JPH0156146B2 - - Google Patents
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- JPH0156146B2 JPH0156146B2 JP20488982A JP20488982A JPH0156146B2 JP H0156146 B2 JPH0156146 B2 JP H0156146B2 JP 20488982 A JP20488982 A JP 20488982A JP 20488982 A JP20488982 A JP 20488982A JP H0156146 B2 JPH0156146 B2 JP H0156146B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin plate
- solution
- alloy thin
- less
- surface area
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
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Description
この発明は、Al合金薄板の表面積を拡大する
方法、特に熱交換器用Al合金製フイン材にすぐ
れた防食性と水切り性を付与するために、その表
面積を拡大する方法に関する。 一般に、Al合金は熱伝導性、塑性（圧延）加
工性、成形加工性および耐食性にすぐれているの
で、これらの特性が要求される熱交換器のフイン
材の製造に広く利用されており、熱媒体を通す管
材と、主として熱交換の役割を果すフイン材とを
含む熱交換器では特に管材の耐食性が重視される
ところから、フイン材を管材よりも電気化学的に
卑な材料で構成し、そのフイン材のいわゆる犠牲
陽極効果によつて管材を防食することが広く行わ
れている。このような犠牲陽極効果の大小は、防
食する側のフイン材と防食される側の管材との、
水と接触する表面の面積比によつて左右され、こ
の比が大きいほど、すなわちフイン材の表面積が
大きいほどその効果が顕著に発揮できるので、フ
イン材の表面積を拡大する方法が従来望まれてい
た。 また、Al合金製フイン材の表面は水切り性に
劣るために、熱交換器使用時にフイン材表面に付
着した結露水は水滴となり、さらに成長して隣り
のフイン部材にまで達し、フイン部材相互間の空
間を広い範囲に亘つて水滴が完全に埋めつくして
しまうことから、大気中の熱交換媒体の役割を果
している空気の流通が悪化すると共にその水が熱
の伝達を妨害し、熱交換性能は著しく低下するも
のとなる。このようにAl合金製フイン材の水切
り性が劣るのは、冷間圧延後のAl合金薄板の表
面がきわめて平滑な光沢面となつていることに起
因し、このような表面上に擬縮した水はその大き
な表面張力によつて大きな水滴を形成するように
なるのであり、したがつて、付着した結露水が大
きな水滴となる前に容易に流失してしまう表面、
すなわち、すぐれた水切れ性の表面を有するフイ
ン材が望まれていた。 そこで、以上のような防食性と水切れ性にすぐ
れているという特性は、凹凸に富んで表面積が拡
大した表面をフイン材に形成させることによつて
得られるが、酸またはアルカリ溶液中に単に浸漬
するだけの化学エツチングでは、多少の凹凸が得
られても微視的に細かい凹凸表面は得られず、一
方電解法（電解エツチング）では、特別に電解設
備を必要とし、複雑微妙な電解条件を設定しなけ
ればならない上に、処理時間が著しく長くなり、
実用上コスト、操業両面に難点があつた。 本発明者等は、上述のような観点から、電解法
によることなく、化学エツチングによつてAl合
金薄板表面に微細な凹凸を形成させるべく種々研
究を行なつた結果、少なくともSn：0.05〜0.3重
量％を含有したAl合金薄板に、500〜630℃の範
囲内の温度で溶体化処理を施した後、PH：3.5以
下の酸性水溶液中で１〜60分浸漬の化学エツチン
グを施してAl合金薄板全表面に微細な凹凸を形
成させ、その後中和水洗処理を施してエツチング
液を除去すると、Al合金薄板表面には微細な凹
凸が生じてその表面積は著しく拡大し、この結果
のAl合金薄板をフイン材として使用した場合、
すぐれた防食性と水切り性を発揮するようになる
という知見を得たのである。 したがつて、この発明は、上記知見にもとづい
