JP7219263B2 - 熱交換器用アルミニウム合金フィン材、その製造方法及び熱交換器 - Google Patents
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Description
該アルミニウム合金のマトリックスが繊維状組織であり、
引張強さが170~230MPaであること、
を特徴とする熱交換器用アルミニウム合金フィン材を提供するものである。
該熱交換器のフィンを構成するアルミニウム合金の結晶粒径が40~200μmであり、該アルミニウム合金中0.1~1.0μmの円相当径を有するAl-Mn系金属間化合物及びAl-Si-Mn系金属間化合物の合計の数密度が0.50×106個/mm2以上であること、
を特徴とする熱交換器を提供するものである。
該アルミニウム合金のマトリックスが繊維状組織であり、
引張強さが170~230MPaであること、
を特徴とする熱交換器用アルミニウム合金フィン材である。
該熱交換器のフィンを構成するアルミニウム合金の結晶粒径が40~200μmであり、該アルミニウム合金中0.1~1.0μmの円相当径を有するAl-Mn系金属間化合物及びAl-Si-Mn系金属間化合物の合計の数密度が0.50×106個/mm2以上であること、
を特徴とする熱交換器である。
フィンを構成するアルミニウム合金の結晶粒径が40~200μmであり、フィンを構成するアルミニウム合金中の0.1~1.0μmの円相当径を有するAl-Mn系金属間化合物及びAl-Si-Mn系金属間化合物の合計の数密度が0.50×106個/mm2以上であること、
を特徴とする熱交換器である。
上記によって得られたアルミニウム合金フィン材について、以下の方法に従って、(1)組織、(2)引張強さ及び破断伸びを評価した。また、上記によって得られたアルミニウム合金フィン材について、ろう付け相当加熱としてフィン材を窒素ガス中で600℃に加熱し、その後550℃から450℃まで60℃/分の冷却速度で冷却し、得られた試験片について、(3)ろう付け相当加熱後の引張強さ、(4)結晶粒径、(5)金属間化合物の析出密度、(6)耐食性を評価した。また、上記によって得られたアルミニウム合金フィン材について、(7)ろう付け性を評価した。
H2n素材の表面を研磨した後エッチングし、ミクロ組織を顕微鏡で観察することにより、組織状況を観察した。結晶粒が判別できる場合は再結晶組織と判定し、結晶粒が明確に観察されず圧延組織が観察される場合は繊維状組織と判定した。
JIS5号試験片を成形した後、常温で引張試験を行い、引張強さを測定した。また、破断後の試験片を突き合わせ、破断伸びを測定した。
上記ろう付け相当加熱後の板材について、引張試験を行い、引張強さを測定した。
上記ろう付け相当加熱後の表面を研磨した後エッチングし、ミクロ組織を顕微鏡で観察することにより、組織状況を観察し、比較法にて結晶粒径を測定した。
上記ろう付け相当加熱後の板材をL-ST断面が見えるように切り出し、研磨およびイオンミリングにて平滑面を作製し、FE-SEMにて加速電圧1kVにて断面観察した。得られた写真データを画像解析し、各粒子の円相当径及び個数を測定した。
上記ろう付け相当加熱後の板材について、ASTM G85-A3のSWAATに準拠した腐食試験を24時間行った。試験後のフィン材の重量減少量および腐食形態を評価した。フィンの自己腐食が少なくかつ粒界腐食が発生していない、あるいは軽微なものを○、フィンの自己腐食が大きい、あるいは粒界腐食が顕著なものを×とした。
フィン材をコルゲート成形し、JIS-A3003合金を心材とし、JIS-A4045合金をろう材とする厚さ0.23mmの板材(以降、チューブ材と称す)を、ろう材面がフィントップと接するよう組み付けて、チューブ材のろう材側表面に濃度3%のフッ化物系フラックスを塗布した後、窒素ガス雰囲気中600℃で3分間ろう付け加熱を行い、熱交換器のミニコアを作製した。このミニコアについて、フィン材とチューブ材との接合部を目視で観察して、フィンの座屈および溶融の有無からろう付け性を評価した。座屈も溶融も無かった場合を○、座屈又は溶融が有った場合を×とした。
Claims (8)
- 1.00~1.60質量%のMnと、0.70~1.20質量%のSiと、0.05~0.50質量%のFeと、0.05~0.35質量%のCuと、1.00~1.80質量%のZnと、を含有し、残部がAlと不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、
該アルミニウム合金のマトリックスが繊維状組織であり、
引張強さが170~230MPaであること、
を特徴とする熱交換器用アルミニウム合金フィン材。 - 前記アルミニウム合金が、H2n(nは、2、4及び6から選ばれる整数である。)材であることを特徴とする請求項1記載の熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
- ろう付け後のアルミニウム合金中、0.1~1.0μmの円相当径を有するAl-Mn系金属間化合物及びAl-Si-Mn系金属間化合物の合計の数密度が0.50×106個/mm2以上であり、且つ、ろう付け後の結晶粒径が40~200μmであることを特徴とする請求項1又は2記載の熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
- 1.00~1.60質量%のMnと、0.70~1.20質量%のSiと、0.05~ 0.50質量%のFeと、0.05~0.35質量%のCuと、1.00~1.80質量 %のZnと、0.20質量%以下のZrと、を含有し、残部がAlと不可避的不純物から なるアルミニウム合金からなり、
該アルミニウム合金のマトリックスが繊維状組織であり、
引張強さが170~230MPaであり、
ろう付け後のアルミニウム合金中、0.1~1.0μmの円相当径を有するAl-Mn 系金属間化合物及びAl-Si-Mn系金属間化合物の合計の数密度が0.50×10 6 個/mm 2 以上であり、且つ、ろう付け後の結晶粒径が40~200μmであること、
を特徴とする熱交換器用アルミニウム合金フィン材。 - 前記アルミニウム合金が、H2n(nは、2、4及び6から選ばれる整数である。)材 であることを特徴とする請求項4記載の熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
- 1.00~1.60質量%のMnと、0.70~1.20質量%のSiと、0.05~0.50質量%のFeと、0.05~0.35質量%のCuと、1.00~1.80質量%のZnと、を含有し、残部がAlと不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなる鋳塊に、均質化処理せずに、400~500℃に加熱して熱間圧延を開始して熱間圧延を行い、350℃以下で熱間圧延を終了し、次いで、1回又は複数回のパスで冷間圧延を行うか、あるいは、複数回のパスの冷間圧延及び冷間圧延のパス間に行う1回以上の中間焼鈍を行い、次いで、最終焼鈍を行いアルミニウム合金のマトリックスが繊維状組織であり 、引張強さが170~230MPaである熱交換器用アルミニウム合金フィン材を得ることを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法。
- 前記アルミニウム合金が、更に、0.20質量%以下のZrを含有することを特徴とす る請求項6記載の熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法。
- 請求項3~5いずれか1項記載の熱交換器用アルミニウム合金フィン材をろう付けして得られる熱交換器であり、
該熱交換器のフィンを構成するアルミニウム合金の結晶粒径が40~200μmであり、該アルミニウム合金中0.1~1.0μmの円相当径を有するAl-Mn系金属間化合物及びAl-Si-Mn系金属間化合物の合計の数密度が0.50×106個/mm2以上であること、を特徴とする熱交換器。
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