(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．１ｗｔ％を越え０．５ｗｔ％以下のＣｕ、０．６ｗｔ％を越え０．８５ｗｔ％以下のＭｎ、０．１ｗｔ％を越え０．３ｗｔ％以下のＣｒを含有し、不可避的不純物としてのＳｉを０．２ｗｔ％以下、Ｆｅを０．６ｗｔ％以下に規制し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる熱交換器用アルミニウム合金配管材を製造するに当り、焼鈍処理を３３０℃を越え、４５０℃以下の温度で１〜１０時間加熱し、冷却速度を１００℃／時間以上の条件で行うことを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金配管材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用エアコン、オイルクーラー、ラジエーターなどの熱交換器の配管に適した耐食性に優れる、加工性の良好なアルミニウム合金配管材に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば、自動車用エアコンは、図１に示すようにアルミニウム合金製熱交換器からなるコンデンサー１とエバポレーター２をアルミニウム配管３で連結し、その間にフロンのような冷媒を圧縮するコンプレッサー４またはレシーバー５を設けて構成されている。
前記アルミニウム配管３には、ＪＩＳ３００３（Ａｌ−Ｍｎ系）合金またはＪＩＳ１１００（純Ａｌ系）合金、ＪＩＳ６０００系合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系）を素管に押し出し加工し、この素管を連続抽伸加工した外径８〜１６ｍｍ（肉厚１〜２ｍｍ）程度の配管材が用いられ、またラジエーター等の出入口にも前記合金の外径８〜３４ｍｍ程度の配管材が用いられている。例えば、ＪＩＳ６０００系合金では、特開昭５８−１１０６５３号公報には、Ｍｇを０．３５〜１．５ｗｔ％、Ｓｉを０．２〜０．８ｗｔ％、Ｚｎを０．１〜０．３ｗｔ％含有し、さらにＳｎを０．０２〜０．１ｗｔ％、Ｃｕを０．１５〜０．４ｗｔ％含有することを特徴とする耐粒界腐食性および耐孔食性に優れたアルミニウム合金が提示されている。
しかしながら、配管が環境劣悪な自動車のエンジンルーム内で使用される場合や、東南アジアなどの高温多湿の環境で使用される場合には、貫通腐食が生じることがあり、配管に１点でも貫通腐食が生じると配管内の冷媒（冷却水）が漏れて、エアコンでは冷却機能が失われ、ラジエーターではエンジンが焼き付いたりする。
そのために、従来の腐食防止法のうち、配管の外面にＡｌ−Ｚｎ合金をクラッドする方法は最も効果的であるが、製造に手間がかかりコストアップは避けられない。また、塗装法は簡便で低コストであるが、十分な効果が得られず、近頃は塗装すらコストダウンの要求から省略される傾向にある。
尚、配管内を流れる冷媒や冷却水には防錆材（インヒビター）が添加されているため配管内側からの腐食はほとんどおきず、腐食は主に配管外側から進行する。そのために、クラッドや塗装することなく、単層で従来合金よりも耐食性が良い材料の開発が必要とされてきた。
また配管材については、それを製造する際の押し出し加工や熱交換器を組み立てる際に曲げ加工などの上から良好な成形性、加工性を有することが要求されることは言うまでもない。しかし、従来の配管材はこれらの耐食性と成形性及び加工性を全て具備するという点で必ずしも十分とは言えない。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記の課題は下記の手段によって達成された。
すなわち本発明は、０．１ｗｔ％を越え０．５ｗｔ％以下のＣｕ、０．６ｗｔ％を越え０．８５ｗｔ％以下のＭｎ、０．１ｗｔ％を越え０．３ｗｔ％以下のＣｒを含有し、不可避的不純物としてのＳｉを０．２ｗｔ％以下、Ｆｅを０．６ｗｔ％以下に規制し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる熱交換器用アルミニウム合金配管材を製造するに当り、焼鈍処理を３３０℃を越え、４５０℃以下の温度で１〜１０時間加熱し、冷却速度を１００℃／時間以上の条件で行うことを特徴とする熱交換器用アルミニウム合金配管材の製造方法を提供するものである。
【０００４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係るアルミニウム合金配管材の合金元素について説明する。
Ｃｕ；Ｃｕは面腐食を助長して孔食の発生を抑制し、また粒界腐食感受性を鈍らせて耐食性を改善する。また更に強度向上にも寄与する。
Ｃｕの含有量を０．１ｗｔ％を越え、０．５ｗｔ％以下に規定する理由は、０．１ｗｔ％未満ではその効果が十分に得られず、０．５ｗｔ％を越えると自己腐食の劣化を促進し、また押し出し加工性を阻害してしまう。Ｃｕの含有量は好ましくは０．１〜０．３ｗｔ％である。
Ｍｎ；ＭｎはＦｅと結合してＡｌ６（ＭｎＦｅ）化合物を生成し、これによりカソードとして孔食の起点となるＡｌ３Ｆｅ、Ａｌ６Ｆｅなどの化合物の析出を低減して孔食の発生起点を少なくする。
Ｍｎの含有量を０．６ｗｔ％を越え、０．８５ｗｔ％以下と規定した理由は０．６ｗｔ％未満ではその効果と機械的強度が不足し、０．８５ｗｔ％を越えると押し出し加工性および成形性が損なわれてしまうからである。Ｍｎの含有量は好ましくは０．６〜０．８ｗｔ％である。
Ｃｒ；Ｃｒは耐孔食性および強度を向上させる。Ｃｒの含有量を０．１ｗｔ％を越え、０．３ｗｔ％以下と規定した理由は０．１ｗｔ％未満ではその効果が十分に得られず、０．３ｗｔ％を越えると粗大な化合物が晶出して冷間抽伸加工性および製品の押し出し加工性などの成形性が低下する為である。Ｃｒの含有量は好ましくは０．１〜０．２ｗｔ％である。
本発明では不可避不純物のＳｉを０．２ｗｔ％以下、Ｆｅは０．６ｗｔ％以下に規定する。その理由はいずれが本発明例を越えても孔食が発生しやすくなる為である。Ｓｉの含有量は好ましくは０．１ｗｔ％以下、Ｆｅの含有量は好ましくは０．５ｗｔ％以下である。
尚、本発明合金に鋳造組織を微細化して製品加工性を改善する目的でＴｉを０．１５ｗｔ％以下の範囲で適宜微量添加すると良い。尚、０．１５ｗｔ％を越えると、Ｔｉの粗大な化合物が生成し、成形加工性を低下させる。
本発明の配管材の製造工程は常法に従って行うことができる。これを例示すると次の通りである。
アルミニウム合金の溶解鋳造→均質化処理
→熱間押し出し→連続抽伸加工→焼鈍
次に、本発明において、焼鈍処理を３３０℃を越え、４５０℃以下の温度で１〜１０時間加熱し、冷却速度を１００℃／時間以上の条件で行うことを特徴とするアルミニウム合金配管材の製造方法の理由について説明する。
熱処理温度が３３０℃未満の場合には、材料の伸びが低下して、曲げ加工性などの成形加工性に劣ってしまう。また焼鈍処理温度が４５０℃を越える場合には、粒界にＡｌ−Ｍｎ系の析出物が優先析出し、粒界腐食を促進し耐食性を損ねてしまう。また、冷却速度が１００℃／時間未満の場合においては、粒界に析出するＡｌ−Ｍｎ系の析出を促進し、粒界腐食を促進し耐食性を損ねてしまうからである。
【０００５】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明する。
【０００７】
表２に示すアルミニウム合金に示す本発明組成のアルミニウム合金と本発明成分を外れる比較例合金を溶解鋳造して断面円形形状の鋳塊とし、この鋳塊を６１０℃で４時間の均質化処理後、長さ１０００ｍｍに切断して押し出しビレットとし、これを５００℃に再加熱して、外径５０ｍｍの素管に熱間押し出しし、その後連続抽伸加工を冷間で複数回行って外径８．０ｍｍ、肉厚１．０ｍｍの管材に仕上げた。その後表３に示す人工時効処理を行い、表３に示す冷却速度にて供試材を冷却し、試験片を得た。
これらの供試材をＪＩＳＨ８６０１に基づくＣＡＳＳ試験を４００時間行った後に、腐食生成物を除去し、光学顕微鏡を用いて、孔食深さを測定し、最大孔食深さを求めた。
また、この管材製造時の押し出し加工性は、押し出す際の押し出し力と押し出し速度及び十分な形状が得られているかを総合的に判断し、良好と不良で評価した。
曲げ加工性は、抽伸、焼鈍後の素管を、実際の曲げ加工で使用される引っ張り曲げ（ストレッチベンド）法により評価した。曲げ条件は曲げ半径３０ｍｍФ、曲げ角度６０°とした。曲げ加工後に異常の無い管は良好、折れたり肌荒れした管は不良と判断した。
表３に結果を示す。本発明例は、比較例と比較して良好な耐食性、押し出し加工性、曲げ加工性を具備し、優れることがわかる。
【０００８】
【表２】
0004286432.tif 000002
【０００９】
【表３】
0004286432.tif 000003
【００１０】
【発明の効果】
この様に本発明によれば、自動車用熱交換器のアルミニウム合金配管材としてクラッド材ではなく、単層のベア材であっても、製造時の加工性と優れた耐食性および曲げ加工性の全てを具備した熱交換器配管材が得られ、熱交換器のコストダウンが図れる等、工業的に顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車用エアコンのシステム説明図である。
【符号の説明】
１  コンデンサー
２  エバポレーター
３  配管
４  コンプレッサー
５  レシーバー
【図１】
0004286432.tif 000004