てなされたものであつて、少なくともSn：0.05〜
0.3重量％を含有するAl合金薄板を、500〜630℃
の範囲内の温度で溶体化処理した後、PH：3.5以
下の酸性水溶液中に１〜60分間浸漬の条件で化学
エツチングを施し、その後中和水洗処理を施すこ
とを特徴とする、Al合金薄板の表面積拡大方法
を提供するものである。 この発明においてエツチング液として使用され
る上記の酸性水溶液は、種々の金属の塩化物水溶
液、例えば塩化アルミニウム水溶液が好ましい
が、従来この分野において使用されているその他
の酸性水溶液、例えば硫酸アルミニウム水溶液を
使用することもできる。 つぎに、この発明において、Al合金薄板のSn
含有量、溶体化処理温度およびエツチング条件を
上記のとおりに限定した理由を述べる。 (a) Al合金薄板のSn含有量 通常のAl合金薄板は、その表面に自然に形
成された比較的強固な酸化皮膜によつて覆われ
ているために、中性水溶液中では極めて緩慢に
溶解するにすぎず、また酸性水溶液中では溶解
速度は増大するものの、全面が均一に溶解する
状態で溶解が進行するので、化学エツチング後
の表面は比較的滑らかになる。これに対して、
Al合金薄板にSnを合金成分として固溶含有さ
せると表面の酸化皮膜は弱まつて、中性水溶液
中でも緩慢に溶解するようになるが、酸性水溶
液中ではさらに溶解速度が増大して速かに溶解
すると共に、溶解は滑らかに行なわれず、薄板
表面に微細な凹凸を形成しつつ進行するので、
表面積は著しく拡大されるようになる。しかし
薄板中のSn含有量が0.05重量％未満であると、
適切な溶体化処理を行なつても上記効果が得ら
れず、一方0.3重量％を越えて含有させても前
記作用により一層の向上効果はみられないとこ
ろから、Snの含有量を0.05〜0.3重量％と定め
た。 (b) 溶体化処理温度 (a)で述べた効果は、Al合金薄板にSnを含有
させるだけでなく、さらにSn含有Al合金薄板
に溶体化処理を施して初めて得られる。一般
に、Al合金中へのSnの固溶度は高々0.1重量％
で極めて小さく、室温では殆ど固溶化されな
い。Al合金中へのSnの固溶度は500℃以上で大
きくなり、600℃附近で最大となるから、500℃
未満では溶体化効果が十分発揮されず、一方
630℃を越えた溶体化処理では効果の向上がみ
られないばかりか軟化が著しく、薄板によつて
は一部溶解する危険性もあることから、溶体化
処理温度を500〜630℃と定めた。 (c) 化学エツチング条件 (a)で述べたように、Snを固溶したAl合金薄
板は酸性水溶液中でのみ速かに溶解して微細な
凹凸を形成するが、溶液のPHが3.5を越えると
溶解の進行が緩慢になると共に、明瞭な凹凸が
形成されないので、エツチング液のPHを3.5以
下と定めた。またエツチング時間が１分間未満
では十分な凹凸が形成されるほど溶解が進ま
ず、また60分間を越えて浸漬すると、表面積増
大効果によつて溶解速度が急激に増大して溶解
による損失が増大するところから、浸漬時間を
１〜60分間と定めた。 つぎに、この発明の方法を実施例によつて具体
的に説明する。 実施例 通常の溶解法により、それぞれ第１表に示され
る最終成分組成をもつた溶湯を調製し、鋳造して
鋳塊とした後、温度：580℃に15時間保持の条件
で均質化処理を施し、ついで面削後、通常の条件
にて熱間圧延、並びに中間焼鈍を間にはさんでの
冷間圧延を行なつて、それぞれ板厚：0.15mmおよ
び0.5mmの薄板とし、これらの薄板に同じく第１
表に示される条件にて溶体化処理（強制空冷）を
施し、これらの溶体化処理後の薄板のうち、板
厚：0.5mmのものには冷間圧延を施して0.15mmの
板厚とし、引続いてこの結果の薄板に対して、化
学エツチング液として、液温：40℃、PH：2.5の
１規定AlCl3水溶液、液温：40℃、PH：3.0の１規
定Al2（SO4）3水溶液、または液温：40℃、PH：6.0
の１規定NaCl水溶液を使用し、それぞれ第１表
に示される時間浸漬の条件で化学エツチングを施
し、最終的に中和水洗処理を施すことによつて本
発明方法１〜19および比較方法１〜７をそれぞれ
実施した。 なお、比較方法１〜７は、Al合金薄板のSn含
有量、溶体化処理、および化学エツチングのうち
のいずれかの条件（第１表に※印を付す）がこの
発明の範囲から外れた条件で実施したものであ
る。また、上記のAl合金鋳塊は、いずれも第１
