JPH04173934A - 真空ろう付用アルミニウム合金フィン材 - Google Patents
真空ろう付用アルミニウム合金フィン材Info
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- JPH04173934A JPH04173934A JP29945890A JP29945890A JPH04173934A JP H04173934 A JPH04173934 A JP H04173934A JP 29945890 A JP29945890 A JP 29945890A JP 29945890 A JP29945890 A JP 29945890A JP H04173934 A JPH04173934 A JP H04173934A
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- Japan
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- brazing
- alloy
- fin material
- alloy fin
- fins
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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。
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〕
本発明はろう付性により製造する熱交換器、例エバラジ
ェーター、ヒーター、コンデンサー、エバポレータなど
に使用されるヘアフィン用アルミニウム合金に関するも
ので、特に真空ろう付において、ろう付性、高温および
常温強度、犠牲効果に優れた熱交換器用フィン材を提供
するものである。
ェーター、ヒーター、コンデンサー、エバポレータなど
に使用されるヘアフィン用アルミニウム合金に関するも
ので、特に真空ろう付において、ろう付性、高温および
常温強度、犠牲効果に優れた熱交換器用フィン材を提供
するものである。
一般にアルミニウム合金製熱交換器は、第1図に示すラ
ジェーターやヒーター、エアコンのエバポレーターやコ
ンデンサー等に広く使用されている。これ等の熱交換器
は基本的には何れも水やフロン等の温度媒体が流れるチ
ューブ(2)とフィン(1)とを組み合わせたもので、
通常はFB(塩化物系フラックス使用)、NB(弗化物
系フランクス使用)およびフラックスを用いないVB法
(真空中でろう付)等のろう付工法により接合されてい
る。
ジェーターやヒーター、エアコンのエバポレーターやコ
ンデンサー等に広く使用されている。これ等の熱交換器
は基本的には何れも水やフロン等の温度媒体が流れるチ
ューブ(2)とフィン(1)とを組み合わせたもので、
通常はFB(塩化物系フラックス使用)、NB(弗化物
系フランクス使用)およびフラックスを用いないVB法
(真空中でろう付)等のろう付工法により接合されてい
る。
このような熱交換器のフィン材には、ろう材をクラッド
した所謂プレージングシートやろう材を被覆していない
ベア材として用いられているものがある。このペアフィ
ン材としてはJIS A 3003(A j! −0,
15wt%Cu−1wt%Mn)やAn−1wt%Mn
−1wt%Zn合金が使用されている。(以下wt%を
単に%と略す)これらフィン材は通常コルゲート加工さ
れて使用され、ろう付時には600°Cの高温にさらさ
れる。このためフィンが座屈したりろう付性が劣ったり
して熱交換器としての機能が失われる場合がある。更に
真空中で加熱するVB法でろう付する場合には、Znが
蒸発し易く犠牲フィンとしての効果が発揮できなくなる
等の問題がしばしば発生している。特に最近では熱交換
器の軽量化及びコストダウンのためフィンの坐り一層の
薄肉化が望まれており、高温で座屈変形し難い材料であ
ること、ろう付後の強度が高いこと及びZnが蒸発しに
くい材料であることが強く要望されるようになってきた
。
した所謂プレージングシートやろう材を被覆していない
ベア材として用いられているものがある。このペアフィ
ン材としてはJIS A 3003(A j! −0,
15wt%Cu−1wt%Mn)やAn−1wt%Mn
−1wt%Zn合金が使用されている。(以下wt%を
単に%と略す)これらフィン材は通常コルゲート加工さ
れて使用され、ろう付時には600°Cの高温にさらさ
れる。このためフィンが座屈したりろう付性が劣ったり
して熱交換器としての機能が失われる場合がある。更に
真空中で加熱するVB法でろう付する場合には、Znが
蒸発し易く犠牲フィンとしての効果が発揮できなくなる
等の問題がしばしば発生している。特に最近では熱交換
器の軽量化及びコストダウンのためフィンの坐り一層の
薄肉化が望まれており、高温で座屈変形し難い材料であ
ること、ろう付後の強度が高いこと及びZnが蒸発しに
