JPH028018B2 - - Google Patents
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- JPH028018B2 JPH028018B2 JP56122720A JP12272081A JPH028018B2 JP H028018 B2 JPH028018 B2 JP H028018B2 JP 56122720 A JP56122720 A JP 56122720A JP 12272081 A JP12272081 A JP 12272081A JP H028018 B2 JPH028018 B2 JP H028018B2
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- JP
- Japan
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- brazing
- fin
- materials
- alloy
- thin plate
- Prior art date
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Description
この発明は、特にAl合金製熱交換器の製造に
おける真空ろう付けやフラツクスろう付けなどの
ろう付け工程の加熱に対してすぐれた耐垂下性
（耐変形性）を示し、一方実用に際しては、犠牲
陽極効果を発揮し、相手部材である管材をよく防
食する特性を有する熱交換器フイン材に関するも
のである。 従来、一般に、Al合金製熱交換器は、例えば
Al−Mn合金の薄板材で構成され、あるいはこの
薄板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、例えば純AlまたはAl−Mn系合金で
構成され、あるいはこれの表面に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、上記の従来Al合金製熱交換器
においては、その製造に際して、ろう付け時の高
温加熱によつてフイン材の強度が著しく低下する
ようになるばかりでなく、ろう材中のSiがフイン
材中に拡散侵食して耐垂下性を劣化させるように
なるため、フイン材が変形し、この結果管材にフ
イン材をうまくろう付けすることができなくなる
問題がしばしば発生するものであり、一方その実
用に際しては、フイン材中のMnは、これを電気
化学的に著しく貴にする作用があるため、例えば
管材に純Al系のものを使用した場合には、管材
がフイン材に比して卑になることから、管材の腐
食が促進され、この結果管材には貫通孔が形成さ
れるようになり、この貫通孔に原因する事故の発
生がしばしば見られるものであつた。 そこで、フイン材にZnを含有させることによ
つてフイン材を管材に比して電気化学的に卑に
し、この結果の犠牲陽極効果によつて管材を防食
する試みもなされたが、その製造に際して、真空
ろう付けを適用した場合、この真空ろう付け工程
中にフイン材中のZnが蒸発し、ろう付け後には
管材に比して電気化学的に卑にするのに足るZn
がフイン材中に残留しておらず、何らの問題解決
にならないものであつた。 本発明者等は、上述のような観点から、ろう付
けに際しての加熱に対しても変形がなく、かつ管
材に比して相対的に電気化学的に卑な特性をもつ
たAl合金製熱交換器のフイン材を得べく研究を
行つた結果、薄板材から構成され、あるいはこの
薄板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
フイン材において、上記薄板材を、重量％で（以
下％は重量％で示す）、 Zr：0.02〜0.2％、Si：0.2〜１％、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、この結果のフイン材は、
Mnを含有しないために相対的に電気化学的に貴
にならないことから、管材に対してすぐれた犠牲
陽極効果を発揮し、かつ熱伝導性のすぐれた状態
に保持され、さらに合金成分たるZrとSiとの共存
によつて、ろう付け時におけるろう材中のSiのフ
イン材中への拡散侵食が著しく抑制されるように
なることから、すぐれた耐垂下性をもつようにな
るという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであり、以下にフイン材における薄板材に関
し、これを構成するAl合金の成分組成を上記の
通りに限定した理由を説明する。 (a) Zr Zr成分は、フイン材を構成する薄板材の製
造に際して、冷間圧延と、300〜350℃付近の温
度に加熱の中間焼鈍との繰り返し工程における
前記中間焼鈍処理中に微細なAl−Zr化合物と
して析出し、このAl−Zr化合物は再結晶温度
を著しく上昇させる作用があることから、再結
晶後の結晶粒は粗大化するようになり、この結
果管材とフイン材とのろう付け時にフイン材へ
のろう材中のSiの拡散侵食が抑制されるように
なり、もつて耐垂下性をすぐれた状態に保持す
る作用をもつが、その含有量が0.02％未満では
所望のすぐれた耐垂下性を確保することができ
ず、一方0.2％を越えて含有させても、より一
層の向上効果が現われず、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損なわれる
ようになることから、その含有量は0.02〜0.2
％と定めた。 (b) Si Si成分には、Al−Zr化合物の形成を著しく
促進し、もつてフイン材の耐垂下性を向上させ
る作用があるが、その含有量が0.2％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方１％を
越えて含有させても、より一層の向上効果が現
われないばかりでなく、むしろ電気化学的に貴
になる傾向が現われ、犠牲陽極効果を十分発揮
できなくなることから、その含有量を0.2〜１
％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フイン材用本発明Al合
金１〜４、フイン材用従来Al合金１、２、管材
用Al合金ａ、ｂ、およびろう材用Al合金を溶製
し、鋳造して鋳塊とした。なお、第１表には表示
を省略したが、これらの各種Al合金鋳塊は、
おける真空ろう付けやフラツクスろう付けなどの
ろう付け工程の加熱に対してすぐれた耐垂下性
（耐変形性）を示し、一方実用に際しては、犠牲
陽極効果を発揮し、相手部材である管材をよく防
食する特性を有する熱交換器フイン材に関するも
のである。 従来、一般に、Al合金製熱交換器は、例えば
Al−Mn合金の薄板材で構成され、あるいはこの
薄板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、例えば純AlまたはAl−Mn系合金で
構成され、あるいはこれの表面に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、上記の従来Al合金製熱交換器
においては、その製造に際して、ろう付け時の高
温加熱によつてフイン材の強度が著しく低下する
ようになるばかりでなく、ろう材中のSiがフイン
材中に拡散侵食して耐垂下性を劣化させるように
なるため、フイン材が変形し、この結果管材にフ
イン材をうまくろう付けすることができなくなる
問題がしばしば発生するものであり、一方その実
用に際しては、フイン材中のMnは、これを電気
化学的に著しく貴にする作用があるため、例えば
管材に純Al系のものを使用した場合には、管材
がフイン材に比して卑になることから、管材の腐
食が促進され、この結果管材には貫通孔が形成さ
れるようになり、この貫通孔に原因する事故の発
生がしばしば見られるものであつた。 そこで、フイン材にZnを含有させることによ
つてフイン材を管材に比して電気化学的に卑に
し、この結果の犠牲陽極効果によつて管材を防食
する試みもなされたが、その製造に際して、真空
ろう付けを適用した場合、この真空ろう付け工程
中にフイン材中のZnが蒸発し、ろう付け後には
管材に比して電気化学的に卑にするのに足るZn
がフイン材中に残留しておらず、何らの問題解決
にならないものであつた。 本発明者等は、上述のような観点から、ろう付
けに際しての加熱に対しても変形がなく、かつ管
材に比して相対的に電気化学的に卑な特性をもつ
たAl合金製熱交換器のフイン材を得べく研究を
行つた結果、薄板材から構成され、あるいはこの
薄板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
フイン材において、上記薄板材を、重量％で（以
下％は重量％で示す）、 Zr：0.02〜0.2％、Si：0.2〜１％、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、この結果のフイン材は、
Mnを含有しないために相対的に電気化学的に貴
にならないことから、管材に対してすぐれた犠牲
陽極効果を発揮し、かつ熱伝導性のすぐれた状態
に保持され、さらに合金成分たるZrとSiとの共存
によつて、ろう付け時におけるろう材中のSiのフ
イン材中への拡散侵食が著しく抑制されるように
なることから、すぐれた耐垂下性をもつようにな
るという知見を得たのである。 この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであり、以下にフイン材における薄板材に関
し、これを構成するAl合金の成分組成を上記の
通りに限定した理由を説明する。 (a) Zr Zr成分は、フイン材を構成する薄板材の製
造に際して、冷間圧延と、300〜350℃付近の温
度に加熱の中間焼鈍との繰り返し工程における
前記中間焼鈍処理中に微細なAl−Zr化合物と
して析出し、このAl−Zr化合物は再結晶温度
を著しく上昇させる作用があることから、再結
晶後の結晶粒は粗大化するようになり、この結
果管材とフイン材とのろう付け時にフイン材へ
のろう材中のSiの拡散侵食が抑制されるように
なり、もつて耐垂下性をすぐれた状態に保持す
る作用をもつが、その含有量が0.02％未満では
所望のすぐれた耐垂下性を確保することができ
ず、一方0.2％を越えて含有させても、より一
層の向上効果が現われず、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損なわれる
ようになることから、その含有量は0.02〜0.2
％と定めた。 (b) Si Si成分には、Al−Zr化合物の形成を著しく
促進し、もつてフイン材の耐垂下性を向上させ
る作用があるが、その含有量が0.2％未満では
前記作用に所望の効果が得られず、一方１％を
越えて含有させても、より一層の向上効果が現
われないばかりでなく、むしろ電気化学的に貴
になる傾向が現われ、犠牲陽極効果を十分発揮
できなくなることから、その含有量を0.2〜１
％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フイン材用本発明Al合
金１〜４、フイン材用従来Al合金１、２、管材
用Al合金ａ、ｂ、およびろう材用Al合金を溶製
し、鋳造して鋳塊とした。なお、第１表には表示
を省略したが、これらの各種Al合金鋳塊は、
【表】
【表】
いずれも不可避不純物として、Mn：0.01％以下、
Mg：0.01％以下、Cu：0.05％以下、Zn：0.02％
以下、Fe：0.40％以下、およびCr：0.01％以下を
含有するものであつた。 ついで、この結果得られた各種の上記Al合金
鋳塊について、フイン材用本発明Al合金１〜４、
フイン材用従来合金１、２、管材用Al合金ａ、
ｂは熱間圧延により板厚：８mmの熱延板とし、ま
たろう材用Al合金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
合金の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、フイン材用Al合金１〜４、フイ
ン材用従来Al合金１、２、および管材用Al合金
ａ、ｂの熱延板の両面に、それぞれ上記ろう材用
Al合金の冷延板を重ね合せ、熱間圧延にて両面
クラツドしてブレージングシートとすることによ
り板厚を0.5mm（薄板材の厚さ：0.4mm、片側ろう
材の厚さ：0.05mm）とした本発明ろう材クラツド
フイン材１〜４および従来ろう材クラツドフイン
材１、２、さらに板厚を１mmとしたろう材クラツ
ド管材ａ、ｂを製造した。 さらに、上記の本発明ろう材クラツドフイン材
１〜４および従来ろう材クラツドフイン材１、２
の一部には冷間圧延を施し、この工程中に中間焼
鈍を施し、最終圧延率を40％とすることにより板
厚を0.16mmとした。 また、一方、上記の板厚：８mmを有するフイン
材用Al合金１〜４、フイン材用従来Al合金１、
２、および管材用Al合金ａ、ｂの熱延板に冷間
圧延を施すことにより板厚：0.5mmの本発明薄板
材フイン材１〜４および従来薄板材フイン材１、
２、並びに板厚：１mmの薄板材管材ａ、ｂを製造
し、さらに上記の本発明薄板材フイン材１〜４お
よび従来薄板材フイン材１、２には冷間圧延を続
けて施し、途中中間焼鈍を施し、最終圧延率を40
％として板厚を0.16mmとした。 つぎに、このように調製されたいずれも板厚：
0.16mmを有する本発明ろう材クラツドフイン材１
〜４、および従来ろう材クラツドフイン材１、
２、さらに本発明薄板材フイン材１〜４、および
従来薄板材フイン材１、２について、これより切
り出した幅：30mm×長さ：140mmの寸法を有する
試験片を用い、この試験片の長さ方向一方端部30
mmを水平固定した状態で、温度：620℃に５分間
保持の条件で耐垂下性試験を行ない、加熱後の試
験片の先端部における垂下高さを測定した。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、本発明ろう材クラ
ツドフイン材１〜４および本発明薄板材フイン材
１〜４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ことを示すのに
対して、従来ろう材クラツドフイン材１、２およ
び従来薄板材フイン材１、２は劣つた耐垂下性し
か示さないことが明らかである。 また、いずれも0.5mmの板厚を有する本発明ろ
う材クラツドフイン材１〜４、従来ろう材クラツ
ドフイン材１、２、本発明薄板材フイン材１〜
４、および従来薄板材フイン材１、２から、
Mg：0.01％以下、Cu：0.05％以下、Zn：0.02％
以下、Fe：0.40％以下、およびCr：0.01％以下を
含有するものであつた。 ついで、この結果得られた各種の上記Al合金
鋳塊について、フイン材用本発明Al合金１〜４、
フイン材用従来合金１、２、管材用Al合金ａ、
ｂは熱間圧延により板厚：８mmの熱延板とし、ま
たろう材用Al合金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
合金の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、フイン材用Al合金１〜４、フイ
ン材用従来Al合金１、２、および管材用Al合金
ａ、ｂの熱延板の両面に、それぞれ上記ろう材用
Al合金の冷延板を重ね合せ、熱間圧延にて両面
クラツドしてブレージングシートとすることによ
り板厚を0.5mm（薄板材の厚さ：0.4mm、片側ろう
材の厚さ：0.05mm）とした本発明ろう材クラツド
フイン材１〜４および従来ろう材クラツドフイン
材１、２、さらに板厚を１mmとしたろう材クラツ
ド管材ａ、ｂを製造した。 さらに、上記の本発明ろう材クラツドフイン材
１〜４および従来ろう材クラツドフイン材１、２
の一部には冷間圧延を施し、この工程中に中間焼
鈍を施し、最終圧延率を40％とすることにより板
厚を0.16mmとした。 また、一方、上記の板厚：８mmを有するフイン
材用Al合金１〜４、フイン材用従来Al合金１、
２、および管材用Al合金ａ、ｂの熱延板に冷間
圧延を施すことにより板厚：0.5mmの本発明薄板
材フイン材１〜４および従来薄板材フイン材１、
２、並びに板厚：１mmの薄板材管材ａ、ｂを製造
し、さらに上記の本発明薄板材フイン材１〜４お
よび従来薄板材フイン材１、２には冷間圧延を続
けて施し、途中中間焼鈍を施し、最終圧延率を40
％として板厚を0.16mmとした。 つぎに、このように調製されたいずれも板厚：
0.16mmを有する本発明ろう材クラツドフイン材１
〜４、および従来ろう材クラツドフイン材１、
２、さらに本発明薄板材フイン材１〜４、および
従来薄板材フイン材１、２について、これより切
り出した幅：30mm×長さ：140mmの寸法を有する
試験片を用い、この試験片の長さ方向一方端部30
mmを水平固定した状態で、温度：620℃に５分間
保持の条件で耐垂下性試験を行ない、加熱後の試
験片の先端部における垂下高さを測定した。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、本発明ろう材クラ
ツドフイン材１〜４および本発明薄板材フイン材
１〜４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ことを示すのに
対して、従来ろう材クラツドフイン材１、２およ
び従来薄板材フイン材１、２は劣つた耐垂下性し
か示さないことが明らかである。 また、いずれも0.5mmの板厚を有する本発明ろ
う材クラツドフイン材１〜４、従来ろう材クラツ
ドフイン材１、２、本発明薄板材フイン材１〜
４、および従来薄板材フイン材１、２から、
【表】
【表】
幅：40mm×長さ：70mmの試験片を切り出し、一方
板厚：１mmを有するろう材クラツド管材ａ、ｂお
よび薄板材管材ａ、ｂからは幅：50mm×長さ：70
mmの寸法をもつた試験片を切り出し、この管材試
験片の長さ方向中心部に前記フイン材試験片をそ
れぞれ垂直に配置して組合せ（この場合フイン材
試験片か管材試験片のいずれか一方にろう材クラ
ツド材を組合わせる）、この状態で真空中、温
度：620℃に５分間保持の条件でろう付けを行な
い、10ppmのCu++イオンを添加した40℃の水道
水中に30日間浸漬の水道水浸漬試験と、30日間の
CASS試験に供した。これらの試験後、上記管材
試験片における孔食数および最大孔食深さを測定
し、この測定結果を第３表に示した。 第３表に示される結果から、本発明ろう材クラ
ツドフイン材１〜４および本発明薄板材フイン材
１〜４は、いずれも犠牲陽極効果を十分に発揮す
ることから、相手部材である薄板材管材ａ、ｂお
よびろう材クラツド管材ａ、ｂの腐食が最小に抑
えられているのに対して、従来ろう材クラツドフ
イン材１、２および従来薄板材フイン材１、２で
は、これらが電気化学的に貴であることから、相
手部材である管材の腐食がかえつて促進されてい
ることが明らかである。
板厚：１mmを有するろう材クラツド管材ａ、ｂお
よび薄板材管材ａ、ｂからは幅：50mm×長さ：70
mmの寸法をもつた試験片を切り出し、この管材試
験片の長さ方向中心部に前記フイン材試験片をそ
れぞれ垂直に配置して組合せ（この場合フイン材
試験片か管材試験片のいずれか一方にろう材クラ
ツド材を組合わせる）、この状態で真空中、温
度：620℃に５分間保持の条件でろう付けを行な
い、10ppmのCu++イオンを添加した40℃の水道
水中に30日間浸漬の水道水浸漬試験と、30日間の
CASS試験に供した。これらの試験後、上記管材
試験片における孔食数および最大孔食深さを測定
し、この測定結果を第３表に示した。 第３表に示される結果から、本発明ろう材クラ
ツドフイン材１〜４および本発明薄板材フイン材
１〜４は、いずれも犠牲陽極効果を十分に発揮す
ることから、相手部材である薄板材管材ａ、ｂお
よびろう材クラツド管材ａ、ｂの腐食が最小に抑
えられているのに対して、従来ろう材クラツドフ
イン材１、２および従来薄板材フイン材１、２で
は、これらが電気化学的に貴であることから、相
手部材である管材の腐食がかえつて促進されてい
ることが明らかである。
【表】
【表】
上述のように、この発明の熱交換器フイン材
は、すぐれた耐垂下性と犠牲陽極効果を有するの
で、ろう付け時に「へたり」や変形の発生なく、
したがつて歩留りよく熱交換器を製造することが
でき、しかもこの結果の熱交換器はすぐれた耐食
性を有し、長期に亘る使用が可能となるなど工業
上有用な特性を有するのである。
は、すぐれた耐垂下性と犠牲陽極効果を有するの
で、ろう付け時に「へたり」や変形の発生なく、
したがつて歩留りよく熱交換器を製造することが
でき、しかもこの結果の熱交換器はすぐれた耐食
性を有し、長期に亘る使用が可能となるなど工業
上有用な特性を有するのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Zr：0.02〜0.2％、Si：0.2〜１％、を含有し、
残りがAlと不可避不純物からなる組成（以上重
量％）を有するAl合金の薄板材からなることを
特徴とする耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれ
た熱交換器フイン材。 ２ Zr：0.02〜0.2％、Si：0.2〜１％、を含有し、
残りがAlと不可避不純物からなる組成（以上重
量％）を有するAl合金の薄板材の片面または両
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ことを特徴とする耐垂下
性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フイン
材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12272081A JPS5825452A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フイン材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12272081A JPS5825452A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フイン材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5825452A JPS5825452A (ja) | 1983-02-15 |
| JPH028018B2 true JPH028018B2 (ja) | 1990-02-22 |
Family
ID=14842915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12272081A Granted JPS5825452A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | 耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フイン材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5825452A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55119148A (en) * | 1979-03-09 | 1980-09-12 | Furukawa Alum Co Ltd | Alominum alloy with excellent strength and moldability |
| JPS5846540B2 (ja) * | 1979-07-23 | 1983-10-17 | 住友軽金属工業株式会社 | 非酸化性減圧雰囲気ろう付けにより組立てられる熱交換器用アルミニウム合金合せ材 |
| JPS5641347A (en) * | 1979-09-13 | 1981-04-18 | Furukawa Alum Co Ltd | Aluminum alloy clad for vacuum brazing |
-
1981
- 1981-08-05 JP JP12272081A patent/JPS5825452A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5825452A (ja) | 1983-02-15 |
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