JPH04325643A - 熱交換器用フィン材とその製造方法 - Google Patents
熱交換器用フィン材とその製造方法Info
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- JPH04325643A JPH04325643A JP3122117A JP12211791A JPH04325643A JP H04325643 A JPH04325643 A JP H04325643A JP 3122117 A JP3122117 A JP 3122117A JP 12211791 A JP12211791 A JP 12211791A JP H04325643 A JPH04325643 A JP H04325643A
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- Japan
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- brazing
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は真空ろう付け法により組
立てられる自動車用等の熱交換器の犠牲陽極効果を有す
るフィン材に係り、特にろう付け後の強度に優れ、自動
車用熱交換器の軽量化を可能にするフィン材とその製造
方法に関するものである。
立てられる自動車用等の熱交換器の犠牲陽極効果を有す
るフィン材に係り、特にろう付け後の強度に優れ、自動
車用熱交換器の軽量化を可能にするフィン材とその製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車用熱交換器(ラジエーター、コン
デンサー、エバボレータ等)は、ブレージングシートよ
りなるプレート材とコルゲートフィン材より構成され、
真空ろう付け法により組立てられている。
デンサー、エバボレータ等)は、ブレージングシートよ
りなるプレート材とコルゲートフィン材より構成され、
真空ろう付け法により組立てられている。
【0003】真空ろう付け法により組立られる熱交換器
のチューブやタンク等を構成するブレージングシートに
は、芯材にAl−Mn系合金3003を用い、ろう材に
Al−Si−Mg系合金4004や4104が一般的に
使用されている。一方、フィン材としては一般的にAl
−Mn系合金3003が用いられている。
のチューブやタンク等を構成するブレージングシートに
は、芯材にAl−Mn系合金3003を用い、ろう材に
Al−Si−Mg系合金4004や4104が一般的に
使用されている。一方、フィン材としては一般的にAl
−Mn系合金3003が用いられている。
【0004】ところで、自動車用熱交換器において、チ
ューブやタンクの貫通腐食を防止するために、フィン材
を犠牲陽極として用いることが検討され、一部実用化さ
れているが、問題点も多い。すなわち、フィン材として
一般的に用いられている3003合金は強度、ろう付け
性等は良好であるものの、ブレージングシートとの孔食
電位の差が殆どないため、犠牲陽極効果は得られない。
ューブやタンクの貫通腐食を防止するために、フィン材
を犠牲陽極として用いることが検討され、一部実用化さ
れているが、問題点も多い。すなわち、フィン材として
一般的に用いられている3003合金は強度、ろう付け
性等は良好であるものの、ブレージングシートとの孔食
電位の差が殆どないため、犠牲陽極効果は得られない。
【0005】そこで、真空ろう付け法により組立られる
熱交換器のフィン材を犠牲陽極として使用するため、フ
ィン材として、■真空ろう付け法においても蒸発しない
で犠牲陽極効果の得られるAl−Sn系合金の使用、■
真空ろう付け法により蒸発する量を予め予想したAl−
Zn系合金(Zn1.5%以上)の使用、が行われてい
る。
熱交換器のフィン材を犠牲陽極として使用するため、フ
ィン材として、■真空ろう付け法においても蒸発しない
で犠牲陽極効果の得られるAl−Sn系合金の使用、■
真空ろう付け法により蒸発する量を予め予想したAl−
Zn系合金(Zn1.5%以上)の使用、が行われてい
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍ら、このよう
なフィン材には、以下に示すような問題点がある。まず
、犠牲陽極フィン材として用いられているアルミニウム
合金としては、Al−1.2%Mn−0.1%Sn系の
合金が知られているが、本合金は熱間圧延時に割れを生
じ易く、またスクラップの管理、処理に問題があるため
、素材コストが上昇するという問題がある。
なフィン材には、以下に示すような問題点がある。まず
、犠牲陽極フィン材として用いられているアルミニウム
合金としては、Al−1.2%Mn−0.1%Sn系の
合金が知られているが、本合金は熱間圧延時に割れを生
じ易く、またスクラップの管理、処理に問題があるため
、素材コストが上昇するという問題がある。
【0007】また、Al−1.2%Mn−1.5%Zn
系合金等のAl−Zn系合金(特開昭54−80220
号、同55−65896号、同56−142845号、
同60−211055号)も検討されてきているが、犠
