JPH027382B2

JPH027382B2 -

Info

Publication number: JPH027382B2
Application number: JP57195508A
Authority: JP
Inventors: Ken Toma; Masazo Asano; Masanao Iida; Shoji Takeuchi; Isao Takeuchi
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1982-11-08
Filing date: 1982-11-08
Publication date: 1990-02-16
Also published as: JPS5985837A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、管材にフイン材をろう付けするこ
とによりAl合金製熱交換器を製造するに際して、
ろう付け工程の加熱に対してすぐれた耐垂下性を
示すブレージングシートからなる熱交換器フイン
材に関するものである。従来、一般に、例えば自動車のラジエータや空
調機器などに用いられているAl合金製熱交換器
は、例えばAl−Mn系合金の芯材の片面または両
面にAl−Si系合金のろう材をクラツドしてブレ
ージングシートとしてなるフイン材を、例えば
Al−Mn系合金の管材にろう付けすることにより
製造されている。しかしながら、上記のAl合金製熱交換器の製
造に際しては、ろう付け加熱時に、フイン材を構
成するろう材中のSiが同芯材中に拡散するために
耐垂下性が劣化し、この結果フイン材が変形して
製品仕上りが損なわれるようになるばかりでな
く、このフイン材の変形によつてフイン材の管材
へのろう付けが不完全になるなどの問題がしばし
ば発生するものであつた。そこで、本発明者等は、上述のような観点から
ろう付け加熱時に変形のない、すぐれた耐垂下性
を示すブレージングシートからなる熱交換器フイ
ン材を開発すべく研究を行なつた結果、ブレージ
ングシートからなる熱交換器フイン材を構成する
芯材を、重量％で（以下％は重量％を示す）、 Mn：１〜1.5％、Si：0.3〜0.9％、 Zr：0.02〜0.2％、Ni：0.05〜0.3％、 Mg：0.05〜0.5％、を含有し、さらに必要に応じて、 Cr：0.05〜0.3％、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合金で構成すると、この結果の熱
交換器フイン材においては、これを構成する芯材
が素地中に各種の金属間化合物が微細均一に分散
析出した組織をもち、かつこの組織によつて高い
再結晶温度をもつようになることから、熱交換器
の製造工程におけるろう付け時に芯材の再結晶粒
の粗大化がはかられるため、芯材における結晶粒
界からのろう材の侵入が著しく抑制されるように
なり、この結果フイン材は前記組織によつてもた
らされるすぐれた高温強度と相まつて、すぐれた
耐垂下性を示すようになり、良好なろう付けを可
能とするという知見を得るに至つたのである。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、Al合金の芯材の片面または両面に、
Al−Si系合金のろう材をクラツドしてブレージ
ングシートとした熱交換器フイン材において、上記芯材を、 Mn：１〜1.5％、Si：0.3〜0.9％、 Zr：0.02〜0.2％、Ni：0.05〜0.3％、 Mg：0.05〜0.5％、を含有し、さらに必要に応じて、 Cr：0.05〜0.3％、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合金で構成してなる耐垂下性にす
ぐれた熱交換器フイン材に特徴を有するものであ
る。つぎに、この発明の熱交換器フイン材を構成す
る芯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) Mn Mn成分は、構成成分であるAl、Si、Niなど
と結合して、Al−Mn−Si化合物やAl−Mn−
Si−Ni化合物などの金属間化合物を形成し、
この金属間化合物は素地中に微細均一に分散析
出して、ろう付け加熱時の再結晶温度を上げ、
もつて芯材における再結晶粒の粗大化を促進さ
せる作用があるほか、これの高温強度を向上さ
せる作用があり、この結果フイン材としての耐
垂下性を向上せしめる作用をもつが、その含有
量が1.0％未満では前記作用に所望の効果が得
られず、一方1.5％を越えて含有させてもより
一層の向上効果は現われないことから、その含
有量を1.0〜1.5％と定めた。 (b) Si Si成分には、Al−Mn系化合物やAr−Zr系化
合物などの金属間化合物の分散析出を促進めし
める作用があるが、その含有量が0.3％未満で
は前記作用に所望の効果が得られず、一方0.9
％を越えて含有させると、フイン材として耐垂
下性に劣化傾向が現われるようになることか
ら、その含有量を0.3〜0.9％と定めた。 (c) Zr Zr成分には、Mnと同様に素地中に微細均一
に分散析出するAl−Zr化合物を形成して、再
結晶温度を著しく上昇させ、もつてろう付け加
熱時の芯材における再結晶粒の粗大化をはかる
とともに、前記Al−Zr化合物による高温強度
の向上によつて、フイン材としての耐垂下性を
著しく向上させる作用があるが、その含有量が
0.02％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方0.2％を越えて含有させてもより一層
の向上効果は現われず、むしろ溶解鋳造時に巨
大晶を形成し易くなつて加工性が劣化するよう
になることから、その含有量は0.02〜0.2％と
定めた。 (d) Ni Ni成分には、MnおよびZr成分などと同様
に、素地中に微細均一に分散析出する高温でも
安定なAl−Ni化合物やAl−Mn−Ni化合物を
形成して、フイン材としての耐垂下性を向上さ
せる作用があるが、その含有量が0.05％未満で
は所望の耐垂下性を確保することができず、一
方その含有量が0.3％を越えると、Al−Ni系の
粗大晶出物が形成されやすくなり、この粗大晶
出物の形成によつて再結晶温度の低下が著しく
なり、この結果ろう付け加熱時に芯材における
再結晶粒が微細になり、結晶粒界からのろう材
の侵入が促進されてフイン材としての耐垂下性
が劣化するようになることから、その含有量を
0.05〜0.3％と定めた。 (e) Mg Mg成分には、芯材の強度を向上させる作用
があるが、その含有量が0.05％未満では所望の
高強度を確保することができず、一方その含有
量が0.5％を越えると、フイン材の耐垂下性に
劣化傾向が現われるようになることから、その
含有量を0.05〜0.5％と定めた。 (f) Cr Cr成分には、Mnと同様に素地中にAl−Cr系
化合物を分散析出させ、ろう付け加熱時に芯材
における再結晶粒を粗大化して、フイン材の耐
垂下性を向上させる作用があるので、特にすぐ
れた耐垂下性が要求される場合に必要に応じて
含有されるが、その含有量が0.05％未満では前
記作用に所望の向上効果が得られず、一方0.3
％を越えて含有させてもより一層の向上効果は
現われず、むしろ溶解鋳造時に巨大晶を形成し
やすくなつて加工性が損なわれるようになるこ
とから、その含有量を0.05〜0.5％と定めた。つぎに、この発明の熱交換器フイン材を実施例
により具体的に説明する。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芯材用本発明Al合金１
〜14、芯材用比較Al合金１〜６、およびろう材
用Al合金を溶製し、鋳造して鋳塊とした後、均
質化処理を施した。また、芯材用比較Al合金１〜６は、いずれも
構成成分のうちのいずれかの成分含有量（第１表
に＊印を付す）がこの発明の範囲から外れた組成
をもつものである。ついで、この結果得られたAl合金鋳塊につい
て、芯材用のものは熱間圧延により板厚：８mmの

【表】

【表】熱延板とし、またろう材用のものは同様に熱間圧
延により板厚：５mmの熱延板とし、さらに前記ろ
う材用Al合金熱延板には冷間圧延を施して板
厚：１mmの冷延板とした。この状態で、芯材用
Al合金熱延板のそれぞれに、ろう材用Al合金冷
延板を重ね合わせ、熱間圧延にて両面クラツドす
ると共に、その板厚を1.6mmとし、引続いて、昇
温速度：２℃／min、保持温度：370℃、保持時
間：２時間の条件での中間焼鈍を、中間冷間圧延
工程間で適宜行ない、最終的に板厚：0.16mmのブ
レージングシートとし、かつ35％の最終冷間圧延
率を有する本発明熱交換器フイン材１〜14、およ
び構成成分のうちのいずれかの成分含有量がこの
発明の範囲から外れたAl合金（上記の芯材用比
較Al合金１〜６）で芯材が構成された比較熱交
換器フイン材１〜６をそれぞれ製造した。この結果得られた各種の熱交換器フイン材につ
いて、最も苛酷と考えられる条件で耐垂下性試験
を行なつた。すなわち、耐垂下性試験は、幅：30
mm×長さ：140mmの寸法をもつた試験片を用い、

【表】

【表】第１図に正面図で示されるように、この試験片１
の一方端部を、横Ｆ型試験片保持治具２の外側フ
ランジ部２ａの上端部に嵌挿し、一方その中間部
を内側フランジ部２ｂの先端部で支持して、前記
試験片１を内側フランジ部２ｂから40mmの長さに
亘つて突出した状態で水平保持し、この状態で、
ろう付け加熱条件に相当する１気圧の窒素ガス雰
囲気中、温度：625℃に10分間保持し、保持後の
前記試験片１における先端の垂下量ｄを測定する
ことにより行なつた。この測定結果を第２表に示
した。第２表に示される結果から、本発明熱交換器フ
イン材１〜14は、いずれもすぐれた耐垂下性を示
し、ろう付け時に“へたり”や変形の発生がほと
んどなく、良好なろう付けが可能であるのに対し
て、比較熱交換器フイン材１〜６に見られるよう
に、構成成分のうちのいずれかの成分含有量がこ
の発明の範囲から外れると、耐垂下性が劣つたも
のになることが明らかである。上述のように、この発明の熱交換器フイン材
は、ろう付け加熱時にすぐれた耐垂下性を示すの
で、“へたり”や変形の発生がほとんど皆無とな
り、良好な状態で、歩留り良くろう付けを行なう
ことができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は耐垂下性試験に用いた試験片保持治具
を示す正面図である。１……試験片、２……試験片保持治具、２ａ，
２ｂ……フランジ部。

Claims

【特許請求の範囲】１ Al合金の芯材の片面または両面に、Al−Si
系合金のろう材をクラツドしてブレージングシー
トとしてなる熱交換器フイン材において、上記芯材を、重量％で、 Mn：１〜1.5％、Si：0.3〜0.9％、 Zr：0.02〜0.2％、Ni：0.05〜0.3％、 Mg：0.05〜0.5％、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合金で構成したことを特徴とする
耐垂下性にすぐれた熱交換器フイン材。２ Al合金の芯材の片面または両面に、Al−Si
系合金のろう材をクラツドしてブレージングシー
トとしてなる熱交換器フイン材において、上記芯材を、重量％で、 Mn：１〜1.5％、Si：0.3〜0.9％、 Zr：0.02〜0.2％、Ni：0.05〜0.3％、 Mg：0.05〜0.5％、Cr：0.05〜0.3％、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合金で構成したことを特徴とする
耐垂下性にすぐれた熱交換器フイン材。