JPH0237991A - ブレージング用アルミニウム薄板の製造方法 - Google Patents

ブレージング用アルミニウム薄板の製造方法

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JPH0237991A
JPH0237991A JP13735389A JP13735389A JPH0237991A JP H0237991 A JPH0237991 A JP H0237991A JP 13735389 A JP13735389 A JP 13735389A JP 13735389 A JP13735389 A JP 13735389A JP H0237991 A JPH0237991 A JP H0237991A
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JP
Japan
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intermediate annealing
rolling
brazing
cold rolling
buckling resistance
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JP13735389A
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English (en)
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Takenobu Dokou
武宜 土公
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Furukawa Aluminum Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Aluminum Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0222Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering or brazing
    • B23K35/0233Sheets or foils
    • B23K35/0238Sheets or foils layered

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

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、耐高温座屈性に優れ、非腐食性フラックスフ
レーシンク及びキャリアガスプレージンクに適したフィ
ン用アルミニウム薄板の製造方法に関する。
(従来の技術) 従来、自動車クーラー用コンデンサー、エバポレーター
などのアルミニウム合金からなる熱交換姦は、押出多穴
チューブとコルゲートフィンから構成されている。
一般にこのような押出多穴チューブにはJISA 10
50 (99,5wt%以上のAM(以下wt%を単に
%と略記する))やA3003 (A文−〇、15%C
u −L、1%Mn)合金か用いられ、コルゲートフィ
ンにはA3003あるいはA3203(AM−1,1%
Mn)を芯材とし、これの両面に皮材として八文−3i
系合金、例えばAl343(A2−7.5%Si)やA
l004 (A文−10%S i −1,5%Mg)が
クラットされた、いわゆるプレージングシートが用いら
れている。
これらのプレージングシートを用いる熱交換器の製造は
、一般に、押出多穴チューブとプレージングシートを5
90〜620℃に数分加熱して接合する方法いわゆるブ
レージング法により行われる。
ところでブレージング法の中で非腐食性フラックスブレ
ージング法あるいはキャリヤーガスブレージング法に用
いるプレージングシートの場合、コルゲートフィンの芯
材、例えばA3003合金(あるいは皮材にも)にZn
を添加し、犠牲陽極フィンの効果を与え押出チューブ材
を防食する必要かある。しかしZnを添加すると犠牲陽
極効果は向上するものの耐高温座屈性か低下する。
耐座屈性の向上の為に、Fe、Si量を規制することか
今日、1つの方向として行われているが、このような規
制を行うと使用可能な地金が制限され、原料コストが高
価になる。
また、キャリヤーガスブレーシング法ては、皮材の拡散
が大きいと芯材中のZnが蒸発し、フィンの残留Zn量
が少なくなり犠牲陽極効果か十分期待てきなくなること
かある。
一方、ブレージング法によるアルミニウム合金製熱交換
器製造用フィン材の製造方法として、Mn、Mg、Zr
等を所定量含有するアルミニウム合金の芯材に皮材をク
ラットしたフィン材の製造方法か最近提案されている(
特開昭60−215729号公報)。
(発明か解決しようとする問題点) 上記特開昭60−215729号公報に開示の方法は耐
座屈性の向上をZrを含有させることと、焼鈍1回を所
定冷間圧延の中間処理として行うということなどで達成
しようとしている。しかしプレージングシートの耐高温
座屈性は、フィン材の薄肉化が進むにつれて近年さらに
要求水準が厳しくなってきており、このような方法ては
その要求を満足できない。
また非腐食性フラックスブレージング法あるいはキャリ
ヤーガスブレージング法においては、前記のように芯材
にZnを添加した従来のプレージングシートは耐高温座
屈性が低く、フィン材の薄肉化の要求を満足てきなかっ
た。
したがって本発明の目的は、薄肉化しても耐高温座屈性
か高く、押出多穴チューブに対してすぐれた犠牲陽極効
果を示すブレージング用アルミニウム薄板の製造方法を
提供することである。
さらに本発明の目的は、特に、非腐食性フラックスブレ
ージング法及びキャリヤーガスブレージング法に対して
好適なブレージング用アルミニウム薄板の製造方法を提
供することである。
さらに、本発明の目的はFeを多く含んだアルミニウム
合金を用いることにより安価なアルミニウム薄板材料を
提供することである。
(問題点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種々検討を重ね
た結果、Mn、Zr、を所定量含有したアルミニウム合
金を芯材とし、AM−3i系あるいはA文−31−Mg
系ろう材を皮材として被覆した合わせ材を加工する場合
、熱間圧延終了後、直ちに、あるいは冷間圧延を行った
後に焼鈍を行うか、耐高温座屈性を向上させるためには
、2回の中間焼鈍か必要であること、さらに、それらの
中間焼鈍の間の冷間圧延率及び最後の中間焼鈍後の最終
の冷間圧延率も重要であることを知見し、詳細な検1討
を行った。その結果、冷間圧延、焼鈍工程に関して圧延
率をある条件て制御することが必要なことを見い出した
0本発明はこの知見に基づきなされるに至ったものであ
る。
すなわち、本発明はMn 0.6〜2.0%、Fe0.
