1 내지 0.5 mm인 것을 특징으로 하는， 열교환기 배관.
【청구항 10】
제 5항 또는 제 6항에 있어서,
표면이 아연 용사 (Thermal Arc Spray; TAS) 처리된 것을 특징으로 하는, 열교환기 배관.
【청구항 11】
철 (Fe) 0.05 내자 0.5 증량 %， 규소 (Si) 0.01 내지 0.2 중량 %， 망간 (Mn) 0.6 내지 1.2 중량 > 및 구리 (Cu) 0.15 내지 0.45 중량 % 를 포함하고， 나머지 잔량부가 알루미늄 및 불가피한 불순물로 이루어진 알루미늄 합금 용탕을 제조하는 단계，
상기 알루미늄 합금 용탕의 주조 직전에 Al-Ti-B 합금을 첨가하여 티타늄 (Ti) 0.01 내지 0.1 중량%를 추가로 포함하는 알루미늄 합금 용탕을 제조하는 단계， 상기 알루미늄 합금 용탕으로부터 알루미늄 와이어 로드 (wire rod)를 제조하거나 알루미늄 빌릿 (biileO을 제조하는 단계，
상기 알루미늄 와이어 로드를 450 내지 65CTC에서 10 내지 25 시간 동안 열처리하거나 상기 알루미늄 빌릿을 520 내지 62C C에서 20 시간 내지 40시간 동안 열처리한후 공냉하는 단계， 및
열처리 후 공냉한 상기 알루미늄 와이어 로드를 컨펌 압출하거나 열처리 후 공냉한 상기 알루미늄 빌릿을 35CTC 내지 55CTC에서 예열한 후 직접 압출하여 열교환기 배관을 제조하는 단계를 포함하는， 열교환기 배관의 제조방법.
【청구항 12】 제 11항에 있어서，
상기 Al-Ti-B 합금을 첨가하기 전에 상기 알루미늄 합금 용탕의 탈가스화 및 이물질 여과 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는， 열교환기 배관의 제조방법.
【청구항 13】
제 11항 또는 제 12항에 있어서，
상기 컨펌 압출 또는 직접 압출 단계 후, 상기 열교환기 배관의 표면에 아연 용사 (TAS, thermal arc spray) 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는， 열교환기 배관의 제조방법.
【청구항 14】
제 11항 또는 제 12항에 있어서，
상기 알루미늄 합금 :용탕의 온도가 750 내지 90CTC인 것을 특징으로 하는， 열교환기 배관의 제조방법.
PCT/KR2015/004256 2014-08-13 2015-04-28 열교환기 배관용 고강도 고내식성 알루미늄 합금, 이로부터 제조된 열교환기 배관 및 열교환기 배관의 제조방법 WO2016024696A1 (ko)

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