JPH02258942A - 熱交換器用アルミニウム合金材 - Google Patents
熱交換器用アルミニウム合金材Info
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- JPH02258942A JPH02258942A JP7677789A JP7677789A JPH02258942A JP H02258942 A JPH02258942 A JP H02258942A JP 7677789 A JP7677789 A JP 7677789A JP 7677789 A JP7677789 A JP 7677789A JP H02258942 A JPH02258942 A JP H02258942A
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- corrosion resistance
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- aluminum alloy
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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。
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、熱交換器コアプレートやチューブ材の芯材
として用いられるアルミニウム合金材に関し、特に強度
および耐孔食性にすぐれたアルミニウム合金材に関する
ものである。
として用いられるアルミニウム合金材に関し、特に強度
および耐孔食性にすぐれたアルミニウム合金材に関する
ものである。
［従来の技術］
アルミニウム合金は、一般に耐食性の良好な材料として
広く知られているが、腐食性物質を不可避的に溶解して
いる水を冷媒液体とする自動車用ラジェータの場合には
、熱交換器の構成材料としてのアルミニウム合金材料に
著しイ孔食を生じ、冷媒液体の漏洩事故をひき起す危険
性が大である。その対策としてＪＩＳ３００３合金を芯
材とし、犠牲陽極としてＪＩＳ７０７２合金を皮材とす
るクラツド材が良く知られている。
広く知られているが、腐食性物質を不可避的に溶解して
いる水を冷媒液体とする自動車用ラジェータの場合には
、熱交換器の構成材料としてのアルミニウム合金材料に
著しイ孔食を生じ、冷媒液体の漏洩事故をひき起す危険
性が大である。その対策としてＪＩＳ３００３合金を芯
材とし、犠牲陽極としてＪＩＳ７０７２合金を皮材とす
るクラツド材が良く知られている。
熱交換器の軽量化指向で、構成部材を薄肉化するために
芯材として、３００３合金よりも強度の高い材料（たと
えば３００４．３００５または６９５１合金など）が使
用されている。
芯材として、３００３合金よりも強度の高い材料（たと
えば３００４．３００５または６９５１合金など）が使
用されている。
また、フィン材としてはＡｌ−Ｍｎ系、ＡＩ−Ｍ ｎ
−Ｚ ｎ系、Ａｌ−Ｍｎ−８ｎ系、ＡＩ−Ｍ ｎ −１
ｎ系合金などが用いられている。ろう付は方法としては
、弗化物系フラックスや塩化物系フラックスを用いる方
法およびフラックスを用いない真空ろう付は法などがあ
る。真空ろう付は法では芯材の皮材となるろう材は、Ａ
ｌ−５ｔ系、Ａｌ−５ｔ −Ｍｇ系合金などが用いられ
ている。
−Ｚ ｎ系、Ａｌ−Ｍｎ−８ｎ系、ＡＩ−Ｍ ｎ −１
ｎ系合金などが用いられている。ろう付は方法としては
、弗化物系フラックスや塩化物系フラックスを用いる方
法およびフラックスを用いない真空ろう付は法などがあ
る。真空ろう付は法では芯材の皮材となるろう材は、Ａ
ｌ−５ｔ系、Ａｌ−５ｔ −Ｍｇ系合金などが用いられ
ている。
［発明が解決しようとする課題］
従来芯材として用いられてきた３００３合金は、ろう付
加熱（約６００℃）後の強度が１２ｋｇ１’／■２とな
るため、熱交換器の軽量化のための材料の薄肉化が困難
である。また、３００３合金よりも強度の高い３００４
．３００５．６９５１合金などは耐孔食性が不十分であ
り、冷媒用通路材の孔食による貫通漏洩事故が問題とな
っている。
加熱（約６００℃）後の強度が１２ｋｇ１’／■２とな
るため、熱交換器の軽量化のための材料の薄肉化が困難
