JPH02129337A - アルミニウムフィン材 - Google Patents

アルミニウムフィン材

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JPH02129337A
JPH02129337A JP28238988A JP28238988A JPH02129337A JP H02129337 A JPH02129337 A JP H02129337A JP 28238988 A JP28238988 A JP 28238988A JP 28238988 A JP28238988 A JP 28238988A JP H02129337 A JPH02129337 A JP H02129337A
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Japan
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brazing
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JP28238988A
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English (en)
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Kazunori Ishikawa
石川 和徳
Takenobu Dokou
土公 武宣
Hitoshi Miura
仁志 三浦
Yoshiharu Hasegawa
義治 長谷川
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Furukawa Aluminum Co Ltd
Denso Corp
Original Assignee
Furukawa Aluminum Co Ltd
NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(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〕 本発明はアルミニウムフィン材、特に積層型エバポレー
ターやラジェーター用のベアのアルミニウムフィン材及
びサーペンタインタイプのエバポレーターやコンデンサ
ー用の表面にろう材をクラッドしたプレージングシート
からなるアルミニウムフィン材に関するもので、フィン
の薄肉化のため強度及び耐サグ性を改善したものである
〔従来の技術〕
積層型エバポレーターは第2図に示すように、フィン(
1)と冷媒通路(3)、(3’)を形成するプレージン
グシートからなる通路構成シート(2)(2′)を交互
に積層し、真空ろう付けにより接合したもので、フィン
材には板厚0.IrMI前後のものが用いられ、通路構
成シートには板厚0.6mm前後のプレージングシート
が用いられている。
このようなエバポレーターでは、フィン材にIW(%(
以下wt%を%と略記)程度のMnを含有するAl−M
n−Zn−3n系又はAl−MnZn−In系合金やA
7!−0,4%M n系合金を用いている。これは冷媒
通路を形成するのにIts 3003合金を芯材とし、
その表面にIts 4QO4合金ろう材をクラッドした
プレージングシートを用い、これを外部腐食から防食す
るため、フィン材を犠牲陽極として使用することを目的
としたものである。
エバポレーターは真空ろう付けにより接合されるため、
フィン材にZnを添加しただけではろう付は中にZnが
蒸発し、犠牲フィンとしての効果が期待できないため、
SnやInを添加したり、含有Mn量の低減を行なって
いる。
即ちAl−Mn−Zn−3n系やAl−MnZn−In
系合金ではZn、Sn、Inの添加によりフィン材の電
位を冷媒通路を構成するプレージングシートの電位より
卑とし、AlG、JMn系合金では電位を資化させるM
n添加量を0.3〜0.4%に制限して電位を卑として
いる。
サーペンタイン型のエバポレーターは、第3図に示すよ
うに蛇行状に折曲げた押出多穴管(4)の間にフィン(
1)を取付け、押出多穴管(4)の両端にコネクター(
5L(5’)を取付け、真空ろう付けにより接合したも
ので、フィン材には厚さO,16mm前後のものを用い
、押出多穴管には厚さ5工1幅22薗、肉厚1.0閣の
ものが用いられている。このようなエバポレーターでは
フィン材に上記Al −Mn−Zn−3n系やAl−M
n−Zn−In系合金を芯材とし、その両面にAl−S
i−Mg系合金ろう材をクラッドしたプレージングシー
トを用いている。
これは押出多穴管に月33003合金、Al −Cu系
、Al−Mn−Cu系合金を用い、この場合もフィン材
がチューブ材に対して犠牲的に作用し、冷媒通路となる
押出多穴管の腐食を防止している。
〔発明が解決しようとする課題〕
積層型エバポレーター用のベアのフィン材においては上
記Al−Mn−Zn−3n系やA/Mn−Zn−In系
ではSnやInを添加するためコスト高となり、Znは
多量に添加すると、真空ろう付けにおいてろう付は炉内
を汚染する問題がある。またAl−0,4%Mn系合金
は前者に対して強度が低く、薄肉化には難点がある。即
ちろう付は加熱時に積層したコアを上下から治具で加圧
した場合、フィン材が座屈し、冷媒通路を構成するプレ
ージングシートのろう付けが不完全となり、気密性を保
つことができな(なる場合がある。サーペンタイン型エ
バポレーター用のプレージングシートからなるフィンの
場合もSnやInの添加によりコスト高となったり、Z
n蒸発等の問題があった。
最近積層型エバポレーターの通路構成部材にAJ −M
n−Cu系合金を芯材とするプレージングシートが開発
され、ろう材が犠牲材として作用することにより、フィ
ン材にSnやInを添加して電位差を大きくする必要も
な(なり、これに適応するフィン材の開発が望まれてい
る。
〔課題を解決するための手段〕 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、AlMn−Cu系
合金を芯材とするプレージングシートからなる通路構成
部材を用いる積層型エバポレーターやラジェーター及び
Al −Cu系合金押出多穴管を用いるサーペンタイン
型エバポレーターやコンデンサー用の低コスト、高強度
耐サグ性のフィン材を開発したものである。
即ち、本発明フィン材の一つは、SiQ、6%下、Fe
O,3%以下,Cu0.]5%以下、Mn0、5〜1.
