JP4630323B2 - 破壊強度に優れた熱交換器用銅合金管 - Google Patents
破壊強度に優れた熱交換器用銅合金管 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4630323B2 JP4630323B2 JP2007275394A JP2007275394A JP4630323B2 JP 4630323 B2 JP4630323 B2 JP 4630323B2 JP 2007275394 A JP2007275394 A JP 2007275394A JP 2007275394 A JP2007275394 A JP 2007275394A JP 4630323 B2 JP4630323 B2 JP 4630323B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tube
- copper alloy
- orientation
- alloy tube
- less
- 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.)
- Active
Links
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 158
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 88
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 42
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 16
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 80
- 229910009038 Sn—P Inorganic materials 0.000 description 43
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 33
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 25
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 22
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 18
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 17
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 15
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- OHMHBGPWCHTMQE-UHFFFAOYSA-N 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoroethane Chemical compound FC(F)(F)C(Cl)Cl OHMHBGPWCHTMQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 5
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 4
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 4
- VOPWNXZWBYDODV-UHFFFAOYSA-N Chlorodifluoromethane Chemical compound FC(F)Cl VOPWNXZWBYDODV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017888 Cu—P Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N chloro(fluoro)methane Chemical compound F[C]Cl KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910001052 bronze copper alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000373 effect on fracture Effects 0.000 description 1
- 238000001887 electron backscatter diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 235000019633 pungent taste Nutrition 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- FEPMHVLSLDOMQC-UHFFFAOYSA-N virginiamycin-S1 Natural products CC1OC(=O)C(C=2C=CC=CC=2)NC(=O)C2CC(=O)CCN2C(=O)C(CC=2C=CC=CC=2)N(C)C(=O)C2CCCN2C(=O)C(CC)NC(=O)C1NC(=O)C1=NC=CC=C1O FEPMHVLSLDOMQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 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