くい材料であることが強く要望されるようになってきた
。
本発明はこれに鑑み種々研究の結果、フィン用のベア材
として、ろう付性、高温での耐座屈性及びろう付後の強
度に優れ、更にZnの蒸発を抑制し犠牲フィンとしての
効果のある真空ろう付に適したアルミニウム合金を開発
したものである。
として、ろう付性、高温での耐座屈性及びろう付後の強
度に優れ、更にZnの蒸発を抑制し犠牲フィンとしての
効果のある真空ろう付に適したアルミニウム合金を開発
したものである。
[課題を解決するための手段]
本発明合金の一つは、Si 0.7〜1.0wt%、F
e0.05〜 0.4wt%、 Cu 0.1〜 0
.2wt%、 Mn1.O〜1.8 wt%、Mg 0
.05〜1.0wt%、Zn 0.5〜2.0−t%、
Ca 0.01〜0.5wt%を含み、残部Alと不可
避的不純物からなる真空ろう付用アルミニウム合金フィ
ン材であり、また他の一つは、S i0.7〜1、0w
t%、Fe 0.05〜0.4wt%、Cu 0.1〜
0.2−t%、Mn 1.0〜1.8wt%、Mg 0
.05〜1.0iit%、Zn 0.5〜2.0wt%
、Ca 0.01〜0.5wt%を含み、更にCr 0
.25wt%以下、Zr 0.25wt%以下の範囲内
で何れか1種又は2種を含み、残部Affiと不可避的
不純物からなる真空ろう付用アルミニウム合金フィン材
である。
e0.05〜 0.4wt%、 Cu 0.1〜 0
.2wt%、 Mn1.O〜1.8 wt%、Mg 0
.05〜1.0wt%、Zn 0.5〜2.0−t%、
Ca 0.01〜0.5wt%を含み、残部Alと不可
避的不純物からなる真空ろう付用アルミニウム合金フィ
ン材であり、また他の一つは、S i0.7〜1、0w
t%、Fe 0.05〜0.4wt%、Cu 0.1〜
0.2−t%、Mn 1.0〜1.8wt%、Mg 0
.05〜1.0iit%、Zn 0.5〜2.0wt%
、Ca 0.01〜0.5wt%を含み、更にCr 0
.25wt%以下、Zr 0.25wt%以下の範囲内
で何れか1種又は2種を含み、残部Affiと不可避的
不純物からなる真空ろう付用アルミニウム合金フィン材
である。
即ち本発明はベア材として従来用いられている前記のC
u 、Mn XZnを含むアルミニウム合金にSi 、
Mg、Fe、Caおよび更にCr、Zrを添加すること
により、ろう付性、耐座屈性、常温での強度に優れ、更
にZnの蒸発を抑制するフィン用アルミニウム合金を得
たものである。
u 、Mn XZnを含むアルミニウム合金にSi 、
Mg、Fe、Caおよび更にCr、Zrを添加すること
により、ろう付性、耐座屈性、常温での強度に優れ、更
にZnの蒸発を抑制するフィン用アルミニウム合金を得
たものである。
以下に本発明合金の各成分の作用とその量を限定した理
由を説明する。
由を説明する。
Mnは合金の強度を向上させる。その含有量を、1.0
〜1.8%と限定したのは、下限未満ではその効果が小
さく、上限を越えると巨大晶出物が生しやすく塑性加工
性が劣るためである。
〜1.8%と限定したのは、下限未満ではその効果が小
さく、上限を越えると巨大晶出物が生しやすく塑性加工
性が劣るためである。
Cuは強度を向上する働きをする。その含有量を0.1
〜0.2%と限定したのは、下限未満ではその効果が不
十分であり、上限を越えるとZnのもつ犠牲効果を低下
してしまうためである。
〜0.2%と限定したのは、下限未満ではその効果が不
十分であり、上限を越えるとZnのもつ犠牲効果を低下
してしまうためである。
Mgは単独であるいはSiとの共存で強度を向上させる
働きをする。しかしてその含有量を0.05〜1.0%
と限定したのは、下限未満ではその効果が不十分であり
、上限を越えるとろう付性を悪くするためである。
働きをする。しかしてその含有量を0.05〜1.0%
と限定したのは、下限未満ではその効果が不十分であり
、上限を越えるとろう付性を悪くするためである。
Feは強度を向上させると共に、再結晶粒を粗大化させ
耐座屈性を向上させる。その含有量を0.05〜044
%と限定したのは、下限未満では強度の向上が不十分で
あり、上限を越えると再結晶粒が微細化して耐座屈性が
低下するためである。
耐座屈性を向上させる。その含有量を0.05〜044
%と限定したのは、下限未満では強度の向上が不十分で
あり、上限を越えると再結晶粒が微細化して耐座屈性が
低下するためである。
Si は単独であるいはMgとの共存で強度を向上させ
る働きをする。その含有量を0.7〜1.0%と限定し
たのは、下限未満ではその効果が小さく、上限を越える
と固相線温度が低下し、耐座屈性が低下するためである
。
る働きをする。その含有量を0.7〜1.0%と限定し
たのは、下限未満ではその効果が小さく、上限を越える
と固相線温度が低下し、耐座屈性が低下するためである
。
Znは、フィン材に犠牲陽極効果をもたせる働きをする
。その含有量を0.5〜2.0%と限定したのは、下限
未満ではその効果が不十分であり、上限を越えてもその
効果が飽和するばかりでなく、自己耐食性が劣化するた
めである。
。その含有量を0.5〜2.0%と限定したのは、下限
未満ではその効果が不十分であり、上限を越えてもその
効果が飽和するばかりでなく、自己耐食性が劣化するた
めである。
Caはろう付加熱時のZnの蒸発を抑制する働きをする
。しかしてその含有量を0.01〜0.5%と限定した
のは、下限未満ではその効果が不十分であり、上限を越
えるとその効果が飽和するばかりでなく、自己耐食性が
低下するためである。
。しかしてその含有量を0.01〜0.5%と限定した
のは、下限未満ではその効果が不十分であり、上限を越
えるとその効果が飽和するばかりでなく、自己耐食性が
低下するためである。
Cr及びZrは常温強度を向上させる働きをする。その
含有量をCr 0.25%以下、Zr0.25%以下の
範囲内で何れか1種又は2種以上としたのは、何れも上
限を越えると巨大な晶出物が生じやすく望外加工性が劣
るためである。
含有量をCr 0.25%以下、Zr0.25%以下の
範囲内で何れか1種又は2種以上としたのは、何れも上
限を越えると巨大な晶出物が生じやすく望外加工性が劣
るためである。
本発明合金は以上の添加元素の他に、鋳造時の結晶粒微
細化のためにTiやBを0.25%以下の範囲内で添加
しても差しつかえない。
細化のためにTiやBを0.25%以下の範囲内で添加
しても差しつかえない。
なお本発明合金の用途はペアフィン材に限定するもので
なく、その他の熱媒体の流れるチューブやパイプ材およ
びヘッダー材など何れの部材としても使用できる。
なく、その他の熱媒体の流れるチューブやパイプ材およ
びヘッダー材など何れの部材としても使用できる。
以下に本発明の一実施例について説明する。
実施例1
第1表に示す組成の合金を均質化処理後、300〜55
0°Cで熱間圧延し、厚さ3.5m+の板材とした。
0°Cで熱間圧延し、厚さ3.5m+の板材とした。
これを冷間圧延により0.14mまで圧延した。そして
300〜450°Cで中間焼鈍し、冷間圧延によって厚
さ0.1閣の調質H−14の板材を製造した。
300〜450°Cで中間焼鈍し、冷間圧延によって厚
さ0.1閣の調質H−14の板材を製造した。
このようにして得られた板材について真空中で600°
Cに加熱した後100°(:/sinで冷却した。その
後JISS号試験片を作製し、加熱30日後に引張試験
を行い引張強さを測定した。
Cに加熱した後100°(:/sinで冷却した。その
後JISS号試験片を作製し、加熱30日後に引張試験
を行い引張強さを測定した。
またろう何時の耐座屈性の評価は、輻22m、長さ60
閣の試験片を切り出し、一端を50閣突き出させて他端
を固定した状態で600°Cに加熱し、その時の前端の
垂下量を測定して、その大小で高温での耐座屈性を評価
した。尚この評価方法において、垂下量が15閣以下で
あれば、実際のラジェーターをろう付した際に問題がな
いことをi!認した。
閣の試験片を切り出し、一端を50閣突き出させて他端
を固定した状態で600°Cに加熱し、その時の前端の
垂下量を測定して、その大小で高温での耐座屈性を評価
した。尚この評価方法において、垂下量が15閣以下で
あれば、実際のラジェーターをろう付した際に問題がな
いことをi!認した。
また真空ろう何時のZnの蒸発についても、上記と同様
の加熱を行い化学分析により残留Zn量を測定した。な
お残留Zn量が0.3%以上であれば犠牲フィンとして
の性能が得られる。また合金中にCuが0.2%を越え
て存在すると電位が卑となり犠牲フィンとしての効果が
得られず、またZnが2,0%を越えて存在すると自己
耐食性が劣ることをi認している。
の加熱を行い化学分析により残留Zn量を測定した。な
お残留Zn量が0.3%以上であれば犠牲フィンとして
の性能が得られる。また合金中にCuが0.2%を越え
て存在すると電位が卑となり犠牲フィンとしての効果が
得られず、またZnが2,0%を越えて存在すると自己
耐食性が劣ることをi認している。
更にろう付性の評価は、板材をコルゲート加工し第2図
に示す模擬コア試験片により行った。即ち試験片を脱脂
後、5 X 10− ’Torrの真空中で600°C
に加熱してろう付を行った。ろう付性の評価はフィレッ
トの状況によって判断し、良好なものをQ、不良なもの
を×として評価した。評価結果をまとめて第2表に示す
。
に示す模擬コア試験片により行った。即ち試験片を脱脂
後、5 X 10− ’Torrの真空中で600°C
に加熱してろう付を行った。ろう付性の評価はフィレッ
トの状況によって判断し、良好なものをQ、不良なもの
を×として評価した。評価結果をまとめて第2表に示す
。
第1表
第2表
第1表および第2表より明らかなように、本発明合金で
は従来合金より強度が高(、ろう付性も良好であり、ろ
う付時にフィンの座屈も生じず、更に耐食性も良好であ
った。