表には表示を省略したが、不可避不純物として、
Fe：0.25％以下、Si：0.13％以下、Cu：0.09％以
下、Mn：0.1％以下、Ti：0.1％以下、Cr：0.1％
以下、Mg：0.1％以下、Zr：0.05％以下、および
Zn：0.05％以下を含有するものであつた。 ついで、本発明方法１〜19および比較方法１〜
７によつて処理されたAl合金薄板について、カ
ロメル電極を基準電極とした自然電位
（Ecorr）：約−1350ｍＶから100ｍＶ貴に定電位
保持したときに得られるアノード電流（正電流）
を測定し、この値を、化学エツチング直前に測定
しておいたアノード電流と比較し、化学エツチン
グ直前のアノード電流値を100とし、これに対す
る増加率により表面積の増加割合を評価した。こ
れらの結果を第１表に合せて示した。 第１表に示される結果から、本発明方法１〜19
によつて処理されたAl合金薄板においては、い
ず
方法、特に熱交換器用Al合金製フイン材にすぐ
れた防食性と水切り性を付与するために、その表
面積を拡大する方法に関する。 一般に、Al合金は熱伝導性、塑性（圧延）加
工性、成形加工性および耐食性にすぐれているの
で、これらの特性が要求される熱交換器のフイン
材の製造に広く利用されており、熱媒体を通す管
材と、主として熱交換の役割を果すフイン材とを
含む熱交換器では特に管材の耐食性が重視される
ところから、フイン材を管材よりも電気化学的に
卑な材料で構成し、そのフイン材のいわゆる犠牲
陽極効果によつて管材を防食することが広く行わ
れている。このような犠牲陽極効果の大小は、防
食する側のフイン材と防食される側の管材との、
水と接触する表面の面積比によつて左右され、こ
の比が大きいほど、すなわちフイン材の表面積が
大きいほどその効果が顕著に発揮できるので、フ
イン材の表面積を拡大する方法が従来望まれてい
た。 また、Al合金製フイン材の表面は水切り性に
劣るために、熱交換器使用時にフイン材表面に付
着した結露水は水滴となり、さらに成長して隣り
のフイン部材にまで達し、フイン部材相互間の空
間を広い範囲に亘つて水滴が完全に埋めつくして
しまうことから、大気中の熱交換媒体の役割を果
している空気の流通が悪化すると共にその水が熱
の伝達を妨害し、熱交換性能は著しく低下するも
のとなる。このようにAl合金製フイン材の水切
り性が劣るのは、冷間圧延後のAl合金薄板の表
面がきわめて平滑な光沢面となつていることに起
因し、このような表面上に擬縮した水はその大き
な表面張力によつて大きな水滴を形成するように
なるのであり、したがつて、付着した結露水が大
きな水滴となる前に容易に流失してしまう表面、
すなわち、すぐれた水切れ性の表面を有するフイ
ン材が望まれていた。 そこで、以上のような防食性と水切れ性にすぐ
れているという特性は、凹凸に富んで表面積が拡
大した表面をフイン材に形成させることによつて
得られるが、酸またはアルカリ溶液中に単に浸漬
するだけの化学エツチングでは、多少の凹凸が得
られても微視的に細かい凹凸表面は得られず、一
方電解法（電解エツチング）では、特別に電解設
備を必要とし、複雑微妙な電解条件を設定しなけ
ればならない上に、処理時間が著しく長くなり、
実用上コスト、操業両面に難点があつた。 本発明者等は、上述のような観点から、電解法
によることなく、化学エツチングによつてAl合
金薄板表面に微細な凹凸を形成させるべく種々研
究を行なつた結果、少なくともSn：0.05〜0.3重
量％を含有したAl合金薄板に、500〜630℃の範
囲内の温度で溶体化処理を施した後、PH：3.5以
下の酸性水溶液中で１〜60分浸漬の化学エツチン
グを施してAl合金薄板全表面に微細な凹凸を形
成させ、その後中和水洗処理を施してエツチング
液を除去すると、Al合金薄板表面には微細な凹
凸が生じてその表面積は著しく拡大し、この結果
のAl合金薄板をフイン材として使用した場合、
すぐれた防食性と水切り性を発揮するようになる
という知見を得たのである。 したがつて、この発明は、上記知見にもとづい
てなされたものであつて、少なくともSn：0.05〜
0.3重量％を含有するAl合金薄板を、500〜630℃
の範囲内の温度で溶体化処理した後、PH：3.5以
下の酸性水溶液中に１〜60分間浸漬の条件で化学
エツチングを施し、その後中和水洗処理を施すこ
とを特徴とする、Al合金薄板の表面積拡大方法
を提供するものである。 この発明においてエツチング液として使用され
る上記の酸性水溶液は、種々の金属の塩化物水溶
液、例えば塩化アルミニウム水溶液が好ましい
が、従来この分野において使用されているその他
の酸性水溶液、例えば硫酸アルミニウム水溶液を
使用することもできる。 つぎに、この発明において、Al合金薄板のSn
含有量、溶体化処理温度およびエツチング条件を
上記のとおりに限定した理由を述べる。 (a) Al合金薄板のSn含有量 通常のAl合金薄板は、その表面に自然に形
成された比較的強固な酸化皮膜によつて覆われ
ているために、中性水溶液中では極めて緩慢に
溶解するにすぎず、また酸性水溶液中では溶解
速度は増大するものの、全面が均一に溶解する
状態で溶解が進行するので、化学エツチング後
の表面は比較的滑らかになる。これに対して、
Al合金薄板にSnを合金成分として固溶含有さ
せると表面の酸化皮膜は弱まつて、中性水溶液
中でも緩慢に溶解するようになるが、酸性水溶
液中ではさらに溶解速度が増大して速かに溶解
すると共に、溶解は滑らかに行なわれず、薄板
表面に微細な凹凸を形成しつつ進行するので、
表面積は著しく拡大されるようになる。しかし
薄板中のSn含有量が0.05重量％未満であると、
適切な溶体化処理を行なつても上記効果が得ら
れず、一方0.3重量％を越えて含有させても前
記作用により一層の向上効果はみられないとこ
ろから、Snの含有量を0.05〜0.3重量％と定め
た。 (b) 溶体化処理温度 (a)で述べた効果は、Al合金薄板にSnを含有
させるだけでなく、さらにSn含有Al合金薄板
に溶体化処理を施して初めて得られる。一般
に、Al合金中へのSnの固溶度は高々0.1重量％
で極めて小さく、室温では殆ど固溶化されな
い。Al合金中へのSnの固溶度は500℃以上で大
きくなり、600℃附近で最大となるから、500℃
未満では溶体化効果が十分発揮されず、一方
630℃を越えた溶体化処理では効果の向上がみ
られないばかりか軟化が著しく、薄板によつて
は一部溶解する危険性もあることから、溶体化
処理温度を500〜630℃と定めた。 (c) 化学エツチング条件 (a)で述べたように、Snを固溶したAl合金薄
板は酸性水溶液中でのみ速かに溶解して微細な
凹凸を形成するが、溶液のPHが3.5を越えると
溶解の進行が緩慢になると共に、明瞭な凹凸が
形成されないので、エツチング液のPHを3.5以
下と定めた。またエツチング時間が１分間未満
では十分な凹凸が形成されるほど溶解が進ま
ず、また60分間を越えて浸漬すると、表面積増
大効果によつて溶解速度が急激に増大して溶解
による損失が増大するところから、浸漬時間を
１〜60分間と定めた。 つぎに、この発明の方法を実施例によつて具体
的に説明する。 実施例 通常の溶解法により、それぞれ第１表に示され
る最終成分組成をもつた溶湯を調製し、鋳造して
鋳塊とした後、温度：580℃に15時間保持の条件
で均質化処理を施し、ついで面削後、通常の条件
にて熱間圧延、並びに中間焼鈍を間にはさんでの
冷間圧延を行なつて、それぞれ板厚：0.15mmおよ
び0.5mmの薄板とし、これらの薄板に同じく第１
表に示される条件にて溶体化処理（強制空冷）を
施し、これらの溶体化処理後の薄板のうち、板
厚：0.5mmのものには冷間圧延を施して0.15mmの
板厚とし、引続いてこの結果の薄板に対して、化
学エツチング液として、液温：40℃、PH：2.5の
１規定AlCl3水溶液、液温：40℃、PH：3.0の１規
定Al2（SO4）3水溶液、または液温：40℃、PH：6.0
の１規定NaCl水溶液を使用し、それぞれ第１表
に示される時間浸漬の条件で化学エツチングを施
し、最終的に中和水洗処理を施すことによつて本
発明方法１〜19および比較方法１〜７をそれぞれ
実施した。 なお、比較方法１〜７は、Al合金薄板のSn含
有量、溶体化処理、および化学エツチングのうち
のいずれかの条件（第１表に※印を付す）がこの
発明の範囲から外れた条件で実施したものであ
る。また、上記のAl合金鋳塊は、いずれも第１
表には表示を省略したが、不可避不純物として、
Fe：0.25％以下、Si：0.13％以下、Cu：0.09％以
下、Mn：0.1％以下、Ti：0.1％以下、Cr：0.1％
以下、Mg：0.1％以下、Zr：0.05％以下、および
Zn：0.05％以下を含有するものであつた。 ついで、本発明方法１〜19および比較方法１〜
７によつて処理されたAl合金薄板について、カ
ロメル電極を基準電極とした自然電位
（Ecorr）：約−1350ｍＶから100ｍＶ貴に定電位
保持したときに得られるアノード電流（正電流）
を測定し、この値を、化学エツチング直前に測定
しておいたアノード電流と比較し、化学エツチン
グ直前のアノード電流値を100とし、これに対す
る増加率により表面積の増加割合を評価した。こ
れらの結果を第１表に合せて示した。 第１表に示される結果から、本発明方法１〜19
によつて処理されたAl合金薄板においては、い
ず
【表】
【表】
れも表面積が著しく増加しているのに対して、比
較方法１〜７によつて処理されたAl合金薄板に
おいては、表面積の著しい増加は期待できないこ
とが明らかである。 上述のように、この発明の方法によれば、Al
合金薄板の表面積を著しく拡大することができ、
したがつてこれを例えば熱交換器のフイン材とし
て使用した場合にはすぐれた防食性（犠牲陽極効
果）および水切り性を発揮し、熱交換器のきわめ
て長期に亘る使用が可能となるなど工業上有用な
効果がもたらされるのである。
較方法１〜７によつて処理されたAl合金薄板に
おいては、表面積の著しい増加は期待できないこ
とが明らかである。 上述のように、この発明の方法によれば、Al
合金薄板の表面積を著しく拡大することができ、
したがつてこれを例えば熱交換器のフイン材とし
て使用した場合にはすぐれた防食性（犠牲陽極効
果）および水切り性を発揮し、熱交換器のきわめ
て長期に亘る使用が可能となるなど工業上有用な
効果がもたらされるのである。
Claims (1)
- １ 少なくともSn：0.05〜0.3重量％を含有する
Al合金薄板を、500〜630℃の範囲内の温度で溶
体化処理した後、PH：3.5以下の酸性水溶液中に
１〜60分間浸漬の条件で化学エツチングを施し、
その後中和水洗処理を施すことを特徴とする、
Al合金薄板の表面積拡大方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20488982A JPS5996274A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | Ａｌ合金薄板の表面積拡大方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20488982A JPS5996274A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | Ａｌ合金薄板の表面積拡大方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5996274A JPS5996274A (ja) | 1984-06-02 |
| JPH0156146B2 true JPH0156146B2 (ja) | 1989-11-29 |
Family
ID=16498070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20488982A Granted JPS5996274A (ja) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | Ａｌ合金薄板の表面積拡大方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5996274A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2723558B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1998-03-09 | 松下冷機株式会社 | 熱交換器 |
| JP4629930B2 (ja) * | 2000-08-24 | 2011-02-09 | 株式会社Adeka | アルミニウム箔用エッチング液およびアルミニウム箔のエッチング方法 |
-
1982
- 1982-11-22 JP JP20488982A patent/JPS5996274A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5996274A (ja) | 1984-06-02 |
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