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C9/00—Alloys based on copper
- C22C9/02—Alloys based on copper with tin as the next major constituent
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
本発明のSn−P(−Zn)系銅合金管では、前記した通り、通常は共通して、特定方位の結晶面が特に多く存在するということはなく、Cube方位、Goss方位、Brass 方位(B方位ともいう)、Copper方位(Cu方位ともいう)、S方位などの主な各方位の結晶面がランダムに存在する組織(集合組織)を有する。
Goss方位 {011}<100>
Rotated-Goss方位 {011}<011>
Brass 方位(B方位) {011}<211>
Copper方位(Cu方位) {112}<111>
(若しくはD方位{4 4 11}<11 11 8 >
S方位 {123}<634>
B/G方位 {011}<511>
B/S方位 {168}<211>
P方位 {011}<111>
本発明は、平均結晶粒径を微細化させるとともに、管の長手方向の引張強さを一定以上の高強度とすることを前提として、特徴的には、Sn−P系銅合金管の集合組織におけるGoss方位の方位分布密度を4%以下として、破壊強度に優れさせる。
Sn−P系銅合金管のGoss方位の方位分布密度の測定は、銅合金管の長手方向(軸方向)に平行の面について、走査型電子顕微鏡SEM( Scanning Electron Microscope )による、後方散乱電子回折像EBSP(ElectronBackscatter Diffraction Pattern)を用いた結晶方位解析方法(SEM/EBSP法)により測定する。
本発明では、上記Goss方位の方位分布密度の制御に加えて、破壊強度を更に向上させるために、小傾角粒界の割合を更に規定する。即ち、Sn−P系銅合金管の集合組織における傾角5〜15°の小傾角粒界の割合を1%以上とする。
本発明銅合金管では平均結晶粒径が30μm以下であることとする。厚みが比較的厚い場合にはあまり影響ないが、軽量化、薄肉化の要求により、伝熱管の厚みが特に200μm以下に薄肉化された場合には、この結晶粒径の大きさの影響が著しく大きくなる。即ち、平均結晶粒径が大きいと、伝熱管の円周方向に加わる引張力によって亀裂が発生する際の「ひずみの集中」を避けることができず、伝熱管に亀裂が生じやすくなる。この結果、上記Goss方位の方位分布密度や小傾角粒界の割合などの集合組織を制御しても、破壊強度を向上させることが困難となる。
本発明銅合金管では管長手方向(管軸方向)の引張強さσLを250MPa以上の高強度とする。銅合金管の厚みが肉厚1.0mm以下で、0.8mm程度に薄肉化された際に、前記新冷媒使用時の破壊強度(耐圧強度)を得るためには、前提として、250MPa以上の高強度化が必要である。また、銅合金管の強度が低いと、エアコン等の熱交換器に組み込んだときのろう付け後に低下する強度も十分に保証できない。
これらの銅合金管の集合組織と平均結晶粒径、強度は、熱交換器としての使用状態で効いてくるので、熱交換器用の最終製品として出荷される銅合金管、あるいは熱交換器としての組み立て前、熱交換器として組み立てた後(熱交換器としての使用中や使用後を含む)でも、ろう付けされている部分以外の部分の状態で規定する。したがって、本発明範囲内か否かは、これらの状態で、銅合金管の集合組織と平均結晶粒径、強度を測定して判断される。
次に、本発明熱交換器用伝熱管の銅合金成分組成につき、以下に説明する。本発明では、銅合金の成分組成を、熱交換器用銅管としての要求特性を満たし、生産性も高いSn−P系銅合金とする。熱交換器用銅管の要求特性としては、熱伝導率が高く、熱交換器製作時の曲げ加工性及びろう付け性が良好であるなどを満たす必要がある。生産性としては、シャフト炉造塊や熱間押出が可能である必要がある。
Snは、銅合金管の引張り強さを向上させ、結晶粒の粗大化を抑制させる効果を有し、りん脱酸銅管に比べて、管の肉厚を薄くすることが可能になる。銅合金管のSn含有量が3.0質量%を超えると、鋳塊における凝固偏析が激しくなり、通常の熱間押出及び/又は加工熱処理により偏析が完全に解消しないことがあり、銅合金管の金属組織、機械的性質、曲げ加工性、ろう付け後の組織及び機械的性質が不均一となる。また、押出圧力が高くなり、Sn含有量が3.0質量%以下の銅合金と同一の押出圧力で押出成形するためには、押出温度を上げることが必要になり、それにより押出材の表面酸化が増加し、生産性の低下及び銅合金管の表面欠陥が増加する。一方、Snが0.1質量%未満であると、前記した十分な引張強さ及び細かい結晶粒径を得ることができなくなる。
