JPH11181562A - 溶射用アルミニウム合金線およびその製造方法 - Google Patents

溶射用アルミニウム合金線およびその製造方法

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JPH11181562A
JPH11181562A JP36562497A JP36562497A JPH11181562A JP H11181562 A JPH11181562 A JP H11181562A JP 36562497 A JP36562497 A JP 36562497A JP 36562497 A JP36562497 A JP 36562497A JP H11181562 A JPH11181562 A JP H11181562A
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JP
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aluminum alloy
wire
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alloy wire
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JP36562497A
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Hideo Sano
秀男 佐野
Hirokazu Tanaka
宏和 田中
Toshihiko Fukuda
敏彦 福田
Tatsumi Takahashi
辰巳 高橋
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィンをろう付け接合する熱交換器用アルミ
ニウム管体の表面に、アーク溶射によりZnを含む合金
層を形成するための溶射用アルミニウム合金線であっ
て、製造時、引抜加工などの冷間加工において破断する
ことなく、使用時、供給ロールへの噛み込みが十分で、
通電不良などを発生せず安定した溶射を加工とする溶射
用アルミニウム合金線を提供する。 【解決手段】 Zn:10〜85%を含有し、残部Al
および不純物からなり、内部組織が繊維状組織または平
均結晶粒径が100μm以下の結晶粒からなる組織であ
る。ビッカース硬さが40〜130であることが好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、溶射用アルミニウ
ム合金線、詳しくは、アルミニウム製熱交換器におい
て、フィンをろう付け接合する熱交換器用アルミニウム
管体の表面に、アーク溶射によりZnを含む合金層を形
成するための溶射用アルミニウム合金線、およびその製
造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用ラジエータ、カークーラのエバ
ポレータ、コンデンサなど、作動液の冷却や運転室内の
空調を目的としたアルミニウム製熱交換器が多く使用さ
れており、これらのアルミニウム製熱交換器は、押出成
形された偏平多孔状のアルミニウム管体を作動流体通路
とし、この偏平多孔管の表面に、Al−Si系合金のろ
う材をクラッドしたアルミニウムブレージングシートを
コルゲート状に成形してなるフィンをろう付け接合する
ことにより製造されている。
【0003】アルミニウム製熱交換器は、過酷な環境下
で使用されると、アルミニウム管体にアルミニウム材料
特有の孔食が発生し、孔食が管体の内部まで進行すると
熱交換機能を損失することになるため、この問題を解決
するために、従来、アルミニウム管体の表面に電気化学
的に卑なZnを被覆し、該Zn層上にフィンをろう付け
接合していた。
【0004】アルミニウム管体に対するZn被覆層の形
成は、一般に、押出成形された偏平多孔状のアルミニウ
ム管体の平坦な表面にZnを溶射することにより行われ
る。(特開平2-238455号公報など) Zn溶射は、Zn線
を使用し、通常、溶射コストの観点からアーク溶射によ
り行われる。
【0005】溶射用のZn線は、Znの鋳造棒を引抜加
工することにより製造されている。アーク溶射において
は、安定したアークを発生させるために、2本の溶射線
を同調して供給する必要があるが、Znは冷間での変形
抵抗が高くないため、鋳造棒の引抜加工により製造され
たZn線は、線径公差が小さく、線のビッカース硬さも
45程度と高くないため、供給ロールへの噛む込みは十
分で送り速度が変動せず、安定したアーク溶射が可能で
ある。
【0006】Zn被覆層を形成したアルミニウム管体を
用いたアルミニウム製熱交換器は、一般には優れた耐孔
食性を有するが、フィンの腐食が軽度であっても、アル
ミニウム管体とフィンのフィレット部が腐食して、管体
とフィンとが分離し、熱交換器の性能が低下する問題を
生じることがしばしば経験されている。
【0007】この問題を解決するために、溶射線として
Znを含有するAl−Zn合金を使用することが提案さ
れている。(特開平9-137245号)しかしながら、Al−
Zn合金の溶射線を、Zn線と同様に、鋳造棒を引抜加
工することにより製造しようとする場合、冷間での変形
抵抗が高く、加工硬化によって伸びが低下するため、引
抜加工において線が破断し、Al−Zn合金線の製造が
困難となり易い。仮に製造できたとしても、溶射線が硬
過ぎるため、アーク溶射において、供給ロールへの噛み
込みが不十分で送り速度が変動し、2本の溶射線が同調
せず、アークが不安定となって、通電不良の発生などに
より安定した溶射が困難となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Al−Zn
合金の溶射線の製造における上記の問題点を解消するた
めになされたものであり、製造時、引抜加工などの冷間
加工において破断を生じることがなく、使用時、供給ロ
ールへの噛み込みが十分であり、通電不良などが発生せ
ず安定した溶射が可能となる溶射用アルミニウム合金線
およびその製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による溶射用アルミニウム合金線は、フィン
をろう付け接合する熱交換器用アルミニウム管体の表面
に、アーク溶射によりZnを含む合金層を形成するため
の溶射用アルミニウム合金線であって、Zn:10〜8
5%を含有し、残部Alおよび不純物からなり、内部組
織が繊維状組織または平均結晶粒径が100μm以下の
結晶粒からなる組織であることを第1の特徴とし、ビッ
カース硬度が40〜130であることを第2の特徴とす
る。
【0010】本発明による溶射用アルミニウム合金線の
製造方法は、フィンをろう付け接合する熱交換器用アル
ミニウム管体の表面に、アーク溶射によりZnを含む合
金層を形成するための溶射用アルミニウム合金線を製造
する方法であって、Zn:10〜85%を含有し、残部
Alおよび不純物からなるアルミニウム合金の鋳造棒を
熱間加工および冷間加工して、繊維状組織を有する線材
とすることを第1の特徴とする。
【0011】また、フィンをろう付け接合する熱交換器
用アルミニウム管体の表面に、アーク溶射によりZnを
含む合金層を形成するための溶射用アルミニウム合金線
を製造する方法であって、Zn:10〜85%を含有
し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金の
鋳造棒を熱間加工および冷間加工し、冷間加工の途中ま
たは冷間加工後に軟化処理を施し、平均結晶粒径が10
0μm以下の結晶粒からなる組織を有する線材とするこ
とを第2の特徴とする。
【0012】本発明の溶射用Al−Zn合金線における
合金成分について説明すると、Znの好ましい含有量は
10〜85%の範囲であり、10%未満では犠牲陽極効
果が十分でない。85%を越えると、純Znの場合と同
様となり、合金層の優先腐食が早期に進行し過ぎる。
【0013】
【発明の実施の形態】Al−Zn合金線が上記の組成を
有し、その内部組織が、熱間加工または冷間加工の途中
軟化処理で生じた結晶粒が冷間加工により変形して一方
向に並び、繊維を束ねたようなものとなった繊維組織、
結晶粒が冷間加工により加工方向に伸びた平均結晶粒径
100μm以下の結晶粒からなる結晶粒組織、軟化処理
により生じる平均結晶粒径が100μm以下、好ましく
は10〜100μmの再結晶組織の場合に、溶射線とし
ての使用時、供給ロールへの噛み込みが良好で安定した
溶射が達成できる。
【0014】平均結晶粒径が100μmを越えると、線
の表面粗さ、線径の公差に影響するため、供給ロールへ
の噛み込みが不安定となる場合がある。また熱間加工温
度や冷間加工途中の軟化処理温度が高い場合などに、平
均結晶粒径100μmを越える再結晶組織が生じると伸
びが低下して、続いて行われる引抜きなどの冷間加工時
に破断が生じ易くなるので、平均結晶粒径が100μm
以下となるよう熱間加工温度および軟化処理温度を調整
することが必要である。
【0015】本発明に係る溶射用アルミニウム合金線
は、40〜130のビッカース硬さを有するものである
ことがさらに好ましい。ビッカース硬さが40未満では
溶射線が柔らか過ぎ、また130を越えると溶射線が硬
くなり過ぎて、いずれも供給ロールへの噛み込みが不十
分となり易く、溶射線の送り速度に変動が生じるおそれ
がある。
【0016】本発明の溶射用アルミニウム合金線を製造
するには、Zn:10〜85%を含有し、残部Alおよ
び不純物からなるアルミニウム合金の鋳造棒(例えば、
直径20〜100mm)を半連続鋳造により作製し、こ
れを熱間押出または熱間圧延により熱間加工して、溶射
線の最終直径より若干大きい直径まで加工し、さらに冷
間加工、例えば引抜加工を行って所定の寸法に仕上げ
る。この場合における内部組織は繊維状組織となる。
【0017】この製造方法に従えば、冷間加工における
加工度は低く、加工中の線の破断が防止され、適度の加
工硬化が生じるため、供給ロールの噛み込みも良好とな
る。鋳造棒を熱間加工および冷間加工し、冷間加工の途
中または冷間加工後に軟化処理を施すことにより、冷間
加工により結晶粒が加工方向に伸びた平均結晶粒径が1
00μm以下の結晶粒からなる組織、または平均結晶粒
径が100μm以下の再結晶組織を有する線材としても
よい。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して説
明する。 実施例1 半連続鋳造により、Zn:25%、残部Alおよび不純
物からなるアルミニウム合金の鋳造棒(直径90mm)
を作製し、これを350℃の温度で熱間押出成形して直
径3mmに縮径し、ついで、1工程の加工度が30%の
引抜加工を3工程実施し、直径2mmの線とした。
【0019】得られたAl−Zn合金線のビッカース硬
さは120であり、内部組織は繊維状組織であった。こ
のアルミニウム合金線を使用してアルミニウムの押出多
孔偏平管の平坦表面にアーク溶射を行ったところ、溶射
線の送り速度は一定で、通電不良の発生などはなく、安
定した溶射が行われた。
【0020】実施例2 半連続鋳造により、Zn:30%、残部Alおよび不純
物からなるアルミニウム合金の鋳造棒(直径90mm)
を作製し、これを380℃の温度で熱間押出成形して直
径3.5mmに縮径し、ついで、1工程の加工度が30
%の引抜加工を4工程実施し、直径2mmの線とした。
【0021】得られたAl−Zn合金線を350℃の温
度に加熱後放冷する軟化処理を施し、ビッカース硬さを
90とした。内部組織は再結晶組織であり、平均結晶粒
径は50μmであった。このアルミニウム合金線を使用
してアルミニウムの押出多孔偏平管の平坦表面にアーク
溶射を行ったところ、溶射線の送り速度は一定で、通電
不良の発生などはなく、安定した溶射が行われた。
【0022】実施例3 半連続鋳造により、Zn:50%、残部Alおよび不純
物からなるアルミニウム合金の鋳造棒(直径90mm)
を作製し、これを380℃の温度で熱間押出成形して直
径3.5mmに縮径し、ついで、1工程の加工度が30
%の引抜加工を3工程実施した後、350℃の温度に加
熱後放冷する軟化処理を施し、さらに、30%の引抜加
工を行って直径2mmの線とした。
【0023】得られたAl−Zn合金線のビッカース硬
さは95であった。また内部組織は結晶粒が加工方向に
伸びた組織であり、平均結晶粒径は60μmであった。
このアルミニウム合金線を使用してアルミニウムの押出
多孔偏平管の平坦表面にアーク溶射を行ったところ、溶
射線の送り速度は一定で、通電不良の発生などはなく、
安定した溶射が行われた。
【0024】実施例4 半連続鋳造により、Zn:70%、残部Alおよび不純
物からなるアルミニウム合金の鋳造棒(直径90mm)
を作製し、これを380℃の温度で熱間押出成形して直
径3.5mmに縮径し、ついで、1工程の加工度が30
%の引抜加工を3工程実施した後、350℃の温度に加
熱後放冷する軟化処理を施し、さらに、30%の引抜加
工を行って直径2mmの線とした。
【0025】得られたAl−Zn合金線のビッカース硬
さは60であった。また内部組織は結晶粒が加工方向に
伸びた組織であり、平均結晶粒径は60μmであった。
このアルミニウム合金線を使用してアルミニウムの押出
多孔偏平管の平坦表面にアーク溶射を行ったところ、溶
射線の送り速度は一定で、通電不良の発生などはなく、
安定した溶射が行われた。
【0026】比較例1 半連続鋳造により、Zn:30%、残部Alおよび不純
物からなるアルミニウム合金の鋳造棒(直径30mm)
を作製し、この鋳造棒に対して、1工程の加工度が30
%の引抜加工を5工程連続して行ったところ破断が生じ
たため、4工程の引抜加工毎に300℃の温度で軟化処
理を行い、4回の軟化処理を入れて、合計22工程の引
抜加工を行って直径2mmの線とした。
【0027】得られたAl−Zn合金線のビッカース硬
さは145であった。このアルミニウム合金線を使用し
てアルミニウムの押出多孔偏平管の平坦表面にアーク溶
射を行ったところ、供給ロールへの噛み込みが十分でな
いため溶射線の送り速度が変動し、2本の溶射線は同調
せず、アークが不安定で通電不良が多発した。Al−Z
n線を、さらに300℃の温度で軟化処理し、ビッカー
ス硬さを90にしたところ、アーク溶射時の通電不良は
減少したが、製造コストの点で実用化は困難であった。
【0028】比較例2 半連続鋳造により、Zn:30%、残部Alおよび不純
物からなるアルミニウム合金の鋳造棒(直径30mm)
を作製し、この鋳造棒に対して、1工程の加工度が30
%の引抜加工を5工程連続して行ったところ破断が生じ
たため、4工程の引抜加工毎に300℃の温度で軟化処
理を行い、3回の軟化処理を入れて16工程の引抜加工
を行った後、450℃の温度で軟化処理を施して、最後
の6工程の引抜加工を行い直径2mmまで縮径しようと
したところ、引抜加工途中で破断が生じた。破断した線
材の内部組織は結晶粒が加工方向に伸びた組織を呈して
おり、平均結晶粒径は125μmであった。
【0029】比較例3 半連続鋳造により、Zn:9%、残部Alおよび不純物
からなるアルミニウム合金の鋳造棒(直径90mm)を
作製し、これを400℃の温度で熱間押出成形して直径
2.6mmに縮径し、ついで、1工程の加工度が30%
の引抜加工を2工程実施して直径2mmの線とした。
【0030】得られたAl−Zn合金線のビッカース硬
さは80であった。また内部組織は繊維状組織であっ
た。このアルミニウム合金線を使用してアルミニウムの
押出多孔偏平管の平坦表面にアーク溶射を行ったとこ
ろ、溶射線の送り速度は一定で、通電不良の発生などは
なく、安定した溶射が行われた。
【0031】しかしながら、Al−Zn合金被覆層を有
するアルミニウムの押出多孔偏平管にフィンをろう付け
接合し、熱交換器として使用した場合、被覆層と管体と
の電位差が小さいため、管体に孔食が発生し、これが管
体の内部まで達して熱交換機能が失われた。
【0032】比較例4 半連続鋳造により、Zn:90%、残部Alおよび不純
物からなるアルミニウム合金の鋳造棒(直径90mm)
を作製し、これを360℃の温度で熱間押出成形して直
径3.5mmに縮径し、ついで、1工程の加工度が30
%の引抜加工を4工程実施して直径2mmの線とした。
【0033】得られたAl−Zn合金線のビッカース硬
さは135であった。また内部組織は繊維状組織であっ
た。このアルミニウム合金線を使用してアルミニウムの
押出多孔偏平管の平坦表面にアーク溶射を行ったとこ
ろ、供給ロールへの噛み込みが十分でないため溶射線の
送り速度が変動し、2本の溶射線は同調せず、アークが
不安定で通電不良が多発した。
【0034】Al−Zn線を、さらに300℃の温度で
軟化処理し、ビッカース硬さを85にしたところアーク
溶射時の通電不良は減少できた。しかしながら、Al−
Zn合金被覆層を有するアルミニウムの押出多孔偏平管
にフィンをろう付け接合し、熱交換器として使用した場
合、被覆層の優先腐食が進行して早期に腐食し、管体と
フィンが分離して熱交換器の伝熱性能が低下した。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、製造時、引抜加工など
の冷間加工において破断を生じることなく、使用時、供
給ロールへの噛み込みが十分で、通電不良などが発生せ
ず安定した溶射を可能とする溶射用アルミニウム合金線
およびその製造方法が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B23K 35/40 B23K 35/40 H C22C 18/04 C22C 18/04 21/10 21/10 F28F 21/08 F28F 21/08 B (72)発明者 高橋 辰巳 東京都港区新橋5丁目11番3号 住友軽金 属工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フィンをろう付け接合する熱交換器用ア
    ルミニウム管体の表面に、アーク溶射によりZnを含む
    合金層を形成するための溶射用アルミニウム合金線であ
    って、Zn:10〜85%(重量%、以下同じ)を含有
    し、残部Alおよび不純物からなり、内部組織が繊維状
    組織または平均結晶粒径が100μm以下の結晶粒から
    なる組織であることを特徴とする溶射用合金線。
  2. 【請求項2】 ビッカース硬度が40〜130であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の溶射用アルミニウム合金
    線。
  3. 【請求項3】 フィンをろう付け接合する熱交換器用ア
    ルミニウム管体の表面に、アーク溶射によりZnを含む
    合金層を形成するための溶射用アルミニウム合金線を製
    造する方法であって、Zn:10〜85%を含有し、残
    部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金の鋳造棒
    を熱間加工および冷間加工して、繊維状組織を有する線
    材とすることを特徴とする溶射用アルミニウム合金線の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 フィンをろう付け接合する熱交換器用ア
    ルミニウム管体の表面に、アーク溶射によりZnを含む
    合金層を形成するための溶射用アルミニウム合金線を製
    造する方法であって、Zn:10〜85%を含有し、残
    部Alおよび不純物からなるアルミニウム合金の鋳造棒
    を熱間加工および冷間加工し、冷間加工の途中または冷
    間加工後に軟化処理を施し、平均結晶粒径が100μm
    以下の結晶粒からなる組織を有する線材とすることを特
    徴とする溶射用アルミニウム合金線の製造方法。
JP36562497A 1997-12-22 1997-12-22 溶射用アルミニウム合金線およびその製造方法 Pending JPH11181562A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005024235A (ja) * 2003-06-10 2005-01-27 Showa Denko Kk 熱交換器用高耐食性チューブ及び熱交換器
JP2006283046A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Dowa Mining Co Ltd 亜鉛線およびその製造方法
CN102653831A (zh) * 2012-03-30 2012-09-05 长兴县华峰喷焊材料电炉有限公司 一种热喷涂锌铝合金丝及其制备方法
CN114277331A (zh) * 2021-12-28 2022-04-05 华电重工机械有限公司 一种塔筒表面防护复合材料及其制备方法和应用

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