JPH0416535B2

JPH0416535B2 -

Info

Publication number: JPH0416535B2
Application number: JP56105350A
Authority: JP
Inventors: Ken Toma; Masanao Iida; Isao Takeuchi
Original assignee: Mitsubishi Aluminum Co Ltd
Current assignee: MA Aluminum Corp
Priority date: 1981-07-06
Filing date: 1981-07-06
Publication date: 1992-03-24
Also published as: JPS586956A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、フイン材と管材とを、例えば真空
ろう付けすることにより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
下性を示すとともに、ろう付け工程後もすぐれた
熱伝導性を示す熱交換器フイン材に関するもので
ある。近年、例えば自動車やオートバイなどのラジエ
ータ、さらにはエバポレータなどの熱交換器には
Al合金製のものが多用されるようになつてきて
いる。従来、これらのAl合金製熱交換器は、Al−Mn
系合金の冷延板、あるいはこのAl−Mn系合金を
芯材とし、この芯材の片面または両面をJIS規格
Z3263のAl−Si系合金のろう材でクラツドしたも
のからなるブレージングシートで構成されたフイ
ン材を、例えばAl−Mn系合金を芯材とし、この
芯材の表側片面にAl−Si系合金のろう材をクラ
ツドしてなるブレージングシート、あるいはAl
−Mn系合金の冷延板から成形された管材に真空
中でろう付けすることによつて製造されている。しかしながら、このようにして製造された熱交
換器においては、ろう付け時にろう材中のSiがフ
イン材中に侵入して該フイン材を軟化し、その結
果、フイン材が垂下変形してしまい、良好なろう
付けを行なうことができないという結果をもたら
す場合がしばしば生じていた。そのほか、上記フイン材には、ろう付け時に再
結晶粒の微細化により起る高温強度の低下やろう
材が芯材の再結晶粒界を侵食することに伴つて起
る強度低下を抑制してフイン材に熱変形が起らな
いようにするために比較的多量のMn成分が含ま
れているが、このようにMn成分を多量に含有す
ることによつてフイン材の熱伝導性が著しく低下
し、熱交換器としての特性に悪影響を及ぼすとい
う問題も無視できないものであつた。そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、すぐれた耐垂下性を示して熱交換器の製作上
の問題点を解消するとともに、すぐれた熱交換性
能を発揮する熱伝導性を有する熱交換器フイン材
を開発すべく、これを構成するAl合金について
研究を行なつた結果、 (a) 従来の熱交換器フイン材を構成するAl−Mn
系合金に、Siを含有させると、これらが微細な
Al−Mn−Si化合物を形成し、このAl−Mn−
Si化合物粒子の均一分散によつてろう付け加熱
時の再結晶化が抑制されて結晶粒の粗大化が促
進され、これによつてろう材中のSiが結晶粒界
から侵入するのが著しく抑制されて、Si侵入に
よるフイン材の耐垂下性劣化が防止されるこ
と。 (b) 上記(a)のAl合金に添加成分としてZrを含有
させると、このZrもSiと同様にAl−Zr化合物
を形成し、Al−Mn−Si化合物とともに再結晶
粒の粗大化促進作用を一段と向上させるので、
このAl合金で構成された熱交換器フイン材の
耐垂下性が改善されるようになること。 (c) 上記(a)および(b)のMnやSiを含有するAl合金
にFeおよびNiを含有させると、これらの元素
はAl合金中でこれらの元素を含む化合物を形
成する。したがつて、これらの元素はAl合金
中の母相中の固溶元素を化合物の形で固定し
て、母相を高純度Alに近い状態となるので、
このAl合金で構成された熱交換器フイン材の
熱伝導度や電気伝導度が向上するようになるこ
と。以上(a)〜(c)に示されるような知見を得たのであ
る。この発明は、上記知見にもとづいてなされたも
のであつて、重量％で（以下％は重量％を示す）、 Mn：0.1〜1.5％、Si：0.1〜1.5％、 Zr：0.02〜0.2％、を含有し、さらに、 Fe：0.1〜１％、Ni：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合金の冷延板、あるいは上記Al合
金を芯材とし、この芯材の片面または両面を、
JIS規格Z3263のAl−Si系合金のろう材でクラツ
ドしてなるブレージングシートで構成された、熱
伝導性および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Al合金の成分組成を上記のとおりに限定した
理由を説明する。 (a) MnおよびSi MnおよびSi成分には、微細Al−Mn−Si化
合物を形成して母相中に均一に分散し、ろう付
け加熱時に再結晶粒の粗大化を促進して、ろう
材中のSiが結晶粒界から侵入するのを抑制する
ことにより、フイン材の耐垂下性劣化を防止
し、さらにこれに伴つて良好なろう付け性を確
保する作用があるが、その含有量がそれぞれ
0.1％未満ではAl−Mn−Si化合物の形成が少な
すぎて、前記作用に所望の効果が得られず、一
方1.5％を越えて含有せしめても耐垂下性の向
上が望めないうえに、加工性とともに特に材料
の熱伝導性を著しく低下するようになることか
ら、その含有量をそれぞれ0.1〜1.5％と限定し
た。 (b) Zr Zr成分にも、MnおよびSi成分と同様にAl−
Zr化合物を形成し、これらの化合物の形成に
よつて上記MnおよびSi成分によつてもたらさ
れる作用をさらに一段と向上させ、相乗的に再
結晶粒の著しい粗大化をもたらし、この結果と
して、すぐれた耐垂下性とろう付け性を得ると
いう作用があるが、その含有量が0.02％未満で
は前記作用に所望の向上効果が得られず、一方
0.20％を越えて含有させてもそれ以上の向上効
果が期待できず、逆に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0.02〜0.20％と限定
した。 (c) FeおよびNi FeおよびNi成分は、通常、Al合金中にほと
んど固溶せず、Al−Fe、Al−Niの化合物を形
成するが、MnやSiを含有する合金においては
これらの元素を含む化合物を形成する。したが
つて、これらの元素はAl合金中の母相中の固
溶元素を化合物の形で固定することによつて、
つまり母相を高純度Alに近い状態にするので、
このAl合金で構成された熱交換器フイン材は、
熱伝導度や電気伝導度が向上することとなる。
なお、耐垂下性改善効果は、MnやSiの作用と
同様のものである。そして、その含有量がFe
で0.1％未満、Niで0.05％未満ではAl−Fe、Al
−Ni化合物の形成が少なすぎて所望の耐垂下
性、熱伝導性改善効果が得られず、一方、Fe
で1.0％を越えて、そしてNiで0.30％を越えて
含有させても前記効果の向上は望めず、逆に加
工性や耐食性を著しく低下させるようになるこ
とから、Feの含有量を0.1〜1.0％、Niの含有量
を0.05〜0.30％と限定した。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１〜６、NiおよびFeを含有せず、さらに一部
はZrも含有しないフイン材用比較Al合金１〜４、
およびろう材用Al合金を溶製し、鋳塊とした。ついで、この結果得られた各種のフイン材用
Al合金鋳塊に、それぞれ熱間圧延を施して８mm
の板厚の熱延板とした後、冷間圧延にて板厚：
1.6mmの冷延板とし、さらに引続いて、温度：370
℃に２時間保持の条件での中間焼鈍を行ないなが
ら、最終冷間圧延率を30％および50％とした冷間
圧延を施すことにより板厚：0.16mmの本発明冷延
板

【表】

【表】フイン材１〜12および比較冷延板フイン材１〜
８をそれぞれ製造した。また、これとは別に、同じく上記の各種のフイ
ン材用およびろう材用Al合金の鋳塊に、それぞ
れ熱間圧延を施して板厚：８mmの熱延板とし、さ
らに前記ろう材用熱延板には冷間圧延を施して板
厚：１mmの冷延板とした状態で、前記フイン材用
Al合金熱延板のそれぞれに、前記ろう材用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、
温度370℃に２時間保持の条件での中間焼鈍を行
ないながら、最終冷間圧延率を30％および50％と
して板厚が0.16mmのブレージングシートとするこ
とにより、本発明ブレージングシートフイン材１
〜12、および比較ブレージングシートフイン材１
〜８をそれぞれ製造した。ついで、これらの冷延板フイン材およびブレー
ジングシートフイン材について、耐垂下性試験を
行なうと共に、熱伝導性を評価するために冷延板
フイン材の熱伝導率（20℃）を測定した。なお、耐垂下性試験は、幅30mmで、長さ140mm
の寸法をもつた試験片を使用し、この試験片の長
さ30mmを水平保持した状態で、620℃の温度に５
分間保持後の前記試験片の先端部における垂下高
さを測定することにより行なつた。これらの測定
結果を第２表に示した。第２表に示される結果から、本発明冷延板フイ
ン材１〜12および本発明ブレージングシートフイ
ン材１〜12は、いずれも構成部分のうちの少なく
とも１種を含有しない比較Al合金で構成された
比較冷延板フイン１〜８および比較ブレージング
シートフイン材１〜８に比して、最終冷間圧延率
に関係なく、すぐれた耐垂下性を示し、ろう付け
時に「へたり」や変形の発生なく、良好なろう付
けが可能であり、かつすぐれた熱伝導性をもつこ
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、すぐれた熱伝導性と耐垂下性を併せもつの
で、ろう付け作業が容易となるとともに、熱交換
性能の向上に寄与するなど工業上有用な効果をも
たらすものである。

Claims

【特許請求の範囲】１ Mn：0.1〜1.5％、Si：0.1〜1.5％、 Zr：0.02〜0.2％、を含有し、さらに、 Fe：0.1〜１％、Ni：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（以上重量％）を有するAl合金の冷延板で構
成したことを特徴とする熱伝導性および耐垂下性
にすぐれた熱交換器フイン材。２ Mn：0.1〜1.5％、Si：0.1〜1.5％、 Zr：0.02〜0.2％、を含有し、さらに、 Fe：0.1〜１％、Ni：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（以上重量％）を有するAl合金の芯材の片面
または両面を、JIS規格Z3263のAl−Si系合金の
ろう材でクラツドしてなるブレージングシートで
構成したことを特徴とする熱伝導性および耐垂下
性にすぐれた熱交換器フイン材。