牲陽極効果が安定して得られない欠点がある。また、S
nとZnを併用したAl−Zn−Sn系合金(特開昭6
0−89540号、同60−215729号等)も提案
されているが、同様の問題がある。
系合金等のAl−Zn系合金(特開昭54−80220
号、同55−65896号、同56−142845号、
同60−211055号)も検討されてきているが、犠
牲陽極効果が安定して得られない欠点がある。また、S
nとZnを併用したAl−Zn−Sn系合金(特開昭6
0−89540号、同60−215729号等)も提案
されているが、同様の問題がある。
【0008】上記のように、フィン材は犠牲陽極効果を
有するもので、薄肉化の要請があり、このような薄肉化
に対応するには、ろう付け後の強度の改善が望まれてい
る。
有するもので、薄肉化の要請があり、このような薄肉化
に対応するには、ろう付け後の強度の改善が望まれてい
る。
【0009】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであって、真空ろう付け法により
組立てられる熱交換器のフィン材として、ろう付け後の
強度に優れ、かつSn等の元素を添加することなく犠牲
陽極効果を有するフィン材を提供し、またその製造方法
を提供することを目的とするものである。
るためになされたものであって、真空ろう付け法により
組立てられる熱交換器のフィン材として、ろう付け後の
強度に優れ、かつSn等の元素を添加することなく犠牲
陽極効果を有するフィン材を提供し、またその製造方法
を提供することを目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成し得るフィン材の組成並びに製造工程について鋭意
研究を重ねた。
達成し得るフィン材の組成並びに製造工程について鋭意
研究を重ねた。
【0011】前述の如く、真空ろう付け法により組立て
られる熱交換器のチューブやタンクを構成するブレージ
ングシートには、芯材にAl−Mn系合金3003を用
い、ろう材にAl−Si−Mg系合金4004や410
4が一般的に使用されている。
られる熱交換器のチューブやタンクを構成するブレージ
ングシートには、芯材にAl−Mn系合金3003を用
い、ろう材にAl−Si−Mg系合金4004や410
4が一般的に使用されている。
【0012】これらのブレージングシートに対し、フィ
ン材を犠牲陽極的に作用させるためには、フィン材の孔
食電位をブレージングシート表面の孔食電位よりも30
mV以上卑にする必要があることが種々の実験により判
明した。
ン材を犠牲陽極的に作用させるためには、フィン材の孔
食電位をブレージングシート表面の孔食電位よりも30
mV以上卑にする必要があることが種々の実験により判
明した。
【0013】合金元素としてSnやZnを使用せずにブ
レージングシートに対して犠牲陽極効果を有するアルミ
ニウム合金としては、例えば純アルミニウムが知られて
いるが、フィン材としての強度が不十分なため、実用的
でない。
レージングシートに対して犠牲陽極効果を有するアルミ
ニウム合金としては、例えば純アルミニウムが知られて
いるが、フィン材としての強度が不十分なため、実用的
でない。
【0014】また、フィン材として一般的に用いられて
いるAl−Mn系合金3003は、強度及びろう付け性
等は良好であるが、ブレージングシートとの孔食電位の
差が殆どないため、犠牲陽極効果は得られない。
いるAl−Mn系合金3003は、強度及びろう付け性
等は良好であるが、ブレージングシートとの孔食電位の
差が殆どないため、犠牲陽極効果は得られない。
【0015】そこで、本発明者は、従来のフィン材に用
いられているAl−Mn系合金の孔食電位を卑に移行さ
せる方法を検討した結果、Mn固溶量を抑制させること
が最も効果的であることが判明した。具体的には、Mn
添加量の規制、Fe添加によるMnのAl−Mn−Fe
系化合物としての固定を行い、孔食電位を卑に移行させ
、Mn添加量を規制することにより強度が低下するが、
この強度低下に対してはMgとSiの添加が有効である
こと、また耐サグ性、耐座屈性の向上には、再結晶を抑
制させる効果が大きく、かつ電位を貴に移行させないZ
rを添加すること、及び冷間加工後の最終焼鈍条件をコ
ントロールすることがろう付け後の強度向上に有効であ
ること、等が明らかになり、ここに本発明をなしたもの
である。
いられているAl−Mn系合金の孔食電位を卑に移行さ
せる方法を検討した結果、Mn固溶量を抑制させること
が最も効果的であることが判明した。具体的には、Mn
添加量の規制、Fe添加によるMnのAl−Mn−Fe
系化合物としての固定を行い、孔食電位を卑に移行させ
、Mn添加量を規制することにより強度が低下するが、
この強度低下に対してはMgとSiの添加が有効である
こと、また耐サグ性、耐座屈性の向上には、再結晶を抑
制させる効果が大きく、かつ電位を貴に移行させないZ
rを添加すること、及び冷間加工後の最終焼鈍条件をコ
ントロールすることがろう付け後の強度向上に有効であ
ること、等が明らかになり、ここに本発明をなしたもの
である。
【0016】すなわち、本発明は、Mg:0.3〜1.