である。また、３００３合金よりも強度の高い３００４
．３００５．６９５１合金などは耐孔食性が不十分であ
り、冷媒用通路材の孔食による貫通漏洩事故が問題とな
っている。
このような冷媒用通路材の外面（大気側）の耐孔食性を
向上させるために、通路材より電位の卑なフィン材（例
えばＡｌ−Ｍｎ−Ｚｎ系、Ａｌ−Ｍｎ−５ｎ系合金など
）を用い、フィン材の犠牲陽極効果で通路材を防食する
ことが考えられているが、このものはフィン接合部近傍
しか効果がなく、ラジェータのコアプレート部およびコ
アプレートとのろう付は接合部近くのチューブ材では、
フィン接合部から離れているため、フィンの犠牲陽極効
果がなく、孔食が発生していた。
向上させるために、通路材より電位の卑なフィン材（例
えばＡｌ−Ｍｎ−Ｚｎ系、Ａｌ−Ｍｎ−５ｎ系合金など
）を用い、フィン材の犠牲陽極効果で通路材を防食する
ことが考えられているが、このものはフィン接合部近傍
しか効果がなく、ラジェータのコアプレート部およびコ
アプレートとのろう付は接合部近くのチューブ材では、
フィン接合部から離れているため、フィンの犠牲陽極効
果がなく、孔食が発生していた。
通路材内面（冷媒液体側）の腐食に対しては、Ａｌ−Ｚ
ｎ系の７０７２合金などの内皮材の犠牲陽極効果で芯材
を防食することが考えられているが、真空ろう付は法で
はＺｎが蒸発するため犠牲陽極効果が不十分となる。ま
たフラックスろう付は法ではＺｎの蒸発は少ないが、内
皮材が自己腐食により消耗した後は３００３合金等の芯
材の孔食が急速に発生進行する。
ｎ系の７０７２合金などの内皮材の犠牲陽極効果で芯材
を防食することが考えられているが、真空ろう付は法で
はＺｎが蒸発するため犠牲陽極効果が不十分となる。ま
たフラックスろう付は法ではＺｎの蒸発は少ないが、内
皮材が自己腐食により消耗した後は３００３合金等の芯
材の孔食が急速に発生進行する。
以上述べたように、従来のラジェータ用クラツド材の芯
材用アルミニウム合金材では、熱交換器用材料として目
的を十分達成できず、特に強度と耐孔食性に優れた材料
が望まれていた。
材用アルミニウム合金材では、熱交換器用材料として目
的を十分達成できず、特に強度と耐孔食性に優れた材料
が望まれていた。
そこで本発明の目的は、強度と耐孔食性に優れた材料と
その製造方法を提供するものである。
その製造方法を提供するものである。
［課題を解決するための手段］
本発明者らは、上記問題点を解決するために種々検討し
た結果、Ａ Ｉ −Ｍ ｎ −Ｃｕ系及びＡ Ｉ−Ｍｎ
−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｓ ｉ系芯材合金にＴｉを０．０６〜０
．３５％含有させ、Ｔｉ含有量の濃度差を有する組織と
することにより、腐食形態が孔食型から層状型になるこ
とから耐孔食性が向上することを見出し、本発明を完成
した。
た結果、Ａ Ｉ −Ｍ ｎ −Ｃｕ系及びＡ Ｉ−Ｍｎ
−Ｃｕ−Ｍｇ−Ｓ ｉ系芯材合金にＴｉを０．０６〜０
．３５％含有させ、Ｔｉ含有量の濃度差を有する組織と
することにより、腐食形態が孔食型から層状型になるこ
とから耐孔食性が向上することを見出し、本発明を完成
した。
すなわち、本発明の要旨は、Ｍｎ：０．１〜１６５％、
Ｃｕ ： ０．１＝１．０％、Ｔｉ：０．０６〜０．
３５％を含有し、さらに必要によりＭｇ：Ｑ、１〜１．
０％、Ｓ ｔ ： ０．１〜１．０％を含有し、残部Ａ
ｌおよび不可避不純物とからなる組成を存し、かつ、板
厚方向において周期的なＴｉの濃度差を６するアルミニ
ウム合金材としたアルミニウム合金材である。
Ｃｕ ： ０．１＝１．０％、Ｔｉ：０．０６〜０．
３５％を含有し、さらに必要によりＭｇ：Ｑ、１〜１．
０％、Ｓ ｔ ： ０．１〜１．０％を含有し、残部Ａ
ｌおよび不可避不純物とからなる組成を存し、かつ、板
厚方向において周期的なＴｉの濃度差を６するアルミニ
ウム合金材としたアルミニウム合金材である。
［作 用］
次に成分を限定した理由について説明する。
Ｔｉ ：Ｔｉは、材料の板厚方向に濃度の高い領域と低
い領域とに分かれ、それらが交互に分布する層状となり
、Ｔｉ濃度の低い領域が高い領域に比べて優先的に腐食
することにより、腐食形態を層状にする効果を有し、そ
れにより板厚方向への腐食の進行を妨げて材料の耐孔食
性を向上させる。しかし、含有量が０．０６％未満では
