高強度鋁合金翅片材料及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及用于鋁制熱交換器的高強度鋁合金翅片材料及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 鋁制熱交換器中，鋁合金翅片材料被釬焊后用于鋁制的工作流體通路構成材料等 中。為了提高熱交換器的性能特性，作為該鋁合金翅片材料，在為了防止腐蝕工作流體通路 構成材料而要求犧牲陽極效果（日文：犠牲陽極効果）的同時，要求優良的耐下沉性、耐侵 蝕性，這樣的話，不會因釬焊時的高溫加熱而變形，釬料也不會浸透。
[0003] 為了滿足上述基本特性，在翅片材料中添加 Mn、Fe、Si、Zn等，最近，對制造工藝進 行鉆研，開發了釬焊前的抗拉強度低、釬焊后的抗拉強度及導熱系數高的熱交換器用高強 度鋁合金翅片。
[0004] 專利文獻1中，為了制造滿足翅片材料所要求的上述各特性、能夠薄壁化的翅片 材料，公開了將具有特定組成的鋁合金熔液通過雙輥式連續鑄造軋制法形成鋁合金板，冷 軋并實施2次以上的中間退火的焊接用鋁合金翅片材料的制造方法。
[0005] 專利文獻1所提出的翅片材料通過到釬焊加熱為止保持軋制組織（纖維狀組織） 來提高耐釬料擴散性。但是，薄壁化的翅片材料有彈性變形恢復量變大的傾向，在波紋成形 的情況下有可能不能得到規定的翅片間隔。
[0006] 專利文獻2中，公開了含有0.7?L3wt%的Si、超過2.0wt%且在2.8wt%以下 的Fe、超過0· 6wt%且在I. 2wt%以下的Mru超過0· 02wt%且在I. 5wt%以下的Zn，包括余 分的Al以及不可避免的雜質，存在最大徑0. 1?I. 0 μπι的金屬間化合物11萬個/mm2以 上，釬焊后的結晶粒徑為150 μ m以上的鋁合金制翅片材料。
[0007] 專利文獻2記載的翅片材料釬焊后的電導率為50% IACS以上，顯示出優良的導熱 性，但即使在Fe超過2. Owt%且在2. 8wt%以下、雙帶式鑄造機這樣凝固冷卻速度較快的情 況下，也有鑄造時生成粗大的Al-(Fe · Mn)-Si系結晶析出物、板材制造困難的可能。
[0008] 專利文獻3中，為了制造滿足翅片材料所要求的上述各特性、能夠薄壁化的翅片 材料，將具有特定組成的鋁合金熔液通過雙帶式連續鑄造法鑄造鋁合金平板，冷軋并實施 中間退火的焊接用鋁合金翅片材料的制造方法。
[0009] 并且，熱交換器用翅片材料在釬焊翅片材料和其他熱交換器用構件之前，通過波 紋加工等成形為規定的形狀。此時，由于存在于翅片材料的金屬組織中的硬度高的第二相 粒子導致成形用模具的磨損，存在模具的壽命變短的問題。
[0010] 專利文獻4中，為了改善該模具磨損特性，公開了限定存在于翅片材料的金屬組 織中的每單位面積I ym以上的第二相粒子個數的技術。
[0011] 但是，如果進一步謀求翅片材料的薄壁化、高抗拉強度化，則如前所述的波紋加工 時容易產生彈性變形恢復，有可能產生成形性下降的問題。
[0012] 現有技術文獻
[0013] 專利文獻
[0014] 專利文獻I :日本專利特開2002-241910號公報
[0015] 專利文獻2 :日本專利特開2004-277756號公報
[0016] 專利文獻3 :日本專利特開2008-038166號公報
[0017] 專利文獻4 :日本專利特開2009-270180號公報
【發明內容】
[0018] 發明所要解決的技術問題
[0019] 本發明的目的在于，提供一種最終板厚為35?50 μ m的薄壁化的熱交換器用鋁合 金翅片材料及其制造方法，該翅片材料在波紋加工時的彈性變形恢復量小、具有易于進行 翅片成形的適度的釬焊前強度的同時，在釬焊后具有高強度，且耐侵蝕性、本身耐腐蝕性、 犧牲陽極效果優良。
[0020] 解決技術問題所采用的技術方案
[0021] 發明人進行認真研宄的結果是，通過將合金組成規定在適當的范圍，作為制造方 法以連續薄平板鑄造機鑄造薄平板，在規定的條件下將熱軋、冷軋、退火適當組合進行，可 得到即使是最終板厚為35?50 μ m的薄壁化的翅片材料，也抑制了波紋加工時的彈性變形 恢復、成形性優良、具備上述各特性的熱交換器用鋁合金翅片材料及其制造方法。
[0022] 即，為了實現上述目的，本發明提供一種熱交換器用鋁合金翅片材料，其中，以質 量％計含有〇· 9?L 2%的Si、0. 8?L 1%的Fe、L 1?L 4%的Μη、(λ 9?L 1%的Zn，且 作為雜質的Mg限定為0.05%以下、Cu限定為0.03%以下、（[Si] + [Fe]+2[Mn])/3的含有 濃度限定為1. 4%?1. 6%，包括余分的不可避免的雜質和A1，最終板厚為35?50 μ m，釬 焊前的抗拉強度為215MPa以下，固相線溫度為620°C以上，釬焊后的抗拉強度為HOMPa以 上，釬焊后的電導率為45% IACS以上，且釬焊后的自然電勢為-730mV?-760mV。
[0023] 此外，在制造上述本發明的翅片材料的方法（第一制造方法）中，澆注上述記載的 組成的熔液，使用薄平板連續鑄造機連續鑄造厚度3?20_的薄平板，通過熱軋機軋制為 0. 5?5mm，卷取在輥上后，冷軋至板厚0. 05?0. Imm為止，以保持溫度250?450 °C實施中 間退火，再實施最終冷軋率25?50%的冷軋，使最終板厚為35?50 μ m。
[0024] 另外，在制造上述本發明的翅片材料方法（第二制造方法）中，澆注上述記載的組 成的熔液，使用薄平板連續鑄造機連續鑄造厚度3?IOmm的薄平板，卷取在輥上后，實施第 1階段冷軋將板厚制成I. 〇?6. 0mm，以300?500°C實施第1次中間退火，再實施第2階段 冷軋將板厚制成〇. 05?0. 1mm，以250?450°C實施第2次中間退火，接著實施最終冷軋率 25?50%的冷軋將最終板厚制成35?50 μ m。
[0025] 發明的效果
[0026] 相對于以往的翅片材料，本發明的熱交換器用鋁合金翅片材料通過在化學組成上 將（[Si] + [Fe]+2[Mn])/3的含有濃度限定為1. 4%?1. 6%，可制成在波紋加工時彈性變形 恢復量小、具有易于進行翅片成形的適度的釬焊前強度的同時，在釬焊后具有高強度，且耐 侵蝕性、本身耐腐蝕性、犧牲陽極效果優良的最終板厚為35?50 μ m的薄壁化的翅片材料。
[0027] 本發明的翅片材料的制造方法通過使用本發明的翅片材料組成的熔液，以連續薄 平板鑄造機制成薄平板，以規定的條件將熱軋、冷軋、退火適宜組合起來進行，可制造具備 上述各條件的翅片材料。
【具體實施方式】
[0028] 對限定本發明的熱交換器用鋁合金翅片材料的組成的理由進行說明。本申請的說 明書中，在沒有特別的限定的情況下，表示含量的" ％ "指"質量％ "。
[0029] [Si :0· 9 ?1. 2% ]
[0030] Si與Fe、Mn共存，在釬焊時生成亞微水平的Al-(Fe · Mn)-Si系的化合物，提高強 度，同時減少Mn的固溶量，提高熱導率。如果Si的含有濃度低于0. 9%未滿則其效果不充 分；如果超過1. 2%則由于固相線溫度下降而在釬焊時發生翅片材料侵蝕的可能性變高。 因此，Si含有濃度限定在0.9?1.2%。Si含有濃度優選0.95?1.15%的范圍。Si含有 濃度更優選0.95?I. 1 %的范圍。
[0031] [Fe :0· 8 ?1. 1% ]
[0032] Fe與Mn、Si共存，在釬焊時生成亞微水平的Al-(Fe · Mn)-Si系的化合物，在提高 強度的同時，減少Si以及Mn的固溶量，降低電勢，提高電導率（熱導率）。為了得到該效 果，Fe含有濃度需要在0. 8%以上。如果Fe含有濃度低于0. 8%則不僅強度下降，而且釬焊 后的自然電勢降低，提高犧牲陽極效果的效果下降，電導率也降低。但是如果Fe含有濃度 超過I. 1 %，則釬焊前的抗拉強度過高，不能抑制彈性變形恢復量，成形性下降。因此，Fe含 有濃度限定在0.8?1.1%。Fe含有濃度優選0.85?1.05%。Fe含有濃度更優選0.9? 1. 0%〇
[0033] [Mn :1. 1 ?1. 4% ]
[0034] Mn通過與Fe、Si共存，在釬焊時作為亞微水平的Al-(Fe · Mn)-Si系化合物高密 度析出，提高釬焊后的合金材的強度。此外，由于亞微水平的Al-(Fe · Mn)-Si系析出物具 有強再結晶阻止作用，因此再結晶粒在200 μπι以上，可確保耐侵蝕性。為了得到該效果，Mn 含有濃度需要在I. 1 %以上。但是如果Mn含有