.5%、Zn0.5%以下を含み、残部Alと不可避的
不純物からなることを特徴とするものである。
また本発明フィン材の一つは、SiO,6%以下、Fe
O,3%以下、CuO415%以下、 Mn0.5〜1
.5%、Zn0.5%以下を含み、残部Alと不可避的
不純物からなるA/金合金芯材とし、その両面にAl−
Si系又はAl−Si−Mg系合金ろう材をクラッドし
たことを特徴とするものである。
また本発明フィン材の他の一つは、SiO,6%以下、
FeO,3%以下,Cu0.15%以下。
Mn0.5〜1.5%、Zn0.5%以下を含み、更に
M g 0.5%以下、Cr0.3%以下、ZroJ%
以下、Ti0.3%以下の範囲内で何れか1種又は2種
以上を含み、残部Alと不可避的不純物からなることを
特徴とするものである。
更に本発明フィン材の他の一つは、SiO,6%以下、
FeoJ%以下,Cu0.15%以下。
Mn0.5〜1.5%、Zn0.5%以下を含み、更に
M g 0.5%以下、Cr0.3%以下、ZrQ、3
%以下、Ti0.3%以下の範囲内で何れか1種又は2
種以上を含み、残部Alと不可避的不純物からなるAl
合金を芯材とし、その両面にAl−Si系又はAl−S
i −Mg系合金ろう材をクラッドしたことを特徴とす
るものである。
〔作 用〕
本発明において、合金組成を上記範囲に限定したのは次
の理由によるものである。
Si、Fe及びMnはAA’−Mn−FeSi系の微細
な析出物を生じ、ろう付は加熱時の高温強度と耐サグ性
を向上させる。しかしてSi含有量を0.6%以下と限
定したのは、0.6%を越えて含有せしめると、合金の
融点を下げ高温強度を低下するためである。またFe含
有量を0.3%以下と限定したのは、0.3%を越えて
含有せしめるとAl−Mn−Fe系の粗大析出物を生成
し、再結晶粒度が小さくなって高温での耐サグ性を著し
く低下するためである。またMn含有量を[1,5〜1
.5%と限定したのは、0.5%未満では効果がなく、
1.5%を越えて含有せしめると、巨大析出物を発生し
、フィンとしての加工性及び成形性を低下するためであ
る。
Cuは強度向上のために添加するもので、その含有量を
0.15%以下と限定したのは、0.15%を越えて含
有せしめると、フィン材の電位を貴とし、犠牲作用を低
下させるためである。Znは真空ろう付は時に、AA’
−8i −Mg系合金ろう材から蒸発するMgとフィン
中から蒸発するZnと反応し、Mg−Zn化合物を形成
し、炉壁に固着した際に、その除去がMgのみの固着の
ときと比較し、容易となるばかりか、真空ろう付は加熱
後に若干残留し、フィンに犠牲作用を与える。しかして
その含有量を0.5%以下と限定したのは、0.5%を
越えて含有せしめると真空ろう付は炉の汚染が顕著とな
るためである。
Mg、Cr、Zr、Tiの何れか1種又は2種以上を添
加するのは、合金の強度を向上させるためで、その含有
量をMg0.5%以下、Cr0.3%以下、ZrO,3
%以下、Ti0.3%以下と限定したのは、Mg含有量
が05%を越えるとフィン表面に強固な皮膜を形成し、
ろう付は性を低下させ、Cr、Zr、Tiの含有量が0
.3%を越えると巨大化合物を形成し、塑性加工性を低
下させるためである。
上記組成の合金はベアのフィン材だけでなく、これを芯
材に使用し、その両面にAl−Si系又はAl −Si
 −Mg系合金ろう材を5〜20%のクラツド率でクラ
ッドしたプレージングシートからなるフィン材として使
用することができる。プレージングシートからなるフィ
ン材は、ろう付は時にフィン材表面のろう材が溶融し、
芯材の厚さを減少させ、なおかつ芯材成分を溶出させ、
芯材の侵食を起すが、本発明のプレージングシートから
なるフィン材ではSi、Fe。
Mn等の含有量をコントロールすることにより、グレン
サイズを粗大として芯材の侵食等を抑制し、ろう付は時