PはSnと同様、銅合金管の引張り強さを向上させ、結晶粒の粗大化を抑制させる効果を有し、りん脱酸銅管に比べて管の肉厚を薄くすることが可能になる。銅合金管のP含有量が0.1質量%を超えると、熱間押出時に割れが生じやすくなり、応力腐食割れ感受性が高くなると共に、熱伝導率の低下が大きくなる。P含有量が0.005質量%未満であると、脱酸不足により酸素量が増加してPの酸化物が発生し、鋳塊の健全性が低下し、銅合金管として曲げ加工性が低下する。一方、Pが0.005質量%未満であると、前記した十分な引張強さ及び細かい結晶粒径を得ることができなくなる。
Znを含有することにより、銅合金管の熱伝導率を大きく低下させることなく、強度、耐熱性及び疲れ強さを向上させることができる。また、Znの添加により、冷間圧延、抽伸及び転造等に用いる工具の磨耗を低減させることができ、抽伸プラグ及び溝付プラグ等の寿命を延命させる効果があり、生産コストの低減に寄与する。Znの含有量が1.0質量%を超えると、管の長手方向や管円周方向の引張強さが却って低下し、破壊強度に低下する。また、応力腐食割れ感受性が高くなる。また、Znの含有量が0.01質量%未満であると、上述の効果が十分得られなくなる。従って、選択的に含有させる場合のZnの含有量は0.001乃至1.0質量%とすることが必要である。
Fe、Ni、Mn、Mg、Cr、Ti及びAgはいずれも本発明の銅合金の強度、耐圧破壊強度、及び耐熱性を向上させ、結晶粒を微細化して曲げ加工性を改善する。ただ、前記元素の中から選択する1種または2種以上の元素の含有量が0.07質量%を超えると、押出圧力が上昇するため、これらの元素を添加しないものと同一の押出力で押出を行おうとすると、熱間押出温度を上げることが必要になる。これにより、押出材の表面酸化が多くなるため、本発明の銅合金管において表面欠陥が多発し、特に薄肉化されたSn−P系などの銅合金管の伝熱管としての破壊強度を向上できない。このため、選択的に含有させる場合には、Fe、Ni、Mn、Mg、Cr、Ti及びAgからなる群から選択された1種または2種以上の元素を合計0.07質量%未満とすることが望ましい。前記含有量は、0.05質量%未満とすることがより望ましく、0.03質量%未満とすることが更に望ましい。
その他の元素は不純物であり、特に薄肉化されたSn−P系などの銅合金管の伝熱管としての破壊強度を向上させるために、含有量は極力少ない方が好ましい。しかし、これら不純物を低減するためのコストとの関係もあり、以下に、代表的な不純物元素の現実的な許容量(上限量)を示す。
銅合金管のSは、Cuと化合物を形成して母相中に存在する。原料として用いる低品位銅地金、スクラップ等の配合割合が増加すると、Sの含有量が増える。Sは鋳塊時の鋳塊割れや熱間押出割れを助長する。また、押出材を冷間圧延したり、抽伸加工すると、Cu−S化合物が管の軸方向に伸張し、銅合金母相とCu−S化合物の界面で割れが発生しやすくなる。このため、加工中の半製品及び加工後の製品において、表面疵や割れ等になりやすく、特に薄肉化されたSn−P系銅合金管の伝熱管としての破壊強度を低下させる。また、管の曲げ加工を行う際、割れ発生の起点となり、曲げ部で割れが発生する頻度が高くなる。したがって、S含有量は0.005質量%以下、望ましくは0.003質量%以下、更に望ましくは0.0015質量%以下にする。S含有量を減らすためには、低品位のCu地金及びスクラップの使用量を少なくし、溶解雰囲気のSOxガスを低減し、適正な炉材を選定し、Mg及びCa等のSと親和性が強い元素を溶湯に微量添加する等の対策が有効である。
S以外の不純物元素As、Bi、Sb、Pb、Se、Te等についても同様に、鋳塊、熱間押出材、及び冷間加工材の健全性を低下させ、特に薄肉化されたSn−P系などの銅合金管の伝熱管としての破壊強度を低下させる。したがって、これらの元素の合計含有量(総量)は0.0015質量%以下、望ましくは0.0010質量%以下、更に望ましくは0.0005質量%以下とすることが好ましい。
銅合金管において、Oの含有量が0.005質量%を超えると、Cu又はSnの酸化物が鋳塊に巻き込まれ、鋳塊の健全性が低下し、特に薄肉化されたSn−P系などの銅合金管の伝熱管としての破壊強度を低下させる。このため、Oの含有量は好ましくは0.005質量%以下とすることが好ましい。曲げ加工性をより改善するには、Oの含有量を0.003質量%以下とすることが望ましく、0.0015%以下とすることが更に望ましい。
溶解鋳造時に溶湯に取り込まれる水素(H)が多くなると、凝固時に固溶量が減少した水素が鋳塊の粒界に析出し、多数のピンホールを形成し、熱間押出時に割れを発生させる。また、押出後も圧延及び抽伸加工した銅合金管を焼鈍すると、焼鈍時にHが粒界に濃縮し、これに起因して膨れが発生しやすくなり、特に薄肉化されたSn−P系などの銅合金管の伝熱管としての破壊強度を低下させる。このため、Hの含有量を0.0002質量%以下とすることが好ましい。製品歩留りも含めて、破壊強度をより向上させるには、Hの含有量を0.0001質量%以下とすることが望ましい。なお、Hの含有量を低減するには、溶解鋳造時の原料の乾燥、溶湯被覆木炭の赤熱、溶湯と接触する雰囲気の露点の低下、りん添加前の溶湯を酸化気味にする等の対策が有効である。