0%、Si:0.3〜0.8%、Mn:0.05〜0.
3%、Fe:0.05〜0.3%及びZn:0.1〜0
.8%を含み、Ti又はZrの1種以上:0.01〜0
.2%を含み、残部が実質的にAlよりなることを特徴
とする真空ろう付け法により組立てられる熱交換器用で
ろう付け後の強度に優れ、かつ犠牲陽極効果を有するフ
ィン材を要旨とするものである。
0%、Si:0.3〜0.8%、Mn:0.05〜0.
3%、Fe:0.05〜0.3%及びZn:0.1〜0
.8%を含み、Ti又はZrの1種以上:0.01〜0
.2%を含み、残部が実質的にAlよりなることを特徴
とする真空ろう付け法により組立てられる熱交換器用で
ろう付け後の強度に優れ、かつ犠牲陽極効果を有するフ
ィン材を要旨とするものである。
【0017】また、その製造方法は、前記化学成分を有
するAl合金フィン材を製造するに当り、冷間加工後の
最終焼鈍を、180〜260℃×20〜600分の条件
で行うことを特徴とするものである。
するAl合金フィン材を製造するに当り、冷間加工後の
最終焼鈍を、180〜260℃×20〜600分の条件
で行うことを特徴とするものである。
【0018】以下に本発明を更に詳細に説明する。
【0019】
【作用】前述のように、本発明は、真空ろう付け法によ
り組立られる熱交換器のフィン材であつて、アルミニウ
ムにとって特異な合金元素であるSnを含まずに犠牲陽
極特性を有するフィン材であり、冷間圧延後に最終焼鈍
を施すことによりフィン材としてのろう付け後に優れた
強度を得たものである。
り組立られる熱交換器のフィン材であつて、アルミニウ
ムにとって特異な合金元素であるSnを含まずに犠牲陽
極特性を有するフィン材であり、冷間圧延後に最終焼鈍
を施すことによりフィン材としてのろう付け後に優れた
強度を得たものである。
【0020】まず、本発明における化学成分の限定理由
について説明する。
について説明する。
【0021】Mg:Mgはろう付け後の強度を得るため
に必要であるが、Mn量を0.3%以下に規制したため
、0.3〜1.0%の添加が必要である。Mg量が0.
3%未満では充分な強度が得られず、また1.0%を超
えて含有するとろう付け性の低下を招くので好ましくな
い。
に必要であるが、Mn量を0.3%以下に規制したため
、0.3〜1.0%の添加が必要である。Mg量が0.
3%未満では充分な強度が得られず、また1.0%を超
えて含有するとろう付け性の低下を招くので好ましくな
い。
【0022】Si:Siはろう付け後の強度を向上させ
る合金元素として添加される。しかし、添加量が0.3
%未満では充分な強度が得られず、また0.8%を超え
て添加すると、強度は向上するものの、融点が低下し、
耐座屈性を低下させるので好ましくない。したがって、
ろう付け性を阻害することなく強度が向上できるSiの
添加量は0.3〜0.8%の範囲に限定される。
る合金元素として添加される。しかし、添加量が0.3
%未満では充分な強度が得られず、また0.8%を超え
て添加すると、強度は向上するものの、融点が低下し、
耐座屈性を低下させるので好ましくない。したがって、
ろう付け性を阻害することなく強度が向上できるSiの
添加量は0.3〜0.8%の範囲に限定される。
【0023】Mn:Mnはろう付け時の強度及びろう付
け後の強度、ろう付け性の確保に必要な元素であるが、
0.05%未満では効果が少なく、反面、固溶量が増大
するとアルミニウム合金の孔食電位が貴に移行するため
、固溶量は極力抑制する必要があるため、添加量の上限
を0.3%とする。
け後の強度、ろう付け性の確保に必要な元素であるが、
0.05%未満では効果が少なく、反面、固溶量が増大
するとアルミニウム合金の孔食電位が貴に移行するため
、固溶量は極力抑制する必要があるため、添加量の上限
を0.3%とする。
【0024】Fe:FeはMnとAl−Mn−Fe系の
化合物を作って析出し、固溶Mn量を抑制させるのに有
効である。しかし、0.05%未満では効果が少なく、
また0.3%を超えて含有するとAl−Fe系化合物と
なって析出して耐食性を低下させ、また、アルミニウム
合金の組織を微細化し、耐サグ性、耐座屈性を低下させ
るので好ましくない。したがって、Fe量は0.05〜
0.3%とする。
化合物を作って析出し、固溶Mn量を抑制させるのに有
効である。しかし、0.05%未満では効果が少なく、
また0.3%を超えて含有するとAl−Fe系化合物と
なって析出して耐食性を低下させ、また、アルミニウム
合金の組織を微細化し、耐サグ性、耐座屈性を低下させ
るので好ましくない。したがって、Fe量は0.05〜
0.3%とする。
【0025】なお、Mn固溶量を極力抑制し、Al−F
e系化合物の析出を抑制するのが好ましく、そのために
は上記MnとFeについて、Mn/Fe比を1〜3の範
囲に規制するように含有させるのが好ましい。
e系化合物の析出を抑制するのが好ましく、そのために
は上記MnとFeについて、Mn/Fe比を1〜3の範
囲に規制するように含有させるのが好ましい。
【0026】Zn:Znは真空炉のメンテナンスを容易
にする作用がある。しかし、0.1%未満ではその効果
が不十分であり、また0.8%を超えると炉の汚染が促
進されるため、添加量は0.1〜0.8%の範囲とする
。
にする作用がある。しかし、0.1%未満ではその効果
が不十分であり、また0.8%を超えると炉の汚染が促
進されるため、添加量は0.1〜0.8%の範囲とする
。
【0027】Ti及びZr:Ti及びZrはフィン材の
組織をコントロールし、ろう付け時の耐座屈性を向上さ
せるのに有効である。しかし、0.01%未満ではその
効果が不十分であり、また0.2%を超えると効果は飽
和し、逆に粗大金属間化合物が形成され、加工性の低下
を招くので好ましくない。したがって、Ti及びZrは
1種又は2種で0.01〜0.2%の範囲とする。
組織をコントロールし、ろう付け時の耐座屈性を向上さ
せるのに有効である。しかし、0.01%未満ではその
効果が不十分であり、また0.2%を超えると効果は飽
和し、逆に粗大金属間化合物が形成され、加工性の低下
を招くので好ましくない。したがって、Ti及びZrは
1種又は2種で0.01〜0.2%の範囲とする。
【0028】上記の化学成分を有し、残部が実質的にA
lからなるAl合金フィン材は、常法により製造される
が、本発明の場合、冷間圧延後の最終焼鈍条件を規制す
るものである。
lからなるAl合金フィン材は、常法により製造される
が、本発明の場合、冷間圧延後の最終焼鈍条件を規制す
るものである。
【0029】すなわち、ろう付け後の強度はフィン材の
製造条件に大きく依存しており、常法により均熱処理後
に熱間圧延を行い、冷間圧延を行うが、冷間圧延後に最
終で調質焼鈍を行うのは強度を向上させるためである。
製造条件に大きく依存しており、常法により均熱処理後
に熱間圧延を行い、冷間圧延を行うが、冷間圧延後に最
終で調質焼鈍を行うのは強度を向上させるためである。
【0030】焼鈍条件は、バッチ炉を使用したときは、
180℃未満では保持時間が600分以上必要となるた
め生産性が悪く、製造コストを上昇させる。また260
℃を超えて焼鈍すると保持時間が短いために安定した熱
処理を行うことが難しい。以上のことから、最終焼鈍条
件は180〜260℃×20〜600分とする。
180℃未満では保持時間が600分以上必要となるた
め生産性が悪く、製造コストを上昇させる。また260
℃を超えて焼鈍すると保持時間が短いために安定した熱
処理を行うことが難しい。以上のことから、最終焼鈍条
件は180〜260℃×20〜600分とする。
【0031】次に本発明の実施例を示す。
【0032】
【表1】
に示す化学成分を有するアルミニウム合金について、同
表に示す条件の最終焼鈍を含む工程により、0.1mm
板厚のアルミニウム合金フィン材(供試材)を製造し、
以下の実験に供した。なお、製造工程は、H24材の場
合は均熱処理→熱間圧延→冷間圧延→最終焼鈍であり、
H14材の場合は均熱処理→熱間圧延→冷間圧延(中間
焼鈍を含む)である。
表に示す条件の最終焼鈍を含む工程により、0.1mm
板厚のアルミニウム合金フィン材(供試材)を製造し、
以下の実験に供した。なお、製造工程は、H24材の場
合は均熱処理→熱間圧延→冷間圧延→最終焼鈍であり、
H14材の場合は均熱処理→熱間圧延→冷間圧延(中間
焼鈍を含む)である。
【0033】
【実施例1】得られた供試材を
【表2】
に示す真空ろう付け相当加熱(真空度2×10−4To
rrの真空中で595℃×3min加熱)した後、機械
的性質の測定を行った。その結果を表2に併記する。
rrの真空中で595℃×3min加熱)した後、機械
的性質の測定を行った。その結果を表2に併記する。
【0034】表2より明らかなように、本発明材は何れ
も、従来よりフィン材として多用されている3003合
金と比較すると、かなり高強度が得られている。また、
同じ化学成分を有するH14タイプのフィン材(比較例
)と比らべても、高強度が得られている。
も、従来よりフィン材として多用されている3003合
金と比較すると、かなり高強度が得られている。また、
同じ化学成分を有するH14タイプのフィン材(比較例
)と比らべても、高強度が得られている。
【0035】
【実施例2】供試材を2×10−4Torrの真空中で
595℃×3min加熱した後、電気化学的特性の測定
を行った。その結果を表2に併記する。
595℃×3min加熱した後、電気化学的特性の測定
を行った。その結果を表2に併記する。
【0036】表2よりわかるように、本発明材は何れも
、従来よりフィン材として多用されている3003合金
に比べ、より卑な孔食電位を示している。したがって、
チューブブレージングシートに対して電気化学的に卑で
あるため、少なくとも腐食を促進させることはない。
、従来よりフィン材として多用されている3003合金
に比べ、より卑な孔食電位を示している。したがって、
チューブブレージングシートに対して電気化学的に卑で
あるため、少なくとも腐食を促進させることはない。
【0037】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
犠牲陽極効果を有するフィン材において優れたろう付け
後強度が得られる。したがって、熱交換器のコストダウ
ン、軽量化等、工業上顕著な効果が得られるものである
。
犠牲陽極効果を有するフィン材において優れたろう付け
後強度が得られる。したがって、熱交換器のコストダウ
ン、軽量化等、工業上顕著な効果が得られるものである