の座屈を防止することができる。
このように本発明フィン材は、Cuを含有する電位が責
な通路構造材(プレージングシートや押出管)に使用す
ることにより、その犠牲作用が十分に発揮される。また
従来Zn蒸発によりフィン材の犠牲作用低下が起り、薄
肉化が困難であったが、本発明フィン材では高価なSn
やInを用いることなく、薄肉化を可能にする。
尚本発明フィン材の製造については、鋳塊の均質化処理
温度を560℃以下の温度で行ない、中間焼鈍後の最終
圧延率を20〜7096とすることが望ましい。これは
ベアのフィン材やプレージングシートからなるフィン材
の芯材のグレンサイズを粗大とすると共に常温においで
ある程度の強度を得ることで、耐サグ性を向上し、治具
締付に対する変形を防止するのに有効である。
以下本発明を実施例について説明する。
〔実施例〕
第1表に示す16種の合金を鋳造し、ベアのフィン材と
プレージングシートからなるフィン材の芯材に用い、次
のようにしてフィン材を作製し、た。
ベアのフ、イン材 鋳塊の両面を面削して520℃で3時間均質化処理を施
し、その後熱間圧延と冷間圧延を行なって厚さ0.I6
++nnまで減厚した。これを360℃で2時間中間焼
鈍を行なった後、最終冷間圧延により、厚さ0.10m
mまで減厚した。
最終冷間加工度は約38%である。
プレージングシートからなるフィン材 鋳塊の両面を面削して520℃で3時間均質化処理を施
し、その両面にクラツド率が片面で12%となるように
It34004合金ろう材の熱間圧延板をクラッドし、
3層材の状態で熱間合せ圧延と冷間圧延を施して厚さ0
.26mmまで減厚した。これを360℃で2時間中間
焼鈍を行なった後、最終冷間圧延により厚さO,l6m
mまで減厚した。最終冷間加工度はベアのフィン材同様
約38%である。
このようにして製造したベアのフィン材とプレージング
シートからなるフィン材について常温強度、ろう付は加
熱後の強度、耐サグ性、耐食性を調べ、現行の従来材と
比較した。その結果を第2表に示す。
常温強度及びろう付は後の強度は、それぞれIt35号
引張試験片に仕上げた後、常温材について強度を測定し
、ろう付は後の強度については、5 X 10−’To
urの真空中600℃で3分間のろう付は加熱を施した
後測定した。
耐サグ性は幅20 mm 、長さ70mmに切断し、そ
の一端を治具で固定して50mmの長さに突き出し、こ
の状態で5 X 10−’Tootの真空中600℃に
3分間加熱(ろう付は加熱)し、突き出した先端の垂下
量(サグ量)を測定した。
耐食性はベアのフィン材については、第1図に示すよう
にピッチ5mm、高さ20mmのコルゲート加工したフ
ィン材(1)とAl2−1%M n −0,5%Cu合
金を芯材とし、その両面に月84004合金ろう材を各
々15%のクラツド率でクラッドした板厚0.6mmの
プレージングシート(6)とを組み合せ、図には示して
ないが治具で固定し、5 X 10−’Tourの真空
中600℃で3分間加熱ろう付けしてミニコアを作製し
、プレージングシートのフィンとの接合面の裏面をシー
ルし、720時間のCASS試験を行なって、プレージ
ングシートのフィンとの接合面のピット深さを測定した
。またプレージングシートからなるフィン材については
、ベアのフィン材同様コルゲート加工を施し、Al−0
,5%Cu合金からなる0、8mの板と第1図に示すよ
うに組合せ、治具で固定し、5 X 10−’Torr
の真空中600℃で3分間加熱ろう付けしてミニコアを
作製し、ベアのフィン材の場合と同様にしてCASS試
験を行ない、Al−0,5%Cu合金のフィンとの接合
面のピット深さを測定した。
第  1  表 第1表及び第2表から明らかなように本発明フィン材N
α1〜10は何れもSn入りの従来フィン材Nα17と