次に、本発明銅合金管の製造方法について、平滑管の場合を例として以下に説明する。本発明の銅合金管は、工程自体は常法により製造可能であるが、銅合金管の集合組織を前記した本発明規定内とするために必要な特別な条件もある。
ここで、熱間押出後の押出素管に加工組織が残っていると、製品であるSn−P系銅合金管の集合組織におけるGoss方位の方位分布密度を4%以下と少なくし、破壊強度に優れさせることが困難となる。加工組織の結晶粒は最終焼鈍などの焼鈍工程において、Goss方位の種として働き、Goss方位の結晶粒となりやすいためである。このため、熱間押出後の押出素管は、できるだけ加工組織が少ない再結晶組織とする必要がある。
このように、熱間押出後の押出素管をできるだけ加工組織が少ない再結晶組織とするためには、加熱温度や熱間押出機の能力にも勿論よるが、現在汎用されている銅管の直接押出機や間接押出機の範囲では、加熱炉取り出しから熱間押出完了(水冷等の冷却後)までの所要時間をできるだけ短くして、5.0分以下、より好ましくは3.0分以下で行う必要がある。
その後、需要家において管に曲げ加工を行う場合及び抽伸管を使用して内面溝付管を製造する場合等には、抽伸管に最終の焼鈍処理を行い、調質種別でO材とする。本発明の銅合金管を連続的に焼鈍するには、銅管コイル等の焼鈍に通常使用されるローラーハース炉、又は高周波誘導コイルに通電しながら銅管を前記コイルに通す高周波誘導コイルによる加熱を利用することができる。ローラーハース炉によって本発明の銅合金管を製造するには、抽伸管の実体温度が400乃至700℃となり、その温度で抽伸管が1分乃至120分間程度加熱されるように焼鈍することが望ましい。また、室温から所定温度までの平均昇温速度が5℃/分以上、望ましくは10℃/分以上となるように加熱することが望ましい。
ここで、これらの最終焼鈍後の冷却速度が遅いと、冷却過程でGoss方位が発達しやすく、製品であるSn−P系銅合金管の集合組織における、Goss方位の方位分布密度を4%以下と少なくすることが難しくなる。また、前記傾角5〜15°の小傾角粒界の割合を1%以上とすることも難しくなり、結果として、破壊強度に優れさせることが困難となる。また、冷却速度が遅いと、冷却過程で結晶粒も粗大化しやすくなる。
このため、これらの最終焼鈍後の冷却速度は1.0℃/分以上、好ましくは5.0℃/分以上、より好ましくは20.0℃/分以上と、できるだけ速くする。また、結晶粒を粗大化させないためには、室温から所定温度までの平均昇温速度も速いほうが望ましい。昇温速度が5℃/分より遅いと、同じ温度に加熱しても結晶粒が粗大化しやすく、耐圧破壊強度及び曲げ加工性の点から望ましくないと共に、生産性を阻害することになる。従って、室温から所定温度までの平均昇温速度は5℃/分以上が望ましい。
(a)電気銅を原料として、溶湯中に所定のSnを添加し、更に必要に応じて、Znを添加した後、Cu−P母合金を添加することにより、所定組成の溶湯を作製した。これら溶製した銅合金の成分組成を、銅合金管の成分組成として、表1に示す。
(b)鋳造温度1200℃で、直径300mm×長さ6500mmの鋳塊を半連続鋳造し、得られた鋳塊から、長さ450mmのビレットを切り出した。
(c)ビレットをビレットヒーターで650℃に加熱した後、加熱炉(インダクションヒーター)で950℃に加熱し、950℃に到達した後2分経過後、加熱炉から取り出し、熱間押出機で、ビレット中心に直径80mmのピアシング加工を施した後、直ちに(遅滞なく)、同じ熱間押出機で、外径96mm、肉厚9.5mmの押出素管を作製した(断面減少率:96.6%)。熱間押出後の押出素管の300℃までの平均冷却速度は40℃/秒とした。
(d)この際、発明例は、熱間押出後の押出素管を、できるだけ加工組織が少ない再結晶組織とするために、加熱炉取り出しから熱間押出完了(水冷等の冷却後)までの所要時間を、共通して5.0分以下の短時間で行った。これらの加熱炉取り出しから熱間押出完了までの所要時間を表2に示す。
(e)押出素管を圧延して、外径35mm、肉厚2.3mmの圧延素管を作製し、圧延素管を、1回の抽伸工程における断面減少率が35%以下になるように、引き抜き抽伸加工を繰り返し、外径9.52mm、肉厚0.80mmの銅合金管−O材を得た。
(f)最終焼鈍として、焼鈍炉にて、還元性ガス雰囲気中で、前記抽伸管を450乃至630℃に加熱し(平均昇温速度12℃/分)、この温度に30乃至120分保持し、冷却帯を通過させて室温まで徐冷し、供試材とした。
(g)この際、発明例は、これら最終焼鈍後の冷却速度は1℃/分以上のできるだけ速い冷却速度とした。これら最終焼鈍後の冷却速度を表2に示す。
管の長手方向と円周方向の引張強さは、前記製造した銅合金管を管長手方向に切れ目を入れて切り開き平らにした後に、長手方向と円周方向から試験片を切り出し、長さ29mm、幅10mmの引張試験片を作成して、その試験片をインストロン社製5566型精密万能試験機にて管長手方向の引張強さσLと、円周方向の引張強さσTと伸びとを測定した。なお、引張試験片は管を切り開いて平らにして引張強さを測定したが、円管と管を切り開いて平らにした材料の断面部分の硬度測定を行ったが同じ値を示し、管を切り開くことによる引張強さへの影響はないものと判断した。が250MPa以上であり、Goss方位の方位分布密度が4%以下である集合組織を有する。また、銅合金管の集合組織における傾角5〜15°の小傾角粒界の割合も1%以上である。
前記製造した銅合金管の集合組織における、平均結晶粒径、Goss方位の方位分布密度や傾角5〜15°の小傾角粒界の割合などは前記したSEMにEBSPシステムを搭載した結晶方位解析法により測定した。
前記製造した銅合金管から300mmの長さの銅合金管を試験用に採取して、銅合金管の一方の端部を金属製治具(ボルト)にて耐圧的に閉塞した。そして、もう一方の開放側端部から、ポンプにて管内に負荷される水圧を徐々に高めていき(昇圧速度:1.5MPa/秒程度)、完全に管が破裂する際の水圧(MPa)を、ブルドン管式圧力計で読み取り、伝熱管の破壊強度(耐圧強度、耐圧性能、破壊圧力)とした。この試験を同一銅合金管に対して5回(試験管5個に対して)行い、各水圧(MPa)の平均値を破壊強度とした。
Claims (3)
- Sn:0.1〜3.0質量%、P:0.005〜0.1質量%以下を含有し、残部がCu及び不可避的不純物からなる組成を有し、平均結晶粒径が30μm以下であり、管の長手方向の引張強さが250MPa以上である銅合金管であって、この銅合金管がGoss方位の方位分布密度が4%以下であり、傾角5〜15°の小傾角粒界の割合が1%以上である集合組織を有することを特徴とする、破壊強度に優れた熱交換器用銅合金管。
- 前記銅合金管が、更に、Zn:0.01〜1.0質量%を含有する請求項1に記載の破壊強度に優れた熱交換器用銅合金管。
- 前記銅合金管が、更に、Fe、Ni、Mn、Mg、Cr、Ti及びAgからなる群から選択された1種または2種以上の元素を合計で0.07質量%未満含有する請求項1または2に記載の破壊強度に優れた熱交換器用銅合金管。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007275394A JP4630323B2 (ja) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | 破壊強度に優れた熱交換器用銅合金管 |
MYPI20084116A MY143060A (en) | 2007-10-23 | 2008-10-16 | Copper alloy tube for heat exchanger excellent in fracture strength |
US12/254,345 US9671182B2 (en) | 2007-10-23 | 2008-10-20 | Copper alloy tube for heat exchanger excellent in fracture strength |
AT08018420T ATE471494T1 (de) | 2007-10-23 | 2008-10-21 | Rohr aus kupferlegierung mit ausgezeichneter bruchzähigkeit für einen wärmetauscher |
DE602008001542T DE602008001542D1 (de) | 2007-10-23 | 2008-10-21 | Rohr aus Kupferlegierung mit ausgezeichneter Bruchzähigkeit für einen Wärmetauscher |
EP08018420A EP2056056B1 (en) | 2007-10-23 | 2008-10-21 | Copper alloy tube for heat exchanger excellent in fracture strength |
CN2008101898755A CN101469961B (zh) | 2007-10-23 | 2008-10-21 | 断裂强度优异的热交换器用铜合金管 |
KR1020080103366A KR101037809B1 (ko) | 2007-10-23 | 2008-10-22 | 파괴 강도가 우수한 열 교환기용 구리 합금관 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007275394A JP4630323B2 (ja) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | 破壊強度に優れた熱交換器用銅合金管 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009102690A JP2009102690A (ja) | 2009-05-14 |
JP4630323B2 true JP4630323B2 (ja) | 2011-02-09 |
Family
ID=40261447
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007275394A Active JP4630323B2 (ja) | 2007-10-23 | 2007-10-23 | 破壊強度に優れた熱交換器用銅合金管 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9671182B2 (ja) |
EP (1) | EP2056056B1 (ja) |
JP (1) | JP4630323B2 (ja) |
KR (1) | KR101037809B1 (ja) |
CN (1) | CN101469961B (ja) |
AT (1) | ATE471494T1 (ja) |
DE (1) | DE602008001542D1 (ja) |
MY (1) | MY143060A (ja) |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101049655B1 (ko) | 2006-05-26 | 2011-07-14 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 고강도, 고도전율 및 굽힘 가공성이 뛰어난 구리 합금 |
JP4629080B2 (ja) | 2007-11-05 | 2011-02-09 | 株式会社コベルコ マテリアル銅管 | 熱交換器用銅合金管 |
JP2009179864A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Kobe Steel Ltd | 耐応力緩和特性に優れた銅合金板 |
JP5451217B2 (ja) * | 2009-07-01 | 2014-03-26 | 株式会社Uacj | 内面溝付管の製造方法 |
EP2451604B1 (en) * | 2009-07-10 | 2017-08-30 | Luvata Franklin, Inc. | Copper alloy for heat exchanger tube |
TR201905561T4 (tr) * | 2009-11-25 | 2019-05-21 | Virtus Prec Tube Llc | Bakır alaşımları ve ısı eşanjör boruları. |
JP5464659B2 (ja) * | 2010-02-19 | 2014-04-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 破壊強度および曲げ加工性に優れた熱交換器用銅管 |
JP5794817B2 (ja) * | 2010-09-06 | 2015-10-14 | 古河電気工業株式会社 | 銅合金板条およびその製造方法 |
JP5544591B2 (ja) * | 2011-01-20 | 2014-07-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 銅合金管 |
JPWO2013157461A1 (ja) * | 2012-04-16 | 2015-12-21 | 株式会社Uacj | レベルワウンドコイル、レベルワウンドコイルの製造方法、クロスフィンチューブ型熱交換器及びクロスフィンチューブ型熱交換器の製造方法 |
FR2995383B1 (fr) | 2012-09-12 | 2015-04-10 | Kme France Sas | Alliages de cuivre pour echangeurs de chaleur |
CN102978433A (zh) * | 2012-11-19 | 2013-03-20 | 宁波福士汽车部件有限公司 | 一种空调用铜合金管 |
JP6388398B2 (ja) * | 2014-11-05 | 2018-09-12 | 株式会社Uacj | 熱交換器用内面溝付管及びその製造方法 |
JP6378141B2 (ja) * | 2015-07-08 | 2018-08-22 | 株式会社コベルコ マテリアル銅管 | フレア加工用銅又は銅合金管 |
FR3053454B1 (fr) * | 2016-06-29 | 2018-07-06 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin | Procede de fabrication d'un tuyau de chaleur |
CN110462074A (zh) * | 2017-03-31 | 2019-11-15 | 古河电气工业株式会社 | 用于带铜板的绝缘基板的铜板材及其制造方法 |
KR101931478B1 (ko) * | 2017-04-27 | 2018-12-20 | 가부시키가이샤 유에이씨제이 | 내개미집 형상 부식성이 우수한 동관 |
CN110904357A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-03-24 | 贵溪华泰铜业有限公司 | 一种异型铜管加工方法 |
KR102214230B1 (ko) * | 2020-08-07 | 2021-02-08 | 엘에스메탈 주식회사 | 열전도도 및 파괴강도가 우수한 열교환기용 구리 합금관 및 그 제조방법 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003268467A (ja) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Kobe Steel Ltd | 熱交換器用銅合金管 |
JP2004292917A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Kobe Steel Ltd | 熱交換器用銅合金平滑管の製造方法及び熱交換器用銅合金内面溝付管の製造方法 |
JP2006274313A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Kobelco & Materials Copper Tube Inc | 熱交換器用銅合金管及びその製造方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5823452B2 (ja) * | 1976-05-31 | 1983-05-16 | 古河電気工業株式会社 | 耐軟化性銅合金 |
JPS6017815B2 (ja) * | 1977-07-27 | 1985-05-07 | 日立電線株式会社 | 管材用銅合金 |
JPS54114429A (en) * | 1978-02-27 | 1979-09-06 | Furukawa Metals Co | Cooling medium tube material for freezing * refrigerating and air condisioning means |
JPS5547338A (en) | 1978-10-02 | 1980-04-03 | Hitachi Cable Ltd | Softening resisting copper alloy |
JPS5834537B2 (ja) | 1980-06-16 | 1983-07-27 | 日本鉱業株式会社 | 耐熱性の良好な高力導電用銅合金 |
JPS58123098A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-22 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 内面溝付伝熱管 |
JPS6350439A (ja) | 1986-08-21 | 1988-03-03 | Kobe Steel Ltd | フレキシブルチユ−ブ用銅合金およびその製造方法 |
JPH0674466B2 (ja) * | 1988-05-11 | 1994-09-21 | 三井金属鉱業株式会社 | 熱交換器のタンク,プレート又はチューブ用銅合金 |
ATE235573T1 (de) | 1996-09-09 | 2003-04-15 | Toto Ltd | Kupferlegierung und verfahren zu deren herstellung |
JP3414294B2 (ja) | 1999-01-07 | 2003-06-09 | 三菱マテリアル株式会社 | 0.2%耐力および疲労強度の優れた熱交換器用電縫溶接銅合金管 |
JP2003301250A (ja) | 2002-04-10 | 2003-10-24 | Mitsubishi Shindoh Co Ltd | 時効硬化溶接管およびその製造方法 |
JP4209145B2 (ja) | 2002-06-28 | 2009-01-14 | 日鉱金属株式会社 | 曲げ加工性に優れた高強度りん青銅条 |
JP4087307B2 (ja) | 2003-07-09 | 2008-05-21 | 日鉱金属株式会社 | 延性に優れた高力高導電性銅合金 |
JP4041452B2 (ja) | 2003-11-05 | 2008-01-30 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐熱性に優れた銅合金の製法 |
JP3838521B1 (ja) | 2005-12-27 | 2006-10-25 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度および優れた曲げ加工性を備えた銅合金およびその製造方法 |
-
2007
- 2007-10-23 JP JP2007275394A patent/JP4630323B2/ja active Active
-
2008
- 2008-10-16 MY MYPI20084116A patent/MY143060A/en unknown
- 2008-10-20 US US12/254,345 patent/US9671182B2/en active Active
- 2008-10-21 AT AT08018420T patent/ATE471494T1/de active
- 2008-10-21 CN CN2008101898755A patent/CN101469961B/zh active Active
- 2008-10-21 DE DE602008001542T patent/DE602008001542D1/de active Active
- 2008-10-21 EP EP08018420A patent/EP2056056B1/en active Active
- 2008-10-22 KR KR1020080103366A patent/KR101037809B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003268467A (ja) * | 2002-03-18 | 2003-09-25 | Kobe Steel Ltd | 熱交換器用銅合金管 |
JP2004292917A (ja) * | 2003-03-27 | 2004-10-21 | Kobe Steel Ltd | 熱交換器用銅合金平滑管の製造方法及び熱交換器用銅合金内面溝付管の製造方法 |
JP2006274313A (ja) * | 2005-03-28 | 2006-10-12 | Kobelco & Materials Copper Tube Inc | 熱交換器用銅合金管及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101037809B1 (ko) | 2011-05-30 |
CN101469961B (zh) | 2013-01-30 |
EP2056056A1 (en) | 2009-05-06 |
MY143060A (en) | 2011-02-28 |
US9671182B2 (en) | 2017-06-06 |
CN101469961A (zh) | 2009-07-01 |
ATE471494T1 (de) | 2010-07-15 |
EP2056056B1 (en) | 2010-06-16 |
KR20090041333A (ko) | 2009-04-28 |
JP2009102690A (ja) | 2009-05-14 |
US20090101323A1 (en) | 2009-04-23 |
DE602008001542D1 (de) | 2010-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4630323B2 (ja) | 破壊強度に優れた熱交換器用銅合金管 | |
TWI396757B (zh) | 高強度、高熱傳導銅合金管及其製造方法 | |
JP4629080B2 (ja) | 熱交換器用銅合金管 | |
JP4694527B2 (ja) | 耐熱高強度熱交換器用銅合金管及びその製造方法 | |
JP5464659B2 (ja) | 破壊強度および曲げ加工性に優れた熱交換器用銅管 | |
JP3794971B2 (ja) | 熱交換器用銅合金管 | |
WO2016205593A1 (en) | Corrosion-resistant aluminum alloy for heat exchanger | |
JP5111922B2 (ja) | 熱交換器用銅合金管 | |
JP4818179B2 (ja) | 銅合金管 | |
JP5078368B2 (ja) | 熱交換器用銅合金管の製造方法 | |
JP5107841B2 (ja) | 曲げ加工性に優れた熱交換器用銅合金管 | |
JP5078410B2 (ja) | 銅合金管 | |
JP2006104488A (ja) | 成形加工性に優れたアルミニウム合金フィン材 | |
JP5499300B2 (ja) | 熱交換器用銅合金管 | |
JP5960672B2 (ja) | 高強度銅合金管 | |
JP5033051B2 (ja) | 耐軟化性に優れた熱交換器用銅合金管 | |
JP2014189804A (ja) | 高強度銅合金管およびその製造方法 | |
JP5336296B2 (ja) | 加工性に優れた熱交換器用銅合金管 | |
JP5602707B2 (ja) | ろう付け後の強度に優れた高強度銅管 | |
JP2013189664A (ja) | 銅合金管 | |
JP5544591B2 (ja) | 銅合金管 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090907 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100223 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100414 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101019 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101112 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4630323 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |