JPH11181538A - 耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材 - Google Patents
耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材Info
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- JPH11181538A JPH11181538A JP35099597A JP35099597A JPH11181538A JP H11181538 A JPH11181538 A JP H11181538A JP 35099597 A JP35099597 A JP 35099597A JP 35099597 A JP35099597 A JP 35099597A JP H11181538 A JPH11181538 A JP H11181538A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐エロージョン性に優れた高強度および高熱
伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材およびその
製造方法を提供する。 【解決手段】 （１）Ｆｅ：１．０〜２．５重量％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Ａ
ｌ合金、又はＦｅ：１．０〜２．５重量％、Ｚｒ：０．
０５〜０．２重量％、Ｚｎ：０．５〜２．０重量％を含
有し残りがＡｌと不可避不純物からなる組成をを有する
Ａｌ合金に、Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％及びＮｉ：
０．０１〜０．５重量％の内の１種又は２種を添加し、
さらに必要に応じてＭｎ：０．１〜０．５重量％、Ｓ
ｉ：０．１〜０．５重量％、Ｃｕ：０．０５〜０．７重
量％の内の１種または２種以上を添加した組成を有する
Ａｌ合金で構成したフィン材。（２）鋳造する時の冷却
速度：１５℃／ｓｅｃ〜１０００℃／ｓｅｃで冷却して
インゴットを製造し、繰り返し冷間圧延する製造方法。
伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材およびその
製造方法を提供する。 【解決手段】 （１）Ｆｅ：１．０〜２．５重量％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Ａ
ｌ合金、又はＦｅ：１．０〜２．５重量％、Ｚｒ：０．
０５〜０．２重量％、Ｚｎ：０．５〜２．０重量％を含
有し残りがＡｌと不可避不純物からなる組成をを有する
Ａｌ合金に、Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％及びＮｉ：
０．０１〜０．５重量％の内の１種又は２種を添加し、
さらに必要に応じてＭｎ：０．１〜０．５重量％、Ｓ
ｉ：０．１〜０．５重量％、Ｃｕ：０．０５〜０．７重
量％の内の１種または２種以上を添加した組成を有する
Ａｌ合金で構成したフィン材。（２）鋳造する時の冷却
速度：１５℃／ｓｅｃ〜１０００℃／ｓｅｃで冷却して
インゴットを製造し、繰り返し冷間圧延する製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、耐エロージョン
性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用
Ａｌ合金フィン材、特にろう付け工法により製造される
自動車用熱交換器の耐エロージョン性に優れた高強度お
よび高熱伝導度を有するＡｌ合金フィン材に関するもの
である。
性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用
Ａｌ合金フィン材、特にろう付け工法により製造される
自動車用熱交換器の耐エロージョン性に優れた高強度お
よび高熱伝導度を有するＡｌ合金フィン材に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般に自動車のラジエータなどとして用
いられている熱交換器の構造部材であるフィン材は、冷
媒通路形成体（例えば、管材）にＡｌ−Ｓｉ系ろう材に
よりろう付けして金属的に結合させ、伝熱面積を広くす
ることにより、熱交換効率の向上を図っている。前記フ
ィン材にはＡＡ１０５０合金やＡＡ３００３合金が用い
られており、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材にはＡＡ４３４３合金
が用いられている。
いられている熱交換器の構造部材であるフィン材は、冷
媒通路形成体（例えば、管材）にＡｌ−Ｓｉ系ろう材に
よりろう付けして金属的に結合させ、伝熱面積を広くす
ることにより、熱交換効率の向上を図っている。前記フ
ィン材にはＡＡ１０５０合金やＡＡ３００３合金が用い
られており、Ａｌ−Ｓｉ系ろう材にはＡＡ４３４３合金
が用いられている。
【０００３】フィン材を冷媒通路形成体にろう付けする
際に、図１の一部拡大断面図に示されるように、フィン
材１および冷媒通路形成体２の一部は溶融ろうによって
溶解される共にフィン材と冷媒通路形成体の隙間が溶融
ろうによって充填されてフィレット３を形成し、このフ
ィレット３によりフィン材１と冷媒通路形成体２の強固
な接合がなされている。この場合、フィン材１および冷
媒通路形成体２の一部が溶融ろうによって溶解されるこ
とをエロージョン（侵食）といい、この侵食された部分
をエロージョン部４という。適度な厚さのエロージョン
部４の存在はフィン材と冷媒通路形成体の強固な接合に
大きく寄与している。
際に、図１の一部拡大断面図に示されるように、フィン
材１および冷媒通路形成体２の一部は溶融ろうによって
溶解される共にフィン材と冷媒通路形成体の隙間が溶融
ろうによって充填されてフィレット３を形成し、このフ
ィレット３によりフィン材１と冷媒通路形成体２の強固
な接合がなされている。この場合、フィン材１および冷
媒通路形成体２の一部が溶融ろうによって溶解されるこ
とをエロージョン（侵食）といい、この侵食された部分
をエロージョン部４という。適度な厚さのエロージョン
部４の存在はフィン材と冷媒通路形成体の強固な接合に
大きく寄与している。
【０００４】前述のように、フィン材１として通常はＡ
Ａ１０５０合金、ＡＡ３００３合金などが用いられてい
るが、近年、Ｆｅ：０．１〜３重量％を含有し残りがＡ
ｌと不可避不純物からなる組成またはＦｅ：０．１〜３
重量％、Ｚｎ：０．１〜１．５重量％を含有し残りがＡ
ｌと不可避不純物からなる組成を有し、超急冷組織を有
する熱交換器用Ａｌ合金フィン材が開発されており、こ
の熱交換器用Ａｌ合金フィン材は従来のフィン材よりも
強度が優れていると言われている（特公平６−５３９０
４号公報参照）。
Ａ１０５０合金、ＡＡ３００３合金などが用いられてい
るが、近年、Ｆｅ：０．１〜３重量％を含有し残りがＡ
ｌと不可避不純物からなる組成またはＦｅ：０．１〜３
重量％、Ｚｎ：０．１〜１．５重量％を含有し残りがＡ
ｌと不可避不純物からなる組成を有し、超急冷組織を有
する熱交換器用Ａｌ合金フィン材が開発されており、こ
の熱交換器用Ａｌ合金フィン材は従来のフィン材よりも
強度が優れていると言われている（特公平６−５３９０
４号公報参照）。
【０００５】このフィン材は、高強度を有するところか
ら、従来よりも薄いフィン材とすることができ、従って
Ａｌ熱交換器の軽量化および小型化を促進し、さらに熱
交換器の組立て時の真空ろう付けや実用時に変形を起す
ことがなく、犠牲陽極作用を備えているところから熱交
換機能を長期に渡って維持させるのに大いに貢献してい
る。
ら、従来よりも薄いフィン材とすることができ、従って
Ａｌ熱交換器の軽量化および小型化を促進し、さらに熱
交換器の組立て時の真空ろう付けや実用時に変形を起す
ことがなく、犠牲陽極作用を備えているところから熱交
換機能を長期に渡って維持させるのに大いに貢献してい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年、自動車などの燃
費の向上から、自動車部品の１つである熱交換器につい
ても軽量化および小型化が求められており、熱交換器の
フィン材についてもますます薄肉化されて熱交換器の軽
量化および小型化が促進されている。しかし、従来のフ
ィン材は高強度を有するものの、溶融ろうによってエロ
ージョン（侵食）されやすく、このエロージョン（侵
食）されやすい薄肉のフィン材を冷媒通路形成体にろう
付けすると、フィン材が薄肉であるために、図２の拡大
断面図に示されるように、フィン材１の厚さに比べてエ
ロージョン部４が大きくなり、フィレット３に接する部
分のフィン材１の肉厚ｔが極端に薄くなって、最悪の場
合はエロージョン部４がフィン材１を貫通し、熱交換器
のフィン材として必要な耐圧強度および構造を保てなく
なるばかりでなく熱交換機能の低下が避けられないとい
う問題が生じてきた。
費の向上から、自動車部品の１つである熱交換器につい
ても軽量化および小型化が求められており、熱交換器の
フィン材についてもますます薄肉化されて熱交換器の軽
量化および小型化が促進されている。しかし、従来のフ
ィン材は高強度を有するものの、溶融ろうによってエロ
ージョン（侵食）されやすく、このエロージョン（侵
食）されやすい薄肉のフィン材を冷媒通路形成体にろう
付けすると、フィン材が薄肉であるために、図２の拡大
断面図に示されるように、フィン材１の厚さに比べてエ
ロージョン部４が大きくなり、フィレット３に接する部
分のフィン材１の肉厚ｔが極端に薄くなって、最悪の場
合はエロージョン部４がフィン材１を貫通し、熱交換器
のフィン材として必要な耐圧強度および構造を保てなく
なるばかりでなく熱交換機能の低下が避けられないとい
う問題が生じてきた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、高強度および高熱伝導度を保持
しつつ、従来よりもエロージョン（侵食）しにくい特性
（以下、耐エロージョン性と言う）を有するフィン材を
得るべく研究を行なった結果、（イ）Ｆｅ：１．０〜
２．５重量％を含有するＡｌ合金にＣｏ：０．０１〜
０．５重量％およびＮｉ：０．０１〜０．５重量％の内
の１種または２種を添加したＡｌ合金で構成したフィン
材は、高強度および高熱伝導度を有すると共に優れた耐
エロージョン性を示す、（ロ）Ｆｅ：１．０〜２．５重
量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２０重量％およびＺｎ：
０．５〜２．０重量％を含有するＡｌ合金に、Ｃｏ：
０．０１〜０．５重量％およびＮｉ：０．０１〜０．５
重量％の内の１種または２種を添加したＡｌ合金で構成
したフィン材は、高強度および高熱伝導度を有すると共
に優れた耐エロージョン性を示す、（ハ）前記（イ）ま
たは（ロ）記載のＡｌ合金に、さらに、Ｍｎ：０．１〜
０．５重量％、Ｓｉ：０．１〜０．５重量％、Ｃｕ：
０．０５〜０．７重量％の内の１種または２種以上を含
有するＡｌ合金で構成したフィン材は、優れた耐エロー
ジョン性を維持すると共になお一層強度が向上する、な
どの研究結果が得られたのである。
上述のような観点から、高強度および高熱伝導度を保持
しつつ、従来よりもエロージョン（侵食）しにくい特性
（以下、耐エロージョン性と言う）を有するフィン材を
得るべく研究を行なった結果、（イ）Ｆｅ：１．０〜
２．５重量％を含有するＡｌ合金にＣｏ：０．０１〜
０．５重量％およびＮｉ：０．０１〜０．５重量％の内
の１種または２種を添加したＡｌ合金で構成したフィン
材は、高強度および高熱伝導度を有すると共に優れた耐
エロージョン性を示す、（ロ）Ｆｅ：１．０〜２．５重
量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２０重量％およびＺｎ：
０．５〜２．０重量％を含有するＡｌ合金に、Ｃｏ：
０．０１〜０．５重量％およびＮｉ：０．０１〜０．５
重量％の内の１種または２種を添加したＡｌ合金で構成
したフィン材は、高強度および高熱伝導度を有すると共
に優れた耐エロージョン性を示す、（ハ）前記（イ）ま
たは（ロ）記載のＡｌ合金に、さらに、Ｍｎ：０．１〜
０．５重量％、Ｓｉ：０．１〜０．５重量％、Ｃｕ：
０．０５〜０．７重量％の内の１種または２種以上を含
有するＡｌ合金で構成したフィン材は、優れた耐エロー
ジョン性を維持すると共になお一層強度が向上する、な
どの研究結果が得られたのである。
【０００８】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、（１）Ｆｅ：１．０〜２．５重
量％を含有し、さらに、 Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％、 Ｎｉ：０．０１〜０．５重量％、 の内の１種または２種を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなる組成を有するＡｌ合金で構成した耐エロー
ジョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交
換器用Ａｌ合金フィン材、（２）Ｆｅ：１．０〜２．５
重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％、Ｚｎ：０．５
〜２．０重量％を含有し、さらに、 Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％、 Ｎｉ：０．０１〜０．５重量％、 の内の１種または２種を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなる組成を有するＡｌ合金で構成した耐エロー
ジョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交
換器用Ａｌ合金フィン材、（３）Ｆｅ：１．０〜２．５
重量％を含有し、さらに、 Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％、 Ｎｉ：０．０１〜０．５重量％、 の内の１種または２種を含有し、さらに、 Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、 Ｓｉ：０．１〜０．５重量％、 Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％、 の内の１種または２種以上を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成を有する組成のＡｌ合金で構成し
た耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を
有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材、（４）Ｆｅ：１．
０〜２．５重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％、Ｚ
ｎ：０．５〜２．０重量％を含有し、さらに、 Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％、 Ｎｉ：０．０１〜０．５重量％、 の内の１種または２種を含有し、さらに、 Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、 Ｓｉ：０．１〜０．５重量％、 Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％ の内の１種または２種以上を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成を有する組成のＡｌ合金で構成し
た耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を
有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材、に特徴を有するも
のである。
なされたものであって、（１）Ｆｅ：１．０〜２．５重
量％を含有し、さらに、 Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％、 Ｎｉ：０．０１〜０．５重量％、 の内の１種または２種を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなる組成を有するＡｌ合金で構成した耐エロー
ジョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交
換器用Ａｌ合金フィン材、（２）Ｆｅ：１．０〜２．５
重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％、Ｚｎ：０．５
〜２．０重量％を含有し、さらに、 Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％、 Ｎｉ：０．０１〜０．５重量％、 の内の１種または２種を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなる組成を有するＡｌ合金で構成した耐エロー
ジョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交
換器用Ａｌ合金フィン材、（３）Ｆｅ：１．０〜２．５
重量％を含有し、さらに、 Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％、 Ｎｉ：０．０１〜０．５重量％、 の内の１種または２種を含有し、さらに、 Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、 Ｓｉ：０．１〜０．５重量％、 Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％、 の内の１種または２種以上を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成を有する組成のＡｌ合金で構成し
た耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を
有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材、（４）Ｆｅ：１．
０〜２．５重量％、Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％、Ｚ
ｎ：０．５〜２．０重量％を含有し、さらに、 Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％、 Ｎｉ：０．０１〜０．５重量％、 の内の１種または２種を含有し、さらに、 Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、 Ｓｉ：０．１〜０．５重量％、 Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％ の内の１種または２種以上を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成を有する組成のＡｌ合金で構成し
た耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を
有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材、に特徴を有するも
のである。
【０００９】さらに、本発明者等は、フィン材の耐エロ
ージョン性について研究していたところ、フィン材のエ
ロージョン（侵食）は従来は結晶粒界で優先的に進行し
ていたが、結晶粒内でエロージョンが起きるようにした
方が耐エロージョン性が著しく改善され、そのために
は、ろうが溶融する直前までフィン材の結晶粒内に添加
元素が過飽和固溶していることおよび晶出物が微細でそ
の量が少ないことが必要であり、このような組織にする
には、Ａｌ合金のインゴットを鋳造時の冷却速度が１５
℃／ｓｅｃ〜１０００℃／ｓｅｃ範囲内で冷却して得ら
れたインゴットを熱間圧延せずに中間焼鈍および冷間圧
延を繰り返し施して所定の厚さのフィン材とすることに
より得られることが分かった。
ージョン性について研究していたところ、フィン材のエ
ロージョン（侵食）は従来は結晶粒界で優先的に進行し
ていたが、結晶粒内でエロージョンが起きるようにした
方が耐エロージョン性が著しく改善され、そのために
は、ろうが溶融する直前までフィン材の結晶粒内に添加
元素が過飽和固溶していることおよび晶出物が微細でそ
の量が少ないことが必要であり、このような組織にする
には、Ａｌ合金のインゴットを鋳造時の冷却速度が１５
℃／ｓｅｃ〜１０００℃／ｓｅｃ範囲内で冷却して得ら
れたインゴットを熱間圧延せずに中間焼鈍および冷間圧
延を繰り返し施して所定の厚さのフィン材とすることに
より得られることが分かった。
【００１０】したがって、この発明の耐エロージョン性
に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａ
ｌ合金フィン材は、前記（１）、（２）、（３）または
（４）記載のＡｌ合金を溶解し、得られた溶湯を鋳造と
同時に冷却速度：１５℃／ｓｅｃ〜１０００℃／ｓｅｃ
で冷却してインゴットを製造し、このインゴットを繰り
返し冷間圧延して所定の厚さのフィン材とすることによ
り得られる。Ａｌ合金の種類によって冷間圧延を繰り返
す間に加工硬化して冷間圧延が不可能になる場合は中間
焼鈍を付加して冷間圧延を繰り返すことが好ましい。
に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａ
ｌ合金フィン材は、前記（１）、（２）、（３）または
（４）記載のＡｌ合金を溶解し、得られた溶湯を鋳造と
同時に冷却速度：１５℃／ｓｅｃ〜１０００℃／ｓｅｃ
で冷却してインゴットを製造し、このインゴットを繰り
返し冷間圧延して所定の厚さのフィン材とすることによ
り得られる。Ａｌ合金の種類によって冷間圧延を繰り返
す間に加工硬化して冷間圧延が不可能になる場合は中間
焼鈍を付加して冷間圧延を繰り返すことが好ましい。
【００１１】この発明の製造方法で得られた晶出物の量
が少ないアルミニウム熱交換器用Ａｌ合金フィン材は、
ろうが溶融する直前まで結晶粒内において元素が過飽和
に固溶しているために耐エロージョン性が向上し、ろう
付け後の冷却過程で過飽和に固溶した元素が微細に均一
に析出分散することによりろう付け後のフィン材の強度
が高くなり、フィン材中に固溶する元素も少なくなって
熱伝導率も高くなると考えられる。
が少ないアルミニウム熱交換器用Ａｌ合金フィン材は、
ろうが溶融する直前まで結晶粒内において元素が過飽和
