JPH06108195A - 高温耐垂下性のすぐれたAl合金製熱交換器フイン材 - Google Patents

高温耐垂下性のすぐれたAl合金製熱交換器フイン材

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JPH06108195A
JPH06108195A JP28505892A JP28505892A JPH06108195A JP H06108195 A JPH06108195 A JP H06108195A JP 28505892 A JP28505892 A JP 28505892A JP 28505892 A JP28505892 A JP 28505892A JP H06108195 A JPH06108195 A JP H06108195A
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JP
Japan
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alloy
heat exchanger
fin material
high temperature
exchanger fin
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JP28505892A
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English (en)
Inventor
Takeshi Itagaki
武志 板垣
Ken Toma
建 当摩
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MA Aluminum Corp
Original Assignee
Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 すぐれた高温耐垂下性を有し、さらに高い室
温強度および犠牲陽極効果を具備したAl合金製熱交換
器フイン材を提供する。 【構成】 Al合金製熱交換器フイン材が、重量%で、
Zn:2.1〜8%、Mn:0.7〜1.5%、Fe:
0.2〜1.5%、Si:0.2〜1.3%、Cu:
0.15〜1.2%、V:0.02〜0.25%、C
r:0.02〜0.25%、Ti:0.02〜0.25
%、Zr:0.02〜0.25%を含有し、さらに必要
に応じてMg:0.02〜0.5%を含有し、残りがA
lと不可避不純物からなる組成を有するAl合金からな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、すぐれた高温耐垂下
性を有し、したがって薄肉化してもろう付け加熱時の変
形が抑制され、かつすぐれた犠牲陽極効果を発揮すると
共に、高い常温強度も具備したAl合金製熱交換器フイ
ン材に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一般に、例えば自動車のエバポレ
ータやラジエータ、さらにコンデンサなどの熱交換器
に、Al合金製のものが広く用いられており、このAl
合金製熱交換器が、各種Al合金管材に、同じく各種A
l合金フイン材を、前記管材および前記フイン材の少な
くともいずれか一方にSi:6〜13重量%を含有する
Al−Si系合金のろう材をクラッドしてブレージング
シートとした状態で、フラックスろう付け法や真空ろう
付け法、さらに不活性ガス雰囲気ろう付け法を用い、組
立てろう付けすることにより製造されることも良く知ら
れるところである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年の熱交換器
の小形化および軽量化に対する要求は厳しく、これに伴
ない、これを構成するフイン材にも薄肉化が強く要求さ
れ、薄肉化を可能とする高強度をもった数多くのAl合
金フイン材が提案されているが、これらの多くの従来A
l合金フイン材のうち、特にZnを2〜8重量%の割合
で含有させてAl合金管材に対する犠牲陽極効果の向上
をはかったAl合金フイン材においては、高温耐垂下性
が十分でないために、ろう付け加熱時に変形し易く、満
足な薄肉化をはかることができないのが現状である。
【0004】そこで、本発明者等は、上述のような観点
から、特に犠牲陽極効果のすぐれたAl合金製熱交換器
フイン材に着目し、これの高温耐垂下性の向上をはかる
べく研究を行なった結果、Al合金製熱交換器フィン材
を、重量%で(以下、%は重量%を示す)、 Zn:2.1〜8%、 Mn:0.7〜1.
5%、 Fe:0.2〜1.5%、 Si:0.2〜1.
3%、 Cu:0.15〜1.2%、 V:0.02〜
0.25%、 Cr:0.02〜0.25%、 Ti:0.02〜
0.25%、 Zr:0.02〜0.25%、を含有し、さらに必要に
応じて、 Mg:0.02〜0.5%、を含有し、残りがAlと不
可避不純物からなる組成を有するAl合金で構成する
と、この結果のAl合金フイン材は、ろう付け加熱時に
すぐれた高温耐垂下性を示し、したがって薄肉化を可能
とし、かつすぐれた犠牲陽極効果と常温強度も具備する
という研究結果を得たのである。
【0005】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、 Zn:2.1〜8%、 Mn:0.7〜1.
5%、 Fe:0.2〜1.5%、 Si:0.2〜1.
3%、 Cu:0.15〜1.2%、 V:0.02〜
0.25%、 Cr:0.02〜0.25%、 Ti:0.02〜
0.25%、 Zr:0.02〜0.25%、を含有し、さらに必要に
応じて、 Mg:0.02〜0.5%、を含有し、残りがAlと不
可避不純物からなる組成を有するAl合金で構成するこ
とによりすぐれた高温耐垂下性、犠牲陽極効果、および
常温強度を具備せしめたAl合金製熱交換器フイン材に
特徴を有するものである。
【0006】つぎに、この発明のフイン材において、こ
れを構成するAl合金の成分組成を上記の通りに限定し
た理由を説明する。 (a) Zn Zn成分には、素地に固溶して、これを電気化学的に卑
とし、もって管材に対する犠牲陽極効果を十分に発揮せ
しめる作用があるが、その含有量が2.1%未満では所
望のすぐれた犠牲陽極効果を発揮せしめることができ
ず、一方、その含有量が8%を越えると、自身の腐食速
度が著しく速くなると共に、融点の急激な低下が起っ
て、ろう付け加熱時に座屈変形や溶融が発生し易くなる
ことから、その含有量を2.1〜8%と定めた。
【0007】(b) Mn,Fe、およびSi これらの成分には、いずれもAlと結合して素地に微細
に析出する化合物を形成して室温強度を向上させる作用
があるが、Mn,Fe、およびSiのうちのいずれかの
含有量が、Mn:0.7%未満、Fe:0.2%未満、
およびSi:0.2%未満でも所望の高い室温強度を確
保することができず、一方その含有量が、Mnでは1.
5%を越えると巨大晶が形成されるようになって加工性
が低下し、Feでは1.5%を越えてもより一層の強度
向上効果が得られず、またSiでは1.3%を越えると
フイン材自体の融点低下をもたらし、ろう付け加熱時に
溶融が発生し易くなることから、その含有量を、それぞ
れMn:0.7〜1.5%、Fe:0.2〜1.5%、
およびSi:0.2〜1.3%と定めた。
【0008】(c) Cu Cu成分には、素地に固溶すると共に、結晶粒を微細化
して常温強度を向上させる作用があるが、その含有量が
0.15%未満では所望の常温強度向上効果が得られ
ず、一方その含有量が1.2%を越えると加工性が低下
するようになることから、その含有量を0.15〜1.
2%と定めた。
【0009】(d) VおよびCr これらの成分には、共存した状態で高温耐垂下性を向上
させる作用があり、したがってVおよびCrのうちのい
ずれかの成分を含有しない場合、所望のすぐれた高温耐
垂下性を確保することができず、さらにその含有量が
V:0.02%未満およびCr:0.02%未満でも前
記作用に所望の効果が得られず、一方その含有量がVお
よびCrのいずれかでも0.25%を越えると加工性が
低下するようになることから、その含有量を、それぞれ
V:0.02〜0.25%、Cr:0.02〜0.25
%と定めた。
【0010】(e) TiおよびZr これらの成分には、Alと結合して素地に微細に析出す
る化合物を形成して高温耐垂下性および室温強度を向上
させる作用があるが、その含有量がそれぞれ0.02%
未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その含
有量がそれぞれ0.25%を越えると、フイン材の電位
が上昇して十分な犠牲陽極効果を発揮することができな
くなとる共に、加工性も低下するようになることから、
その含有量を、それぞれTi:0.02〜0.25%、
Zr:0.02〜0.25%と定めた。
【0011】(f) Mg Mg成分には、Siと結合して微細な化合物を形成し、
室温強度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0.02%未満では所望の室
温強度向上効果が得られず、一方その含有量が0.5%
を越えると、フイン材自身の融点が低下し、ろう付け時
に溶融が発生し易くなることから、その含有量を0.0
2〜0.5%と定めた。
【0012】
【実施例】つぎに、この発明のフイン材を実施例により
具体的に説明する。通常の溶解法により、それぞれ表1
〜3に示される成分組成をもったAl合金溶湯を調製
し、水冷金型を用いて幅:200mm×長さ:400mm×
厚さ:50mmの寸法をもったスラブに鋳造し、このスラ
ブに、500〜600℃の範囲内の所定温度に12時間
保持の条件で均質化処理を施し、厚さ:5mmの面削を施
し、以下いずれも通常の条件で、熱間圧延により厚さ:
5mmの熱延板とし、ついで中間焼鈍を加えながら冷間圧
延を繰り返し施すことにより、いずれも0.07mmの厚
さを有する本発明Al合金フイン材1〜22および比較
Al合金フイン材1〜8をそれぞれ製造した。
【0013】なお、比較Al合金フイン材1〜8は、い
ずれも構成成分のうちのいずれかの成分を含有しない組
成をもったAl合金で構成されたものである。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【表3】
【0017】
【表4】
【0018】ついで、この結果得られた各種のAl合金
フイン材について、高温耐垂下性および室温強度を評価
する目的でサグ性試験および引張試験を行い、それぞれ
垂下高さおよび引張強さを測定した。なお、サグ性試験
は、幅:30mm×長さ:140mmの寸法をもった試片を
用い、この試片の長さ方向の一端から100mmに至る部
分を水平に把持し、残りの40mmをフリーとした状態
で、真空ろう付け処理に相当する条件、すなわち圧力:
0.1Paの真空中、温度:610℃に5分間保持後冷
却の条件で加熱し、加熱後の試辺のフリー一端の垂下高
さを測定することにより行なった。これらの測定結果を
表4に示した。
【0019】
【発明の効果】表1〜4に示される結果から、本発明A
l合金フイン材1〜22は、いずれもすぐれた高温耐垂
下性を有し、かつ高い室温強度も合せもつことが明らか
である。一方、比較Al合金フイン材1〜8に見られる
ように、構成成分のうちのいずれかの成分の含有がない
場合には、高温耐垂下性および室温強度のうちの少なく
ともいずれかの特性が劣ったものになることが明らかで
ある。
【0020】上述のように、この発明のAl合金製熱交
換器フイン材は、ろう付け加熱で変形し難いすぐれた高
温耐垂下性と、ろう付け加熱後においても高い室温強度
を有するので、薄肉化が可能であり、熱交換器の小型化
および軽量化に十分満足に対応することができ、さらに
Zn含有による犠牲陽極効果の発揮によって管材を良く
防食するので、熱交換器の使用寿命の延命化にも寄与す
るなど工業上有用な特性を有するものである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で、 Zn:2.1〜8%、 Mn:0.7〜1.
    5%、 Fe:0.2〜1.5%、 Si:0.2〜1.
    3%、 Cu:0.15〜1.2%、 V:0.02〜
    0.25%、 Cr:0.02〜0.25%、 Ti:0.02〜
    0.25%、 Zr:0.02〜0.25%、を含有し、残りがAlと
    不可避不純物からなる組成を有するAl合金で構成した
    ことを特徴とする高温耐垂下性のすぐれたAl合金製熱
    交換器フイン材。
  2. 【請求項2】 重量%で、 Zn:2.1〜8%、 Mn:0.7〜1.
    5%、 Fe:0.2〜1.5%、 Si:0.2〜1.
    3%、 Cu:0.15〜1.2%、 V:0.02〜
    0.25%、 Cr:0.02〜0.25%、 Ti:0.02〜
    0.25%、 Zr:0.02〜0.25%、 を含有し、さらに、 Mg:0.02〜0.5%、を含有し、残りがAlと不
    可避不純物からなる組成を有するAl合金で構成したこ
    とを特徴とする高温耐垂下性のすぐれたAl合金製熱交
    換器フイン材。
JP28505892A 1992-09-30 1992-09-30 高温耐垂下性のすぐれたAl合金製熱交換器フイン材 Pending JPH06108195A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002161324A (ja) * 2000-11-17 2002-06-04 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 成形性及びろう付け性に優れた熱交換器用アルミニウム合金フィン材
JP2019512592A (ja) * 2017-03-03 2019-05-16 ノベリス・インコーポレイテッドNovelis Inc. フィンストックとして使用するための高強度な耐食アルミニウム合金及びそれを作製する方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002161324A (ja) * 2000-11-17 2002-06-04 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 成形性及びろう付け性に優れた熱交換器用アルミニウム合金フィン材
JP2019512592A (ja) * 2017-03-03 2019-05-16 ノベリス・インコーポレイテッドNovelis Inc. フィンストックとして使用するための高強度な耐食アルミニウム合金及びそれを作製する方法

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