同等あるいはそれ以上の強度、耐サグ性及び犠牲作用を
有することが判る。
これに対し、Si、Fe、Mgの含有量が多い比較フィ
ン材NαI1.12.16は耐サグ性が劣る。
またCu含有量の多い比較フィン材k13は犠牲作用が
劣り、板のフィンとの接合面に深い孔食が発生した。更
にMn含有量の少ない比較フィン材Nα14では常温強
度が低く、ミニコア組み時にフィンが変形した。またM
n含有量の多い比較フィン材漱15はフィン材の加工性
が悪く、フィンを製造することができなかった。
尚本発明フィン材の加熱ろう付げにおけるZnの残留量
を化学分析により求め、(初期Znff1−Zn残留量
)/初期Zn量からZnの蒸発率を求めた。その結果何
れもZnの蒸発率は20%以下であった。
以上真空ろう付けについて説明したが、本発明フィン材
は真空ろう付は以外の非腐食性フッ化物系フラックスを
使用する不活性ガスろう付けに用いても効果があり、あ
らゆるろう付は法に対応することができるものである。
〔発明の効果〕
本発明フィン材を電位の責な冷媒通路部材と組み合わせ
て使用しても真空ろう付けにおいてZnの蒸発が少なく
、炉の汚染が軽減されるばかりか、ろう材から蒸発する
Mgの炉壁固着物の除去が容易となり、炉のメンテナン
スが楽になる。また高価なSnやIn人材料を使用せず
とも、得られたコアは優れた耐食性を示し、材料コスト
を低減する。更にフィン材の薄肉化も、ろう付は前後の
強度向上により、実現を可能にする等、工業上顕著な効
果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はテスト用のミニコアを示す側面図、第2図は積
層型エバポレーターの一例を一部切欠いて示す斜視図、
第3図はサーペンタイン型エバポレーターの一例を示す
側面図である。 フィン 2′0通路構成シート 3′、冷媒通路 押出多穴管 5′、コネクター 板材 第2図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) Si0.6wt%以下,Fe0.3wt%以下
    ,Cu0.15wt%以下,Mn0.5〜1.5wt%
    ,Zn0.5wt%以下を含み、残部Alと不可避的不
    純物からなることを特徴とするアルミニウムフィン材。
  2. (2) Si0.6wt%以下,Fe0.3wt%以下
    ,Cu0.15wt%以下,Mn0.5〜1.5wt%
    ,Zn0.5wt%以下を含み、残部Alと不可避的不
    純物からなるAl合金を芯材とし、その両面にAl−S
    i系又はAl−Si−Mg系合金ろう材をクラッドした
    ことを特徴とするアルニウムフィン材。
  3. (3) Si0.6wt%以下,Fe0.3wt%以下
    ,Cu0.15wt%以下,Mn0.5〜1.5wt%
    ,Zn0.5wt%以下を含み、更にMg0.5wt%
    以下,Cr0.3wt%以下,Zr0.3wt%以下,
    Ti0.3wt%以下の範囲内で何れか1種又は2種以
    上を含み、残部Alと不可避的不純物からなることを特
    徴とするアルミニウムフィン材。
  4. (4) Si0.6wt%以下,Fe0.3wt%以下
    ,Cu0.15wt%以下,Mn0.5〜1.5wt%
    ,Zn0.5wt%以下を含み、更にMg0.5wt%
    以下,Cr0.3wt%以下,Zr0.3wt%以下,
    Ti0.3wt%以下の範囲内で何れか1種又は2種以
    上を含み、残部Alと不可避的不純物からなるAl合金
    を芯材とし、その両面にAl−Si系又はAl−Si−
    Mg系合金ろう材をクラッドしたことを特徴とするアル
    ニウムフィン材。
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