。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量%で(以下、同じ)、Mg:0.
3〜1.0%、Si:0.3〜0.8%、Mn:0.0
5〜0.3%、Fe:0.05〜0.3%及びZn:0
.1〜0.8%を含み、Ti又はZrの1種以上:0.
01〜0.2%を含み、残部が実質的にAlよりなるこ
とを特徴とする真空ろう付け法により組立てられる熱交
換器用でろう付け後の強度に優れ、かつ犠牲陽極効果を
有するフィン材。 - 【請求項2】 請求項1に記載の化学成分を有するA
l合金フィン材を製造するに当り、冷間加工後の最終焼
鈍を、180〜260℃×20〜600分の条件で行う
ことを特徴とする真空ろう付け法により組立てられる熱
交換器用でろう付け後の強度に優れ、かつ犠牲陽極効果
を有するフィン材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3122117A JPH04325643A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 熱交換器用フィン材とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3122117A JPH04325643A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 熱交換器用フィン材とその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04325643A true JPH04325643A (ja) | 1992-11-16 |
Family
ID=14828052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3122117A Pending JPH04325643A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 熱交換器用フィン材とその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04325643A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002004690A3 (en) * | 2000-07-06 | 2002-04-04 | Alcan Int Ltd | Method of making aluminum foil for fins |
WO2014065355A1 (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-01 | 株式会社Uacj | フィン用アルミニウム合金製ブレージングシート、熱交換器及び熱交換器の製造方法 |
WO2017067647A1 (de) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | Trimet Aluminium Se | Aluminiumlegierung |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP3122117A patent/JPH04325643A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002004690A3 (en) * | 2000-07-06 | 2002-04-04 | Alcan Int Ltd | Method of making aluminum foil for fins |
US7172664B2 (en) | 2000-07-06 | 2007-02-06 | Novelis Inc. | Method of making aluminum foil for fins |
KR100790202B1 (ko) * | 2000-07-06 | 2007-12-31 | 노벨리스 인코퍼레이티드 | 핀용 알루미늄 합금 박 제조방법 |
WO2014065355A1 (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-01 | 株式会社Uacj | フィン用アルミニウム合金製ブレージングシート、熱交換器及び熱交換器の製造方法 |
JP2014084521A (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Uacj Corp | フィン用アルミニウム合金製ブレージングシート、熱交換器及び熱交換器の製造方法 |
WO2017067647A1 (de) * | 2015-10-19 | 2017-04-27 | Trimet Aluminium Se | Aluminiumlegierung |
AU2016343539B2 (en) * | 2015-10-19 | 2019-10-24 | Trimet Aluminium Se | Aluminum alloy |
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