JPH0473080B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0473080B2 JPH0473080B2 JP20937284A JP20937284A JPH0473080B2 JP H0473080 B2 JPH0473080 B2 JP H0473080B2 JP 20937284 A JP20937284 A JP 20937284A JP 20937284 A JP20937284 A JP 20937284A JP H0473080 B2 JPH0473080 B2 JP H0473080B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brazing
- alloy
- core material
- remainder
- cooling water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 57
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 53
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims description 31
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 25
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 4
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 2
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910018131 Al-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018461 Al—Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 Si: 0.15% or less Substances 0.000 description 1
- 229910000946 Y alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
- F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
- F28F19/06—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、冷却水管の肉厚が通常の厚さであ
る場合はもとより、薄肉とした場合にも高強度、
優れたろう付性及び内部を循環する冷却水に対す
る優れた耐孔食性を有し、したがつて、通常の厚
さよりも薄肉とすることができる水冷式Al合金
製熱交換器の冷却水管に関する。 〔先行の技術〕 本出願人の一部は、先に、熱交換器の管材また
はフイン材として使用される、すぐれた耐孔食性
と高強度を有するAl合金製ブレージングシート
について出願した（特開昭57−5840号公報参照）。 このAl合金製ブレージングシートは、芯材を、 Mn：0.3〜2.0％、 Mg：0.10〜0.80％、 Cu：0.05〜0.50％、 Alおよび不可避不純物：残り からなる組成を有する高強度Al合金で構成し、 前記芯材の一方側にクラツドされた皮材を、 Mg：0.1〜2.5％、 Zn：0.3〜2.0％、 Alおよび不可避不純物：残り からなる組成を有する犠牲陽極性Al合金で構成
し、 さらに、前記芯材の他方側にクラツドされた皮
材を、 Si：7.0〜15.0％、 Mg：0.3〜2.5％、 必要に応じて、Bi：0.01〜0.30％ Alおよび不可避不純物：残り からなる組成（以上重量％）を有するAl合金ろ
う材で構成したことを特徴とするものである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前記のAl合金製ブレージングシートは、真空
ろう付け処理に相当する熱処理（約10-4torrの真
空中、温度：600℃に３分間保持）後、1.2mmの厚
さで約16〜18.5Kg／mm2の引張強さを有するので、
比較的高い強度をもつものであり、しかも、すぐ
れた耐孔食性を有するものであつた。 しかしながら、現在、熱交換器の軽量化のため
に、冷却水管の薄肉化が試みられており、前記の
Al合金製ブレージングシートをより薄肉にして
管にすると、以下のような問題点があることがそ
の後の試験によりわかつた。即ち、 (a) 熱交換器を製造するための工程である真空ろ
う付け処理後の強度（使用強度）が十分でない
こと。 (b) 真空ろう付処理時、ブレージングシート自体
の高温強度が十分でないし、又、熱処理時間が
長びくにつれ、ろう材の侵入により更に高温強
度が低下し、ブレージングシートが塑性変形を
起こして、形状を保持することができないこ
と、真空ろう付処理時、熱処理温度が高かつた
り、熱処理時間が長かつたりすると、ろう材が
芯材へ侵入して、それでなくとも薄肉なために
少量のろう材が更に失われること、これらの形
状保持の困難さとろう材の減少とにより、ろう
付性が低下すること、 (c) 耐孔食性が十分でないこと。 したがつて、この発明の目的は、冷却水管の肉
厚が通常の厚さである場合はもとより、薄肉とし
た場合にも高強度、優れたろう付性及び内部を循
環する冷却水に対する優れた耐孔食性を有し、し
たがつて、通常の厚さよりも薄肉とすることがで
きる水冷式Al合金製熱交換器の冷却水管を提供
することである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、種々試験研究を重ねた結果、前
記のAl合金製ブレージングシートの芯材にＶを
添加したものを熱交換器の管材として用いる、厳
密には、水冷式Al合金製熱交換器の冷却水管を、
それぞれ特定の組成を有する内側皮材とＶ添加芯
材と外側ろう材とからなる３層クラツド材の電縫
溶接管とすることにより、前記目的を達成するこ
とができることを見い出した。 この発明は、上記知見に基いて発明されたもの
であり、 水冷式Al合金製熱交換器の冷却水管において、
内側皮材と芯材と外側ろう材とからなる３層クラ
ツド材の電縫溶接管からなり、 かつ、前記内側皮材が Mg：0.1〜1.5％、 Zn：0.5〜2.0％ を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からな
る組成を有するAl合金で構成され、 また、前記芯材が Mn：0.5〜1.5％、 Mg：0.1〜0.5％、 Cu：0.1〜0.5％、 Ｖ：0.01〜0.2％ を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からな
る組成を有するAl合金で構成され、 更に、前記外側ろう材が Si：６〜12％、 Mg：0.05〜2.0％ 必要に応じて、Bi：0.03〜0.15％ を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からな
る組成（以上、組成はすべて重量％）を有する
Al合金で構成されたことを特徴とするものであ
る。 以下、この発明の構成を説明する。 () 内側皮材 (a) Mg Mg成分はそれ自体腐食抑制効果を有する
とともに、Znと共存することによつて著し
い孔食発生抑制作用を付与することができ
る。Mgの含有量が0.1％未満では上記効果が
十分でなく、一方、1.5％を越えると、さら
に一層の改善効果がないばかれでなく、皮材
の加工硬化が大きくなつて、芯材と皮材の加
工性の差から３層クラツド材の加工性に問題
を生じるようになることから、その含有量を
0.1〜1.5％と定めた。 (b) Zn Zn成分はAl中に含有されて、これを電気
化学的に卑とし、耐孔食性改善に寄与する作
用を有する。このような効果は微量Znでも
発揮されるが、Znは蒸気圧が高いので、熱
交換器を作製するための後の工程である真空
ろう付中に材料表面から蒸発すると共に芯材
中へも拡散し、ろう付後したがつて冷却水を
循環して使用の時には、その残留量は数分の
１になるから0.5％以上必要である。一方、
2.0％を越えると、ろう付時のZnの蒸発量が
著しく増加し、炉を汚染してろう付性を低下
させるので、その含有量をを0.5〜2.0％と定
めた。 () 芯材 (a) Mn Mn成分はAl中に含有されるとAl−Mn系
化合物を形成し、この化合物が不可避不純物
のFeやSiをとり込むことによつて耐食性を
向上させるのである。また、Mn成分の添加
により形成されるAl−Mn系化合物は高温で
も比較的安定に存在して、ろう付時の高温加
熱の際の変形を阻止する作用を有する。Mn
量が0.5％未満では上記効果が十分でなく、
一方、1.5％を越えると、さらに一層の向上
効果がないばかりでなく、材料の加工性を損
なうようになるので、その含有量を0.5〜1.5
％と定めた。 (b) Mg Mg成分は、Al合金中に含有されると、そ
の含有量に応じて、ろう付後の強度である使
用強度を向上させる作用を有する。Mg量が
0.1％未満ではその効果が十分でなく、一方、
0.5％を越えると３層クラツド材製造時の加
工硬化が大きくなり、その加工性に問題を生
じるし、又、後工程のろう付時に形成される
再結晶粒が微細化し、ろう材が粒界より侵入
し易くなつて、高温強度（高温加熱の際の塑
性変形のしにくさ）を低下させると共に、ろ
う付性、耐食性を劣化させるので、その含有
量を0.1〜0.5％と定めた。 (c) Cu Cu成分は、Mg成分と同様に、Al合金中に
含有されると、その含有量に応じて使用強度
（ろう付け後の強度）を向上させる作用を有
する。Cu量が0.1％未満ではその効果が十分
でなく、一方、0.5％を越えると、ろう付後
の冷却時に粒界析出を生じるようになり、こ
れに基づく粒界腐食が生じるようになるの
で、その含有量を0.1〜0.5％と定めた。 (d) Ｖ Ｖ成分はAl中に含有させると、Alとの微
細な化合物を形成し、ろう付時の再結晶温度
を上昇させ、形成される再結晶粒を調整（結
晶粒を板厚方向への粗大化を抑えつつ、圧延
方向には伸長させる）して、粒界面積を減少
させてろうの侵入を抑制し、粒界面積の減少
とろうの侵入抑制とが相俟つて高温強度（高
温加熱の際の塑性変形のしにくさ）を向上さ
せると共に、再結晶粒による使用強度向上に
も寄与し、ろうの芯材への侵入抑制によるろ
う付性向上効果及び芯材を電気化学的により
貴とすることによる耐食性向上効果を奏す
る。Ｖ量が0.01％未満ではその効果が十分で
なく、一方、0.2％を越えてもさらに一層の
改善効果がないばかりでなく、芯材の鋳造時
に粗大晶出物（ＶとAlとからなる化合物）
を形成して材料の加工性を劣化させるので、
その含有量を0.01〜0.2％と定めた。 () 外側ろう材 (a) Si Si成分はAl中に含有されてその融点を低
下させ、Al合金にろう材としての性質を付
与する。Si量が６％未満では上記効果が十分
でなく、一方、12％を越えると、電縫溶接や
真空ろう付時の高温加熱の際のろうによる芯
材への侵食が問題となるので、その含有量を
６〜12％と定めた。 (b) Mg Mg成分はAl−Si系ろう材に含有される
と、ろう付中に蒸発してろう付に有害な水
分、酸素などのゲツターとして働くばかりで
なく、ろうの酸化皮膜を破壊し、流動性を向
上し、もつてろう付性を改善する作用を有す
る。Mg量が0.05％未満では上記効果が十分
でなく、一方、2.0％を越えてもさらに一層
の向上効果が発揮できないばかりでなく、ろ
う付時のMgの蒸発量が著しく増加して炉の
汚染を促進するようになるので、その含有量
を0.05〜2.0％と定めた。 (c) Bi Bi成分は、Al−Si系ろう材に含有されて
その流動性を向上させ、もつてろう付性を改
善する効果を有するので、ろうにより一層の
流動性が要求される場合に必要に応じて配合
される。Bi量が0.03％未満では上記効果が十
分でなく、一方、0.15％を越えると、ろう付
時におけるろう材の芯材への侵食が問題とな
るので、その含有量を0.03〜0.15％と定め
た。 〔実施例〕 以下に、比較例とともに実施例を挙げて、この
発明の構成及び効果を説明する。 実施例 通常の方法により第１表に示される最終成分組
成をもつた本発明芯材用Al合金1′〜7′、本発明内
側皮材用Al合金Ａ〜Ｂ、同じく本発明外側ろう
材用Al合金Ｘ〜Ｙ、並びにＶを合金成分として
含有しない比較芯材用Al合金ａをそれぞれ溶製
し、鋳造して鋳塊とし、均質化熱処理を施した。
なお、これらのAl合金は、すべて不可避不純物
としてFe：0.4％以下、Cr：0.02％以下、Zr：
0.01％以下を、そして、その他に、本発明芯材用
Al合金並びに比較芯材用Al合金は不可避不純物
としてSi：0.15％以下、Zn：0.01％以下、Bi：
0.01％以下を、本発明内側皮材用Al合金は不可避
不純物としてSi：0.14％以下、Cu：0.01％以下、
Mn：0.01％以下、Bi：0.01％以下を、本発明外
側ろう材用Al合金は不可避不純物として、Cu：
0.03％以下、Mn：0.01％以下、Zn：0.01％以下
を含有するものであつた。ついで芯材用鋳塊は８
mm厚まで、また内側皮材用鋳塊と外側ろう材用鋳
塊はともに５mm厚まで熱間圧延し、引続いて前記
内側皮材用熱延板と外側ろう材用熱延板はそれぞ
れ冷間圧延にてともに１mm厚とした。この状態で
前記芯材用熱延板と、その両側に前記内側皮材用
冷延板と前記外側ろう材用冷延板とを第２表に示
される組合せで重ね合わせ、熱間圧延にてクラツ
ドし、その後中間焼鈍をはさみながら冷間圧延を
繰り返し行うことによつて、それぞれ最終板厚
0.4mm（芯材0.32mm、外側ろう材、内側皮材はと
もに0.04mm）の、電縫溶接管を製造するための３
層クラツド材を製造した。 この３層クラツド材から腐食試験用試片は50×
80mmに、耐垂下性試験用紙片は30×140mmの大き
さに切出した。また、ゲージ部10×50mmの引張試
験片も作製した。 腐食試験用紙片と引張試験片はともに、真空ろ
う付処理に相当する、10-5torrの真空中で620℃、
10分間の熱処理を行なつた。 この熱処理の後で腐食試験用紙片のろう材側を
塗装絶縁して40℃のCu2+添加（1ppm）の水道水
中と40℃のCu2+とCl-、HCO3 -、SO4 2-とを含む
（Cu2+：10ppm、Cl-、HCO3 -、SO4 2-はそれぞれ
100ppm）を水溶液中でそれぞれ30日間の浸漬を
することにより腐食試験を行なつた。試験の結果
生じた孔食に関するデータを第２表に示した。 前記の熱処理をされた引張試験片についての機
械的性質も第２表に示した。 耐垂下性試験は紙片のうち30×40mmを水平保持
した状態で真空ろう付処理に相当する上記の熱処
理を行ない、その後の試験片先端部における垂下
距離を測定することにより行ない、又、ろうの芯
材への侵入程度を材料断面の顕微鏡観察により評
価した。これらの結果を第２表に示す。 〔発明の効果〕 第２表より、比較３層クラツド材では水道水試
験と溶液試験で耐食性に劣り、貫通あるいは貫通
に近い深い孔食が発生しているのに対し、本発明
３層クラツド材では、Cu2+添加の水道水試験
（40℃、30日間）でも、溶液試験（40℃、30日間）
でも、孔食の発生がほとんどなく良好な耐孔食性
を示しており、３層クラツド材が0.4mmと薄肉で
あつて、しかも本試験で用いたような苛酷な
る場合はもとより、薄肉とした場合にも高強度、
優れたろう付性及び内部を循環する冷却水に対す
る優れた耐孔食性を有し、したがつて、通常の厚
さよりも薄肉とすることができる水冷式Al合金
製熱交換器の冷却水管に関する。 〔先行の技術〕 本出願人の一部は、先に、熱交換器の管材また
はフイン材として使用される、すぐれた耐孔食性
と高強度を有するAl合金製ブレージングシート
について出願した（特開昭57−5840号公報参照）。 このAl合金製ブレージングシートは、芯材を、 Mn：0.3〜2.0％、 Mg：0.10〜0.80％、 Cu：0.05〜0.50％、 Alおよび不可避不純物：残り からなる組成を有する高強度Al合金で構成し、 前記芯材の一方側にクラツドされた皮材を、 Mg：0.1〜2.5％、 Zn：0.3〜2.0％、 Alおよび不可避不純物：残り からなる組成を有する犠牲陽極性Al合金で構成
し、 さらに、前記芯材の他方側にクラツドされた皮
材を、 Si：7.0〜15.0％、 Mg：0.3〜2.5％、 必要に応じて、Bi：0.01〜0.30％ Alおよび不可避不純物：残り からなる組成（以上重量％）を有するAl合金ろ
う材で構成したことを特徴とするものである。 〔発明が解決しようとする問題点〕 前記のAl合金製ブレージングシートは、真空
ろう付け処理に相当する熱処理（約10-4torrの真
空中、温度：600℃に３分間保持）後、1.2mmの厚
さで約16〜18.5Kg／mm2の引張強さを有するので、
比較的高い強度をもつものであり、しかも、すぐ
れた耐孔食性を有するものであつた。 しかしながら、現在、熱交換器の軽量化のため
に、冷却水管の薄肉化が試みられており、前記の
Al合金製ブレージングシートをより薄肉にして
管にすると、以下のような問題点があることがそ
の後の試験によりわかつた。即ち、 (a) 熱交換器を製造するための工程である真空ろ
う付け処理後の強度（使用強度）が十分でない
こと。 (b) 真空ろう付処理時、ブレージングシート自体
の高温強度が十分でないし、又、熱処理時間が
長びくにつれ、ろう材の侵入により更に高温強
度が低下し、ブレージングシートが塑性変形を
起こして、形状を保持することができないこ
と、真空ろう付処理時、熱処理温度が高かつた
り、熱処理時間が長かつたりすると、ろう材が
芯材へ侵入して、それでなくとも薄肉なために
少量のろう材が更に失われること、これらの形
状保持の困難さとろう材の減少とにより、ろう
付性が低下すること、 (c) 耐孔食性が十分でないこと。 したがつて、この発明の目的は、冷却水管の肉
厚が通常の厚さである場合はもとより、薄肉とし
た場合にも高強度、優れたろう付性及び内部を循
環する冷却水に対する優れた耐孔食性を有し、し
たがつて、通常の厚さよりも薄肉とすることがで
きる水冷式Al合金製熱交換器の冷却水管を提供
することである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、種々試験研究を重ねた結果、前
記のAl合金製ブレージングシートの芯材にＶを
添加したものを熱交換器の管材として用いる、厳
密には、水冷式Al合金製熱交換器の冷却水管を、
それぞれ特定の組成を有する内側皮材とＶ添加芯
材と外側ろう材とからなる３層クラツド材の電縫
溶接管とすることにより、前記目的を達成するこ
とができることを見い出した。 この発明は、上記知見に基いて発明されたもの
であり、 水冷式Al合金製熱交換器の冷却水管において、
内側皮材と芯材と外側ろう材とからなる３層クラ
ツド材の電縫溶接管からなり、 かつ、前記内側皮材が Mg：0.1〜1.5％、 Zn：0.5〜2.0％ を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からな
る組成を有するAl合金で構成され、 また、前記芯材が Mn：0.5〜1.5％、 Mg：0.1〜0.5％、 Cu：0.1〜0.5％、 Ｖ：0.01〜0.2％ を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からな
る組成を有するAl合金で構成され、 更に、前記外側ろう材が Si：６〜12％、 Mg：0.05〜2.0％ 必要に応じて、Bi：0.03〜0.15％ を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からな
る組成（以上、組成はすべて重量％）を有する
Al合金で構成されたことを特徴とするものであ
る。 以下、この発明の構成を説明する。 () 内側皮材 (a) Mg Mg成分はそれ自体腐食抑制効果を有する
とともに、Znと共存することによつて著し
い孔食発生抑制作用を付与することができ
る。Mgの含有量が0.1％未満では上記効果が
十分でなく、一方、1.5％を越えると、さら
に一層の改善効果がないばかれでなく、皮材
の加工硬化が大きくなつて、芯材と皮材の加
工性の差から３層クラツド材の加工性に問題
を生じるようになることから、その含有量を
0.1〜1.5％と定めた。 (b) Zn Zn成分はAl中に含有されて、これを電気
化学的に卑とし、耐孔食性改善に寄与する作
用を有する。このような効果は微量Znでも
発揮されるが、Znは蒸気圧が高いので、熱
交換器を作製するための後の工程である真空
ろう付中に材料表面から蒸発すると共に芯材
中へも拡散し、ろう付後したがつて冷却水を
循環して使用の時には、その残留量は数分の
１になるから0.5％以上必要である。一方、
2.0％を越えると、ろう付時のZnの蒸発量が
著しく増加し、炉を汚染してろう付性を低下
させるので、その含有量をを0.5〜2.0％と定
めた。 () 芯材 (a) Mn Mn成分はAl中に含有されるとAl−Mn系
化合物を形成し、この化合物が不可避不純物
のFeやSiをとり込むことによつて耐食性を
向上させるのである。また、Mn成分の添加
により形成されるAl−Mn系化合物は高温で
も比較的安定に存在して、ろう付時の高温加
熱の際の変形を阻止する作用を有する。Mn
量が0.5％未満では上記効果が十分でなく、
一方、1.5％を越えると、さらに一層の向上
効果がないばかりでなく、材料の加工性を損
なうようになるので、その含有量を0.5〜1.5
％と定めた。 (b) Mg Mg成分は、Al合金中に含有されると、そ
の含有量に応じて、ろう付後の強度である使
用強度を向上させる作用を有する。Mg量が
0.1％未満ではその効果が十分でなく、一方、
0.5％を越えると３層クラツド材製造時の加
工硬化が大きくなり、その加工性に問題を生
じるし、又、後工程のろう付時に形成される
再結晶粒が微細化し、ろう材が粒界より侵入
し易くなつて、高温強度（高温加熱の際の塑
性変形のしにくさ）を低下させると共に、ろ
う付性、耐食性を劣化させるので、その含有
量を0.1〜0.5％と定めた。 (c) Cu Cu成分は、Mg成分と同様に、Al合金中に
含有されると、その含有量に応じて使用強度
（ろう付け後の強度）を向上させる作用を有
する。Cu量が0.1％未満ではその効果が十分
でなく、一方、0.5％を越えると、ろう付後
の冷却時に粒界析出を生じるようになり、こ
れに基づく粒界腐食が生じるようになるの
で、その含有量を0.1〜0.5％と定めた。 (d) Ｖ Ｖ成分はAl中に含有させると、Alとの微
細な化合物を形成し、ろう付時の再結晶温度
を上昇させ、形成される再結晶粒を調整（結
晶粒を板厚方向への粗大化を抑えつつ、圧延
方向には伸長させる）して、粒界面積を減少
させてろうの侵入を抑制し、粒界面積の減少
とろうの侵入抑制とが相俟つて高温強度（高
温加熱の際の塑性変形のしにくさ）を向上さ
せると共に、再結晶粒による使用強度向上に
も寄与し、ろうの芯材への侵入抑制によるろ
う付性向上効果及び芯材を電気化学的により
貴とすることによる耐食性向上効果を奏す
る。Ｖ量が0.01％未満ではその効果が十分で
なく、一方、0.2％を越えてもさらに一層の
改善効果がないばかりでなく、芯材の鋳造時
に粗大晶出物（ＶとAlとからなる化合物）
を形成して材料の加工性を劣化させるので、
その含有量を0.01〜0.2％と定めた。 () 外側ろう材 (a) Si Si成分はAl中に含有されてその融点を低
下させ、Al合金にろう材としての性質を付
与する。Si量が６％未満では上記効果が十分
でなく、一方、12％を越えると、電縫溶接や
真空ろう付時の高温加熱の際のろうによる芯
材への侵食が問題となるので、その含有量を
６〜12％と定めた。 (b) Mg Mg成分はAl−Si系ろう材に含有される
と、ろう付中に蒸発してろう付に有害な水
分、酸素などのゲツターとして働くばかりで
なく、ろうの酸化皮膜を破壊し、流動性を向
上し、もつてろう付性を改善する作用を有す
る。Mg量が0.05％未満では上記効果が十分
でなく、一方、2.0％を越えてもさらに一層
の向上効果が発揮できないばかりでなく、ろ
う付時のMgの蒸発量が著しく増加して炉の
汚染を促進するようになるので、その含有量
を0.05〜2.0％と定めた。 (c) Bi Bi成分は、Al−Si系ろう材に含有されて
その流動性を向上させ、もつてろう付性を改
善する効果を有するので、ろうにより一層の
流動性が要求される場合に必要に応じて配合
される。Bi量が0.03％未満では上記効果が十
分でなく、一方、0.15％を越えると、ろう付
時におけるろう材の芯材への侵食が問題とな
るので、その含有量を0.03〜0.15％と定め
た。 〔実施例〕 以下に、比較例とともに実施例を挙げて、この
発明の構成及び効果を説明する。 実施例 通常の方法により第１表に示される最終成分組
成をもつた本発明芯材用Al合金1′〜7′、本発明内
側皮材用Al合金Ａ〜Ｂ、同じく本発明外側ろう
材用Al合金Ｘ〜Ｙ、並びにＶを合金成分として
含有しない比較芯材用Al合金ａをそれぞれ溶製
し、鋳造して鋳塊とし、均質化熱処理を施した。
なお、これらのAl合金は、すべて不可避不純物
としてFe：0.4％以下、Cr：0.02％以下、Zr：
0.01％以下を、そして、その他に、本発明芯材用
Al合金並びに比較芯材用Al合金は不可避不純物
としてSi：0.15％以下、Zn：0.01％以下、Bi：
0.01％以下を、本発明内側皮材用Al合金は不可避
不純物としてSi：0.14％以下、Cu：0.01％以下、
Mn：0.01％以下、Bi：0.01％以下を、本発明外
側ろう材用Al合金は不可避不純物として、Cu：
0.03％以下、Mn：0.01％以下、Zn：0.01％以下
を含有するものであつた。ついで芯材用鋳塊は８
mm厚まで、また内側皮材用鋳塊と外側ろう材用鋳
塊はともに５mm厚まで熱間圧延し、引続いて前記
内側皮材用熱延板と外側ろう材用熱延板はそれぞ
れ冷間圧延にてともに１mm厚とした。この状態で
前記芯材用熱延板と、その両側に前記内側皮材用
冷延板と前記外側ろう材用冷延板とを第２表に示
される組合せで重ね合わせ、熱間圧延にてクラツ
ドし、その後中間焼鈍をはさみながら冷間圧延を
繰り返し行うことによつて、それぞれ最終板厚
0.4mm（芯材0.32mm、外側ろう材、内側皮材はと
もに0.04mm）の、電縫溶接管を製造するための３
層クラツド材を製造した。 この３層クラツド材から腐食試験用試片は50×
80mmに、耐垂下性試験用紙片は30×140mmの大き
さに切出した。また、ゲージ部10×50mmの引張試
験片も作製した。 腐食試験用紙片と引張試験片はともに、真空ろ
う付処理に相当する、10-5torrの真空中で620℃、
10分間の熱処理を行なつた。 この熱処理の後で腐食試験用紙片のろう材側を
塗装絶縁して40℃のCu2+添加（1ppm）の水道水
中と40℃のCu2+とCl-、HCO3 -、SO4 2-とを含む
（Cu2+：10ppm、Cl-、HCO3 -、SO4 2-はそれぞれ
100ppm）を水溶液中でそれぞれ30日間の浸漬を
することにより腐食試験を行なつた。試験の結果
生じた孔食に関するデータを第２表に示した。 前記の熱処理をされた引張試験片についての機
械的性質も第２表に示した。 耐垂下性試験は紙片のうち30×40mmを水平保持
した状態で真空ろう付処理に相当する上記の熱処
理を行ない、その後の試験片先端部における垂下
距離を測定することにより行ない、又、ろうの芯
材への侵入程度を材料断面の顕微鏡観察により評
価した。これらの結果を第２表に示す。 〔発明の効果〕 第２表より、比較３層クラツド材では水道水試
験と溶液試験で耐食性に劣り、貫通あるいは貫通
に近い深い孔食が発生しているのに対し、本発明
３層クラツド材では、Cu2+添加の水道水試験
（40℃、30日間）でも、溶液試験（40℃、30日間）
でも、孔食の発生がほとんどなく良好な耐孔食性
を示しており、３層クラツド材が0.4mmと薄肉で
あつて、しかも本試験で用いたような苛酷な
【表】
【表】
【表】
腐食環境下であつても十分使用に耐えることが明
らかである。 又、比較３層クラツド材では機械的性質が劣る
のに対し、本発明３層クラツド材では薄肉であつ
てもすぐれた機械的性質が得られている。これ
は、本発明３層クラツド材では芯材の強度が十分
であり、しかも熱処理中におけるろうの芯材への
侵入がほとんどないことによるものと思われる。 更に、比較３層クラツド材では、ろう付時にろ
う材が芯材深く浸入しているのに対し、本発明３
層クラツド材ではろうの芯材への侵入がほとんど
なく大部分が接合に寄与すると共に、耐垂下性も
良好なのですぐれたろう付性を示すことが明きら
かである。 以上、述べたように、本発明３層クラツド材か
ら電縫溶接により製造した冷却水管は、薄肉であ
つてもろう付性にすぐれ、又ろう付後の機械的性
質、耐孔食性にもすぐれていることより、薄肉化
による軽量化が可能である。 又、耐久性の向上、生産性の向上が期待できる
ので実用上極めて有用である。
らかである。 又、比較３層クラツド材では機械的性質が劣る
のに対し、本発明３層クラツド材では薄肉であつ
てもすぐれた機械的性質が得られている。これ
は、本発明３層クラツド材では芯材の強度が十分
であり、しかも熱処理中におけるろうの芯材への
侵入がほとんどないことによるものと思われる。 更に、比較３層クラツド材では、ろう付時にろ
う材が芯材深く浸入しているのに対し、本発明３
層クラツド材ではろうの芯材への侵入がほとんど
なく大部分が接合に寄与すると共に、耐垂下性も
良好なのですぐれたろう付性を示すことが明きら
かである。 以上、述べたように、本発明３層クラツド材か
ら電縫溶接により製造した冷却水管は、薄肉であ
つてもろう付性にすぐれ、又ろう付後の機械的性
質、耐孔食性にもすぐれていることより、薄肉化
による軽量化が可能である。 又、耐久性の向上、生産性の向上が期待できる
ので実用上極めて有用である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水冷式Al合金製熱交換器の冷却水管におい
て、内側皮材と芯材と外側ろう材とからなる３層
クラツド材の電縫溶接管からなり、 かつ、前記内側皮材が Mg：0.1〜1.5％、 Zn：0.5〜2.0％ を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からな
る組成を有するAl合金で構成され、 また、前記芯材が Mn：0.5〜1.5％、 Mg：0.1〜0.5％、 Cu：0.1〜0.5％、 Ｖ：0.01〜0.2％ を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からな
る組成を有するAl合金で構成され、 更に、前記外側ろう材が Si：６〜12％、 Mg：0.05〜2.0％ を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からな
る組成（以上、組成はすべて重量％）を有する
Al合金で構成されたことを特徴とする水冷式Al
合金製熱交換器の冷却水管。 ２ 水冷式Al合金製熱交換器の冷却水管におい
て、内側皮材と芯材と外側ろう材とからなる３層
クラツド材の電縫溶接管からなり、 かつ、前記内側皮材が Mg：0.1〜1.5％、 Zn：0.5〜2.0％ を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からな
る組成を有するAl合金で構成され、 また、前記芯材が Mn：0.5〜1.5％、 Mg：0.1〜0.5％、 Cu：0.1〜0.5％、 Ｖ：0.01〜0.2％ を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からな
る組成を有するAl合金で構成され、 更に、前記外側ろう材が Si：６〜12％、 Mg：0.05〜2.0％、 Bi：0.03〜0.15％ を含有し、残りがAlおよび不可避不純物からな
る組成（以上、組成はすべて重量％）を有する
Al合金で構成されたことを特徴とする水冷式Al
合金製熱交換器の冷却水管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20937284A JPS6189498A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 水冷式Ａｌ合金製熱交換器の冷却水管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20937284A JPS6189498A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 水冷式Ａｌ合金製熱交換器の冷却水管 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6189498A JPS6189498A (ja) | 1986-05-07 |
| JPH0473080B2 true JPH0473080B2 (ja) | 1992-11-19 |
Family
ID=16571835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20937284A Granted JPS6189498A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 水冷式Ａｌ合金製熱交換器の冷却水管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6189498A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0816257B2 (ja) * | 1987-02-10 | 1996-02-21 | 古河電気工業株式会社 | アルミニウム合金ブレ−ジングシ−ト |
| US5292595A (en) * | 1992-02-18 | 1994-03-08 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Clad aluminum alloy material having high strength and high corrosion resistance for heat exchanger |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP20937284A patent/JPS6189498A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6189498A (ja) | 1986-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5336967B2 (ja) | アルミニウム合金クラッド材 | |
| JPS6248742B2 (ja) | ||
| JPH08134574A (ja) | アルミニウム合金ブレージングシート、前記ブレージングシートの製造方法、前記ブレージングシートを用いた熱交換器、および前記熱交換器の製造方法 | |
| JPH03124394A (ja) | Ａｌ製熱交換器の冷媒通路用ブレージングシート | |
| JPS6245301B2 (ja) | ||
| JPH1088266A (ja) | アルミニウム合金製ブレージングシート | |
| JP3222768B2 (ja) | ろう付け性に優れたアルミニウム合金クラッド材およびその製造方法 | |
| JPH0473080B2 (ja) | ||
| JPH0333770B2 (ja) | ||
| JP2990027B2 (ja) | 熱交換器用アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法 | |
| JPH0210212B2 (ja) | ||
| JP3863595B2 (ja) | アルミニウム合金製ブレージングシート | |
| JPH07179973A (ja) | 耐食性のすぐれた熱交換器の構造部材用真空ろう付けＡｌ合金ブレージングシート | |
| JPH02129333A (ja) | 熱交換器用アルミニウムブレージングシート | |
| JPH029098B2 (ja) | ||
| JPS6319583B2 (ja) | ||
| JPH01159343A (ja) | ろう付け性と耐食性にすぐれた熱交換器用Ａｌ合金複合フィン材 | |
| JPH11140572A (ja) | 耐粒界腐食性に優れた熱交換器用高強度アルミニウム合金ブレージングシート | |
| JPH07207394A (ja) | ろう付け性に優れたＡｌ合金フィン材 | |
| JPH0352549B2 (ja) | ||
| JPH0463276B2 (ja) | ||
| JPS6261099B2 (ja) | ||
| JPH01148489A (ja) | フィレット形成部の耐食性にすぐれた熱交換器Ａｌ合金ブレージングシート | |
| JPH0254735A (ja) | アルミニウムブレージングシート | |
| JPH0321616B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |