JPH01102297A - ろう付け性と耐食性にすぐれた熱交換器用Al合金複合フィン材 - Google Patents

ろう付け性と耐食性にすぐれた熱交換器用Al合金複合フィン材

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JPH01102297A
JPH01102297A JP25736287A JP25736287A JPH01102297A JP H01102297 A JPH01102297 A JP H01102297A JP 25736287 A JP25736287 A JP 25736287A JP 25736287 A JP25736287 A JP 25736287A JP H01102297 A JPH01102297 A JP H01102297A
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(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ろう材が被覆された管材と72ツクスを用
いてろう付けされる、すぐれたろう付け性と耐食性およ
び高強度な特性を有する熱交換器用Al合金複合フィン
材に関するものである。
〔従来の技術〕
一般にAl合金は、軽(て熱伝導性にすぐれ、かつ耐食
性にもすぐれていることがら、例えば、自動車のうν二
一夕などの熱交換器として広く用いられている。これら
Al製熱交換器に用いられているフィン材としては、ろ
う付け時の高温強度と使用時の室温強度を兼備するもの
として、例えばA I−Mn −S i −Mg合金が
知られ、さらに前記特性に加え、管材に対する犠牲陽極
効果を付与するものとして、例えばA I−Mn −S
 i −Mg −Zn合金が知られている。
これらAl合金製フィン材は、熱交換器に製造スル際、
例えばAl−Mn系合金を芯材とし、この芯材の外面に
Al−8i系合金をろう材としてクラッドしてなる管材
と、真空中または不活性ガス中においてろう付けされる
〔発明が解決しようとする問題点〕
前記従来のフィン材において、Mg成分は室温強度を高
める目的で添加されるものであるが、こ。
の従来のフィン材と管材とを7ラツクスを用いてろう付
けする場合には、Mgが7ラツクスと反応してろう付け
性を低下させてしまうという問題点があった。従って、
7ラツクスを用いるろう付けでは、Mgの添加量は微少
にせざるを得ず、このため必要な強度の増加は望めなか
った。
〔問題、−χを解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、Mgを含有する高強度フィン材
であって、かつ7ラツクスを用いてろう付けしても良好
なろう付け性が得られるフィン材を開発すべく研究を行
った結果、 芯材がMn:0.6〜1.5%、Si:0,7−1゜3
%、Mg:0.10〜1.0%を含有し、さらに必要に
応じてZr:0.03−0.20%およびCu:0.0
5〜0.20%のうちの1種または2種を含有し、残り
がAlと不可避不純物からなる組成を有するAl合金で
構成され、 かつ前記芯材の両面にクラッドされた皮材がZn:1.
0〜4.0%を含有し、さらに必要に応じてMn:0.
1〜1.5%、Si:0.1〜1.3%とZr:0,0
3−0.20%を含有し、残りがAlと不可避不純物か
らなる組成(以上重量%。以下の%も同じ)を有するA
l合金から構成されたフィン材は (1)  Mgを含有する芯材をMgを含有しない皮材
で被覆しているため、7ラツクスを用いたろう付けにお
いて、Mgと7ラツクスとが反応することがなく、従っ
て良好なろう付け性が確保できる。
(2)  また、皮材にZnを含有させたため、皮材が
芯材にたいして電気化学的に卑になり、従ってフィン材
自体の耐食性が向上する。
(3)  ろう付け時の加熱で、皮材のZnを芯材にま
で拡散せしめ、Mg、Znによる強度向上効果を発揮さ
せることがで外る。
という知見を得た。
この発明は上記知見にもとづいてなされたもので、以下
に本発明フィン材の成分組成を上記の通りに限定した理
由を説明する。
A、芯材 (a)  MnおよびSi MnおよびSi成分はAl合金中に微細なAl−Mn 
−S i化合物を形成し、これが室温強度を向上させる
ばかりでなく、材料の再結晶温度を越えて加熱されたと
きに形成される再結晶粒が非等方的で圧延方向に長く伸
びたものとなるため、高温時の耐垂下性をも改善する。
Mn:0.6%未満、Si:0.7%未満では上記効果
が十分でなく、一方、Mn:1.5%、Si:1゜3%
をそれぞれ越えると加工性が低下するため、その含有量
をMn:0. 6〜1 、 5%、Si:0. 7〜1
.3%と定めた。
(b)  Mg Mg成分は、時効処理により、Al合金中にZnととも
に、MgZn2化合物を析出し、これにより室温強度を
向上させることができる。
0.10%未満では上記効果が十分でなく、−方、1.
0%を越えて含有されると皮材が存在してもろう材中に
多量のMgが到遠し、7ラツクスと反応してろう付け性
が低下してしまうため、その含有量を0.10〜1.0
%と定めた。
(c)  ZrおよびCu Zr成分は、Alと微細化合物を形成して高温強度を向
上させ、Cu成分はAl素地に固溶して室温強度を向上
させる。
Zr:0.03%未満、Cu:0.05%未満では上記
効果が十分でなく、一方、Zr:0.20%を越えて含
有されると加工性が低下し、Cu:0.20%を越えて
含有されると皮材への拡散によりフィン全体の電位を上
げ、ろう付けされる管材の耐食性を低下させるため、そ
の含有量をZr:0.03−0.20%、Cu:0,0
5−0.20%と定めた。
B、皮材 (a)  Zn Zn成分は、M、と共存して時効硬化により室温強度を
向上させるとともに、皮材を芯材に比べて電気化学的に
県とするため、皮材に犠牲陽極効果を付与させフィン芯
材と管材とをよく防食する。
1.0%未満では上記効果が十分でなく、一方、4.0
%を越えで含有されてもさらにすぐれた効果が発揮され
ないため、その含有量を1.0〜4゜0%と定めた。
(b)  MnおよびSi これらの成分を含有させる理由は芯材の場合と同じであ
る。
その含有量をMn:0.1〜1.5%、Si:0゜1〜
1.3%と定め、これらの下限を芯材の場合より若干低
くしたのは、皮材の強度、がさほど必要でないときに、
芯材より皮材の電位をより卑にするこを可能にしたため
である。
(e)  Zr Zr成分を0.03〜0.20%含有させる理由は芯材
の場合とおなしである。
つぎに、この発明のAl合金複合フィン材を実施例によ
り具体的に説明する。
〔実施例〕
通常の溶解鋳造法により、第1表に示される成分組成を
もった本発明芯材用Al合金1〜5、比較芯材用Al合
金6〜7、および本発明皮材用Al合合金−e%比較皮
材用Al合金fを溶解し、鋳造して鋳塊とした。なお、
これらの鋳塊は、@1表には表示を省略したが、不可避
不純物としで、いずれもFe:0.35%以下、Mn:
0.01%以下、Si:0,25%以下、Cu:0,0
1%以下、Mg:0.01%以下、Zn:0,02%以
下、Zr:0゜01%以下、およびCr:0,01%以
下を含有するものであった。
ついで上記芯材並びに皮材用Al合金のi塊を面前し、
通常の条件で均質化熱処理した後、熱間圧延を施して板
厚:8ω「nの熱延板とした。さらにこのうち、皮材用
Al合金については冷間圧延を施して板厚:1m111
の冷延板とし、引き続いて上記板厚:81の芯材用熱延
板の両面に上記皮材をそれぞれ重ね合わせ、熱間圧延に
てクラッドして板厚:21とし、さらにこれを適宜中間
焼鈍をはさみなから冷間圧延することによって板厚:0
.in論を有する本発明複合フィン材1〜7、および比
較複合フィン材1〜3を製造し、第2表に示した。
また、本発明芯材2のII塊については、上記と同様の
製造方法により、板厚:31の熱延板とした後、さらに
板P7::0.1mmの冷延板とすることにより皮材の
ない比較フィン材4とし、これも第2表に示した。
つぎに、上記本発明フィン材1〜7および比較フィン材
1〜4について、ろう付け性、耐食性、および機械的性
質について試験を行い、その結果を合わせて第2表に示
した。
(1)  ろう付け性試験 上記の各種フィン材を、それぞれ幅:20ma+X長さ
:5001616の寸法に切り出し、これを1oIII
I6間隔で波型に曲げ加工し、これを、芯材がCu:0
゜16%、Mn:1.05%を含有し、残りがAlと不
可避不純物からなる組成を有するAl合金で構成され、
片面ろう材がSi:9.6%を含有し、残りがAlと不
可避不純物からなる組成を有するAl合金で構成された
厚さ:0.4a+m(芯材:0.36mw1ろう材:0
.04a+m)X幅:20+mX長さ:50IIl【n
の寸法を有するプレーノングシートのろう材面上に載置
し、この状態で、760Torrの窒素〃ス雰囲気中で
F化物系ブラックスを用いて、610℃×10分間保持
の条件でろう付けを行い、このろう付け部のろう付け状
態を観察し評価した。
表中、Oは良好、Xは不良を示す。
(2)耐食性試験 前記ろう付け性試験における試片を用い、100時間の
酸性塩水噴霧試験を行い、フィン材の腐食状況を観察し
評価した。表中、○は良好(表面がわずかに腐食)、Δ
はやや良(腐食があるが貫通孔はなし)、×は不良(貫
通孔が多数発生)を示す。
(3)機械的性質 上記各種のフィン材から、幅ニアT61II×長さ:1
5TaI11の引張試験片を切り出し、ろう付け温度に
相当する610℃で10分間の熱処理を施した後引張試
験を行い、引張強さと0.2%耐力を測定した。
また、フィン材が、例えばラジェータ用として実用に供
される場合には約80℃の温度に加熱されるため、上記
熱処理後、80℃×200時間経過したものについても
同様に試験を行い測定した。
〔発明の効果〕
fltIz表に示される結果から、本発明フィン材1〜
7は、いずれもろう付け性と耐食性が良好で、かつ機械
的性質がすぐれている。
これに対し、比較フィン材1〜4は、ろう付け性、耐食
性のいずれか、または両方に劣るものである。また、比
較フィン材3.4は、時効硬化による強度の増加が図れ
ない。
上記のように、この発明のAl合金複合フィン材は、7
ラツクスろう付けによってろう付けされた場合にすぐれ
たろう付け性と耐食性および高強度な特性を有するので
、熱交換器のフィン材として用いた場合、者しく長期に
わたってすぐれた性能を発揮することができる。
出願人  三菱アルミニウム株式会社 17一

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1) 芯材が、Mn:0.6〜1.5%、Si:0.
    7〜1.3%、Mg:0.10〜1.0%を含有し、残
    りがAlと不可避不純物からなる組成を有するAl合金
    で構成され、かつ前記芯材の両面にクラッドされた皮材
    が、Zn:1.0〜4.0%を含有し、残りがAlと不
    可避不純物からなる組成(以上重量%)を有するAl合
    金で構成されたことを特徴とするろう付け性と耐食性に
    すぐれた熱交換器用Al合金複合フィン材。 (2) 芯材が、Mn:0.6〜1.5%、Si:0.
    7〜1.3%、Mg:0.10〜1.0%を含有し、し
    、残りがAlと不可避不純物からなる組成を有するAl
    合金で構成され、かつ前記芯材の両面にクラッドされた
    皮材が、Zn:1.0〜4.0%を含有し、残りがAl
    と不可避不純物からなる組成(以上重量%)を有するA
    l合金で構成されたことを特徴とするろう付け性と耐食
    性にすぐれた熱交換器用Al合金複合フィン材。 (3) 芯材が、Mn:0.6〜1.5%、Si:0.
    7〜1.3%、Mg:0.10〜1.0%を含有し、残
    りがAlと不可避不純物からなる組成を有するAl合金
    で構成され、かつ前記芯材の両面にクラッドされた皮材
    が、Zn:1.0〜4.0%を含有し、さらに、Zr:
    0.03〜0.20%を含有し、残りがAlと不可避不
    純物からなる組成(以上重量%)を有するAl合金で構
    成されたことを特徴とするろう付け性と耐食性にすぐれ
    た熱交換器用Al合金複合フィン材。 (4) 芯材が、Mn:0.6〜1.5%、Si:0.
    さらに、Zr:0.03〜0.20%およびCu:0.
    05〜0.20%のうちの1種または2種を含有7〜1
    .3%、Mg:0.10〜1.0%を含有し、さらに、
    Zr:0.03〜0.20%およびCu:0.05〜0
    .20%のうちの1種または2種を含有し、残りがAl
    と不可避不純物からなる組成を有するAl合金から構成
    され、かつ前記芯材の両面にクラッドされた皮材が、Z
    n:1.0〜4.0%を含有し、さらに、Zr:0.0
    3〜0.20%を含有し、残りがAlと不可避不純物か
    らなる組成(以上重量%)を有するAl合金で構成され
    たことを特徴とするろう付け性と耐食性にすぐれた熱交
    換器用Al合金複合フィン材。 (5) 芯材が、Mn:0.6〜1.5%、Si:0.
    7〜1.3%、Mg:0.10〜1.0%を含有し、残
    りがAlと不可避不純物からなる組成を有するAl合金
    で構成され、かつ前記芯材の両面にクラッドされた皮材
    が、Zn:1.0〜4.0%を含有し、さらに、Mn:
    0.1〜1.5%、Si:0.1〜1.3%を含有し、
    残りがAlと不可避不純物からなる組成(以上重量%)
    を有するAl合金で構成されたことを特徴とするろう付
    け性と耐食性にすぐれた熱交換器用Al合金複合フィン
    材。 (6) 芯材が、Mn:0.6〜1.5%、Si:0.
    7〜1.3%、Mg:0.10〜1.0%を含有し、さ
    らに、Zr:0.03〜0.20%およびCu:0.0
    5〜0.20%のうちの1種または2種を含有し、残り
    がAlと不可避不純物からなる組成を有するAl合金か
    ら構成され、かつ前記芯材の両面にクラッドされた皮材
    が、Zn:1.0〜4.0%を含有し、さらに、Mn:
    0.1〜1.5%、Si:0.1〜1.3%を含有し、
    残りがAlと不可避不純物からなる組成(以上重量%)
    を有するAl合金で構成されたことを特徴とするろう付
    け性と耐食性にすぐれた熱交換器用Al合金複合フィン
    材。(7) 芯材が、Mn:0.6〜1.5%、Si:
    0.7〜1.3%、Mg:0.10〜1.0%を含有し
    、残りがAlと不可避不純物からなる組成を有するAl
    合金で構成され、かつ前記芯材の両面にクラッドされた
    皮材が、Zn:1.0〜4.0%を含有し、さらに、M
    n:0.1〜1.5%、Si:0.1〜1.3%とZr
    :0.03〜0.20%を含有し、残りがAlと不可避
    不純物からなる組成(以上重量%)を有するAl合金で
    構成されたことを特徴とするろう付け性と耐食性にすぐ
    れた熱交換器用Al合金複合フィン材。 (8) 芯材が、Mn:0.6〜1.5%、Si:0.
    7〜1.3%、Mg:0.10 〜1.0%を含有し、
    さらに、Zr:0.03〜0.20%およびCu:0.
    05〜0.20%のうちの1種または2種を含有し、残
    りがAlと不可避不純物からなる組成を有するAl合金
    で構成され、かつ前記芯材の両面にクラッドされた皮材
    が、Zn:1.0〜4.0%を含有し、さらに、Mn:
    0.1〜1.5%、Si:0.1〜1.3%とZr:0
    .03〜0.20%を含有し、残りがAlと不可避不純
    物からなる組成(以上重量%)を有するAl合金で構成
    されたことを特徴とするろう付け性と耐食性にすぐれた
    熱交換器用Al合金複合フィン材。
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