に固溶しているために耐エロージョン性が向上し、ろう
付け後の冷却過程で過飽和に固溶した元素が微細に均一
に析出分散することによりろう付け後のフィン材の強度
が高くなり、フィン材中に固溶する元素も少なくなって
熱伝導率も高くなると考えられる。
【００１２】フィン材を構成するＡｌ合金の成分組成範
囲およびインゴットの鋳造時の冷却速度を上記の通りに
限定した理由を説明する。 （ａ）Ｆｅ Ｆｅ成分は、ろう付け後素地に微細均一に分散してフィ
ン材の強度を向上させると共に、ろうによるエロージョ
ンを結晶粒内から進行させて耐エロージョン性を向上さ
せ、ろう付け後の固溶度が小さく、素地に固溶しても熱
伝導性の低下をさせにくい作用があるが、その含有量が
１．０重量％以下では強度的に不十分であるので耐エロ
ージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を確保する
ことができず、一方その含有量が２．５重量％を越える
と、自己耐食性が低下すると共に粗大な晶出物を形成し
やすくなり、耐エロージョン性と強度を低下させるとこ
ろから、その含有量を１．０〜２．５重量％と定めた。
Ｆｅ含有量の一層好ましい範囲は１．５〜２．３重量％
である。
囲およびインゴットの鋳造時の冷却速度を上記の通りに
限定した理由を説明する。 （ａ）Ｆｅ Ｆｅ成分は、ろう付け後素地に微細均一に分散してフィ
ン材の強度を向上させると共に、ろうによるエロージョ
ンを結晶粒内から進行させて耐エロージョン性を向上さ
せ、ろう付け後の固溶度が小さく、素地に固溶しても熱
伝導性の低下をさせにくい作用があるが、その含有量が
１．０重量％以下では強度的に不十分であるので耐エロ
ージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を確保する
ことができず、一方その含有量が２．５重量％を越える
と、自己耐食性が低下すると共に粗大な晶出物を形成し
やすくなり、耐エロージョン性と強度を低下させるとこ
ろから、その含有量を１．０〜２．５重量％と定めた。
Ｆｅ含有量の一層好ましい範囲は１．５〜２．３重量％
である。
【００１３】（ｂ）Ｃｏ、Ｎｉ これら成分は、鋳造時に晶出する化合物、特にＡｌ−Ｆ
ｅ系化合物を微細化する作用があり、さらにその後の圧
延やろう付け時の熱処理工程で化合物を粗大化させるこ
となく耐エロージョン性を向上させ、ろう付け時に過飽
和に固溶した溶質元素をその冷却時において析出を促進
し、熱伝導度と共に強度を向上させる作用を有するが、
その含有量が０．０１重量％未満では所望の効果が得ら
れず、一方その含有量が０．５重量％を越えると、自己
耐食性が低下し、加工性が低下するので好ましくない。
従って、ＣｏおよびＮｉの１種または２種の含有量を
０．０１〜０．５重量％と定めた。ＣｏおよびＮｉの１
種または２種の含有量の一層好ましい範囲は０．０５〜
０．３重量％である。
ｅ系化合物を微細化する作用があり、さらにその後の圧
延やろう付け時の熱処理工程で化合物を粗大化させるこ
となく耐エロージョン性を向上させ、ろう付け時に過飽
和に固溶した溶質元素をその冷却時において析出を促進
し、熱伝導度と共に強度を向上させる作用を有するが、
その含有量が０．０１重量％未満では所望の効果が得ら
れず、一方その含有量が０．５重量％を越えると、自己
耐食性が低下し、加工性が低下するので好ましくない。
従って、ＣｏおよびＮｉの１種または２種の含有量を
０．０１〜０．５重量％と定めた。ＣｏおよびＮｉの１
種または２種の含有量の一層好ましい範囲は０．０５〜
０．３重量％である。
【００１４】（ｃ）Ｚｒ Ｚｒ成分は、ろう付け後に微細なＡｌ−Ｚｒ金属間化合
物を形成して素地に分散し、強度を向上させると共に、
耐エロージョン性を向上させ、素地に固溶しても熱伝導
性の低下をさせにくい作用があるので必要に応じて添加
されるが、その含有量が０．０５重量％未満では所望の
強度向上効果が得られず、一方その含有量が０．２重量
％を越えると、冷間加工性が劣化してこの発明の製造方
法ではフィン材に成形することができなくなることか
ら、その含有量を０．０５〜０．２重量％と定めた。Ｚ
ｒ含有量の一層好ましい範囲は０．１〜０．１５重量％
である。
物を形成して素地に分散し、強度を向上させると共に、
耐エロージョン性を向上させ、素地に固溶しても熱伝導
性の低下をさせにくい作用があるので必要に応じて添加
されるが、その含有量が０．０５重量％未満では所望の
強度向上効果が得られず、一方その含有量が０．２重量
％を越えると、冷間加工性が劣化してこの発明の製造方
法ではフィン材に成形することができなくなることか
ら、その含有量を０．０５〜０．２重量％と定めた。Ｚ
ｒ含有量の一層好ましい範囲は０．１〜０．１５重量％
である。
【００１５】（ｄ）Ｚｎ Ｚｎ成分には、素地に固溶してフィン材を電気化学的に
卑にし、冷媒通路形成体（例えば、管材）に対する犠牲
陽極効果を向上させる作用があるので必要に応じて添加
されるが、その含有量が０．５重量％未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方その含有量が２重量％を
越えると、ろう付け後の固溶度が高くなって熱伝導度を
低下させ、自己耐食性が低下することから、その含有量
を０．５〜２．０重量％と定めた。Ｚｎ含有量の一層好
ましい範囲は１〜１．５重量％である。
卑にし、冷媒通路形成体（例えば、管材）に対する犠牲
陽極効果を向上させる作用があるので必要に応じて添加
されるが、その含有量が０．５重量％未満では前記作用
に所望の効果が得られず、一方その含有量が２重量％を
越えると、ろう付け後の固溶度が高くなって熱伝導度を
低下させ、自己耐食性が低下することから、その含有量
を０．５〜２．０重量％と定めた。Ｚｎ含有量の一層好
ましい範囲は１〜１．５重量％である。
【００１６】（ｅ）Ｍｎ、ＳｉおよびＣｕ Ｍｎ成分はＡｌ−Ｍｎ（Ｆｅ，Ｓｉ）系化合物を形成す
ることにより強度を向上させ、Ｓｉ成分はＡｌ−Ｍｎ−
Ｓｉ系化合物を形成することにより強度を向上させ、さ
らにＣｕ成分は素地中に固溶して強度を向上させるとこ
ろから、必要に応じて添加されるが、その含有量がＭ
ｎ：０．１重量％未満およびＳｉ：０．２重量％未満お
よびＣｕ：０．０５重量％未満では所望の強度向上効果
が得られず、一方その含有量がＭｎにあっては０．５重
量％を越えると熱伝導率が著しく低下しまた加工性も低
下するので好ましくなく、ＳｉおよびＣｕにあっては
０．５重量％を越えると熱伝導率およびろう付け時の耐
エロージョン性が低下するようになることから、その含
有量をそれぞれＭｎ：０．１〜０．５重量％、Ｓｉ：
０．１〜０．５重量％、Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％
と定めた。
ることにより強度を向上させ、Ｓｉ成分はＡｌ−Ｍｎ−
Ｓｉ系化合物を形成することにより強度を向上させ、さ
らにＣｕ成分は素地中に固溶して強度を向上させるとこ
ろから、必要に応じて添加されるが、その含有量がＭ
ｎ：０．１重量％未満およびＳｉ：０．２重量％未満お
よびＣｕ：０．０５重量％未満では所望の強度向上効果
が得られず、一方その含有量がＭｎにあっては０．５重
量％を越えると熱伝導率が著しく低下しまた加工性も低
下するので好ましくなく、ＳｉおよびＣｕにあっては
０．５重量％を越えると熱伝導率およびろう付け時の耐
エロージョン性が低下するようになることから、その含
有量をそれぞれＭｎ：０．１〜０．５重量％、Ｓｉ：
０．１〜０．５重量％、Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％
と定めた。
【００１７】（ｆ）インゴット鋳造時の冷却速度 フィン材が優れた耐エロージョン性を有するためには、
晶出物の量を減らし、ろうが溶融する直前までフィン材
の結晶粒内に添加元素が過飽和固溶しており、ろう付け
後の冷却過程で過飽和に固溶したＦｅ特にＡｌ−Ｆｅ系
化合物を微細均一に析出分散させる必要があり、そのた
めには、前記（１）、（２）、（３）または（４）記載
のＡｌ合金インゴット鋳造時の冷却速度が大きいほど好
ましく、インゴット鋳造時の冷却速度は１５℃／ｓｅ
ｃ．以上であることが必要である。しかし、インゴット
鋳造時の冷却速度は１０００℃／ｓｅｃ．が限界である
から、インゴット鋳造時の冷却速度は１５〜１０００℃
／ｓｅｃ．に定めた。インゴット鋳造時の冷却速度の一
層好ましい範囲は２０〜２００℃／ｓｅｃ．である。
晶出物の量を減らし、ろうが溶融する直前までフィン材
の結晶粒内に添加元素が過飽和固溶しており、ろう付け
後の冷却過程で過飽和に固溶したＦｅ特にＡｌ−Ｆｅ系
化合物を微細均一に析出分散させる必要があり、そのた
めには、前記（１）、（２）、（３）または（４）記載
のＡｌ合金インゴット鋳造時の冷却速度が大きいほど好
ましく、インゴット鋳造時の冷却速度は１５℃／ｓｅ
ｃ．以上であることが必要である。しかし、インゴット
鋳造時の冷却速度は１０００℃／ｓｅｃ．が限界である
から、インゴット鋳造時の冷却速度は１５〜１０００℃
／ｓｅｃ．に定めた。インゴット鋳造時の冷却速度の一
層好ましい範囲は２０〜２００℃／ｓｅｃ．である。
【００１８】
【発明の実施の形態】つぎに、この発明のＡｌ合金フィ
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、それぞれ表１〜表４に示される成分組成をもった
Ａｌ合金溶湯を調製し、このＡｌ合金溶湯を幅：２００
mm×長さ：５００mm×厚さ：６mmの寸法をもった金型に
鋳造し、ただちに冷却水量を変えることにより表５〜表
８に示される冷却速度で冷却し、インゴットを製造し
た。このインゴットを冷間圧延を繰り返し施して厚さ：
１００μｍの冷延板とすることにより本発明フィン材１
〜３３、比較フィン材１〜７および従来フィン材をそれ
ぞれ製造した。
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、それぞれ表１〜表４に示される成分組成をもった
Ａｌ合金溶湯を調製し、このＡｌ合金溶湯を幅：２００
mm×長さ：５００mm×厚さ：６mmの寸法をもった金型に
鋳造し、ただちに冷却水量を変えることにより表５〜表
８に示される冷却速度で冷却し、インゴットを製造し
た。このインゴットを冷間圧延を繰り返し施して厚さ：
１００μｍの冷延板とすることにより本発明フィン材１
〜３３、比較フィン材１〜７および従来フィン材をそれ
ぞれ製造した。
【００１９】一方、心材としてＡｌ−１重量％Ｍｎ−
０．１５重量％Ｃｕ（ＡＡ３００３）を用意し、さらに
ろう材としてＡｌ−７．５重量％Ｓｉ（ＡＡ４３４３）
を用意し、心材：ろう材＝８５：１５のクラッド率とな
るように心材の片面にろう材をクラッドした厚さ：０．
３ｍｍのブレージングシートを用意した。このブレージ
ングシートの片面にコルゲート加工を施した本発明フィ
ン材１〜３３、比較フィン材１〜７および従来フィン材
を組み付け、これにフラックスを塗布した後、ろう付け
熱処理し、その後断面の観察を行うことにより、溶融ろ
うによるフィン材の最大エロージョン深さ（図１のエロ
ージョン部４の厚さＨ）について測定し、その結果を表
５〜表８に示した。
０．１５重量％Ｃｕ（ＡＡ３００３）を用意し、さらに
ろう材としてＡｌ−７．５重量％Ｓｉ（ＡＡ４３４３）
を用意し、心材：ろう材＝８５：１５のクラッド率とな
るように心材の片面にろう材をクラッドした厚さ：０．
３ｍｍのブレージングシートを用意した。このブレージ
ングシートの片面にコルゲート加工を施した本発明フィ
ン材１〜３３、比較フィン材１〜７および従来フィン材
を組み付け、これにフラックスを塗布した後、ろう付け
熱処理し、その後断面の観察を行うことにより、溶融ろ
うによるフィン材の最大エロージョン深さ（図１のエロ
ージョン部４の厚さＨ）について測定し、その結果を表
５〜表８に示した。
【００２０】さらに、本発明フィン材１〜３３、比較フ
ィン材１〜７および従来フィン材からなる引張り試験片
を作製し、これら試験片を高純度窒素ガス中、温度：６
００℃、５分間保持したのち、冷却速度：１００℃／ｍ
ｉｎ．で常温まで冷却するろう付け相当熱処理を施し、
引張試験を行なうことにより引張り強さを測定し、その
結果を表５〜表８に示した。
ィン材１〜７および従来フィン材からなる引張り試験片
を作製し、これら試験片を高純度窒素ガス中、温度：６
００℃、５分間保持したのち、冷却速度：１００℃／ｍ
ｉｎ．で常温まで冷却するろう付け相当熱処理を施し、
引張試験を行なうことにより引張り強さを測定し、その
結果を表５〜表８に示した。
【００２１】さらに、熱伝導率は電気伝導度に置き換え
て評価できるので、本発明フィン材１〜３３、比較フィ
ン材１〜７および従来フィン材にろう付け相当熱処理を
施した後、ダブルブリッジ法により求め、その結果を表
５〜表８に示した。
て評価できるので、本発明フィン材１〜３３、比較フィ
ン材１〜７および従来フィン材にろう付け相当熱処理を
施した後、ダブルブリッジ法により求め、その結果を表
５〜表８に示した。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】
【表４】 （ただし、＊印はこの発明外の値を示す）
【００２６】
【表５】
【００２７】
【表６】
【００２８】
【表７】
【００２９】
【表８】
【００３０】
【発明の効果】表１〜表８に示される結果から、本発明
フィン材１〜３３は従来フィン材と比べて、ろう付け相
当熱処理後の引張り強さおよび電気伝導度が優れてお
り、さらに溶融ろうによるフィン材の最大エロージョン
深さが小さいところから、本発明フィン材１〜３３は、
いずれも従来フィン材に比して耐エロージョン性に優れ
かつ高強度および高熱伝導度をもつことが明らかであ
る。
フィン材１〜３３は従来フィン材と比べて、ろう付け相
当熱処理後の引張り強さおよび電気伝導度が優れてお
り、さらに溶融ろうによるフィン材の最大エロージョン
深さが小さいところから、本発明フィン材１〜３３は、
いずれも従来フィン材に比して耐エロージョン性に優れ
かつ高強度および高熱伝導度をもつことが明らかであ
る。
【００３１】一方、比較Ａｌ合金フィン材１〜７に見ら
れるように、Ａｌ合金の構成成分のうちのいずれかの成
分含有量がこの発明の範囲から外れると、上記の特性の
うちの少なくともいずれかの特性が劣ったものになるこ
とが明らかである。
れるように、Ａｌ合金の構成成分のうちのいずれかの成
分含有量がこの発明の範囲から外れると、上記の特性の
うちの少なくともいずれかの特性が劣ったものになるこ
とが明らかである。
【００３２】上述のように、この発明の熱交換器用Ａｌ
合金フィン材は、耐エロージョン性に優れかつ高強度お
よび高熱伝導度を有するので、この発明のフィン材で作
製したＡｌ熱交換器は軽量化および小型化が可能である
と共に、熱交換機能の一層の向上に役立つものである。
合金フィン材は、耐エロージョン性に優れかつ高強度お
よび高熱伝導度を有するので、この発明のフィン材で作
製したＡｌ熱交換器は軽量化および小型化が可能である
と共に、熱交換機能の一層の向上に役立つものである。
【図１】フィン材を冷媒通路形成体にろう付けして得ら
れた接合部の一部拡大断面図である。
れた接合部の一部拡大断面図である。
【図２】フィン材を冷媒通路形成体にろう付けして得ら
れた接合部の一部拡大断面図である。
れた接合部の一部拡大断面図である。
１ フィン材、 ２ 冷媒通路形成体、 ３ フィレット、 ４ エロージョン部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６４０ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６４０Ａ ６５０ ６５０Ｆ ６５１ ６５１Ａ ６８１ ６８１ ６９２ ６９２Ａ
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｆｅ：１．０〜２．５重量％を含有し、
さらに、 Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％、 Ｎｉ：０．０１〜０．５重量％、 の内の１種または２種を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなる組成を有するＡｌ合金で構成したことを特
徴とする耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝
導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材。 - 【請求項２】 Ｆｅ：１．０〜２．５重量％、 Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％、 Ｚｎ：０．５〜２．０重量％、 を含有し、さらに、 Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％、 Ｎｉ：０．０１〜０．５重量％、 の内の１種または２種を含有し、残りがＡｌと不可避不
純物からなる組成を有するＡｌ合金で構成したことを特
徴とする耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝
導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材。 - 【請求項３】 Ｆｅ：１．０〜２．５重量％を含有し、
さらに、 Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％、 Ｎｉ：０．０１〜０．５重量％、 の内の１種または２種を含有し、さらに、 Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、 Ｓｉ：０．１〜０．５重量％、 Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％ の内の１種または２種以上を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成を有する組成のＡｌ合金で構成し
たことを特徴とする耐エロージョン性に優れた高強度お
よび高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材。 - 【請求項４】 Ｆｅ：１．０〜２．５重量％、 Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％、 Ｚｎ：０．５〜２．０重量％、 を含有し、さらに、 Ｃｏ：０．０１〜０．５重量％、 Ｎｉ：０．０１〜０．５重量％、 の内の１種または２種を含有し、さらに、 Ｍｎ：０．１〜０．５重量％、 Ｓｉ：０．１〜０．５重量％、 Ｃｕ：０．０５〜０．７重量％ の内の１種または２種以上を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成を有する組成のＡｌ合金で構成し
たことを特徴とする耐エロージョン性に優れた高強度お
よび高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材。 - 【請求項５】 請求項１、２、３または４記載のＡｌ合
金を溶解し、得られた溶湯を鋳造する時の冷却速度：１
５℃／ｓｅｃ〜１０００℃／ｓｅｃで冷却してインゴッ
トを製造し、このインゴットを繰り返し冷間圧延して所
定の厚さのフィン材とすることを特徴とする耐エロージ
ョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換
器用Ａｌ合金フィン材の製造方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の製造方法により製造した
ことを特徴とする耐エロージョン性に優れた高強度およ
び高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35099597A JPH11181538A (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35099597A JPH11181538A (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11181538A true JPH11181538A (ja) | 1999-07-06 |
Family
ID=18414330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35099597A Pending JPH11181538A (ja) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | 耐エロージョン性に優れた高強度および高熱伝導度を有する熱交換器用Ａｌ合金フィン材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11181538A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101426708B1 (ko) * | 2012-01-12 | 2014-08-07 | 한국생산기술연구원 | 다이캐스팅용 고열전도도 Ａｌ-Ｆｅ-Ｚｎ-Ｓｉ 합금 |
| CN118581358A (zh) * | 2023-04-24 | 2024-09-03 | 北京车和家汽车科技有限公司 | 一种铸造铝合金及其制备方法、电机转子和汽车 |
-
1997
- 1997-12-19 JP JP35099597A patent/JPH11181538A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101426708B1 (ko) * | 2012-01-12 | 2014-08-07 | 한국생산기술연구원 | 다이캐스팅용 고열전도도 Ａｌ-Ｆｅ-Ｚｎ-Ｓｉ 합금 |
| CN118581358A (zh) * | 2023-04-24 | 2024-09-03 | 北京车和家汽车科技有限公司 | 一种铸造铝合金及其制备方法、电机转子和汽车 |
| CN118581358B (zh) * | 2023-04-24 | 2026-01-30 | 北京车和家汽车科技有限公司 | 一种铸造铝合金及其制备方法、电机转子和汽车 |
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Effective date: 20040624 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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Effective date: 20060919 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |