JPS5864339A - すぐれた犠牲陽極効果および耐垂下性を有する熱交換器フィン材 - Google Patents

すぐれた犠牲陽極効果および耐垂下性を有する熱交換器フィン材

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JPS5864339A
JPS5864339A JP16379881A JP16379881A JPS5864339A JP S5864339 A JPS5864339 A JP S5864339A JP 16379881 A JP16379881 A JP 16379881A JP 16379881 A JP16379881 A JP 16379881A JP S5864339 A JPS5864339 A JP S5864339A
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当摩 建
Masanao Iida
飯田 政尚
Isao Takeuchi
竹内 庸
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MA Aluminum Corp
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Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、すぐれた犠牲陽極効果と耐垂下性を有し、
これらの特性が要求されるM合金製熱交換器のフィン材
として使用するのに適したM合金に関するものである。
一般に、例えば自動車のラジェータや空調機器などには
11合金製熱交換器が広く使用されている。
この熱交換器は、例えばAl4−Mn系合金の薄板、あ
るいはAA−Mn系合金を芯材とし、この芯材の両面に
At!−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フィン材を、例えば
AU−Mn系合金を芯材とし、この芯材の片面にAe−
8i系合金のろう材をクララb”Lだものからなるプレ
ージングシート、あるいは純AAやAffi−Mn系合
金の薄板で構成された管材に、真空中、不活性ガス中、
あるいはブランクスを用いた場合には大気中でろう付け
することによって製造されている。しかし、この従来M
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
(芯材)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、この結果フィン材ヲ管材
にうまくろう付けすることができない場合がしばしば発
生し、また、その実用に際しては、フィン材中のMnに
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M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がしばしば発生するもの
であった。
そこで、本発明者等は、上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のない、すぐれた耐垂
下性を有し、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M合金製熱交換器のフィン材を得べく研究
を行なった結果、前記フィン材を、Si: 0.1〜0
.9 %、 Zr : 0.02〜0・2チ、 Zn:
 0.1〜2.0%を含有し、さらに必要に応じてMn
: 0.1〜0.9 %、 Mg: 0.1〜01%。
cu: o、o 5〜0.5%、およびCr: 0.0
5〜0.3%のうちの1種または2種以上を°含有し、
残シがMと不可避不純物からなる組成(以上重量%)を
有するM合金で構成すると、このM合金においては、A
l4−Zr化合物が微細に析出した組織をもち、しかも
このAg、−Zr化合物の析出はslによって著しく促
進されるために、再結晶温度が上昇し、この結果ろう付
は加熱時に形成される再結晶粒がきわめて大きくなって
高温強度が高くなるばかシでなく、ろうの粒界からの侵
入が抑制されるようになることから、すぐれた耐垂五性
をもつようになシ、またZnの含有によって電気化学的
に卑になるため管材に対してすぐれた犠牲陽極効果をも
つようになり、さらに必要に応じて含有されるMnにょ
っ゛てM−Mn−8i化合物を析出し、とのAA −M
n −Si化合物は上記のAl−Zr化合物との共存に
おいて耐垂下性を相剰的に改善するものであシ、また、
同じ<MgおよびCUの含有によって強度が向上し、C
rの含有によって耐垂下性が一段と向上するようになる
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
、易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の含有によって、ろう付は加熱時に微細なM−Zr
化合物が析出してM合金の再結晶温度が著しく上昇する
ようになシ、この結果再結晶粒が粗大化して高温強度を
上昇させ、かつろうの粒界からの侵入が抑制されるよう
になることから、ろう付は時の耐垂下性が著しく改善さ
れるようになるが、その含有量が0.02%未満では所
望の耐垂下性改善効果が得られず、一方0.2%を越え
て含有させてもより一層の改善効果が得られず、逆に溶
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、その含有量を0.02〜0.2
チと定めた。
(b)  5i S1成分には、Affi−Zr化合物の析出を促進し、
もってAA−Zr化合物による上記の作用を促進する作
用があるが、その含有量が0.1−未満では前記作用に
所望の促進効果が得られず、一方0.9%を越えて含有
させると電気化学的に責になる傾向が現われ、犠牲陽極
効果が+°分発揮できなくなることから、その含有量を
0.1〜0.9%と定めた。
(c)   Zn Zn成分には、AP、合金を電気化学的に卑にし、もっ
て管材に対して犠牲陽極効果を発揮せしめる作用がある
が、その含有量が0.1%未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方2.Oq6を越えて含有させると耐
食性が劣化するようになることから、その含有量を0.
