JPS5825452A - 耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フイン材 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、特にＡｔ合金製熱交換器のフィン材として
使用した場合、その製造に際して、真空ろう付けやフラ
ックスろう付けなどのろう付は工程の加熱に対してすぐ
れた耐垂下性（耐変形性）を示し、一方その実用に際し
ては、相手部材である管材をすぐれた犠牲陽極効果によ
りよく防食する特性を有するＭ合金に関するものである
。

従来、一般にＭ合金製熱交換器は、フィン材として、例
えばＡＡ−Ｍｎ合金の薄板、あるいはＡ１．−Ｍｎ合金
の芯材の片面あるいは両面にＡＮ−８ｉ系合金のろう材
をクラッドしたものからなるプレージングシートから成
形されたものを用意し、一方管材としては、例えば純Ａ
ＡまたはＡｔ−Ｍｎ系合金製のもの、あるいは純Ｍまた
はＡｅ−Ｍｎ系合金の芯材の表面にＡＡ−８ｉ系合金の
ろう材をクラッドしたものからなるプレージングシート
で構成されたものを用意し、これら両部材を適宜組合せ
てろう付けすることによって製造されている。しかしな
がら、このように製造されている従来Ａｔ合金製熱交換
器においては、その製造に際して、ろう付は時の高温加
熱によってフィン材の強度が著しく低下するようになる
ばかシでなく、ろう材中の８１がフィン材中に拡散侵食
して耐垂下性を劣化させるようになるため、フィン材が
変形し、この結果管材にフィン材をうまくろり付けする
ことができなくなる問題がしばしば発生するものであり
、一方その実用に際しては、フィン材中のＭｎは、これ
を電気化学的に著しく責にする作用があるため、例えば
管材に純Ａｎ系のものを使用した場合には、管材がフィ
ン材に比して卑になることから、管材の腐食が促進され
、この結果管材には貫通孔が形成されるようになシ、こ
の貫通孔に原因する事故の発生がしばしば見られるもの
であった。

そこで、フィン材にＺｎを含有させることによってフィ
ン材を管材に比して電気化学的に卑にし、この結果の犠
牲陽極効果によって管材を防食する試みもなされたが、
その製造に際して、真空ろう付けを適用した場合、この
真空ろう付は工程中にフィン材中のＺｎが蒸発し、ろう
付は後には管材に比して電気化学的に卑にするのに足る
Ｚｎがフィンいものであった。

本発明者等は、−ヒ述のような観点から、ろう付けに際
しての加熱に対しても変形がなく、かつ管材に比して相
対的に電気化学的に卑な特性をもったＡＩ！、合金製熱
交換器のフィン材を得べく研究を行々つた結果、前記フ
ィン材を、Ｚｒ：０．０２〜０．２％、　Ｓｉ：　０．
２〜１．０％を含有し、さらに必要に応じてＭｇ　：０
．１〜０．７％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Ａｔ合金で構成する
と、前記フィン材は、Ｍｎを含有しないために相対的に
電気化学的に責にならないことから、管材に対してすぐ
れた犠牲陽極効果を発揮し、かつ熱伝導性のすぐれた状
態に保持され、さらに合金成分たるＺｒとＳｉとの共存
によって、ろう付は時におけるろう材中の８１のフィン
材中への拡散侵食が著しく抑制されるようになることが
ら、すぐれた耐垂下性をもつようになシ、また前記フィ
ン材がさらにＭｇを含有する場合には高強度を有したも
のになるという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っ
て、以下に成分組成範囲を上記の通シに限定した理由を
説明する。

（ａ）　　Ｚｒ Ｚｒ成分は、フィン材のための薄板製造に際して、冷間
圧延と、３００〜３５０℃付近の温度に加熱の中間焼鈍
との繰シ返し工程における前記中間焼鈍処理中に微細な
ＡＰ、−Ｚｒ化合物として析出し、とのＡＡ−Ｚｒ化合
物は再結晶温度を著しく上昇させる作用があることから
、再結１碌の結晶粒は粗大化するようになり、この結果
管材とフィン材とのろう付は時にフィン材へのろう材中
のＳｉの拡散侵食が抑制されるようになシ、もって耐垂
下性をすぐれた状態に保持する作用をもつが、その含有
量が０．０２％未満では所望のすぐれた耐垂下性を確保
することができず、一方０．２％を越えて含有させても
、よシ一層の向上効果が現われず、むしろ溶解鋳造時に
巨大晶を形成し易くなって加工性が損なわれるようにな
ることから５その含有量を０．０２〜０２％と定めた。

（ｂ）　　　５ｉ Ｓｉ成分には、ＡＰ！−Ｚｒ化合物の形成を著しく促進
し、もって耐垂下性を向上させる作用があるが、その含
有量が０．２％未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、一方１．０　％を越えて含有させても、よシ一層の
向上効果が現われないばかりでなく、むしろ電気化学的
に責になる傾向が現われ、犠牲陽極効果を十分発揮でき
なくなることから、その含有量を０．２〜１．０％と定
めた。

（ｃ）　　Ｍｇ Ｍｇ成分には、素地に固溶して、これを固溶強化し、か
つ薄板製造に際しての中間焼鈍後の冷間加工時にわずか
な加工率で、これを加工硬化させて強度を著しく向上さ
せる作用があるので、特に強度が要求される場合に必要
に応じて含有されるが、その含有量が０．１％未満では
所望の強度向上効果が得られず、一方０．７チを越えて
含有させると、再結晶粒粗大化作用が阻害されるように
なって耐垂下性が劣化することから、その含有量を０．
１〜０．７％と定めた。

つぎに、この発明のＡ２合金を実施例にょシ従来例と対
比しながら具体的に説明する。

実施例 通常の溶解法により、それぞれ第１表に示される最終成
分組成をもったフィン材用本発明Ａ９合金１〜４．フィ
ン材用従来Ａｅ合金１，２．管材用Ａｅ金合金、ｂ、お
よびろう材用Ａ９合金を溶製し、鋳造して鋳塊とした。

なお、第１表には表示を省略したが、これらの各種ＡＰ
、合金鋳塊は、いずれも不可避不純物として、Ｍｎ：０
．０１％以下、Ｍｇ：０．０１チ以下、　ｃｕ：　ｏ、
ｏ　５　％以下、Ｚｎ：Ｏ，，０２％以下。

Ｆｅ：　０．４０　％以下、およびＣｒ：　０．０１％
以下を含有するものであった。

ついで、この結果得られた各種の上記Ｍ合金鋳塊につい
て、本発明ＡＱ合金１〜４．従来合金ｌ。

２、管材用Ａ９合金ａ、ｂは熱間圧延にょシ板厚：Ｓ　
＋Ｏｔの熱延板とし、またろう材用超合金は同様に熱間
圧延によシ板厚：５ｒｔａｔの熱延板とし、さらに前記
ろう材用Ａ２合金の熱延板には冷間圧延を施して板厚：
１朋の冷延板とした。

この状態で、本発明Ａ１合金１−４．従来Ｍ合金１．２
．および管材用ＡＲ金合金、ｂの熱延板の両面に、それ
ぞれ上記ろう材用Ａ９合金の冷延板を重ね合せ、熱間圧
延にて両面クラッドすると共に、本発明Ａｔ合金１〜４
および従来Ａ１合金１，２のクラツド材については、そ
の板厚−を０．５ｍｍとし、一方管材用ＡＡ合金ａ、ｂ
については、その板厚を１龍とし、さらに本発明ＡＴＬ
合金１〜４および従来Ａ１合金１，２のクラツド材の一
部には冷間圧延を施し、この工程中に中間焼鈍を施して
４０％の冷延率を有する最終板厚：０．１６ｇのプレー
ジングシートとした。

また、一方上記の板厚：８朋を有する本発明Ａｔ合金１
〜４．従来超合金１，２．および管材用Ａε合金ａ、ｂ
の熱延板に冷間圧延を施し、本発明Ａ１合金１〜４およ
び従来Ａ２合金１．２の熱延板については、その板厚を
０．５Ｂとし、管材用Ａ９合金ａｂの熱延板については
、その板厚を１朋とし、さらに本実ｔａｇ合金ト４およ
び従来超合金１，２の冷延板の一部には冷間圧延を続け
て施し、途中中間焼鈍を施して４０％冷延率を有する最
終板厚：Ｏ，１６Ｂの薄板とした。

このようにして調製された板厚：０．１６ｍ、および０
．５＠Ｉｌを有する本発明Ａ１合金１〜４および従来超
合金１，２とろう材用超合金とのクラツド材であるフィ
ン材用プレージングシート（以下本発明フィン材用プレ
ージングシートト４および従来フィン材用プレージング
シート１，２という）、板厚：１間を有する管材用超合
金ａ、　ｂとろう材用Ａ１合金とのクラツド材である管
材用ブレージングシー）ａ、−ｂ、さらに上記の板厚：
０．１６朋および０−５１１＋１を有すｂ本発明フィン
材用薄板１〜４および従来フィン材用薄板１，２．そし
て上記の板厚：１關を有する管材用薄板ａ、　ｂのうち
、板厚：Ｏ，１６，、、、の本発明フィン材用プレージ
ングシート１〜４および従来フィン材用プレージングシ
ート１，２．さらに同０．１６１１の本発明フィン材用
薄板１−４および従来フィン材用薄板について、これよ
シ切シ出した幅：３０１１Ｘ長さ：１４ｏＩＨの寸法を
有する試験片を用い、この試験片の長さ方向−刃端部３
０朋を水平固定した状態で、温度二６２０℃に５分間保
持の条件で耐垂下性試験を行ない、加熱後の試験片の先
端部における垂下高さを測定した。この測定結果を第２
表に示した。

第２表に示されるように、本発明フィン材用プレージン
グシートト４および本発明フィン材用薄板１〜４は、い
ずれもすぐれた耐垂下性を示し、ろう付は時に”へたシ
”や変形の発生がほとんどなく、良好なろう付けが可能
であることを示すのに対して、従来フィン材用プレージ
ングシートｌ。

２および従来フィン材用薄板１，２では耐垂下性の劣っ
たものになっている。

ついで、上記の板厚０．５Ｉ＋１ｍを有する本発明フィ
ン材用プレージングシート１〜４および従来Ｚイン材用
プレージングシート１，２．さらに板厚二〇・５１ｍを
有する本発明フィン材用薄板１〜４および従来フィン材
用薄板１，２から幅：４ｏ１ＲＨＸ長さニア０朋のフィ
ン材用試験片を切シ出し、一方板厚：１朋を有する管材
用プレージングシートａ。

ｂ、および同Ｉ　ＩＩＮの管材用薄板ａ、ｂからは幅：
第　　　２　　　表 ５０１１Ｘ長さニア０龍の寸法をもった管材用試験片を
切り出し、この管材用試験片の長さ方向中心部に、前記
フィン材用試験片をそれぞれ垂直に配置して組合せ（こ
の場合フィン材用試験片か管材用試験片のいずれか一方
にろう材をクラッドしたプレージングシートを組合わせ
る）、この状態で真空中、温度：６２０℃に５分間保持
の条件でろう付けを行ない、１０　ｐ、ｐ、ＢのＣｕ　
　イオンを添加した４０℃の水道水中に３０日間浸漬の
水道水浸漬試験と、３０日間のＣＡＳＳ試験に供した。

これらの試験後、上記管材用試験片における孔食数およ
び最大孔食深さを測定し、この測定結果を第３表に示し
た。

第３表に示されるように、本発明フィン材用プレージン
グシート１〜４および本発明フィン材用薄板１〜４は、
いずれも犠牲陽極効果を十分発揮することから、相手材
である管材用薄板ａｌ　　ｂｌおよび管材用ブレージン
グシー）ａ、ｂの腐食が最小に抑えられているのに対し
て、従来フィン材プレージングシート１，２および従来
フィン材用薄板１，２では、これらが電飯化学的に責で
あることから、相手材の腐食がかえって促進されている
ことが明らかである。

上述のように、この発明のＡｆｆｉｆｆ上、すぐれた耐
垂下性と犠牲陽極効果を、有しているので、これをＡｔ
合金製熱交換器のフィン材として使用すれば、ろう付は
時に“へた！ｌｌ＃や変形の発生なく、したカｉつて歩
留りよく熱交換器を製造することができ、しかもこの結
果の熱交換器はすぐれた耐食性を有し、長期に亘る使用
が可能となるなど工業上有用な特性を有するのである。

出願人　　三菱アルミニウム株式会社 代理人　　富　　１）　和　　夫

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　Ｚｒ：　０．０２〜０．２％、　Ｓｉ　：　
   ０．２〜１．Ｏｑｂを含有し、残りがＡｔと不可避不純
   物からなる組成（以上重量％）を有することを特徴とす
   る耐垂下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィ
   ン材用Ｍ合金。
2. （２）　　Ｚｒ：　０．０２〜０．２　％、　Ｓｉ：　
   ０．２〜１．０　％を含有し、さらにＭｇ　：　Ｏ，ｌ
   　−０，７％を含有し、残シがＡｔと不可避不純物から
   なる組成（以上重量％）を有することを特徴とする耐垂
   下性および犠牲陽極効果にすぐれた熱交換器フィン材用
   Ａｔ合金。