11〜0.80%、S i 0.05〜0.6%、Zn
0.5〜2.0%を含有し残部A文と不可避不純物から
なる組成の芯材アルミニウム合金の両面にへ交−3i系
又はAl−31−Mg系ろう材を皮材として被覆した合
わせ材を加熱処理もしくは均質化処理した後熱間圧廷加
工及び冷間圧廷加工するに当り、熱間圧延加工以降の工
程で2回の中間焼鈍を行い、最後から2番目の中間焼鈍
から最後の中間焼鈍までの間に圧延率が5%以上40%
未満となる冷間圧廷加工を行い、かつ最後の中間焼鈍か
ら最終板厚となるまでの圧延率が10〜30%となる冷
間圧延を行うことを特徴とするブレージング用アルミニ
ウム薄板の製造方法を提供するものである。
以下本発明方法を詳細に説明する。
本発明において芯材のアルミニウム合金の添加元素及び
その添加量を前記の如く限定した理由は次の通りである
Mnは添加量を0.6〜2.0%とする。Mnは合金の
強度を向上させるとともに、AM−Mn−Fe系又はA
R−Mn−Si系の微細な析出物を生じ、再結晶を粗大
化させ、ブレーシングでの高温加熱の際の耐高温座屈性
な向上させるが0,6%未満ではその効果が小さく、2
.0%を越えて添加した場合は巨大品出物が生じやすく
、フィン材としての成形性が悪くなる。
Feの添加量を0.31〜0.80%とする。FeはM
nとの共存によってAn−Mn−Fe系の析出物を生じ
、再結晶粒を粗大化させブレーシングでの高温加熱の際
の耐高温座屈性を向上させるが、従来0.3%を越える
と晶出物の量が増え晶出相は再結晶の核サイトとして働
くため、再結晶か微細化し、逆に耐高温座屈性を悪化す
るといわれてきた。しかし、材料コストを下げるために
は0.3%を越えたFefiを含有する合金の使用はg
1要な技術課題である。木発明者らは種々検討を重ね、
その結果、本発明方法によればFe量が0.30%を越
えても0.80%までは耐高温座屈性が低下しないこと
を見いたした。
Siの添加量を0.05〜0.6%とする。SiはMn
との共存によってA文−Mn−Si系の微細な析出物を
生じ、ブレージングでの高温加熱の際の耐高温座屈性を
向上させるか、0.05%未満てはその効果か小さく、
 0.6%を越えると逆に析出物の効果て再結晶粒か微
細化し耐高温座屈性を悪化させる。
Znの添加量を0,5〜2.0%とする。Znはフィン
材の電位を卑にし、犠牲陽極効果でチューブ等の作動波
体通路の孔食な防ぐ作用かあるが、0.5%未満ではそ
の効果か小さく、 2.0%を越えると自己腐食か高く
なるとともにろう付性が低下する。
本発明において芯材のアルミニウム合金は上記の組成を
主要成分とするが、vI造時の結晶粒微細化等のために
微量のTi、B等を添加しても何らさしつかえない。
本発明において用いられる皮材としてのAl−Si系又
はA文−3i −Mg系ろう材の具体例としてはAl3
43 (A文−7,4%Si)、Al045(Ai−L
(1%Si)等、これにZnを1%程度添加した合金及
びAl004 (Ai−10%Sii、s%Mg)、A
l104 (Au−10%Si−1,5%Mg−0,1
%Bi)等がある。
本発明においては均質化処理はこれを行ってもよいし、
行わなくてもよい。均質化処理を行う場合は皮材を皮覆
する前の芯材に行ってもよいし、被覆後の合わせ材に行
ってもよい。均質化処理することなく芯材に皮材を被覆
しただけでも本発明においては十分要求特性を満足させ
ることがてきる。均質化処理を行う場合、処理温度か5
80°Cを越えるとブレージング時の再結晶が微細化し
、耐高温座屈性か悪化するため、均質化処理温度の上限
は580°Cか好ましい。なお、皮材を被覆した後、均
質化処理を行う場合は、皮材の融点(A文−3i系では
577°C,A文−S i −Mg系では555℃)以
下の温度でなければならない。
次に1;記合わせ材を圧延及び熱処理して薄板にするま
での工程について順次説明する。
先ず合わせ材を皮材の融点以下の温度に加熱し、熱間圧
延を行うが、この条件については特に規定する必要はな
い。また、皮材を被覆した後に均質化処理を行う場合は
、この均質化処理後、直ちに熱間圧延を行ってもよい。
熱間圧延終了後は、直ちに、あるいは冷間圧延を行った
後に中間焼鈍を行うが、耐高温座屈性を向上させるため
には、2回の中間焼鈍か必要である。中間焼鈍の温度及
び時間について特に制限はないか、本発明に使用される
芯材合金はFe含有量が多いのて、そのような場合に通
常用いられる300〜450℃で0.5〜6時間の条件
が好ましい。
さらに、上記焼鈍に関連して冷間圧延率も重要な意義を
有しているので、以下の条件で冷間圧延及び焼鈍を行う
。すなわち、最後から2番目の中間焼鈍から最後の中間
焼鈍までの間に圧延率が5%以上40%未満となるよう
な冷間圧廷加工を行い、かつ最終の中間焼鈍から最終板
厚までの圧廷率が10〜30%となるように冷間圧延を
行う。
これら中間焼鈍及び冷間圧延について条件を限定したの
は下記の理由による。
一般に、アルミニウム合金フィン材の高温座屈の原因と
しては、溶融した皮材が芯材の粒界あるいは、サブバウ
ンダリーを経路として拡散することが考えられ、したが
って、拡散を防ぐためにはブレージングの高温加熱の際
、すみやかに再結晶しくサブバウンダリーを消す)、シ
かも、再結晶粒が粗大である(粒界の面積を小にする)
ことが必要である。
本発明者らの研究によればブレージングの高温加熱時に
、再結晶が遅れる最大の原因は、加熱昇温時に、Mn、
Si、Fe等の固溶元素が析出し、再結晶と競合するこ
とであり、それを防ぐためには、熱間圧延終了後に冷間
圧延、中間焼鈍をくり返し、析出物をあらかじめ十分マ
トリクス中に析出させることによって固溶Mn、Si、
Fe量を減らすことが有効であることが判明した。高温
加熱以前に存在するこれらの微細析出物は、再結晶をや
や遅らせるか通常は、問題となることはなく、むしろ、
粒度な粗大化する働きがあり、耐高温座屈性を向上させ
る。このような効果を得るには、中間焼鈍は1回では不
十分て、2回の中間焼鈍が必要である。
さらに、最後から2番目の中間焼鈍から最後の中間焼鈍
までの冷間圧廷率が5%未満では最後の中間焼鈍で完全
に再結晶せずにサブバウンダリーか残存する。このよう
に残存したサブバウンダリーには高温加熱の際に固溶元
素が非常に析出しやすいため、すなわち析出と再結晶と
が競合しやすいため、高温加熱の際にサブバウンダリー
が残りやすくなる。最後から2番目の中間焼鈍から最後
の中間焼鈍までの間に冷間圧延率を5%以上40%未満
とする冷間圧延を行う必要がある。
また、最終の中間焼鈍から最終板厚となるまでの冷間圧
廷率が10%未満では加工度か小さく、フレージンク時
の再結晶か遅れ、サブバウンダリーか残存し、耐高温座
屈性か悪化する。逆に、最終冷間圧延率が30%を越え
ると再結晶粒度が微細化し、耐高温座屈性か悪化する。
本発明方法により得られるブレージング用アルミニウム
薄板の最終板厚は特に制限はないが通常0.10−0.
20mmである。
(発明の効果) 本発明方法によれば、従来より一段と耐高温座屈性を向
上させたブレージング用アルミニウム薄板を製造するこ
とかでき、よりフィン材の薄肉化が可能となる。また、
本発明方法によれば犠牲陽極効果にすぐれ、非腐食性フ
ラックスブレージング及びキャリアーガスブレージング
に適するブレージング用アルミニウム薄板を製造するこ
とがてきる。
したかって本発明方法によればコルゲートフィンの一層
の薄肉化か可能であり、熱交換器の軽量化、コストダウ
ンが可能となる。
(実施例) 次に本発明を実施例に基づき以下詳細に説明する。
実施例 第1表に示すA〜Eの組成の合金鋳塊(厚さ304 m
 m、幅700mm、長さ1600mm)を均質化処理
(一部は未処理)した後、表面を面削し、Al343 
(A文−7,5%Si)相当の皮材を両面に被覆(片面
につき12%)した。次いて第2表に示す条件で再加熱
、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍の各処理をそれぞれ行い、
最終厚さ0.16mmのブレージング用アルミニウム薄
板を作製した。これらの薄板のうち本発明方法によるも
のを実施例試料とし、本発明方法と異なる合金組成及び
/又は処理工法によるものを比較例試料とした。
これらの供試材について下記の方法により耐高温座屈性
及び耐食性を試験した。その結果を第3表に示す。
(a)耐高温座屈性試験 各供試材から幅22mm長さ60mmの試料薄板21を
作成し、これを第1図(イ)(ロ)のように台22上に
固定具23を用いて長さ50mmの片持ちで保持し、6
10°C110分間大気中で加熱する。第1図(ハ)に
示す加熱後の垂下量の大小で耐高温座屈性を評価する。
この評価法において、垂下量か15mm以下であれば実
際のコンデンサーを組みたて、ブレージングをした際に
聞届がないことを確認した。
したかって垂下量15mm以下を合格と判定する。
(b)耐孔食性試験 第2図に示すように供試材から作成した試料薄板31を
コルゲート加工した後、両側に厚さ0.8mm、幅20
 m m、長さ100mmのA3003板32を非腐食
性フラックスブレージング法でろう付した。
この試片を塩水噴1(JISZ2371に準じる)40
00時間のテストを行いA3003板32に生じた孔食
な調べた。
第3表から明らかなように、本発明方法によれば垂下量
は何れも15mm以下で、耐高温座屈性は優れている。
また、ろう付した場合の孔食も0.2mm以下で貫通孔
なく、耐孔食性も優れている。これに対し比較配合組成
及び/又は比較処理工程によるものは耐孔食性は認めら
れるか垂下量が何れも15mmより大であり、耐高温座
屈性が劣る。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)、(ロ)、(ハ)は耐座屈性の試験力υ:
の説明図、第2図は耐孔食性試験の説明図である。 符号の説明

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Mn0.6〜2.0%、Fe0.31〜0.80%、S
    i0.05〜0.6%、Zn0.5〜2.0%(以上w
    t%)を含有し残部Alと不可避不純物からなる組成の
    芯材アルミニウム合金の両面にAl−Si系又はAl−
    Si−Mg系ろう材を皮材として被覆した合わせ材を加
    熱処理もしくは均質化処理した後熱間圧廷加工及び冷間
    圧延加工するに当り、熱間圧延加工以降の工程で2回の
    中間焼鈍を行い、最後から2番目の中間焼鈍から最後の
    中間焼鈍までの間に圧廷率が5%以上40%未満となる
    冷間圧廷加工を行い、かつ最後の中間焼鈍から最終板厚
    となるまでの圧延率が10〜30%となる冷間圧延を行
    うことを特徴とするブレージング用アルミニウム薄板の
    製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01253657A (ja) * 1988-04-01 1989-10-09 Hitachi Ltd 加速度センサ
JP2006281266A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Furukawa Sky Kk アルミニウム合金クラッド材、その製造方法及びそのアルミニウム合金クラッド材を用いた熱交換器
US7226669B2 (en) * 2003-08-29 2007-06-05 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh High strength aluminium alloy brazing sheet, brazed assembly and method for producing same

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