は従来合金より強度が高(、ろう付性も良好であり、ろ
う付時にフィンの座屈も生じず、更に耐食性も良好であ
った。
これに対し、本発明合金の成分範囲を外れる比較合金隘
8ではろう付時にフィンが座屈してしまい、比較合金阻
9ではろう付時にフィンが座屈すると共にZn残量も少
なく耐食性が劣っていた。
8ではろう付時にフィンが座屈してしまい、比較合金阻
9ではろう付時にフィンが座屈すると共にZn残量も少
なく耐食性が劣っていた。
比較合金隘7ではろう付後のZn残量も少なく耐食性が
劣っていた。比較合金N0.10では合金中にCuが0
.3%含まれているので、電位が卑にならず耐食性が劣
っていた。比較合金Ntl12ではZnが2.5%含ま
れているので、自己耐食性が劣っていた。
劣っていた。比較合金N0.10では合金中にCuが0
.3%含まれているので、電位が卑にならず耐食性が劣
っていた。比較合金Ntl12ではZnが2.5%含ま
れているので、自己耐食性が劣っていた。
比較合金漱13ではMgが1.25%含まれているので
、ろう付性が劣っていた。更に比較合金NCLII、N
[114、隘15ではMn 、Cr 、Zrが多(含ま
れているので塑性加工性が劣りコルゲートフィンに加工
することができなかった。このように本発明合金の成分
範囲を外れる比較合金では種々の性能全てを満足するこ
とはできなかった。
、ろう付性が劣っていた。更に比較合金NCLII、N
[114、隘15ではMn 、Cr 、Zrが多(含ま
れているので塑性加工性が劣りコルゲートフィンに加工
することができなかった。このように本発明合金の成分
範囲を外れる比較合金では種々の性能全てを満足するこ
とはできなかった。
実施例2
第2表の本発明合金阻2のコルゲートフィンを用い、J
IS A 3003合金を芯材とし片面にJIS A4
343ろう材および他面にJIS A 7072犠牲材
を各々10%の割合でクラッドしたプレージングシート
からなる厚さ1.6−のヘッダー材、0.4閣のチュー
ブ材を組み合わせ、第1図に示すラジェーターを組立て
た。更に比較のため従来合金Nα17のコルゲートフィ
ンを用い、上記と同様にラジェーターを組立てた。そし
て組立物をフロンで脱脂後に、5XIO−’Torrの
真空中で600℃に加熱してろう付を行った。
IS A 3003合金を芯材とし片面にJIS A4
343ろう材および他面にJIS A 7072犠牲材
を各々10%の割合でクラッドしたプレージングシート
からなる厚さ1.6−のヘッダー材、0.4閣のチュー
ブ材を組み合わせ、第1図に示すラジェーターを組立て
た。更に比較のため従来合金Nα17のコルゲートフィ
ンを用い、上記と同様にラジェーターを組立てた。そし
て組立物をフロンで脱脂後に、5XIO−’Torrの
真空中で600℃に加熱してろう付を行った。
ろう付後のラジェーターを観察した結果、両者ともフィ
ンの座屈もなくろう付性も良好であった。
ンの座屈もなくろう付性も良好であった。
ろう付後のラジェーターについて、樹脂タンクを取りつ
けて耐圧試験を行ったところ、引張強ささ11.5kg
/−の従来合金階17のコルゲートフィンを用いたラジ
ェーターでは5kgf/c+4でチューブが変形してフ
ィンが潰れた。これに対し引張強さ17.2kgf /
−の本発明合金隘2のコルゲートフィンを用いたラジェ
ーターでは7kgf/cnNでも変形しなかった。
けて耐圧試験を行ったところ、引張強ささ11.5kg
/−の従来合金階17のコルゲートフィンを用いたラジ
ェーターでは5kgf/c+4でチューブが変形してフ
ィンが潰れた。これに対し引張強さ17.2kgf /
−の本発明合金隘2のコルゲートフィンを用いたラジェ
ーターでは7kgf/cnNでも変形しなかった。
更にろう付後のラジェーターについて、フィンの犠牲効
果を確認するためにCASS試験720時間を実施した
。その結果Znの残量が0.2%の従来フィンを用いた
ラジェーターではチューブを防食することが出来ずチュ
ーブに貫通孔食が発生した。これに対し本発明合金のフ
ィンを用いたラジェーターの場合には、Znの残量は0
.6%あり孔食深さも0.12mmと浅く耐食性は良好
であった。
果を確認するためにCASS試験720時間を実施した
。その結果Znの残量が0.2%の従来フィンを用いた
ラジェーターではチューブを防食することが出来ずチュ
ーブに貫通孔食が発生した。これに対し本発明合金のフ
ィンを用いたラジェーターの場合には、Znの残量は0
.6%あり孔食深さも0.12mmと浅く耐食性は良好
であった。
〔発明の効果]
このように本発明合金は、熱交換器フィン材として成形
性が低下せず、耐座屈性、ろう付性及び強度に優れ、Z
nの蒸発を抑制する、熱交換器の軽量化(フィンの薄肉
化)を可能にする等工業上顕著な効果を奏するものであ
る。
性が低下せず、耐座屈性、ろう付性及び強度に優れ、Z
nの蒸発を抑制する、熱交換器の軽量化(フィンの薄肉
化)を可能にする等工業上顕著な効果を奏するものであ
る。
第1図はラジェーターの斜視図、第2図は模擬コア試験
片の斜視図である。 1・・・フィン、 2・・・チューブ、 3・・・
ヘッダー、4・・・樹脂タンク、 5・・・板材。 特許出願人 古河アルミニウム工業株式会社第1図 第2図
片の斜視図である。 1・・・フィン、 2・・・チューブ、 3・・・
ヘッダー、4・・・樹脂タンク、 5・・・板材。 特許出願人 古河アルミニウム工業株式会社第1図 第2図
Claims (2)
- (1) Si0.7〜1.0wt%、Fe0.05〜0
.4wt%、Cu0.1〜0.2wt%、Mn1.0〜
1.8wt%、Mg0.05〜1.0wt%、Zn0.
5〜2.0wt%、Ca0.01〜0.5wt%を含み
、残部Alと不可避的不純物からなる真空ろう付用アル
ミニウム合金フィン材。 - (2) Si0.7〜1.0wt%、Fe0.05〜0
.4wt%、Cu0.1〜0.2wt%、Mn1.0〜
1.8wt%、Mg0.05〜1.0wt%、Zn0.
5〜2.0wt%、Ca0.01〜0.5wt%を含み
、更にCr0.25wt%以下、Zr0.25wt%以
下の範囲内で何れか1種又は2種を含み、残部Alと不
可避的不純物からなる真空ろう付用アルミニウム合金フ
ィン材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29945890A JPH04173934A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 真空ろう付用アルミニウム合金フィン材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29945890A JPH04173934A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 真空ろう付用アルミニウム合金フィン材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04173934A true JPH04173934A (ja) | 1992-06-22 |
Family
ID=17872836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29945890A Pending JPH04173934A (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | 真空ろう付用アルミニウム合金フィン材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04173934A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6957762B2 (en) * | 2003-02-10 | 2005-10-25 | Delphi Technologies, Inc. | Vacuum brazing method for aluminum-based material |
| US20230052639A1 (en) * | 2020-01-21 | 2023-02-16 | Novelis Inc. | Aluminum alloys and coated aluminum alloys with high corrosion resistance and methods of making the same |
-
1990
- 1990-11-05 JP JP29945890A patent/JPH04173934A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6957762B2 (en) * | 2003-02-10 | 2005-10-25 | Delphi Technologies, Inc. | Vacuum brazing method for aluminum-based material |
| US20230052639A1 (en) * | 2020-01-21 | 2023-02-16 | Novelis Inc. | Aluminum alloys and coated aluminum alloys with high corrosion resistance and methods of making the same |
| US11932925B2 (en) * | 2020-01-21 | 2024-03-19 | Novelis Inc. | Aluminum alloys and coated aluminum alloys with high corrosion resistance and methods of making the same |
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