、この効果が少なく ０．３５％を越えると鋳造が困難
となり、また、加工性が劣化して健全な材料の製造が困
難となる。
い領域とに分かれ、それらが交互に分布する層状となり
、Ｔｉ濃度の低い領域が高い領域に比べて優先的に腐食
することにより、腐食形態を層状にする効果を有し、そ
れにより板厚方向への腐食の進行を妨げて材料の耐孔食
性を向上させる。しかし、含有量が０．０６％未満では
、この効果が少なく ０．３５％を越えると鋳造が困難
となり、また、加工性が劣化して健全な材料の製造が困
難となる。
Ｍｎ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｓ ｉ ： Ｍｎ、Ｃｕｓ Ｍｇ。
Ｓｉは、各成分共にＴｉの腐食形態を層状にする効果を
害することなく、強度を高める効果がある。各成分共に
下限値未満では強度向上の作用が少ない。Ｍｎは、上限
値を越えると巨大なＡｌ−Ｍｎ系化合物が形成され、加
工性、耐孔食性が低下する。ＣＵは上限値を越えると耐
孔食性が低下する。
害することなく、強度を高める効果がある。各成分共に
下限値未満では強度向上の作用が少ない。Ｍｎは、上限
値を越えると巨大なＡｌ−Ｍｎ系化合物が形成され、加
工性、耐孔食性が低下する。ＣＵは上限値を越えると耐
孔食性が低下する。
ＭｇとＳｔは、それぞれ上限値を越えると耐孔食性、ろ
う付は性が劣化する。
う付は性が劣化する。
Ｔｉ含有量の濃度差；芯材中のＴｉ含有量の濃度差及び
その周期幅を調整した組織とすることにより、腐食形態
は層状型となり、それにより板厚方向への腐食の進行を
抑制して、材料の耐孔食性を向上させる。Ｔｉ含有量の
濃度差が０．０５％未満では濃度差による電気化学的な
特性の差は発生せず、腐食形態は孔食型となり、耐孔食
性が低下する。
その周期幅を調整した組織とすることにより、腐食形態
は層状型となり、それにより板厚方向への腐食の進行を
抑制して、材料の耐孔食性を向上させる。Ｔｉ含有量の
濃度差が０．０５％未満では濃度差による電気化学的な
特性の差は発生せず、腐食形態は孔食型となり、耐孔食
性が低下する。
また、Ｔｉ含有量の濃度の周期幅が５μ層未満では腐食
形態を層状型とする効果は少なく、５０μｍを越えると
層状型腐食の効果が少なく、耐孔食性を向上させる効果
が少ない。
形態を層状型とする効果は少なく、５０μｍを越えると
層状型腐食の効果が少なく、耐孔食性を向上させる効果
が少ない。
なお、このような材料を製造する好ましい条件は、次に
示すとおりである。芯材を鋳造する時の鋳塊の冷却速度
は、Ｔｉ含有量の濃度差の周期幅をｇｌするための好ま
しい条件であり、たとえば、１００”Ｃ／ｓｅｃを越え
るとこの効果が不十分であり、０．５℃／ｓｅｃ未満で
はＴｉ含有量の濃度差の周期性が不均一となり、耐孔食
性が低下する。
示すとおりである。芯材を鋳造する時の鋳塊の冷却速度
は、Ｔｉ含有量の濃度差の周期幅をｇｌするための好ま
しい条件であり、たとえば、１００”Ｃ／ｓｅｃを越え
るとこの効果が不十分であり、０．５℃／ｓｅｃ未満で
はＴｉ含有量の濃度差の周期性が不均一となり、耐孔食
性が低下する。
［実施例］
実施例１
第１表に示す１６種類の組成の合金を溶解、連続鋳造し
、厚さ３０ｍ＋ｇ、幅１７５ａｖ、長さ１５０ｍｍの鋳
塊を、均質化処理を施した後、長さ方向に切断の後、鋳
塊長さ方向を厚さ２１ｎｏ＋とじ、幅１５０１１Ｉ１１
１長さ １５０・■の芯材素材とした。一方、ＪＩ５４
０４５合金および７０７２合金を同様に鋳造、面前し、
４８０℃にて熱間圧延を行い、厚さ４．５Ｈの皮材にし
た。この皮材を芯材の両面に重ね合わせ、４０４５合金
を外皮材、７０７２合金を内皮材として、４８０℃で熱
間圧延を行って厚さ３■のクラツド材を得た。その後冷
間圧延により厚さ０．６１１１１の板とし、最終焼鈍を
行って０材のクラツド材とした。以上の工程において、
芯ＨのＴｉ濃度の周期性を種々に変化させるために鋳造
時の冷却速度を０．２〜ｂ で変化させた。
、厚さ３０ｍ＋ｇ、幅１７５ａｖ、長さ１５０ｍｍの鋳
塊を、均質化処理を施した後、長さ方向に切断の後、鋳
塊長さ方向を厚さ２１ｎｏ＋とじ、幅１５０１１Ｉ１１
１長さ １５０・■の芯材素材とした。一方、ＪＩ５４
０４５合金および７０７２合金を同様に鋳造、面前し、
４８０℃にて熱間圧延を行い、厚さ４．５Ｈの皮材にし
た。この皮材を芯材の両面に重ね合わせ、４０４５合金
を外皮材、７０７２合金を内皮材として、４８０℃で熱
間圧延を行って厚さ３■のクラツド材を得た。その後冷
間圧延により厚さ０．６１１１１の板とし、最終焼鈍を
行って０材のクラツド材とした。以上の工程において、
芯ＨのＴｉ濃度の周期性を種々に変化させるために鋳造
時の冷却速度を０．２〜ｂ で変化させた。
また、芯材の板厚方向に於いて周期的に０．０５％以上
のＴｉの濃度差を有する周期幅は、Ｘ線マイクロアナラ
イザーを用いてＴｉの線分析を行った結果から測定した
。
のＴｉの濃度差を有する周期幅は、Ｘ線マイクロアナラ
イザーを用いてＴｉの線分析を行った結果から測定した
。
また、各材料の耐食性を評価するために、ろう材（皮材
）面に弗化物系フラックスを塗布して、窒素ガス雰囲気
中にて６００℃で５分間の加熱処理を行ない、下記の腐
食試験条件で耐食性を調査し、その結果を第２表に示す
。
）面に弗化物系フラックスを塗布して、窒素ガス雰囲気
中にて６００℃で５分間の加熱処理を行ない、下記の腐
食試験条件で耐食性を調査し、その結果を第２表に示す
。
耐食性試験条件
内皮面に対してはｔｏｏｏｐｐ■Ｃ１″″、１ｏ００ｐ
ｐＩＩＨＣＯ３−１０００１）ｌ）Ｉ ＳＯ４’ −５
０ｐｐｍＣｕ’＋を含有する８０℃の水溶液に８時間浸
漬し、室温に引きあげ１６時間乾燥する、交互サイクル
試験を１カ月間行った。
ｐＩＩＨＣＯ３−１０００１）ｌ）Ｉ ＳＯ４’ −５
０ｐｐｍＣｕ’＋を含有する８０℃の水溶液に８時間浸
漬し、室温に引きあげ１６時間乾燥する、交互サイクル
試験を１カ月間行った。
外皮面に対してはＪＩＳ ＤＯ２０１に基づきＣＡＳ
Ｓ試験を１カ月間行った。
Ｓ試験を１カ月間行った。
また、上記加熱条件で加熱したクラツド材の引張試験を
行った。
行った。
第１表
第２表
” ： Ｎｏ、１４は製造が難しく、健全な板材が得ら
れなかった。
れなかった。
第１表、第２表より本発明合金を芯材とするクラツド材
は、従来の３００３合金を芯材とするクラツド材Ｎ ｏ
、２１に比べて強度が高く、また比較クラツド材に比べ
て優れた耐食性を有していることが判る。
は、従来の３００３合金を芯材とするクラツド材Ｎ ｏ
、２１に比べて強度が高く、また比較クラツド材に比べ
て優れた耐食性を有していることが判る。
比較例のＮｏ、３．６、ｌ０１１３はＴｉ濃度の周期幅
が適切でないために外皮側の耐食性が劣っており、また
Ｎｏ、１５〜１９．２１．２２は芯材の合金成分が適切
でないために耐食性が劣っている。
が適切でないために外皮側の耐食性が劣っており、また
Ｎｏ、１５〜１９．２１．２２は芯材の合金成分が適切
でないために耐食性が劣っている。
比較例のＮ ｏ、２０は芯材合金Ｎｏ、１４の製造が難
しく、健全な板材が得られなかった。
しく、健全な板材が得られなかった。
実施例２
第１表に示す芯材用Ａｌ合金と、外皮ろう材用４１０４
合金、および内皮材用７０７２合金を溶解、鋳造し、実
施例１と同様の製造工程にて厚さ０．８ ａｍの軟質ク
ラツド板材を作製した。
合金、および内皮材用７０７２合金を溶解、鋳造し、実
施例１と同様の製造工程にて厚さ０．８ ａｍの軟質ク
ラツド板材を作製した。
このようにして得たクラツド板材は２ＸｌＯ’Ｔｏｒｒ
の真空中にて６００℃で５分間加熱を行った。
の真空中にて６００℃で５分間加熱を行った。
上記真空加熱した板材は実施例１と同様の方法にてＴｉ
濃度の周期幅の測定、外皮側と内皮側の耐食性調査、お
よび引張試験を行った。以上の結果をまとめて第３表に
示す。
濃度の周期幅の測定、外皮側と内皮側の耐食性調査、お
よび引張試験を行った。以上の結果をまとめて第３表に
示す。
第３表
” ： Ｎｏ、１４は製造が難しく、健全な板材が得ら
れなかった。
れなかった。
表１．３より本発明合金を芯材とするクラツド材は、真
空加熱によって内皮材の亜鉛が蒸発し、内皮材の犠牲陽
極効果が不十分な場合においても、比較クラツド材に比
べて優れた耐食性を有していることがわかる。
空加熱によって内皮材の亜鉛が蒸発し、内皮材の犠牲陽
極効果が不十分な場合においても、比較クラツド材に比
べて優れた耐食性を有していることがわかる。
［発明の効果コ
本発明の材料は、従来材料に比べて強度および耐孔食性
に優れている。従って、本発明合金は、ラジェータ用コ
アプレート材およびチューブ材の芯材として有用であり
、材料の薄肉化も可能となり、ラジェータの軽量化に対
応できるものである。
に優れている。従って、本発明合金は、ラジェータ用コ
アプレート材およびチューブ材の芯材として有用であり
、材料の薄肉化も可能となり、ラジェータの軽量化に対
応できるものである。
また、摩食性冷却媒液を用いる自動車用ラジェータは勿
論のこと、ヒーターコア、オイルクーラーなどの構成材
料としても有用な材料となるものである。
論のこと、ヒーターコア、オイルクーラーなどの構成材
料としても有用な材料となるものである。
Claims (2)
- （１） Ｍｎ：０．３〜１．５％（以下重量％）、Ｃｕ
：０．１〜１．０％、Ｔｉ：０．０６〜０．３５％を含
有し、残部Ａｌおよび不可避的不純物とからなる組成を
有し、かつ板厚方向において周期的な Ｔｉ含有量の濃度差を示す組織を有することを特徴とす
る熱交換器用アルミニウム合金材。 - （２） Ｍｎ：０．３〜 １．５％、Ｃｕ：０．１〜１
．０％、Ｔｉ：０．０６〜０．３５％、Ｍｇ：０．１〜
１．０％、Ｓｉ：０．１〜１．０％を含有し、残部Ａ
ｌおよび不可避的不純物とからなる組成を有し、かつ板
厚方向において周期的なＴｉ含有量の濃度差を示す組織
を有することを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7677789A JPH02258942A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 熱交換器用アルミニウム合金材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7677789A JPH02258942A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 熱交換器用アルミニウム合金材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02258942A true JPH02258942A (ja) | 1990-10-19 |
Family
ID=13615024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7677789A Pending JPH02258942A (ja) | 1989-03-30 | 1989-03-30 | 熱交換器用アルミニウム合金材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02258942A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107354326A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-11-17 | 亚太轻合金(南通)科技有限公司 | 铝合金管的制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59205445A (ja) * | 1983-05-02 | 1984-11-21 | Furukawa Alum Co Ltd | 熱交換器用アルミニウム合金クラツド材 |
| JPS62230494A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-09 | Sky Alum Co Ltd | ろう付用アルミニウム合金芯材 |
| JPS6483396A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-29 | Furukawa Aluminium | Brazing sheet made of aluminum |
-
1989
- 1989-03-30 JP JP7677789A patent/JPH02258942A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59205445A (ja) * | 1983-05-02 | 1984-11-21 | Furukawa Alum Co Ltd | 熱交換器用アルミニウム合金クラツド材 |
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