1〜2.0%と定めた。
(d)  Mn Mn成分は、Alt−Mn−8i化合物として析出し、
このAX−Mn−8i化合物はろう付は加熱時にAle
−Zr化合物との共存において再結晶粒の粗大化を一段
と促進し、この結果として耐垂下性を一層向上させる作
用をもつので、よシ一層の耐垂下性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
では前記作用に所望の向上効果が得られず、一方0.9
%を越えて含有させると、犠牲陽極効果が低下するよう
になることから、その含有量を0.1〜0.9%と定め
た。
(e) MgおよびCu これらの成分には、耐垂下性を損なうことなく強度を向
上させる作用があるので、特に高強度が要求される場合
に必要に応じて含有されるが、それぞれMg:0.1%
未満およびCu:0.05%未満の含有では、所望の強
度向上効果が得られず、一方Mg: 0.7%およびC
u:0.5%をそれぞれ越えて含有させると耐垂下性が
劣化するようになるばかシでなく、特にCUの0.5チ
を越えた含有は、d金を電気化学的に責にし、犠牲陽極
効果が損なわれるようになることから、その含有量を、
それぞれMg:0.1〜O,1%、 cu: o、o 
5〜0.5%と定めた。
(f)  Cr Cr成分には耐垂下性を向上させる作用があるので、必
要に応じて含有されるが、その含有量が0.054未満
では所望の耐垂下性向上効果が得られず、一方0.3チ
を越えて含有させると、電気化学的に責になって犠牲陽
極効果が損なわれるようになるばかシでなく、鋳造時に
巨大具を形成し易くなって加工性が劣化するようになる
ことから、その含有量を0.05〜0.3係と定めた。
つぎに、この発明のM合金を実施例によシ具体的に説明
する。
実施例 通常の溶解法によシ、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M合金1〜25.フィ
ン材用比較M合金、管材用M合金。
およびろう材用At合金を溶製し、鋳造して鋳塊とし、
フィン材用本発明M合金以外の鋳塊に均質化処理を施し
た。なお、第1表には表示を省略したが、これらのAA
合金鋳塊は、いずれも不可避不純物として、Zr: 0
.01%以下、 Zn: 0.02%以下。
Mn: 0.01 %以下、 Mg: 0.01 %以
下、Cu:0.05チ以下、Cr:0.01%以下、お
よびFe:0.4%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M合金鋳塊について、
フィン材用本発明M合金1〜25.フィン材用比較An
合金、および管材用At合金の鋳塊には熱間圧延を施し
て811t1Lの板厚を有する熱延板とし、一方ろう材
用M合金の鋳塊は同じく熱間圧延によシ板厚:5mmの
熱延板とし、さらに前記のろう材用熱延板には冷間圧延
を施して板厚:1mめ=2′ン 冷延板とした。また、上記のフィン材用本発明M合金1
〜25.フィン材用比較M合金、および管材用M合金の
熱延板の一部には冷間圧延を施して、前記フィン材用の
ものはそれぞれ板厚:0.5mおよび0−1611を有
する冷延板とし、一方管材用のものは板厚=IN11を
有する冷延板とした。なお、前記フィン材用の冷延板の
圧延に際しては、昇温速度=2℃/rig、加熱温度二
3フO℃、保持時間:2時間の条件での中間焼鈍を行な
い、かつ最終冷間圧下率を30%とした。
さらに残シのフィン材用本発明M合金1〜25゜フィン
材用比較M合金、および管材用M合金の熱延板について
は、それぞれその両頁(フィン材用の熱延板)および片
面(管材用の熱延板)に上記の板厚:1mmのろう材用
間合金の冷延板を熱間圧延によってクラッドしていずれ
も板厚:3mとした後、引続いて上記の条件での中間焼
鈍を施しながら最終冷間圧下率:30%にて冷間圧延を
行ない、フィン材用のものは板厚:0.51gおよび0
.16111を有し、かつ管材用のものは板厚:IBを
それぞれ有するプレージングシートとした。
ついで、このように調製したそれぞれ板厚二〇−161
1を有するフィン材用の冷延板およびプレージングシー
トについで、真空中で耐垂下性試験を行なった。耐垂下
性試験は、試片として幅:30B×長さ:140mの寸
法をもったものを使用し、この試験片の長さ方向の一端
から3011の部分を水平保持した状態で、約1 o−
’ torrの真空中、温度:620℃に5分間保持し
た後の前記試験片の他端における垂下高さを測定するこ
とによって行なった。この測定結果を第1表に合せて示
した。
第1表に示される結果から、本発明M合金1〜25で構
成されたフィン材用の冷延板およびプレージングシート
は、いずれもすぐれた耐垂下性を示し、ろう付は時に1
へたシ”や変形の発生がきわめて少なく、良好なろう付
けが可能であることを示しているのに対して、合金元素
としてZrを含有するが、SlおよびZnを含有しない
比較M合金で構成された冷延板およびプレージングシー
トは、著しく耐垂下性が劣ることが明らかである。
また、上記の耐垂下性試験に用いたと同じ冷延板および
プレージングシートを用い、1気圧の窒素ガス雰囲気中
、温度=620℃に5分間保持した後の1規定食塩水中
での孔食発生電位(飽和カロメル基準)を測定し、犠牲
陽極効果を評価した。
この測定結果も第1表に示した。
第1表に示されるように、本発明M合金1〜25で構成
された冷延板およびプレージングシートは比較M合金の
それと比較して電気化学的に著しく卑になっておシ、す
ぐれた犠牲陽極効果を発揮することがわかる。
さらに、上記の板厚:0.51xを有するフィン材用の
プレージングシートと板厚:1mmを有する管材用の冷
延板、並びに同じく板厚:0−5yax、を有するフィ
ン材用の冷延板と板厚:1mmを有する管材用のプレー
ジングシートを、第1図に斜視図で示される状態にセッ
ト(図中、1が幅:4ogzx長さ:50ggの寸法を
有する管材用の冷延板およびプレージングシートであシ
、一方2が幅:301IE×長さ:5o朋の寸法を有す
るフィン材用の冷延板およびプレージングシートである
)し、真空中および1気圧の窒素ガス雰囲気中、温度:
62゜℃に5分間保持してろう付けした。ついで、この
結果得られたろう付は試験片を用い、1 p、p、m、
のCu++イオン含有の温度=40℃の水道水中に30
日間浸漬の水道水浸漬試験、並びに30日間のCASS
試験を行ない、試験後、管材用の冷延板およびプレージ
ングシートにおける孔食数および最大孔食深さをそれぞ
れ測定した。この測定結果も第1表に示した。
第1表に示されるように、本発明At合金1〜25の冷
延板およびプレージングシートと組合せた管材用の冷延
板およびプレージングシートにおいては、局部腐食の発
生がほとんど見られないのに対して、比較At合金の冷
延板およびプレージングシートと組合せた管材用の冷延
板およびプレージングシートでは局部腐食の被害が著し
く大きいものであった。
上述のように、この発明のM合金は、すぐれた高温強度
、耐垂下性、および犠牲陽極効果を有するので、これを
M合金製熱交換器のフィン材として使用した場合には、
その製造工程におけるろう付けに際して変形や″へたシ
”の発生がなく、良好なろう付けを確実なものとし、ま
た相手材たる管材を良く防食して使用寿命の著しい延命
化を可能とするなど工業上有用な特性を有するのである
【図面の簡単な説明】
第1図は水道水浸漬試験およびCASS試験に用いられ
る試験片の概略斜視図である。図面において、 1・・・管材用の冷延板およびプレージングシート、2
・・・フィン材用の冷延板およびプレージングシート。 出願人  三菱アルミニウム株式会社 代理人  富  1) 和  夫

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  Si: 0.1〜0.9 %、 Zr: 0
    .02〜0.2 %。 Zn: 0.1−2.0チを含有し、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
    徴とするすぐれた犠牲陽極効果および耐垂下性を有する
    熱交換器フィン材用M合金。
  2. (2)  Si: 0.1〜0.9 %、 Zr: o
    、o 2〜0.2 %。 Zn: 0.1〜2.0 %を含有し、さらにMn:0
    .1〜0.9%を含有し、残D−/41Al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
    するすぐれた犠牲陽極効果および耐垂下性を有する熱交
    換器フィン材用M合金。
  3. (3)  Si: 0.1〜0.9 %、 Zr: 0
    .02〜0.2%。 Zn: 0.1〜2.0 +%を含有し、さらにMg 
    : 0.1〜0−7 %、 Cu: 0.05〜0.5
     %、およびCr: 0.05〜0.3%のうちのlf
    iまたは2種以上を含有し、残シが態と不可避不純物か
    らなる組成(以上重量%)を有することを特徴とするす
    ぐれた犠牲陽極効果および耐垂下性を有する熱交換器フ
    ィン材用M合金。
  4. (4)Si: 0.1〜0.9 %、 Zr: 0.0
    2〜0.2 %。 Zn: 0.1〜2.0 % 、 Mn: 0.1〜0
    .9 %を含有し、さらにMg: 0.1〜O,7% 
    、 Cu: 0.05〜0.5%。 およびCr:0.05〜0.3チのうちの1種または2
    種以上を含有し、残りが態と不可避不純物からなる組成
    (以上重量es)を有することを特徴とするすぐれた犠
    牲陽極効果および耐垂下性を有する熱交換器フィン材用
    M合金。
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