WO2019150822A1 - 強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器 - Google Patents

強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器 Download PDF

Info

Publication number
WO2019150822A1
WO2019150822A1 PCT/JP2018/046965 JP2018046965W WO2019150822A1 WO 2019150822 A1 WO2019150822 A1 WO 2019150822A1 JP 2018046965 W JP2018046965 W JP 2018046965W WO 2019150822 A1 WO2019150822 A1 WO 2019150822A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
brazing
aluminum alloy
strength
conductivity
fin material
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/046965
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
茂紀 中西
祐介 今井
岩尾　祥平
篤 佐治
貴弘 篠田
正信 飯尾
Original Assignee
三菱アルミニウム株式会社
株式会社デンソー
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱アルミニウム株式会社, 株式会社デンソー filed Critical 三菱アルミニウム株式会社
Priority to US16/965,134 priority Critical patent/US20210040586A1/en
Priority to CN201880088121.2A priority patent/CN111630196A/zh
Priority to DE112018006989.3T priority patent/DE112018006989T5/de
Publication of WO2019150822A1 publication Critical patent/WO2019150822A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • 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
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/053—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with zinc as the next major constituent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/04—Fastening; Joining by brazing

Definitions

  • the present invention relates to an aluminum alloy fin material for a heat exchanger and a heat exchanger that are excellent in strength, conductivity, corrosion resistance, and brazing.
  • Aluminum alloy fin materials for heat exchangers for automobiles are required to have high thermal conductivity and corrosion resistance in addition to the strength to withstand repeated vibration when mounted on a vehicle. Furthermore, there is a demand for brazing that does not cause poor bonding due to the buckling of the fin material during brazing. Therefore, research on fin materials for heat exchangers that are excellent in strength, electrical conductivity, corrosion resistance, and brazing is underway.
  • Patent Document 1 even in a composition having an Fe content of 0.5% or more, Si: 0.005% by mass is intended to realize low brazing and sag resistance at low cost. 6 to 1.6%, Fe: 0.5 to 1.2%, Mn: 1.2 to 2.6%, Zn: 0.4 to 3.0%, Cu: less than 0.2%, The balance is inevitable impurities and Al, Mg as impurities is limited to less than 0.05%, the tensile strength before brazing heating is 160 to 260 MPa, and the tensile strength before brazing heating and 0.2% proof stress are A fin material characterized by a difference of 10 to 50 MPa has been proposed.
  • Patent Document 2 Si: 0.5 to 1.5% by mass, Fe: more than 1.0% by mass and 2.0% by mass or less, Mn: 0.4 to 1.0% by mass, Zn: 0.4% It contains ⁇ 1.0% by mass, the balance is made of Al and inevitable impurities, defines the size and distribution density of the second layer particles as the metal structure before brazing heat, and the tensile strength before brazing heat.
  • an aluminum alloy fin material for a heat exchanger that has excellent tensile strength after heat addition, corrugated formability that defines the plate thickness of the fin material, and strength after heat addition to brazing.
  • Patent Document 3 includes Si: 0.7 to 1.4 wt%, Fe: 0.5 to 1.4 wt%, Mn: 0.7 to 1.4 wt%, Zn: 0.5 to 2.5 wt% Further, Mg as an impurity is limited to 0.05 wt% or less, and the balance is inevitable impurities and Al, and the tensile strength and proof strength after brazing, the recrystallized grain size after brazing, and after brazing An aluminum alloy fin material for heat exchangers having high electrical conductivity, excellent heat transfer characteristics, erosion resistance, sag resistance, sacrificial anode effect and self-corrosion resistance has been proposed.
  • Patent Document 4 as an aluminum alloy fin material for a heat exchanger that is excellent in strength, conductivity, and brazing, in mass%, Mn: 1.2 to 2.0%, Cu: 0.05 to 0.20%, From an aluminum alloy containing Si: 0.5 to 1.30%, Fe: 0.05 to 0.5%, Zn: 1.0 to 3.0%, the balance being composed of Al and inevitable impurities And a fin material having a tensile strength of 140 MPa or more, a proof stress of 50 MPa or more, an electrical conductivity of 42% IACS or more, an average crystal grain size of 150 ⁇ m or more and less than 700 ⁇ m, and a potential of ⁇ 800 mV or more and ⁇ 720 mV or less after brazing heat. Is described.
  • JP2015-218343A Japanese Patent Laid-Open No. 2015-14034 JP 2012-211133 A Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-121393
  • the present invention has been made against the background of the above problems, and an object thereof is to provide an aluminum alloy fin material for a heat exchanger and a heat exchanger that are excellent in strength, conductivity, corrosion resistance, and brazing.
  • the first form is mass%, Mn: 1.2 to 2.0%, Si : 0.5 to 1.3%, Cu: 0.001 to less than 0.05%, Fe: 0.1 to 0.5%, Zn: 0.5 to 2.5%, the balance being Al And an aluminum alloy having a composition consisting of inevitable impurities, After brazing heat, at normal temperature, tensile strength is 140 MPa or more, 0.2% proof stress is 50 MPa or more, conductivity is 42% IACS or more, potential is ⁇ 800 mV or more and ⁇ 710 mV or less, neutral salt spray test for 16 weeks. The subsequent weight loss by corrosion is 120 mg / dm 2 or less.
  • the invention of the aluminum alloy fin material for heat exchangers having excellent strength, electrical conductivity, corrosion resistance, and brazing properties in another form is as follows.
  • the aluminum alloy further contains, in mass%, Ti: 0.01 to 0 20%, Cr: 0.01 to 0.20%, Mg: 0.01 to 0.20%, Zr: 0.01 to 0.20%, or one or more of them.
  • the aluminum alloy has the relational expression (i): 2.1 ⁇ [Mn contained Amount (mass%)] + [Si content (mass%)] + 7.5 * [Cu content (mass%)] ⁇ 3.4 and relational expression (ii) ... [Zn content (mass%) )]-18.8 * [Cu content (mass%)] ⁇ 0.2.
  • the invention of the aluminum alloy fin material for heat exchangers having excellent strength, conductivity, corrosion resistance, and brazing properties in another form is that the average crystal grain size after brazing addition heat is 100 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less in the above form.
  • the invention of the aluminum alloy fin material for heat exchangers having excellent strength, electrical conductivity, corrosion resistance, and brazing properties in another form is as follows. In the above form, 0.2% proof stress is 15 to 25% at each temperature in the range of 400 to 550 ° C. It is within the range of 40 MPa.
  • the invention of the aluminum alloy fin material for heat exchangers having excellent strength, electrical conductivity, corrosion resistance, and brazing properties in another form is as follows.
  • the equivalent circle diameter is 0.01 to 0.10 ⁇ m before brazing addition heat.
  • the number density of Al—Mn, Al—Mn—Si, and Al—Fe—Si second phase particles is 1.0 ⁇ 10 5 particles / mm 2 or more, and the metal structure is a fibrous crystal grain structure It is characterized by being.
  • the invention of the aluminum alloy fin material for heat exchangers having excellent strength, conductivity, corrosion resistance, and brazing property in another form is the Al-Fe having an equivalent circle diameter of 1.0 ⁇ m or more after the brazing addition heat in the above form.
  • Al—Mn, Al—Mn—Si, and Al—Fe— having a number density of crystallization system of 1.0 ⁇ 10 4 pieces / mm 2 or less and an equivalent circle diameter of 0.01 to 0.10 ⁇ m.
  • Si-type second phase particles are 1.0 ⁇ 10 4 particles / mm 2 or more
  • Al—Cu second phase particles having an equivalent circle diameter of 0.05 ⁇ m or more are 1.0 ⁇ 10 3 particles / mm 2 or less. It exists in.
  • the invention of the aluminum alloy fin material for heat exchangers having excellent strength, conductivity, corrosion resistance, and brazing properties in another form is characterized in that, in the above form, the plate thickness is 100 ⁇ m or less.
  • the invention of the aluminum alloy fin material for heat exchangers having excellent strength, conductivity, corrosion resistance, and brazing properties in another form is characterized in that, in the form, the corrosion current density is 0.05 mA / cm 2 or less. .
  • the invention of the aluminum alloy fin material for heat exchangers having excellent strength, electrical conductivity, corrosion resistance, and brazing properties in another form is the above-described form, in which the tensile strength at room temperature is 250 MPa or less and 0 .2% proof stress is 230 MPa or less.
  • the invention of the aluminum alloy fin material for heat exchangers having excellent strength, conductivity, corrosion resistance, and brazing properties in another form is characterized in that, in the above form, the recrystallization completion temperature is 450 ° C. or less before brazing.
  • the first embodiment is characterized by including the aluminum alloy fin material for heat exchangers of the present invention.
  • Mn is added to precipitate Al—Mn—Si intermetallic compounds and obtain strength after brazing by dispersion strengthening. If Mn is less than 1.2%, the effect of dispersion strengthening by the Al—Mn—Si compound is small, and the desired strength after brazing cannot be obtained. Further, if Mn is added in excess of 2.0%, there is a concern that an Al—Mn-based giant intermetallic compound crystallizes during casting of the ingot, leading to fracture during rolling. Further, the solid solubility in the matrix increases, the solidus temperature (melting point) decreases, and the fins may melt during brazing, which is not preferable. For this reason, content of Mn is made into the said range. For the same reason, it is preferable that the lower limit of the Mn content is 1.4% and the upper limit is 1.8%.
  • Si 0.5 to 1.3% Si is added to precipitate an Al—Mn—Si intermetallic compound and obtain strength after brazing by dispersion strengthening. If Si addition is less than 0.5%, the effect of dispersion strengthening by the Al—Mn—Si compound is small, and the desired strength after brazing cannot be obtained. If Si is added in excess of 1.3%, the solid solubility in the matrix increases, the solidus temperature (melting point) decreases, and the fins may melt during brazing, which is not preferable. . For this reason, content of Si is made into the said range. For the same reason, it is desirable that the lower limit of Si content is 0.7% and the upper limit is 1.2%.
  • Cu 0.001 to less than 0.05% Cu is present as a solid solution in an Al matrix or by generating an Al—Cu compound. If Cu is less than 0.001%, the contribution to the strength after brazing by solid solution strengthening is small. On the other hand, if the Cu content is 0.05% or more, a ⁇ -CuAl 2 stable phase or ⁇ ′-CuAl 2 metastable phase having a higher potential than the matrix is present as a compound, which becomes a starting point of corrosion and lowers corrosion resistance. . For this reason, content of Cu is made into the said range. For the same reason, it is desirable that the lower limit of the Cu content is 0.003% and the upper limit is 0.045%.
  • Fe 0.1-0.5% Fe is added in order to crystallize and precipitate Al—Fe and Al—Fe—Si intermetallic compounds, and to obtain strength after brazing by dispersion strengthening. If Fe is less than 0.1%, the effect is small, and the desired strength after brazing cannot be obtained. Moreover, since it is limited to the use of high-purity bullion, it is not preferable because it increases costs. On the other hand, if the Fe content exceeds 0.5%, an Al—Fe-based or Al—Fe—Si-based compound acts as a starting point of corrosion and corrosion resistance is lowered, which is not preferable. For this reason, content of Fe is made into the said range. For the same reason, it is desirable that the lower limit of the Fe content is 0.15% and the upper limit is 0.4%.
  • Zn 0.5-2.5%
  • Zn has the effect of dissolving in the Al matrix and lowering the potential, and is added to obtain the sacrificial anode effect of the fins.
  • it is less than 0.5%, the action of lowering the potential is small, the desired sacrificial anode effect cannot be obtained, and the erosion depth of the combined tube becomes large.
  • it exceeds 2.5% the potential becomes excessively low and the self-corrosion resistance of the fin is lowered, which is not preferable. For this reason, content of Zn is made into the said range.
  • it is desirable that the lower limit of Zn content is 0.7% and the upper limit is 2.2%.
  • Ti, Cr, Mg, and Zr are more preferably set to a lower limit of 0.03% and an upper limit of 0.15%.
  • -Tensile strength at normal temperature after brazing heat 140 MPa or more
  • thin and high strength materials are also required for fin materials. If the strength of the fin after brazing is low, repeated vibrations applied to the heat exchanger when mounted on the vehicle and expansion and compression of the cooling water cannot be suppressed, and the tube expands like a drum and breaks early. It leads to leakage of internal cooling water. For this reason, when the thickness of the fin is 100 ⁇ m or less, it is desirable to have a tensile strength of 140 MPa or more.
  • the 0.2% yield strength after brazing addition heat is desirably 50 MPa or more.
  • -Potential after brazing heat -800 mV to -710 mV (vs Ag / AgCl)
  • the potential of the fin is less than ⁇ 800 mV
  • the potential of the fin is excessively low (low) with respect to the other members to be joined, and the corrosion of the fin is accelerated by galvanic corrosion.
  • the potential of the fin exceeds -710 mV
  • a sufficient potential difference cannot be obtained for other members to be joined, and the sacrificial anode effect cannot be obtained.
  • corrosion of the tube is accelerated. More preferably, it is ⁇ 720 mV or less. For this reason, it is desirable that the potential of the fin material is within the above range.
  • Corrosion weight loss after 16 weeks in neutral salt spray test after brazing heat 120 mg / dm 2 or less It is desirable that the measured weight loss after 16 weeks of the fin material is 120 mg / dm 2 or less. If the corrosion weight loss after 16 weeks is 120 mg / dm 2 or less, performance deterioration and partial dropout due to corrosion of the fin itself can be suppressed even in the actual use environment, so the characteristics as a heat exchanger are maintained. be able to.
  • Relational expression (i) 2.1 ⁇ [Mn content (mass%)] + [Si content (mass%)] + 7.5 * [Cu content (mass%)] ⁇ 3.4 -Relational expression (ii) [Zn content (mass%)]-18.8 * [Cu content (mass%)] ⁇ 0.2
  • the relational expression (ii) is an expression representing a potential in relation to the amount of Zn with respect to the amount of Cu.
  • Cu is an element that makes the electric potential of aluminum noble
  • Zn is an element that makes the electric potential base, and each contributes greatly to the electric potential.
  • -Average crystal grain size after brazing heat 100 ⁇ m or more and less than 2000 ⁇ m If the average crystal grain size after brazing is as fine as less than 100 ⁇ m, braze erosion (erosion) is likely to occur along the crystal grain boundary, resulting in buckling of the fins. It tends to occur. On the other hand, when the crystal grains after brazing are coarse and 2000 ⁇ m or more, the strength of the fin decreases as represented by the Hall-Petch rule (relational expression that the crystal grain size has on the proof stress value). In particular, in the case of thin fins, it is necessary to control the crystal grain size in consideration of brazability and high strength. For this reason, it is desirable that the crystal grain size after brazing heat is in the above range.
  • the 0.2% proof stress at 400 to 550 ° C. is preferably within the above range.
  • the rolling ratio before brazing is high and plastic strain is accumulated
  • the metal structure is a fibrous crystal structure (in the present invention, the average aspect ratio of crystal grains within the observation field of view is 7.0 or more. Recrystallized at a low temperature during brazing.
  • the balance between the effect of lowering the recrystallization temperature with the fibrous crystal grain structure and the distribution state of the second phase particles of 0.01 to 0.10 ⁇ m allows the recrystallization temperature and material during brazing heat to be added. Strength is controlled.
  • the number density of Al-Fe-based crystallized crystals having an equivalent circle diameter of 1.0 ⁇ m or more is 1.0 ⁇ 10 4 pieces / mm 2 or less, and Al—Cu-based crystals of 0.05 ⁇ m or more are used.
  • Second phase particles 1.0 ⁇ 10 3 particles / mm 2 or less Al—Fe-based crystallized product, Al—Cu-based second phase particles have a higher potential than matrix and act as a starting point for corrosion. , Causing the self-corrosion resistance of the fins to decrease.
  • the content of Al—Fe-based crystallized substances of 1.0 ⁇ m or more is 1.0 ⁇ 10 4 particles / mm 2 or less
  • the content of Al—Cu second phase particles of 0.05 ⁇ m or more is 1.0 ⁇ It is desirable to control to 10 3 pieces / mm 2 or less.
  • Plate thickness 100 ⁇ m or less
  • the plate thickness of the fins is desirably 100 ⁇ m or less, and the effect of improving the strength becomes remarkable.
  • the lower limit is preferably 30 ⁇ m.
  • Corrosion current density 0.05 mA / cm 2 or less corrosion current density, larger the corrosion rate exceeds 0.05 mA / cm 2, the corrosion current density is 0.05 mA / cm 2 or less, the corrosion rate of the fin Is small and has excellent self-corrosion resistance. For this reason, it is desirable that the corrosion current density is 0.05 mA / cm 2 or less.
  • brazing can be performed without melting the fins.
  • Recrystallization is completed at 450 ° C or less during brazing addition heat Defines the distribution of intermetallic compounds before brazing and makes the metal structure a fibrous crystalline structure, so that the fin during brazing addition heat is 450 ° C or less Can be softened. Under the condition that the fin is recrystallized at 450 ° C. or less, the 0.2% proof stress can be in the range of 15 to 40 MPa at each temperature of 400 to 550 ° C., so that the bonding failure at the time of brazing can be reduced.
  • an aluminum alloy fin material for a heat exchanger and a heat exchanger that have fewer joint defects than those of the prior art and have high brazing properties.
  • Example No. 22, 33 and Comparative Example No. 19 is a drawing-substituting photograph showing micrographs in FIGS. It is a graph which shows the component distribution relevant to the relational expression (i) in an Example and a comparative example. It is a graph which shows the component distribution relevant to relational expression (ii) in an Example and a comparative example.
  • the aluminum alloy fin material may be manufactured, for example, by semi-continuous casting (DC method) of molten metal and homogenizing, hot rolling, or cold rolling of the ingot, or continuous casting rolling of a twin roll casting machine or the like. It can also be manufactured by casting using (CC method) and homogenizing and cold rolling the cast plate.
  • DC method semi-continuous casting
  • CC method homogenizing and cold rolling the cast plate.
  • Mn 1.2 to 2.0%
  • Si 0.5 to 1.3%
  • Cu 0.001 to less than 0.05%
  • Fe 0.1 to 0.5%
  • Zn 0.5 to 2.5%
  • Ti 0.01 to 0.20%
  • Cr 0.01 to 0.20%
  • Mg 0.01 to
  • An aluminum alloy ingot or cast plate is obtained by a conventional method such as the above.
  • the homogenization treatment is performed, for example, under heat treatment conditions of a temperature rising rate of 25 to 75 ° C./hour, a holding temperature of 350 to 480 ° C., a holding time of 1 to 10 hours, and a cooling rate of 20 to 50 ° C./hour.
  • the obtained aluminum alloy is subjected to hot rolling and cold rolling in the DC method, and cold rolling in the CC method.
  • hot rolling it is necessary to carry out at a temperature equal to or lower than the temperature of the homogenization treatment to maintain a balance between dispersion strengthening and solid solution strengthening.
  • intermediate annealing is performed after the rolling rate reaches 60% or more.
  • Intermediate annealing is performed at a temperature of 200 to 300 ° C. and a holding time of 6 hours.
  • cold rolling is performed at a rolling rate of 10 to 25%, so that a fibrous crystal structure is obtained before brazing addition heat.
  • an aluminum alloy fin material having a desired thickness is obtained.
  • the plate thickness is desirably 30 to 100 ⁇ m.
  • the fin material for heat exchangers can be obtained by the above process.
  • the obtained fin material is excellent in strength, conductivity, corrosion resistance, and brazing property, and is suitable as a fin material for heat exchangers.
  • the fin material has a 0.2% proof stress within the range of 15 to 40 MPa at each temperature of 400 to 550 ° C. during the softening process during brazing. Since the fin material can maintain the shape after the molding against the stress generated with the expansion, the deformation during brazing can be prevented.
  • the fin material after brazing heat has a tensile strength of 140 MPa or more, a 0.2% proof stress of 50 MPa or more, a conductivity of 42% IACS or more, and a potential of ⁇ 800 mV to -710 mV, corrosion weight loss after 16 weeks in neutral salt spray test is 120 mg / dm 2 or less, corrosion current density is 0.05 mA / cm 2 or less, average grain size after brazing heat is 100 ⁇ m to 2000 ⁇ m The strength, conductivity, and corrosion resistance are excellent.
  • a heat exchanger can be manufactured by corrugating the obtained fin material into fins and performing brazing joining in combination with a heat exchanger member such as a header, a tube, or a side plate.
  • brazing heat treatment conditions and method are not particularly limited, and brazing can be performed by a desired method. Since the obtained heat exchanger is provided with the fin material of this embodiment, the brazing joint is good and the strength, conductivity, and corrosion resistance are excellent.
  • FIG. 1 shows a heat exchanger 1 manufactured by assembling a tube 3, a header 2, and a side plate 5 to the fin 4 of this embodiment and brazing.
  • an aluminum alloy fin material for a heat exchanger and a heat exchanger that are excellent in strength, conductivity, corrosion resistance, and brazing.
  • An aluminum alloy ingot or cast plate was produced from the molten metal adjusted to have the components shown in Table 1 (the balance Al and inevitable impurities). As shown in Table 2, the resulting ingot or cast plate was heated at a rate of 25 to 75 ° C./hour, a holding temperature of 350 to 480 ° C., a holding time of 1 to 10 hours, and a cooling rate of 20 A homogenization treatment was performed at ⁇ 50 ° C./hour, and then, in the DC method, hot rolling and cold rolling were performed in this order, and in the CC method, cold rolling was performed. In the middle of cold rolling, intermediate annealing was performed after the rolling rate reached 60% or more.
  • the sample material of the fin material obtained was a solidus temperature, a tensile strength at room temperature, a 0.2% proof stress at room temperature, and an equivalent circle diameter of 0.01 to 0.10 ⁇ m.
  • the number density and crystal structure of the two-phase particles were measured. The measuring method is as follows. The measurement results are shown in Table 3.
  • the solidus temperature of the fin material was measured using a differential thermal analyzer (DTA).
  • the number density (number / mm 2 ) of the second phase particles was measured by a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • the material is subjected to salt bath annealing at 400 ° C. for 15 seconds to remove the deformation strain to make the compound easy to observe, and then mechanical polishing and electrolytic polishing are performed by ordinary methods to form a thin film.
  • a photograph was taken at 50000 times using a transmission electron microscope. Photographing was performed for each of five visual fields, and the size and number density of the second phase particles were measured by image analysis of the photograph.
  • test piece (0.2% proof stress during brazing heat) A sample was cut out from the fin material before brazing in parallel with the rolling direction, and machined into a JIS No. 5 shape to prepare a test piece. After the test piece was put into a preheated thermostat, the test piece was 400 ° C. , 450 ° C., and 550 ° C. immediately after reaching each temperature, a high temperature tensile test was performed. The tensile rate of the high temperature tensile test was 1 mm / min, and 0.2% yield strength at high temperature was measured.
  • Recrystallization temperature Assuming brazing heat, the temperature was raised from room temperature to 600 ° C. at a constant rate (100 ° C./min), and after reaching each predetermined temperature, it was cooled to room temperature. The sample surface was observed after cooling, and the temperature at which 80% or more of the fin material surface with a surface area of 300 mm 2 was recrystallized was defined as the recrystallization temperature.
  • the fin material is subjected to a heat treatment equivalent to brazing, and the heated fin material is subjected to tensile strength, 0.2% proof stress, conductivity, average crystal grain size, potential, corrosion weight loss, corrosion at room temperature.
  • the number density of the above Al—Cu second phase particles was calculated.
  • the fin material was corrugated and subjected to brazing heat treatment in combination with other members, and the joint locations were observed to calculate the fin joint rate.
  • the brazing heat treatment conditions and the measurement / evaluation methods for each item are as follows. The measurement results are shown in Table 4.
  • the temperature was increased from room temperature to 600 ° C. at an average temperature increase rate of 50 ° C./minute, held at 600 ° C. for 3 minutes, and then subjected to brazing equivalent heat treatment under the conditions of heat treatment to cool at a temperature decrease rate of 100 ° C./minute. .
  • conductivity The conductivity was measured with a double bridge conductivity meter by the conductivity measuring method described in JIS H0505.
  • Average crystal grain size Etching the sample surface with a mixed solution of hydrochloric acid, hydrofluoric acid, and nitric acid, and taking a photograph of the surface of the test material that has undergone heat treatment equivalent to brazing.
  • the average crystal grain size was measured by a linear cutting method using a structure photograph.
  • a neutral salt spray test was performed by a method according to JIS Z2371. A 120 mm ⁇ 40 mm sample was cut out from the fin material, and three samples per condition were put into a corrosive environment, and the corrosion weight loss was determined from the weight difference before and after the test.
  • the test solution was 5% NaCl, the pH of the test solution was in the range of 6.5 to 7.2, and the test bath temperature was 35 ⁇ 2 ° C.
  • a test piece of 15 mm ⁇ 60 mm was prepared for the test material subjected to brazing equivalent heat treatment. About the prepared test piece, 1 cm 2 of the measurement area was exposed, and the others were protected by masking, and pretreated in the same manner as the potential measurement (immersion in a 5% NaOH solution heated to 50 ° C. for 30 seconds, and then 30% After immersing in HNO3 solution for 60 seconds and further washing with tap water and ion-exchanged water), polarization measurement was performed. Polarization measurement was performed by immersing the test piece in a 5% NaCl solution (adjusted to pH 3 with acetic acid) at 25 ° C.
  • Al-Fe-based crystallized material (equivalent circle diameter is 1.0 ⁇ m or more), Al-Cu second phase particles (equivalent circle diameter is 0.05 ⁇ m or more) ), The number density (pieces / mm 2 ) of Al—Mn, Al—Mn—Si and Al—Fe—Si second phase particles (equivalent circle diameter of 0.01 to 0.10 ⁇ m) It was measured by an electron microscope (TEM). The measurement method is mechanical polishing and electrolytic polishing by ordinary methods to produce a thin film.
  • the Al-Fe-based crystallized substance is 3000 times, Al-Cu-based, Al-Mn
  • the second phase particles of the system, Al—Mn—Si system, and Al—Fe—Si system were each photographed at 50000 times. Photographing was performed for each of five visual fields, and the size and number density of intermetallic compounds were measured by image analysis of the photographs.
  • the produced fin material was corrugated, combined with other members (header plate, tube, side plate) and assembled, and then flux was applied and brazed to produce a heat exchanger measuring 50 cm in length and 50 cm in width. Thereafter, the joints between the fins and tubes of the heat exchanger are observed, the number of defective joints is obtained, and the joint ratio of good fins is (1 ⁇ (defective joints / all joints)) ⁇ 100 (% ) Was calculated.
  • a bonding rate of 95% or more was evaluated as ⁇ (good bonding state), 90 to 95% as ⁇ (necessary and sufficient bonding state), and 90% or less as ⁇ (bonding failure).

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

ろう付時のフィン変形に伴うろう付不良がなく、強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器を提供する。 熱交換器用アルミニウム合金フィン材は、質量％で、Ｍｎ：１．２～２．０％、Ｓｉ：０．５～１．３％、Ｃｕ：０．００１～０．０５％未満、Ｆｅ：０．１～０．５％、Ｚｎ：０．５～２．５％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金からなり、ろう付加熱後において、常温で、引張強さが１４０ＭＰａ以上、０．２％耐力が５０ＭＰａ以上、導電率が４２％ＩＡＣＳ以上、電位が－８００ｍＶ以上－７１０ｍＶ以下、中性塩水噴霧試験で１６週間後の腐食減量が１２０ｍｇ/ｄｍ２以下である。

Description

強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器
　本発明は、強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器に関する。
　自動車用の熱交換器用アルミニウム合金フィン材では、車載時の繰り返しの振動に耐えうる強度のほか、高い熱伝導性や耐食性が要求される。さらに、ろう付接合時においてフィン材の座屈によって接合不良が生じないろう付性が求められている。そこで、強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用フィン材の研究が進められている。
　例えば、特許文献１では、Ｆｅ含有量が０．５％以上の組成においても、低コストで、しかも優れたろう付け性と耐サグ性を実現することを目的として、質量％で、Ｓｉ：０．６～１．６％、Ｆｅ：０．５～１．２％、Ｍｎ：１．２～２．６％、Ｚｎ：０．４～３．０％、Ｃｕ：０．２％未満を含み、残部不可避的不純物とＡｌからなり、不純物としてのＭｇを０．０５％未満に限定し、ろう付け加熱前の抗張力が１６０～２６０ＭＰａであり、ろう付け加熱前の抗張力と０．２％耐力との差が１０～５０ＭＰａであることを特徴とするフィン材が提案されている。
　特許文献２では、Ｓｉ：０．５～１．５質量％、Ｆｅ：１．０質量パーセントを越え２．０質量％以下、Ｍｎ：０．４～１．０質量％、Ｚｎ：０．４～１．０質量％を含有し、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなり、ろう付加熱前の金属組織として第２層粒子の大きさと分布密度を規定し、ろう付加熱前の引張強さとろう付加熱後の引張強さ、フィン材の板厚を規定したコルゲート成形性およびろう付加熱後の強度に優れた熱交換器用アルミニウム合金フィン材が提案されている。
　特許文献３では、Ｓｉ：０．７～１．４wt％、Ｆｅ：０．５～１．４wt％、Ｍｎ：０．７～１．４wt％、Ｚｎ：０．５～２．５wt％を含み、さらに不純物としてのＭｇを０．０５wt％以下に限定し、残部不可避的不純物とＡｌからなる組成を有し、ろう付後の抗張力と耐力、ろう付け後の再結晶粒径、且つろう付け後の導電率を規定した、高強度、伝熱特性、耐エロージョン性、耐サグ性、犠牲陽極効果および自己耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金フィン材が提案されている。
　特許文献４では、強度、導電性、ろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材として、質量％で、Ｍｎ：１．２～２．０％、Ｃｕ：０．０５～０．２０％、Ｓｉ：０．５～１．３０％、Ｆｅ：０．０５～０．５％、Ｚｎ：１．０～３．０％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金からなり、ろう付加熱後において、引張強さが１４０ＭＰａ以上、耐力が５０ＭＰａ以上、導電率が４２％ＩＡＣＳ以上、平均結晶粒径が１５０μｍ以上７００μｍ未満、電位が－８００ｍＶ以上－７２０ｍＶ以下であるフィン材が記載されている。
特開２０１５－２１８３４３号公報 特開２０１５－１４０３４号公報 特開２０１２－２１１３９３号公報 特開２０１６－１２１３９３号公報
　しかし、生産性の向上のために、さらに、ろう付時間を短縮すると、Ａｌ‐Ｓｉろうが熱交換器全体に行きわたり難いことやフィンが他部材からの熱膨張に伴う変形を受けて形状を維持できなくなるなどの理由でフィンと各部材間で接合不良の割合が多くなる。また、熱交換器の軽量化を行った場合でも必要な剛性を得るためには、ろう付後のフィン材の強度が必要で、放熱性能を十分に発揮するためには、フィンの腐食による穴あきや脱落が無い様にするための自己耐食性も求められる。
　本発明は上記課題を背景としてなされたものであり、強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器を提供することを目的とする。
　本願発明では、合金組成と、ろう付途中の軟化過程での温度と強度に注目することで、従来よりも接合不良が少なく高いろう付性を持つフィンを得ることができる。
　すなわち、本発明の強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材のうち、第１の形態は、質量％で、Ｍｎ：１．２～２．０％、Ｓｉ：０．５～１．３％、Ｃｕ：０．００１～０．０５％未満、Ｆｅ：０．１～０．５％、Ｚｎ：０．５～２．５％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金からなり、
　ろう付加熱後において、常温で、引張強さが１４０ＭＰａ以上、０．２％耐力が５０ＭＰａ以上、導電率が４２％ＩＡＣＳ以上、電位が－８００ｍＶ以上－７１０ｍＶ以下、中性塩水噴霧試験で１６週間後の腐食減量が１２０ｍｇ/ｄｍ２以下であることを特徴とする。
　他の形態の強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材の発明は、前記形態において、前記アルミニウム合金が、さらに、質量％で、Ｔｉ：０．０１～０．２０％、Ｃｒ：０．０１～０．２０％、Ｍｇ：０．０１～０．２０％、Ｚｒ：０．０１～０．２０％のうち、１種または２種以上を含有することを特徴とする。
　他の形態の強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材の発明は、前記形態において、前記アルミニウム合金が、関係式（ｉ）…　２．１≦［Ｍｎ含有量（質量％）］＋［Ｓｉ含有量（質量％）］+７．５＊［Ｃｕ含有量（質量％）］≦３．４、かつ、関係式（ｉｉ）…　［Ｚｎ含有量（質量％）］－１８．８＊［Ｃｕ含有量（質量％）］≧０．２を満たす組成を有することを特徴とする。
　他の形態の強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材の発明は、前記形態において、ろう付加熱後の平均結晶粒径が１００μｍ以上２０００μｍ以下であることを特徴とする。
　他の形態の強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材の発明は、前記形態において、４００～５５０℃の範囲における各温度で０．２％耐力が１５～４０ＭＰａの範囲内であることを特徴とする。
　他の形態の強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材の発明は、前記形態において、ろう付加熱前において、円相当径で０．０１～０．１０μｍのＡｌ－Ｍｎ系、Ａｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系、Ａｌ－Ｆｅ－Ｓｉ系の第二相粒子の個数密度が１．０×１０５個/ｍｍ２以上であり、金属組織が繊維状な結晶粒組織であることを特徴とする。
　他の形態の強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材の発明は、前記形態において、ろう付加熱後において、円相当径で１．０μｍ以上のＡｌ－Ｆｅ系の晶出物の個数密度が１．０×１０４個／ｍｍ２以下で、円相当径が０．０１～０．１０μｍのＡｌ－Ｍｎ系、Ａｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系およびＡｌ－Ｆｅ－Ｓｉ系の第二相粒子が１．０×１０４個/ｍｍ２以上、円相当径で０．０５μｍ以上のＡｌ－Ｃｕ系の第二相粒子が１．０×１０３個／ｍｍ２以下で存在することを特徴とする。
　他の形態の強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材の発明は、前記形態において、板厚が１００μｍ以下であることを特徴とする。
　他の形態の強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材の発明は、前記形態において、腐食電流密度が０．０５ｍＡ/ｃｍ２以下であることを特徴とする。
　他の形態の強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材の発明は、前記形態において、ろう付加熱前において、常温の引張強さが２５０ＭＰａ以下、常温の０．２％耐力が２３０ＭＰａ以下であることを特徴とする。
　他の形態の強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材の発明は、前記形態において、ろう付前において、再結晶完了温度が４５０℃以下であることを特徴とする。
　本発明の熱交換器のうち、第１の形態は、本発明の熱交換器用アルミニウム合金フィン材を備えることを特徴とする。
　以下、本発明における化学組成や機械的特性等の限定理由について説明する。なお、化学組成はいずれも質量％である。
・Ｍｎ：１．２～２．０％
　ＭｎはＡｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系金属間化合物を析出させ、分散強化によるろう付後の強度を得るために添加する。Ｍｎが１．２％未満ではＡｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系化合物による分散強化の効果が小さく、所望のろう付後強度を得られない。また、Ｍｎが２．０％を超えて添加されると、鋳塊の鋳造時にＡｌ－Ｍｎ系の巨大金属間化合物が晶出し、圧延時破断に至る懸念がある。また、マトリクスへの固溶度が大きくなり固相線温度（融点）が低下し、ろう付時にフィンが溶融してしまう場合があり、好ましくない。このため、Ｍｎの含有量を上記範囲とする。
　なお、同様の理由で、Ｍｎ含有量の下限を１．４％、上限を１．８％とするのが好ましい。
・Ｓｉ：０．５～１．３％
　Ｓｉは、Ａｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系金属間化合物を析出させ、分散強化によってろう付後の強度を得るために添加する。Ｓｉ添加が０．５％未満ではＡｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系化合物による分散強化の効果が小さく、所望のろう付後強度が得られない。また、１．３％を超えてＳｉを添加すると、マトリクスへの固溶度が大きくなり、固相線温度（融点）が低下し、ろう付時にフィンが溶融してしまう場合があり、好ましくない。このため、Ｓｉの含有量を上記範囲とする。
　なお、同様の理由で、Ｓｉ含有量の下限を０．７％、上限を１．２％とするのが望ましい。
・Ｃｕ：０．００１～０．０５％未満
　Ｃｕは、Ａｌマトリクスへ固溶するか、Ａｌ－Ｃｕ系化合物を生成して存在する。Ｃｕが０．００１％未満であると、固溶強化によるろう付後の強度への寄与が小さい。一方、Ｃｕが０．０５％以上では、マトリクスよりも電位が貴なθ－ＣｕＡｌ２安定相やθ'－ＣｕＡｌ２準安定相が化合物として存在し、腐食の起点となり耐食性を低下させるため好ましくない。このため、Ｃｕの含有量を上記範囲とする。
　なお、同様の理由で、Ｃｕ含有量の下限を０．００３％、上限を０．０４５％とするのが望ましい。
・Ｆｅ：０．１～０．５％
　Ｆｅは、Ａｌ－Ｆｅ系およびＡｌ－Ｆｅ－Ｓｉ系金属間化合物を晶出、析出し、分散強化によるろう付後の強度を得るために添加する。Ｆｅが０．１％未満ではその効果が小さく、所望のろう付後強度が得られない。また高純度地金の使用に限定されるためコストアップとなるため好ましくない。一方、Ｆｅが０．５％超では、Ａｌ－Ｆｅ系、Ａｌ－Ｆｅ－Ｓｉ系化合物が腐食の起点として作用し耐食性が低下するため、好ましくない。このため、Ｆｅの含有量を上記範囲とする。
　なお、同様の理由で、Ｆｅ含有量の下限を０．１５％、上限を０．４％とするのが望ましい。
・Ｚｎ：０．５～２．５％
　Ｚｎは、Ａｌマトリクス中に固溶して電位を卑にさせる作用があり、フィンの犠牲陽極効果を得るために添加する。ただし、０．５％未満では電位を卑にさせる作用が小さく、所望の犠牲陽極効果を得られず、組み合わされるチューブの侵食深さが大きくなる。一方、２．５％を超えると電位が過剰に卑となり、フィンの自己耐食性が低下するため好ましくない。このため、Ｚｎの含有量を上記範囲とする。
　なお、同様の理由で、Ｚｎ含有量の下限を０．７％、上限を２．２％とするのが望ましい。
・Ｔｉ：０．０１～０．２０％、Ｃｒ：０．０１～０．２０％、Ｍｇ：０．０１～０．２０％、Ｚｒ：０．０１～０．２０％のうち、１種または２種以上
　Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｚｒはアルミニウムと金属間化合物を形成し、分散強化および固溶強化により強度を向上させるので、所望により１種以上を含有する。ただし、それぞれの含有量が下限未満であると、分散強化および固溶強化への影響が小さく、強度が向上する効果が小さい。Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｒがそれぞれの上限を超えると鋳塊の鋳造時に巨大金属間化合物が晶出し、圧延時破断に至る懸念がある。また、Ｍｇは、上限を超えるとろう付性が低下する。したがって、各元素の含有量が上記範囲であることが望ましい。
　なお、同様の理由で、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｚｒは、下限０．０３％、上限０．１５％とするのがさらに望ましい。
・ろう付加熱後の常温引張強さ：１４０ＭＰａ以上
　熱交換器の軽量化の要望に合わせて、フィン材においても薄肉、高強度材が求められている。フィンのろう付後強度が低いと、車載時に熱交換器に負荷される繰返しの振動や冷却水の膨張、圧縮を抑制することができず、チューブは太鼓状に膨張し、早期の破断、つまり内部冷却水の漏れにつながる。このため、フィンの厚さを１００μｍ以下とした場合、１４０ＭＰａ以上の引張強さを有していることが望ましい。
・ろう付加熱後の常温０．２％耐力：５０ＭＰａ以上
　０．２％耐力はフィンの弾性限度を示しており、ろう付後の耐力が低い場合、車搭載時の繰返し振動により、フィン破断に至らなくても塑性変形を生じて原形を留めることができず熱交換器コアが変形してしまう。フィンの板厚が１００μｍ以下であってもろう付後の耐力が５０ＭＰａ以上であれば、上記変形を防ぐことができるため、ろう付加熱後の０．２％耐力が５０ＭＰａ以上であることが望ましい。
・ろう付加熱後の導電率：４２％ＩＡＣＳ以上
　熱交換器として用いられた場合の熱伝導性を確保するため、ろう付後の導電率が４２％ＩＡＣＳ以上とすることが望ましい。
・ろう付加熱後の電位：－８００ｍＶ以上－７１０ｍＶ以下（ｖｓ　Ａｇ/ＡｇＣｌ）
　フィンの電位が－８００ｍＶ未満の場合、接合される他部材に対して電位が過度に卑（低い）なため、ガルバニック腐食により、フィンの腐食が加速してしまう。フィンの電位が－７１０ｍＶ超の場合、接合される他部材を対象として、電位差を十分に得ることができず犠牲陽極効果が得られない。この場合、例えばチューブの腐食が加速してしまう。より好ましくは、－７２０ｍＶ以下とすることである。
　このため、フィン材の電位が上記範囲内であることが望ましい。
・ろう付加熱後の中性塩水噴霧試験における１６週間後の腐食減量：１２０ｍｇ/ｄｍ２以下
　フィン材の自己耐食性を確保するため、ＪＩＳ　Ｚ２３７１（２０１５年）準拠の方法の中性塩水噴霧試験により測定したフィン材の１６週間後の腐食減量が１２０ｍｇ/ｄｍ２以下であることが望ましい。１６週間後の腐食減量が１２０ｍｇ/ｄｍ２以下であれば、実際の使用環境であってもフィン自体の腐食による性能劣化や部分的な脱落を抑制できるので、熱交換器としての特性を維持することができる。
・関係式（ｉ）
　２．１≦［Ｍｎ含有量（質量％）］＋［Ｓｉ含有量（質量％）］＋７．５＊［Ｃｕ含有量（質量％）］≦３．４
・関係式（ｉｉ）
　［Ｚｎ含有量（質量％）］－１８．８＊［Ｃｕ含有量（質量％）］≧０．２
　上記、関係式（ｉ）、（ｉｉ）を満たすことで、強度、導電性、耐食性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材を得ることができる。
　関係式（ｉ）は、Ｃｕ量に対するＭｎ、Ｓｉ量の関係で、フィン材の材料強度を表す。関係式（ｉ）の結果が２．１未満の場合は、ろう付途中の高温での０．２％耐力、常温での引張強さと０．２％耐力が低く、フィン接合率が低下する傾向にあった。関係式（ｉ）の結果が３．４を超える場合は、ろう付前の引張強さ、０．２％耐力が高く、フィンの成形が困難になる場合や、固相線温度が低い、腐食減量が多いフィンが多かった。
　関係式（ｉｉ）は、Ｃｕ量に対するＺｎ量の関係で、電位を表す式である。Ｃｕはアルミニウムの電位を貴にする元素、Ｚｎは電位を卑にする元素であり、それぞれ電位に対する寄与度が大きい。その割合を制御することで電位を狙いの範囲に調整することができるが、その関係は線形ではなく上記関係式を満たす必要があることが分かった。
　関係式（ｉｉ）の結果が０．２以上のものは、チューブに対して必要十分な電位差を有し所望の犠牲陽極効果を得ることができる。
・ろう付加熱後の平均結晶粒径：１００μｍ以上２０００μｍ未満
　ろう付後の平均結晶粒径が１００μｍ未満と細かいと、結晶粒界を経路としたろう侵食（エロージョン）が起こりやすくフィンの座屈を生じやすくなる。一方で、ろう付後の結晶粒が粗大で２０００μｍ以上の場合、Ｈａｌｌ－Ｐｅｔｃｈ則（結晶粒径が耐力値に及ぼす関係式）で表されるとおりフィンの強度が低下する。特に薄肉フィンの場合、ろう付性と高強度化とを考慮した結晶粒径の範囲に制御する必要がある。
　このため、ろう付加熱後の結晶粒径が上記範囲であることが望ましい。
・４００～５５０℃における０．２％耐力：１５～４０ＭＰａ
　ろう付加熱中の高温４００～５５０℃における０．２％耐力値が１５ＭＰａ以上であると、ろう付中の際に他部材の熱膨張に伴い発生する応力に対してもフィンは成形後の形状を維持できるので、ろう付中のフィン材の変形を防ぐことができる。一方、４００～５５０℃の範囲で４０ＭＰａを超える０．２％耐力を有している場合、ろう付中に回復・再結晶してＯ材調質となる過程で大きく強度が低下するので、外圧に対しての変形量が大きく、チューブとフィンの間に隙間が生じて接合不良に至り易いことを検証の結果突き止めた。このため、４００～５５０℃における０．２％耐力は上記範囲内であることが望ましい。
・ろう付加熱前において、
・円相当径で０．０１～０．１０μｍのＡｌ－Ｍｎ系、Ａｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系、Ａｌ－Ｆｅ－Ｓｉ系の第二相粒子の個数密度：１．０×１０５個／ｍｍ２以上
・金属組織：繊維状の結晶粒組織
　ろう付前の金属間化合物の分散状態と金属組織は、主にろう付中の再結晶挙動に大きな影響を及ぼす。０．０１～０．１０μｍの微細な第二相粒子は、ろう付の初期に回復に伴う転位セルを形成する妨げとなるほか、亜結晶粒界の移動を妨げる作用で再結晶温度は相対的に高温となるので、結晶粒径の粗大化に寄与する効果がある。また、ろう付前の圧延率が高く塑性ひずみが蓄積して金属組織が繊維状の結晶組織（本発明では、観察視野内で結晶粒の平均縦横比が７.０以上であるものを繊維状の結晶組織を有すると定義した）であると、ろう付中の低い温度で再結晶する。本発明では、繊維状の結晶粒組織で再結晶温度を低下させる効果と、０．０１～０．１０μｍの第二相粒子の分布状態をバランスさせることで、ろう付加熱中の再結晶温度と材料強度を制御している。
・ろう付加熱後において、円相当径が０．０１～０．１０μｍのＡｌ－Ｍｎ系、Ａｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系およびＡｌ－Ｆｅ－Ｓｉ系の第二相粒子が１．０×１０４個/ｍｍ２以上
　ろう付加熱後の金属間化合物の状態は、分散強化として寄与するフィンの材料強度に影響を及ぼす。Ａｌ－Ｍｎ系、Ａｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系およびＡｌ－Ｆｅ－Ｓｉ系の第二相粒子が１．０×１０４個/ｍｍ２以上で存在する組織では、ろう付後に高い材料強度を得ることができる。
・ろう付後において、円相当径で１．０μｍ以上のＡｌ－Ｆｅ系の晶出物の個数密度が１．０×１０４個／ｍｍ２以下で、０．０５μｍ以上のＡｌ－Ｃｕ系の第二相粒子が１．０×１０３個/ｍｍ２以下
　Ａｌ－Ｆｅ系の晶出物、Ａｌ－Ｃｕ系の第二相粒子はマトリクスよりも電位が貴で、腐食の起点として作用するため、フィンの自己耐食性を低下させる原因となる。このため、１．０μｍ以上のＡｌ－Ｆｅ系晶出物が１．０×１０４個/ｍｍ２以下、０．０５μｍ以上のＡｌ－Ｃｕ系の第二相粒子の含有量を１．０×１０３個／ｍｍ２以下に制御することが望ましい。
・板厚：１００μｍ以下
　熱交換器コアの軽量化を達成するため、フィンの板厚は１００μｍ以下であることが望ましく、強度向上の効果が顕著になる。なお、下限は３０μｍとすることが望ましい。
・腐食電流密度：０．０５ｍＡ/ｃｍ２以下
　腐食電流密度が、０．０５ｍＡ/ｃｍ２を超えると腐食速度が大きく、腐食電流密度が０．０５ｍＡ/ｃｍ２以下であると、フィンの腐食速度が小さく自己耐食性に優れている。このため、腐食電流密度が０．０５ｍＡ/ｃｍ２以下であることが望ましい。
・ろう付加熱前において、常温の引張強さ：２５０ＭＰａ以下、常温の０．２％耐力：２３０ＭＰａ以下
　フィンはコイル状あるいはそれを多条スリットした後、金型成形、例えば、コルゲート状に成形される。成形フィン材を熱交換器用の他部材と組み合わせてろう付する。この時、ろう付加熱前において、常温の引張強さが２５０ＭＰa以上、０．２％耐力が２３０ＭＰa以上であると、曲げ変形が容易でなく、正しい形状のフィンを得ることが困難である。
・フィン材の固相線温度は高いほどろう付が容易である。通常のろう付方法の場合、６１５℃以上あれば、フィンが溶融することなくろう付が可能である。
・ろう付加熱途中の４５０℃以下で再結晶が完了
　ろう付前の金属間化合物の分布を規定し、かつ金属組織を繊維状の結晶組織とすることで、ろう付加熱中のフィンを４５０℃以下で軟化させることができる。フィンが４５０℃以下で再結晶するような条件では、４００～５５０℃の各温度で０．２％耐力が１５～４０ＭＰａの範囲にできるため、ろう付時の接合不良を低下させることができる。
　本発明によれば、従来よりも接合不良が少なく高いろう付性を持つ熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器を提供することが可能となる。
本発明の一実施形態における熱交換器の一部を示す斜視図である。 実施例Ｎｏ．２２、３３と比較例Ｎｏ．１９、２１における顕微鏡写真を示す図面代用写真である。 実施例および比較例における関係式（ｉ）に関連した成分分布を示すグラフである。 実施例および比較例における関係式（ｉｉ）に関連した成分分布を示すグラフである。
　以下、本発明の一実施形態について説明する。
　まず、アルミニウム合金フィン材の製法について説明する。
　アルミニウム合金フィン材は、例えば溶湯を半連続鋳造（ＤＣ法）し、鋳塊を均質化処理、熱間圧延、冷間圧延して製造してもよく、あるいは双ロール鋳造機等の連続鋳造圧延（ＣＣ法）を用いて鋳造し、鋳造板を均質化処理、冷間圧延して製造することもできる。
　質量％で、Ｍｎ：１．２～２．０％、Ｓｉ：０．５～１．３％、Ｃｕ：０．００１～０．０５％未満、Ｆｅ：０．１～０．５％、Ｚｎ：０．５～２．５％を含有させ、所望により、さらに、質量％で、Ｔｉ：０．０１～０．２０％、Ｃｒ：０．０１～０．２０％、Ｍｇ：０．０１～０．２０％、Ｚｒ：０．０１～０．２０％のうち、１種または２種以上を含有させたアルミニウム合金の溶湯を作製し、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ ｃｈｉｌｌ　Ｃａｓｔｉｎｇ）法、ＣＣ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｃａｓｔｉｎｇ）法等の常法によってアルミニウム合金の鋳塊あるいは鋳造板を得る。
　なお、成分組成においては、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｚｎの含有量に関して、
関係式（ｉ）…　２．１≦［Ｍｎ含有量（質量％）］＋［Ｓｉ含有量（質量％）］＋７．５＊［Ｃｕ含有量（質量％）］≦３．４、かつ、関係式（ｉｉ）…　［Ｚｎ含有量（質量％）］－１８．８＊［Ｃｕ含有量（質量％）］≧０．２を満たしていることが望ましい。
　得られたアルミニウム合金の鋳塊あるいは鋳造板に対しては適切な条件で均質化処理を行う必要がある。均質化処理は、例えば、昇温速度を２５～７５℃／時、保持温度を３５０～４８０℃、保持時間を１～１０時間、冷却速度を２０～５０℃／時とした熱処理条件によって行う。関係式（ｉ）に示すＭｎ、Ｓｉ、Ｃｕの組成範囲とし、均質化処理をこの範囲で実施することによって、分散強化と固溶強化がバランスよく両立し、ろう付前、ろう付中、およびろう付後に所望するフィンの強度を得ることができる。
　その後、得られたアルミニウム合金に対して、ＤＣ法では熱間圧延および冷間圧延を、ＣＣ法では、冷間圧延を行う。ＤＣ法で熱間圧延を行う場合は、均質化処理の温度以下で実施し、分散強化と固溶強化のバランスを維持する必要がある。冷間圧延の途中では、圧延率が６０％以上となった後に中間焼鈍を行う。中間焼鈍は、温度を２００～３００℃、保持時間を６時間として行い、中間焼鈍後に圧延率１０～２５％で冷間圧延を行うことで、ろう付加熱前に繊維状の結晶組織を有し、所望の厚さのアルミニウム合金フィン材を得る。なお、板厚は、３０～１００μｍとすることが望ましい。
　上記工程により、熱交換器用のフィン材を得ることができる。
　得られたフィン材は、強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れており、熱交換器用フィン材として好適である。
　特に、フィン材はろう付中の軟化過程において、４００～５５０℃の各温度において、０．２％耐力が１５～４０ＭＰａの範囲内となっていることから、ろう付中に他の部材の熱膨張に伴い発生する応力に対してもフィン材は成形後の形状を維持できるので、ろう付中の変形を防ぐことができる。
　さらに、ろう付加熱に供された場合、ろう付加熱後のフィン材は、常温で、引張強さが１４０ＭＰａ以上、０．２％耐力が５０ＭＰａ以上、導電率が４２％ＩＡＣＳ以上、電位が－８００ｍＶ以上－７１０ｍＶ以下、中性塩水噴霧試験で１６週間後の腐食減量が１２０ｍｇ/ｄｍ２以下、腐食電流密度が０．０５ｍＡ/ｃｍ２以下、ろう付加熱後の平均結晶粒径が１００μｍ以上２０００μｍ未満となっており、強度、導電性、および耐食性に優れている。
　また、得られたフィン材にコルゲート加工してフィンとし、ヘッダー、チューブ、サイドプレート等の熱交換器用の部材と組み合わせてろう付接合を行うことで、熱交換器を製造することができる。本発明としてはろう付の熱処理条件や方法（ろう付温度、雰囲気、フラックスの有無、ろう材の種類等）は特に限定されず、所望の方法によってろう付を行うことができる。
　得られた熱交換器は本実施形態のフィン材を備えているため、ろう付接合が良好で、かつ強度、導電性、および耐食性に優れたものとなっている。
　図１は、本実施形態のフィン４にチューブ３、ヘッダー２、サイドプレート５を組み付けてろう付けにより製造された熱交換器１を示している。
　本実施形態によれば、強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器を得ることができる。
　以下に本発明の実施例について説明する。
　表１に示す成分（残部Ａｌと不可避不純物）となるように調整した溶湯からアルミニウム合金鋳塊あるいは鋳造板を作製した。得られた鋳塊あるいは鋳造板に対して、表２に示すように、昇温速度を２５～７５℃／時、保持温度を３５０～４８０℃、保持時間を１～１０時間、冷却速度を２０～５０℃／時とした均質化処理を行い、その後、ＤＣ法では熱間圧延、冷間圧延の順に、ＣＣ法では、冷間圧延を行った。
　冷間圧延の途中では、圧延率が６０％以上となった後に中間焼鈍を行った。中間焼鈍およびその後の冷間圧延については、実施例１～４５、比較例１～１７、２０、２２、２４～３７では、繊維状結晶組織を得るために２００～３００℃で６時間保持する中間焼鈍を行い、その後、表２に示す圧延率（１０～２５％）で冷間圧延を行った。比較例１８、１９、２１、２３では、再結晶組織を得るために３５０℃で６時間保持する中間焼鈍を行った後に、表２に示す圧延率（２５～４０％）で冷間圧延を行った。これにより、表３に示す板厚のＨ１４調質のフィン材を作製した。
　得られたフィン材に対し、以下の測定を行った。結果を表３、４に示す。また、一部の供試材では、顕微鏡写真を図２に示した。
１．ろう付加熱前
　得られたフィン材の供試材に対し、固相線温度、常温での引張強さ、常温での０．２％耐力、円相当径が０．０１～０．１０μｍの第二相粒子の個数密度、結晶組織を測定した。測定方法は以下の通りである。なお、測定結果は表３に示した。
（固相線温度）
　示差熱分析装置（ＤＴＡ）を用いて、フィン材の固相線温度を測定した。
（ろう付前の常温強度）
　圧延方向と平行にサンプルを切り出してＪＩＳ１３Ｂ形状の試験片を作製し、引張速度５ｍｍ／分の条件で、常温で引張試験を実施し、試験片の引張強さおよび０．２％耐力を測定した。
（金属間化合物の分布状態）
　フィン材の供試材について、第二相粒子（円相当径が０．０１～０．１０μｍ）の個数密度（個／ｍｍ２）を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定した。測定方法は、ろう付前は素材に４００℃×１５秒のソルトバス焼鈍を行って変形ひずみを除去して化合物を観察しやすくした後、通常の方法で機械研磨、および電解研磨を行って薄膜を作製し、透過型電子顕微鏡を用いて、５００００倍で写真を撮影した。写真撮影は各５視野について行い、写真の画像解析によって第二相粒子のサイズおよび個数密度を計測した。
２．ろう付加熱中
　ろう付加熱中のフィン材の強度を想定して、４００～５５０℃における０．２％耐力を測定した。また、フィン材の再結晶温度の測定も行った。測定方法は以下の通りである。なお、測定結果は表３に示した。
（ろう付加熱中の０．２％耐力）
　ろう付前のフィン材から圧延方向と平行にサンプルを切り出し、ＪＩＳ５号形状に機械加工して試験片を作製し、予備加熱をした恒温槽内に試験片を投入した後、試験片が４００℃、４５０℃、および５５０℃の各温度に達した直後から高温引張試験を実施した。高温引張試験の引張速度は１ｍｍ／分とし、高温における０．２％耐力を測定した。
（再結晶温度）
　ろう付加熱を想定して常温から６００℃まで一定の速度（１００℃／分）で昇温し、所定の各温度に到達後、常温まで冷却した。冷却後にサンプル表面を観察し、表面積３００ｍｍ２のフィン材表面の８０％以上が再結晶する温度を再結晶温度とした。
３．ろう付後
　フィン材に対してろう付相当の熱処理を行い、加熱後のフィン材について、常温で、引張強さ、０．２％耐力、導電率、平均結晶粒径、電位、腐食減量、腐食電流密度、円相当径が１．０μｍ以上のＡｌ－Ｆｅ系晶出物の個数密度、円相当径が０．０１～０．１０μｍの第二相粒子の個数密度、円相当径が０．０５μｍ以上のＡｌ－Ｃｕ系第二相粒子の個数密度を算出した。
　さらに、ろう付性の評価を行うために、フィン材をコルゲート成形して他の部材と組み合わせてろう付熱処理を行い、接合箇所を観察してフィン接合率を算出した。ろう付熱処理条件および各項目の測定方法・評価方法は以下の通りである。なお、測定結果は表４に示した。
（ろう付熱処理条件）
　室温から６００℃まで平均昇温速度５０℃／分で昇温し、６００℃で３分間保持後、１００℃／分の降温速度で降温冷却する熱処理の条件にて、ろう付相当熱処理を行った。
（ろう付後の引張強さ、０．２％耐力）
　ろう付相当の熱処理をした試料から圧延方向と平行にサンプルを切り出し、ＪＩＳ１３Ｂ形状の試験片を作製した。試験片に対して常温で引張試験を実施し、引張強さおよび０．２％耐力を測定した。引張速度は５ｍｍ／分とした。
（導電率）
　ＪＩＳ　Ｈ０５０５記載の導電率測定方法により、ダブルブリッジ導電率計にて導電率の測定を行った。
（平均結晶粒径）
　ろう付相当熱処理を施した供試材に対して、塩酸、フッ酸、硝酸の混合液にてサンプル表面をエッチングして結晶粒を露出させ、表面の写真を撮影し、撮影された表面結晶粒組織写真を用いて、直線切断法により平均結晶粒径を測定した。
（電　位）
　上記のろう付相当熱処理を施したフィン材から電位測定用のサンプルを切り出し、サンプルを、５０℃に加熱した５％ＮａＯＨ溶液に３０秒浸漬し、その後、３０％ＨＮＯ３溶液中に６０秒浸漬し、さらに、水道水、イオン交換水で洗浄し、乾燥させずにそのまま２５℃の５％ＮａＣｌ溶液（酢酸にてｐＨ３に調整）に６０分浸漬後の電位を測定した。参照電極には、銀‐塩化銀電極（Ａｇ／ＡｇＣｌ）を使用した。
（腐食減量）
　ＪＩＳ　Ｚ２３７１準拠の方法で中性塩水噴霧試験（ＮＮＳ：ｎｅｕｔｒａｌ ｓａｌｔ　ｓｐｒａｙ　ｔｅｓｔ）を実施した。フィン材から、１２０ｍｍ×４０ｍｍのサンプルを切出し、１条件につき３本のサンプルを腐食環境中へ投入し、試験前後の重量差から腐食減量を求めた。試験液は５％ＮａＣｌ、試験液のｐＨは６．５－７．２の範囲とし、試験槽温度は３５±２℃で行った。
（腐食電流密度）
　ろう付相当熱処理を施した供試材に対して、１５ｍｍ×６０ｍｍの試験片を作製した。作製した試験片について、測定面積の１ｃｍ２を暴露し、それ以外はマスキングで保護し、電位測定と同様の前処理（５０℃に加熱した５％ＮａＯＨ溶液に３０秒浸漬し、その後、３０％ＨＮＯ３溶液中に６０秒浸漬し、さらに、水道水、イオン交換水で洗浄）を行った後、分極測定を実施した。分極測定は、２５℃の５％ＮａＣｌ溶液（酢酸にてｐＨ３に調整）中に試験片を５分浸漬し自然電位が安定した後、掃引速度０．５ｍＶ／ｓで電位を上昇させてアノード分極測定を実施し、アノード分極曲線を得た。
　また、自然電位から電位を同掃引速度で下降させてカソード分極測定を実施し、カソード分極曲線を得た。アノード分極曲線およびカソード分極曲線の交点における電流密度を腐食電流密度とした。
（金属間化合物の分布状態）
　ろう付相当熱処理を施した供試材に対して、Ａｌ－Ｆｅ系晶出物（円相当径が１．０μｍ以上）、Ａｌ－Ｃｕ系の第二相粒子（円相当径が０．０５μｍ以上）、Ａｌ－Ｍｎ系、Ａｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系およびＡｌ－Ｆｅ－Ｓｉ系の第二相粒子（円相当径が０．０１～０．１０μｍ）の個数密度（個／ｍｍ２）を透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）によって測定した。測定方法は、通常の方法で機械研磨、および電解研磨を行って薄膜を作製し、透過型電子顕微鏡を用いて、Ａｌ－Ｆｅ系晶出物については３０００倍、Ａｌ－Ｃｕ系、Ａｌ－Ｍｎ系、Ａｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系およびＡｌ－Ｆｅ－Ｓｉ系の第二相粒子については５００００倍でそれぞれ写真を撮影した。写真撮影は各５視野について行い、写真の画像解析によって金属間化合物のサイズおよび個数密度を計測した。
（フィン接合率）
　作製したフィン材をコルゲート成形し、他部材（ヘッダープレート、チューブ、サイドプレート）と組み合わせて型組み後、フラックスを塗布してろう付して縦５０ｃｍ×横５０ｃｍの熱交換器を作製した。その後、熱交換器のフィンとチューブとの接合箇所を観察し、不良接合箇所の数を求め、良好なフィンの接合率として、（１－（不良接合箇所／全接合箇所））×１００（％）を算出した。接合率９５％以上を○（良好な接合状態）、９０～９５％を△（必要十分な接合状態）、９０％以下を×（接合不良）として評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表１～表４に示すように、本発明で規定する成分組成および特性を有する実施例１～４５はいずれも強度、導電性、耐食性、およびろう付性（フィン接合率）において優れていたのに対し、本発明の規定のいずれか一つ以上を満たしていない比較例１～３７では、強度、導電性、耐食性、ろう付性等のいずれか一つ以上において良い結果が得られなかった。
　上記実施例および比較例について、関係式（ｉ）について各成分に応じた分布を図３に示し、関係式（ｉｉ）について各成分に応じた分布を図４に示した。
　関係式（ｉ）については、実施例６、１７、２４、２７、２９、３０、３５、３６と比較例の一部が算出値が２．１未満であり、表３、４に示すように、ろう付途中の高温での０．２％耐力、常温での引張強さと０．２％耐力が低く、フィン接合率が低下する傾向にあった。また、実施例３、１５、１８、２１、３１と比較例の一部は、同じく関係式（ｉ）の算出値が３．４を超えており、ろう付前の引張強さ、０．２％耐力が高く、フィンの成形が困難になる場合や、固相線温度が低い、腐食減量が多いフィン材であった。
　関係式（ｉｉ）については、実施例３、４、１７、１８、２０、３３、４２、４５と比較例の一部が、算出値が０．２未満であり、表３、４に示すように、フィン材の電位がより好ましい範囲にはなかった。
１　　熱交換器
２　　ヘッダー
３　　チューブ
４　　フィン
５　　サイドプレート

Claims (12)

  1. 　質量％で、Ｍｎ：１．２～２．０％、Ｓｉ：０．５～１．３％、Ｃｕ：０．００１～０．０５％未満、Ｆｅ：０．１～０．５％、Ｚｎ：０．５～２．５％を含有し、残部がＡｌと不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金からなり、
    　ろう付加熱後において、常温で、引張強さが１４０ＭＰａ以上、０．２％耐力が５０ＭＰａ以上、導電率が４２％ＩＡＣＳ以上、電位が－８００ｍＶ以上－７１０ｍＶ以下、中性塩水噴霧試験で１６週間後の腐食減量が１２０ｍｇ/ｄｍ２以下であることを特徴とする強度、導電性、耐食性、およびろう付特性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
  2. 　前記アルミニウム合金が、さらに、質量％で、Ｔｉ：０．０１～０．２０％、Ｃｒ：０．０１～０．２０％、Ｍｇ：０．０１～０．２０％、Ｚｒ：０．０１～０．２０％のうち、１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の強度、導電性、耐食性、およびろう付特性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
  3. 　前記アルミニウム合金が、関係式（ｉ）…　２．１≦［Ｍｎ含有量（質量％）］＋［Ｓｉ含有量（質量％）］＋７．５＊［Ｃｕ含有量（質量％）］≦３．４、かつ、関係式（ｉｉ）…　［Ｚｎ含有量（質量％）］－１８．８＊［Ｃｕ含有量（質量％）］≧０．２を満たす組成を有することを特徴とする請求項１または２に記載の強度、導電率、耐食性、およびろう付特性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
  4. 　ろう付加熱後の平均結晶粒径が１００μｍ以上２０００μｍ未満であることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の強度、導電性、耐食性、およびろう付特性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
  5. 　４００～５５０℃の範囲における各温度で０．２％耐力が１５～４０ＭＰａの範囲内であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の強度、導電性、耐食性、およびろう付特性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
  6. 　ろう付加熱前において、円相当径で０．０１～０．１０μｍのＡｌ－Ｍｎ系、Ａｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系、Ａｌ－Ｆｅ－Ｓｉ系の第二相粒子の個数密度が１．０×１０５個/ｍｍ２以上であり、金属組織が繊維状の結晶粒組織であることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の強度、導電性、耐食性、およびろう付特性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
  7. 　ろう付加熱後において、円相当径が０．０１～０．１０μｍのＡｌ－Ｍｎ系、Ａｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系およびＡｌ－Ｆｅ－Ｓｉ系の第二相粒子が１．０×１０４個/ｍｍ２以上、円相当径が１．０μｍ以上のＡｌ－Ｆｅ系晶出物と円相当径で０．０５μｍ以上のＡｌ－Ｃｕ系の第二相粒子が１．０×１０３個/ｍｍ２以下で存在することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の強度、導電性、耐食性、およびろう付特性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
  8. 　板厚が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の強度、導電性、耐食性、およびろう付特性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
  9. 　腐食電流密度が０．０５ｍＡ/ｃｍ２以下であることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の強度、導電性、耐食性、およびろう付特性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
  10. 　ろう付加熱前において、常温の引張強さが２５０ＭＰａ以下、常温の０．２％耐力が２３０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の強度、導電性、耐食性、およびろう付特性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
  11. 　ろう付加熱前において、再結晶完了温度が４５０℃以下であることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の強度、導電性、耐食性、およびろう付特性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材。
  12. 　請求項１～１１のいずれか１項に記載の熱交換器用アルミニウム合金フィン材を備えることを特徴とする熱交換器。
PCT/JP2018/046965 2018-01-31 2018-12-20 強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器 WO2019150822A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/965,134 US20210040586A1 (en) 2018-01-31 2018-12-20 Aluminum alloy fin stock for heat exchangers having excellent strength, electric conductivity, corrosion resistance and brazability, and heat exchanger
CN201880088121.2A CN111630196A (zh) 2018-01-31 2018-12-20 强度、导电性、耐腐蚀性及钎焊性优异的热交换器用铝合金翅片材料及热交换器
DE112018006989.3T DE112018006989T5 (de) 2018-01-31 2018-12-20 Lamellenanordnung aus Aluminiumlegierung für Wärmetauscher mit ausgezeichneter Festigkeit, elektrischer Leitfähigkeit, Korrosionsresistenz und Lötfähigkeit und Wärmetauscher

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-014557 2018-01-31
JP2018014557A JP7107690B2 (ja) 2018-01-31 2018-01-31 強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019150822A1 true WO2019150822A1 (ja) 2019-08-08

Family

ID=67478030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/046965 WO2019150822A1 (ja) 2018-01-31 2018-12-20 強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210040586A1 (ja)
JP (1) JP7107690B2 (ja)
CN (1) CN111630196A (ja)
DE (1) DE112018006989T5 (ja)
WO (1) WO2019150822A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020218511A1 (ja) * 2019-04-24 2020-10-29 三菱アルミニウム株式会社 熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器
CN113182789A (zh) * 2021-05-10 2021-07-30 江苏通盛换热器有限公司 一种列车换热器生产工艺

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7517811B2 (ja) * 2019-11-22 2024-07-17 Ｍａアルミニウム株式会社 アルミニウム合金ブレージングシートおよび熱交換器の製造方法
CA3208151A1 (en) * 2021-02-01 2022-08-04 Novelis Inc. High strength, sag resistant aluminum alloys for use as fin stock and methods of making the same
CN113005334A (zh) * 2021-02-09 2021-06-22 江苏鼎胜新能源材料股份有限公司 一种ptc用高强度非复合翅片材料及其制造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005002383A (ja) * 2003-06-10 2005-01-06 Nippon Light Metal Co Ltd 熱交換器用高強度アルミニウム合金フィン材の製造方法
JP2007031778A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Nippon Light Metal Co Ltd 高強度アルミニウム合金フィン材およびその製造方法
JP2014047384A (ja) * 2012-08-30 2014-03-17 Denso Corp 高強度アルミニウム合金フィン材およびその製造方法
WO2015141698A1 (ja) * 2014-03-19 2015-09-24 株式会社Uacj 熱交換器用アルミニウム合金フィン材およびその製造方法並びに熱交換器
JP2016121393A (ja) * 2014-12-24 2016-07-07 三菱アルミニウム株式会社 強度、導電性、ろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材、該熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法および該熱交換器用アルミニウム合金フィン材を備える熱交換器
JP2016121373A (ja) * 2014-12-24 2016-07-07 三菱アルミニウム株式会社 熱交換器用フィン材および熱交換器用組み付け体

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050150642A1 (en) * 2004-01-12 2005-07-14 Stephen Baumann High-conductivity finstock alloy, method of manufacture and resultant product
JP5614829B2 (ja) * 2009-06-24 2014-10-29 株式会社Uacj アルミニウム合金製熱交換器
CN101724770A (zh) * 2009-12-09 2010-06-09 长沙众兴铝业有限公司 一种高强高耐蚀性钎焊铝合金箔材及其制造方法
US20150041027A1 (en) * 2013-08-08 2015-02-12 Novelis Inc. High Strength Aluminum Fin Stock for Heat Exchanger
DE102015226709A1 (de) * 2014-12-24 2016-06-30 Denso Corporation Rippenmaterial aus Aluminiumlegierung für Wärmetauscher, Verfahren zu dessen Herstellung, und Wärmetauscher umfassend das Rippenmaterial
JP6557476B2 (ja) * 2015-02-10 2019-08-07 三菱アルミニウム株式会社 アルミニウム合金フィン材

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005002383A (ja) * 2003-06-10 2005-01-06 Nippon Light Metal Co Ltd 熱交換器用高強度アルミニウム合金フィン材の製造方法
JP2007031778A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Nippon Light Metal Co Ltd 高強度アルミニウム合金フィン材およびその製造方法
JP2014047384A (ja) * 2012-08-30 2014-03-17 Denso Corp 高強度アルミニウム合金フィン材およびその製造方法
WO2015141698A1 (ja) * 2014-03-19 2015-09-24 株式会社Uacj 熱交換器用アルミニウム合金フィン材およびその製造方法並びに熱交換器
JP2016121393A (ja) * 2014-12-24 2016-07-07 三菱アルミニウム株式会社 強度、導電性、ろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材、該熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法および該熱交換器用アルミニウム合金フィン材を備える熱交換器
JP2016121373A (ja) * 2014-12-24 2016-07-07 三菱アルミニウム株式会社 熱交換器用フィン材および熱交換器用組み付け体

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020218511A1 (ja) * 2019-04-24 2020-10-29 三菱アルミニウム株式会社 熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器
CN113182789A (zh) * 2021-05-10 2021-07-30 江苏通盛换热器有限公司 一种列车换热器生产工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN111630196A (zh) 2020-09-04
DE112018006989T5 (de) 2020-10-08
US20210040586A1 (en) 2021-02-11
JP7107690B2 (ja) 2022-07-27
JP2019131858A (ja) 2019-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019150822A1 (ja) 強度、導電性、耐食性、およびろう付性に優れる熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器
JP5576666B2 (ja) 熱交換器に用いられるアルミニウム合金クラッド材およびそれに用いるアルミニウム合金クラッド材用芯材
JP5049488B2 (ja) アルミニウム合金ブレージングシートの製造方法
JP5188115B2 (ja) 高強度アルミニウム合金ブレージングシート
WO2015104760A1 (ja) アルミニウム合金クラッド材及びその製造方法、ならびに、当該アルミニウム合金クラッド材を用いた熱交換器及びその製造方法
US20110240280A1 (en) Aluminum alloy brazing sheet and heat exchanger
WO2015001725A1 (ja) アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法
JP5188116B2 (ja) 高強度アルミニウム合金ブレージングシートおよびその製造方法
US20050211345A1 (en) High conductivity bare aluminum finstock and related process
WO2017141921A1 (ja) アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法、ならびに、当該ブレージングシートを用いた自動車用熱交換器の製造方法
JP2014098185A (ja) アルミニウム合金ブレージングシート及びその製造方法
CN105734368B (zh) 铝合金翅片材料、其制造方法及具备该材料的换热器
WO2016129175A1 (ja) アルミニウム合金フィン材
WO2015141193A1 (ja) アルミニウム合金クラッド材及びその製造方法、ならびに、当該アルミニウム合金クラッド材を用いた熱交換器及びその製造方法
WO2020218511A1 (ja) 熱交換器用アルミニウム合金フィン材および熱交換器
JP2000008130A (ja) 耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器用部材
JP6233916B2 (ja) アルミニウム合金ろう材およびアルミニウム合金複合材
JP5952995B2 (ja) 熱交換器用アルミニウム合金フィン材
JP5545798B2 (ja) 熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法
JP6635652B2 (ja) 熱交換器用フィン材および熱交換器用組み付け体
JP2002256402A (ja) 熱交換器のフィン材の製造方法
JPH1088265A (ja) ろう付け後の強度および犠牲陽極効果に優れた熱交換器用アルミニウム合金フィン材
JP2002256364A (ja) 熱交換器のフィン材用アルミニウム合金、及び熱交換器のフィン材の製造方法
JP3977978B2 (ja) 耐食性に優れた熱交換器用アルミニウム合金
JP6738666B2 (ja) 大気環境における耐食性に優れるアルミニウム合金製熱交換器及びアルミニウム合金製熱交換器の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18904110

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18904110

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1