JPH0382731A - ろう付け後熱伝導度および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材用アルミニウム合金 - Google Patents
ろう付け後熱伝導度および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材用アルミニウム合金Info
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- JPH0382731A JPH0382731A JP21864989A JP21864989A JPH0382731A JP H0382731 A JPH0382731 A JP H0382731A JP 21864989 A JP21864989 A JP 21864989A JP 21864989 A JP21864989 A JP 21864989A JP H0382731 A JPH0382731 A JP H0382731A
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- sacrificial anode
- anode effect
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、ラジェータやカーエアコンなどのようにフィ
ンと作動流体通路構成材料とがろう付により接合される
熱交換器のフィン材用アルミニウム合金に関し、特にろ
う付け後の熱伝導度が高く、犠牲陽極効果にすぐれたフ
ィン材用アルミニウム合金に関する。
ンと作動流体通路構成材料とがろう付により接合される
熱交換器のフィン材用アルミニウム合金に関し、特にろ
う付け後の熱伝導度が高く、犠牲陽極効果にすぐれたフ
ィン材用アルミニウム合金に関する。
［従来の技術］
自動車などのラジェータ、エアコン、インタークーラや
オイルクーラなどの熱交換器においては、Ａ １−Ｃｕ
系合金、Ａ Ｉ −Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合
金などの作動流体通路構成材料と、アルミニウム合金の
フィン材とがろう付けにより組立てられている。そして
、フィン材には、作動流体通路構成材料を防食するため
に犠牲陽極効果が要求され、又、ろう付け時に高温加熱
によって変形したり、ろうが侵食したりしないように優
れた耐高温座屈性が要求される。ろう付け時の変形やろ
うの侵食を防ぐにはＭｎの添加が有効であり、フィン材
には３００３合金や３２０３合金などのＡ Ｉ −Ｍｎ
系合金が用いられる。そして、犠牲陽極効果を付与する
ためには、Ａｌ−Ｍｎ合金に２１％ Ｓ ｎＳ Ｉ ｎ
などを添加して電気化学的に卑にする方法（例えば特開
昭８２−１２０４５５号公報参照）が、また、耐高温座
屈性（耐高温サグ性）をさらに向上させるためには、Ｃ
ｒ、Ｔｉ、Ｚｒなどを添加する方法（例えば特開昭５０
−１１８９１９号公報参照）が提案されている。
オイルクーラなどの熱交換器においては、Ａ １−Ｃｕ
系合金、Ａ Ｉ −Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合
金などの作動流体通路構成材料と、アルミニウム合金の
フィン材とがろう付けにより組立てられている。そして
、フィン材には、作動流体通路構成材料を防食するため
に犠牲陽極効果が要求され、又、ろう付け時に高温加熱
によって変形したり、ろうが侵食したりしないように優
れた耐高温座屈性が要求される。ろう付け時の変形やろ
うの侵食を防ぐにはＭｎの添加が有効であり、フィン材
には３００３合金や３２０３合金などのＡ Ｉ −Ｍｎ
系合金が用いられる。そして、犠牲陽極効果を付与する
ためには、Ａｌ−Ｍｎ合金に２１％ Ｓ ｎＳ Ｉ ｎ
などを添加して電気化学的に卑にする方法（例えば特開
昭８２−１２０４５５号公報参照）が、また、耐高温座
屈性（耐高温サグ性）をさらに向上させるためには、Ｃ
ｒ、Ｔｉ、Ｚｒなどを添加する方法（例えば特開昭５０
−１１８９１９号公報参照）が提案されている。
［発明が解決しようとする課題〕
ところで、近年、熱交換器の軽量化、コストの低減など
の要求が強く、これに対応するためには熱交換器の構成
材料（作動流体通路構成材やフィン材など）を薄肉化す
ることが必要となっている。しかしフィン材を薄肉化す
ると伝熱断面積が小さくなるために、熱交換性能に支障
をきたすという問題が生じている。
の要求が強く、これに対応するためには熱交換器の構成
材料（作動流体通路構成材やフィン材など）を薄肉化す
ることが必要となっている。しかしフィン材を薄肉化す
ると伝熱断面積が小さくなるために、熱交換性能に支障
をきたすという問題が生じている。
この問題を解消するためには、ろう付け後のフィン材の
熱伝導度を高めることが有効であるが、Ａｌ−Ｍｎ系合
金の場合、ろう付け時に高温でＭｎが固溶するため、熱
伝導度の低下が著しい。また、熱伝導度を高めるために
、純アルミニウム（１０５０，１０７０など）にＺｎ、
Ｓｎ。
熱伝導度を高めることが有効であるが、Ａｌ−Ｍｎ系合
金の場合、ろう付け時に高温でＭｎが固溶するため、熱
伝導度の低下が著しい。また、熱伝導度を高めるために
、純アルミニウム（１０５０，１０７０など）にＺｎ、
Ｓｎ。
ＩｎあるいはＣｒ、Ｔｉ、Ｚｒなどを添加したフィン材
を使用する試みも行なわれているが、この場合、熱伝導
度は高いもののろう付け後の強度が低いためにフィン倒
れが生じやすく、問題の根本的な解決にはなっていない
。
を使用する試みも行なわれているが、この場合、熱伝導
度は高いもののろう付け後の強度が低いためにフィン倒
れが生じやすく、問題の根本的な解決にはなっていない
。
本発明はこの点を根本的に解決せんとするものである。
［課題を解決するための手段］
本発明者らは、稲々のアルミニウム合金について検討を
行い、従来のＡｌ−Ｍｎ系合金に比べてろう付け後の強
度を大幅に低下させることなく、熱伝導度が大幅に向上
し、犠牲陽極効果および耐高温座屈性にすぐれたフィン
材用アルミニウム合金を見出し、本発明を完成した。
行い、従来のＡｌ−Ｍｎ系合金に比べてろう付け後の強
度を大幅に低下させることなく、熱伝導度が大幅に向上
し、犠牲陽極効果および耐高温座屈性にすぐれたフィン
材用アルミニウム合金を見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、Ｆ ｅ ： ０．８〜１．８％
、Ｚ ｒ ： ０．０５〜０．２０％を含有し、さらに
Ｉｎ：０．００５〜０．１ ％、 Ｓ ｎ ：
０．０１〜０．１ ％、 Ｇ ａ ：０．０１〜０
．２％およびＢ ｉ ： ０．０１〜０．１％のうち１
種または２種以上あるいはさらにＺｎ：２％以下、Ｃｕ
：０．（％の１種又は２種を含有し、残部Ａｌおよび不
可避的不純物からなることを特徴とするろう付け後熱伝
導度および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材用
アルミニウム合金である。
、Ｚ ｒ ： ０．０５〜０．２０％を含有し、さらに
Ｉｎ：０．００５〜０．１ ％、 Ｓ ｎ ：
０．０１〜０．１ ％、 Ｇ ａ ：０．０１〜０
．２％およびＢ ｉ ： ０．０１〜０．１％のうち１
種または２種以上あるいはさらにＺｎ：２％以下、Ｃｕ
：０．（％の１種又は２種を含有し、残部Ａｌおよび不
可避的不純物からなることを特徴とするろう付け後熱伝
導度および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材用
アルミニウム合金である。
本発明における各成分の限定理由はつぎのとおりである
。
。
ｐ’ｅ：Ｆｅは合金の強度すなわちろう付け前のフィン
材の強度とともにろう付け後の強度を向上させる。本発
明合金はＭｎを含まないために、強度向上のためには、
０．８％以上のＦｅが必要である。Ｆｅが多いほど強度
が向上し、１．０％以上が望ましい。一方１．８％を超
えると鋳造時に粗大な晶出物が生成し、板材の製造が困
難になる。
材の強度とともにろう付け後の強度を向上させる。本発
明合金はＭｎを含まないために、強度向上のためには、
０．８％以上のＦｅが必要である。Ｆｅが多いほど強度
が向上し、１．０％以上が望ましい。一方１．８％を超
えると鋳造時に粗大な晶出物が生成し、板材の製造が困
難になる。
Ｚｒ：Ｚｒは耐高温座屈性を向上させる。下限未満では
効果が十分でなく、上限を越えるとろう付後の熱伝導度
が低下する。
効果が十分でなく、上限を越えるとろう付後の熱伝導度
が低下する。
Ｉｎ％Ｓｎ、Ｇａ、、Ｂｉ ：フイン材の電位を卑し、
犠牲陽極効果を付与する。下限未満では効果が十分でな
く、上限を越えると効果が飽和するばかりでなく、自己
耐食性、圧延加工性が劣化する。
犠牲陽極効果を付与する。下限未満では効果が十分でな
く、上限を越えると効果が飽和するばかりでなく、自己
耐食性、圧延加工性が劣化する。
Ｚｎ ： Ｚｎはフィン材の電位を卑にし、犠牲陽極効
果をさらに高める。ただし１、真空ろう付けを適用する
場合にはろう付中にＺｎが蒸発し、残留Ｚｎ１ｌが少な
くなるので、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ５Ｂ１と共存させること
が必要である。上限を越えると自己耐食性が劣化したり
、真空ろう付け時の蒸発量が多くなって、ろう付炉の清
掃回数が増したりする。
果をさらに高める。ただし１、真空ろう付けを適用する
場合にはろう付中にＺｎが蒸発し、残留Ｚｎ１ｌが少な
くなるので、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ５Ｂ１と共存させること
が必要である。上限を越えると自己耐食性が劣化したり
、真空ろう付け時の蒸発量が多くなって、ろう付炉の清
掃回数が増したりする。
Ｃｕ：ろう付後のフィンの強度を向上させる。
上限を越えると電位が貴になり、犠牲陽極効果が損われ
る。
る。
その他の元素では、本発明合金の効果を損わない範囲で
、Ｓ ｉ、Ｍｎ５Ｍｇ、Ｃｒ５Ｔｉなどを含んでもよい
。ただし、いずれも含有量が多くなると熱伝導度が低下
するので、Ｓｉは０．６％以下、Ｍｎは０．１％以下、
Ｍｇは０，２％以下、Ｃ「は０．０５％以下、Ｔｉは０
．０５％以下にすることが望ましい。Ｍｇは、フッ化物
フラックスろう付けを行う場合にはフラックスと反応す
るので更に低く、すなわち０．１％以下に抑えることが
望ましい。Ｔｉは鋳造時の結晶微細化のために合金元素
として添加してもよいし、Ａｌ−Ｔｉ−Ｂ微細化剤とし
て添加してもよいが、上記の範囲内に抑えることが望ま
しい。
、Ｓ ｉ、Ｍｎ５Ｍｇ、Ｃｒ５Ｔｉなどを含んでもよい
。ただし、いずれも含有量が多くなると熱伝導度が低下
するので、Ｓｉは０．６％以下、Ｍｎは０．１％以下、
Ｍｇは０，２％以下、Ｃ「は０．０５％以下、Ｔｉは０
．０５％以下にすることが望ましい。Ｍｇは、フッ化物
フラックスろう付けを行う場合にはフラックスと反応す
るので更に低く、すなわち０．１％以下に抑えることが
望ましい。Ｔｉは鋳造時の結晶微細化のために合金元素
として添加してもよいし、Ａｌ−Ｔｉ−Ｂ微細化剤とし
て添加してもよいが、上記の範囲内に抑えることが望ま
しい。
［実施例］
第１表に示す２７種の合金を溶解・鋳造し、均質化処理
、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍および仕上げ冷間圧延
を行い、０゜０７ｔａｍ厚さのフィン材を得た。次に、
ろう付け時と同様に５×１０−’Ｔｏｒｒ以下の真空中
で８００℃×３分間の加熱を行った後、引張試験、電気
伝導度測定を行い、ｐＨ３に調整した３％ＮａＣ１水溶
液中に１時間浸漬後、自然電極電位を測定した。なお、
般に金属の熱伝導度と電気伝導度は比例関係にあるので
、ここでは、熱伝導度に代えて電気伝導度（２５℃にて
）を測定したものである。
、熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍および仕上げ冷間圧延
を行い、０゜０７ｔａｍ厚さのフィン材を得た。次に、
ろう付け時と同様に５×１０−’Ｔｏｒｒ以下の真空中
で８００℃×３分間の加熱を行った後、引張試験、電気
伝導度測定を行い、ｐＨ３に調整した３％ＮａＣ１水溶
液中に１時間浸漬後、自然電極電位を測定した。なお、
般に金属の熱伝導度と電気伝導度は比例関係にあるので
、ここでは、熱伝導度に代えて電気伝導度（２５℃にて
）を測定したものである。
また、フィン材にコルゲート加工を施し、３００３を芯
材とし４００４を皮材（ろう材）とするプレート材の上
に乗せて、真空ろう付けを行い、ろう付け性を調べた。
材とし４００４を皮材（ろう材）とするプレート材の上
に乗せて、真空ろう付けを行い、ろう付け性を調べた。
そして、フィンとプレートの接合部についてＣＡＳＳ試
験（ＪＩＳ Ｄ０２０１）を１ケ月間行い、プレート
の最大腐食深さを調べ、フィンの腐食状況を観察した。
験（ＪＩＳ Ｄ０２０１）を１ケ月間行い、プレート
の最大腐食深さを調べ、フィンの腐食状況を観察した。
結果を第１表に併記する。
本発明例Ｎ００１〜１４は引張強さが８．０ｋｇｆ／ｌ
ｌｍ２以上と高く、電気伝導度も５０％以上と高い。又
、ろう付け性も良好であり、自然電極電位も一８４０ｉ
Ｖ ｖｓＳ ＣＥ以下と卑であッテ、プレート材の最大
腐食深さを０．０２〜０．０８ｗｍと小さくしており、
犠牲陽極効果に模れている。比較例Ｎｏ、１５はＦｅが
少ないため引張強さ、が低い。
ｌｍ２以上と高く、電気伝導度も５０％以上と高い。又
、ろう付け性も良好であり、自然電極電位も一８４０ｉ
Ｖ ｖｓＳ ＣＥ以下と卑であッテ、プレート材の最大
腐食深さを０．０２〜０．０８ｗｍと小さくしており、
犠牲陽極効果に模れている。比較例Ｎｏ、１５はＦｅが
少ないため引張強さ、が低い。
Ｎ ｏ、１ＢはＦｅが多いために健全なフィン材が得ら
れておらず、又、引張強さも飽和傾向にあって、Ｆｅを
増やした効果が見られない。Ｎｏ、１７はＺｒが少ない
ためにろう付け時にフィン材中にろうの侵食が生じ、フ
ィンが座屈している。
れておらず、又、引張強さも飽和傾向にあって、Ｆｅを
増やした効果が見られない。Ｎｏ、１７はＺｒが少ない
ためにろう付け時にフィン材中にろうの侵食が生じ、フ
ィンが座屈している。
Ｎｏ、１８はＺｒが多いために電気伝導度が低い。
Ｎｏ、１９はＩｎ、Ｓｎ、Ｇａ５Ｂ１を含まないために
自然電極電位が一７２０ａＶｖｓＳ ＣＥと貴であり、
プレート材の最大腐食深さも０．４６＋ａｍと大きく、
犠牲陽極効果が十分でない。Ｎｏ、２０〜２４はＩ ｎ
５ＳｎＳＧａ、Ｂ ｔまたはＺｎが多いためにフィン材
の自己耐食性が劣り、フィンの消耗が顕著である。
自然電極電位が一７２０ａＶｖｓＳ ＣＥと貴であり、
プレート材の最大腐食深さも０．４６＋ａｍと大きく、
犠牲陽極効果が十分でない。Ｎｏ、２０〜２４はＩ ｎ
５ＳｎＳＧａ、Ｂ ｔまたはＺｎが多いためにフィン材
の自己耐食性が劣り、フィンの消耗が顕著である。
Ｎｏ、２５はＣｕが多いために自然電極電位が−７１０
ａ＋Ｖ ｖｓＳ ＣＥと貴であり、プレート材（７）最
大腐食深さも０．４３ｍ５大きい。
ａ＋Ｖ ｖｓＳ ＣＥと貴であり、プレート材（７）最
大腐食深さも０．４３ｍ５大きい。
比較例Ｎｏ、２８は、従来のフィン材として使用されて
きたＭｎ、Ｃｕを添加した３００３合金の場合であり、
電気伝導度が３７％ｌＡＣ３と低く、熱伝導度が低いも
のである。又自然電極電位が−７００ａＶ ｖｓｓ Ｃ
Ｅと貴であり、プレート材ノ最大腐食深さも０．４５ｍ
ｍと大きく、犠牲陽極効果が十分でない。Ｎｏ、２７は
３２０３合金にＩｎ５ＧａｓＺｎを添加したものである
が、電気伝導度が３７％ｌＡＣ３と低く、熱伝導度が低
いものである。
きたＭｎ、Ｃｕを添加した３００３合金の場合であり、
電気伝導度が３７％ｌＡＣ３と低く、熱伝導度が低いも
のである。又自然電極電位が−７００ａＶ ｖｓｓ Ｃ
Ｅと貴であり、プレート材ノ最大腐食深さも０．４５ｍ
ｍと大きく、犠牲陽極効果が十分でない。Ｎｏ、２７は
３２０３合金にＩｎ５ＧａｓＺｎを添加したものである
が、電気伝導度が３７％ｌＡＣ３と低く、熱伝導度が低
いものである。
［発明の効果コ
本発明によると、熱伝導度、犠牲陽極効果、耐高温座屈
性、強度に優れたフィン材が提供でき、フィン材の薄肉
化が可能となり、熱交換器の軽量化、低コスト化に寄与
する。
性、強度に優れたフィン材が提供でき、フィン材の薄肉
化が可能となり、熱交換器の軽量化、低コスト化に寄与
する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）Ｆｅ：０．８〜１．８％（重量％、以下同じ）、
Ｚｒ：０．０５〜０．２０％を含有し、さらにＩｎ：０
．００５〜０．１％、Ｓｎ：０．０１〜０．１％、Ｇａ
：０．０１〜０．２％およびＢｉ：０．０１〜０．１％
のうち１種または２種以上を含有し、残部Ａｌおよび不
可避的不純物からなることを特徴とするろう付け後熱伝
導度および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材用
アルミニウム合金。 （２）Ｆｅ：０．８〜１．８％、Ｚｒ：０．０５〜０．
２０％、Ｚｎ：２％以下を含有し、さらにＩｎ： ０．００５〜０．１％、Ｓｎ：０．０１〜０．１％、Ｇ
ａ：０．０１〜０．２％およびＢｉ：０．０１〜０．１
％のうち１種または２種以上を含有し、残部Ａｌおよび
不可避的不純物からなることを特徴とするろう付け後熱
伝導度および犠牲陽極効果に優れた熱交換器フィン材用
アルミニウム合金。 （３）Ｆｅ：０．８〜１．８％、Ｚｒ：０．０５〜０．
２０％、Ｃｕ：０．３％以下を含有し、さらにＩｎ：０
．００５〜０．１％、Ｓｎ：０．０１〜０．１％、Ｇａ
：０．０１〜０．２％およびＢｉ：０．０１〜０．１％
のうち１種又は２種以上を含有し、残部Ａｌおよび不可
避的不純物からなることを特徴とするろう付け後熱伝導
度および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材用ア
ルミニウム合金。 （４）Ｆｅ：０．８〜１．８％、Ｚｒ：０．０５〜０．
２０％、Ｚｎ：２％以下、Ｃｕ：０．３％以下を含有し
、さらにＩｎ：０．００５〜０．１％、Ｓｎ：０．０１
〜０．１％、Ｇａ：０．０１〜０．２％およびＢｉ：０
．０１〜０．１％のうち１種または２種以上を含有し、
残部Ａｌおよび不可避的不純物からなることを特徴とす
るろう付け後熱伝導度および犠牲陽極効果にすぐれた熱
交換器フィン材用アルミニウム合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21864989A JPH0686641B2 (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | ろう付後熱伝導度および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材用アルミニウム合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21864989A JPH0686641B2 (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | ろう付後熱伝導度および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材用アルミニウム合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0382731A true JPH0382731A (ja) | 1991-04-08 |
| JPH0686641B2 JPH0686641B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=16723258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21864989A Expired - Fee Related JPH0686641B2 (ja) | 1989-08-28 | 1989-08-28 | ろう付後熱伝導度および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材用アルミニウム合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0686641B2 (ja) |
-
1989
- 1989-08-28 JP JP21864989A patent/JPH0686641B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0686641B2 (ja) | 1994-11-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |