減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材，其特征在于，該減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材的耐卡圈破裂性優(yōu)異，以減薄拉伸沖壓用的翅片材為對象，能夠抑制在成形加工時的卡圈破裂的產(chǎn)生，所述減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材由含有Fe：0.010～0.4質(zhì)量％、剩余部分包括Al及不可避免的雜質(zhì)、Al純度為99.30質(zhì)量％以上的鋁合金構(gòu)成，所述減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材的厚度小于0.115mm，亞晶粒的平均粒徑為2.5μm以下以及屈服強度為130N/mm2以上。進一步特征在于最大長度超過3μm的金屬間化合物為2000個/mm2以下。
【專利說明】減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在換熱器中使用的減薄拉伸沖壓(drawless press)用換熱器用鋁合金翅片材及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在空調(diào)器等換熱器中使用的換熱器用鋁合金翅片材(以下，適當?shù)胤Q為翅片材)中，根據(jù)隨著氟利昂限制的向新制冷劑的替換、空調(diào)器自身的小型化、輕量化或高性能化等，日益實現(xiàn)薄壁化而使板厚在0.15mm以下,最近實現(xiàn)薄壁化直至0.09mm左右。
[0003]在此，翅片材的成形法具有拉伸方式、減薄拉伸方式及拉伸?減薄拉伸復(fù)合方式 (搭配方式)。拉伸方式包括外伸工序、擰絞工序、穿孔(刺穿)及擴孔工序(內(nèi)緣翻邊)、 外張工序，減薄拉伸方式包括穿孔及擴孔工序、捋拽(打薄)工序、外張工序，搭配方式主要包括外伸工序、擰絞工序、穿孔及擴孔工序、減薄拉伸工序、外張工序。
[0004]在上述任意的成形法中，用于成形銅管中的管用孔卡圈(collar)的刺穿和內(nèi)緣翻邊成形與外張成形對于翅片材來說是必不可少的成形工序。但是，上述成形對于實現(xiàn)薄壁化直至板厚為0.15mm以下的翅片材來說成為過于苛刻的成形。因此，與上述的薄壁化對應(yīng)，開發(fā)有提高了加工性的翅片材。
[0005]例如，在專利文獻I中公開有如下所述的成形加工性優(yōu)異的鋁合金翅片材，其板厚為0.15mm以下，并將金屬間化合物的顆粒直徑、大傾角顆粒的最大長度、大傾角顆粒內(nèi)的亞晶粒的平均粒徑等限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。另外，在專利文獻2中公開有如下所述的耐連同(法語:avec)性(難以產(chǎn)生因擴管時的不均勻的變形而導(dǎo)致與鄰接散熱片之間的接觸的特性)、堆疊性優(yōu)異的換熱器用鋁合金翅片材，其板厚小于0.11mm，含有規(guī)定量的Fe、 Ti，并將S1、Cu限制在規(guī)定量以下，并且將伸長率限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。 在專利文獻3中公開有如下所述的耐連同性優(yōu)異的換熱器用鋁合金翅片材，其板厚小于0.11_，并將規(guī)定元素的含有量限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。另外，在專利文獻4中公開有如下所述的減薄拉伸散熱片用高強度鋁合金薄板及其制造方法，其冷軋后的板厚為0.115_，并將規(guī)定元素限制在規(guī)定的范圍內(nèi)。
[0006]在先技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2006-104488號公報
[0009]專利文獻2:日本專利第4275560號公報
[0010]專利文獻3:日本特開2005-126799號公報
[0011]專利文獻4:日本特開昭64-8240號公報
發(fā)明概要
[0012]發(fā)明要解決的課題
[0013]然而，在現(xiàn)有的翅片材中，存在以下問題。[0014]在所述的現(xiàn)有的技術(shù)中，實現(xiàn)了加工性的提高，但近年來，除了換熱器的進一步的小型化、輕量化、高性能化之外，還期待更易加工的翅片材的供給，因此謀求進一步的加工性的提聞。
[0015]另外，在成形中存在屢次產(chǎn)生被稱作“卡圈破裂”的破裂情況。即，在刺穿和內(nèi)緣翻邊工序時，在加工端面產(chǎn)生微小的龜裂，由此最終在外張成形時成為卡圈破裂。在產(chǎn)生上述的卡圈破裂的情況下，當使銅管穿過被散熱片成形的成形品的卡圈孔并對該銅管進行擴管時，容易產(chǎn)生層疊的散熱片的間隔變得極端狹窄這樣的、所謂連同現(xiàn)象。而且，根據(jù)該連同現(xiàn)象，存在換熱器的通風(fēng)阻力增大這樣的問題。即，存在如下所述的問題，卡圈破裂不僅有損于散熱片的外觀，還產(chǎn)生作為換熱器的性能降低等的不良狀況，從而降低作為產(chǎn)品的價值。因而，謀求能夠進一步抑制上述的卡圈破裂的產(chǎn)生的翅片材的開發(fā)。
[0016]在此，專利文獻I所記載的翅片材實現(xiàn)了耐卡圈破裂性的改善。但是，由于積極添加有Mn，因此存在因Mn的含有量及制造條件而導(dǎo)致產(chǎn)生粗大的金屬間化合物、或因固溶Mn而容易加工固化這樣的問題。因此，在改善耐卡圈破裂這方面還存有余地。
[0017]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明鑒于所述問題點而完成，其課題在于提供一種耐卡圈破裂性優(yōu)異的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材，其以減薄拉伸沖壓用的翅片材為對象，能夠抑制成形加工時的卡圈破裂的產(chǎn)生。
[0019]用于解決課題的技術(shù)方案
[0020]即，本發(fā)明所涉及的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材由含有Fe:0.010-
0.4質(zhì)量％、剩余部分包括Al及不可避免的雜質(zhì)、Al純度為99.30質(zhì)量％以上的鋁合金構(gòu)成，所述減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材的厚度小于0.115_，亞晶粒的平均粒徑為
`2.5 u m以下及屈服強度為130N/mm2以上。另外,最大長度超過3 y m的金屬間化合物為2000個/mm2以下。
[0021]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過添加規(guī)定量的Fe，形成有Al-Fe系金屬間化合物，或固溶于鋁基中，使沖壓成形時的亞晶粒被微細化，從而抑制加工固化。另外，通過限制Al純度，能抑制金屬間化合物的增加。而且，通過將亞晶粒的平均粒徑設(shè)為2.5 以下，小于0.115mm的厚度的翅片材的伸長率增加。另外，通過將屈服強度設(shè)為130N/mm2以上，作為減薄拉伸沖壓用的翅片材而獲得適當?shù)膹姸取Ａ硗猓ㄟ^將最大長度超過3 u m的金屬間化合物設(shè)為2000個/mm2以下，能防止因以粗大的金屬間化合物為起點而導(dǎo)致的卡圈破裂的產(chǎn)生。
[0022]本發(fā)明所涉及的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材的特征在于，關(guān)于所述鋁合金的化學(xué)成分，還含有Cu:0.005-0.05質(zhì)量％，且抑制為S1:0.15質(zhì)量％以下，Mn:小于0.015質(zhì)量％，Cr:0.015質(zhì)量％以下。
[0023]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過添加規(guī)定量的Cu，能確保薄壁化后的剛性，另外，通過將S1、Mn、Cr抑制在規(guī)定量以下或小于規(guī)定量，能抑制結(jié)晶物(即金屬間化合物)的粗大化。
[0024]本發(fā)明所涉及的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材的特征在于，關(guān)于所述鋁合金的化學(xué)成分，還具有T1:0.01-0.05質(zhì)量％。
[0025]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過添加規(guī)定量的Ti，能使鑄錠組織微細化。
[0026]本發(fā)明所涉及的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材也可以在翅片材表面具備表面處理保護膜。作為表面處理保護膜，能夠舉出耐腐蝕性保護膜、親水性保護膜、潤滑性保護膜等。
[0027]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠提高耐腐蝕性、親水性、成形性等與使用環(huán)境、用途等對應(yīng)的特性。
[0028]本發(fā)明所涉及的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材的制造方法是所述記載的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材(不具備表面處理保護膜)的制造方法，其特征在于，所述減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材的制造方法進行如下所述的工序:熱處理工序，在該熱處理工序中，以450-500°C的溫度對具有所述鋁合金的化學(xué)成分的鋁合金鑄錠實施I小時以上的熱處理；熱軋工序，在所述熱處理之后，在熱精軋的結(jié)束溫度為250°C以上且小于300°C的條件下實施熱軋；冷加工工序，在所述熱軋之后，實施冷加工率為96%以上的冷加工；調(diào)質(zhì)退火工序，在所述冷加工之后，實施以230°C以下的溫度保持 I-6小時的調(diào)質(zhì)退火。
[0029]根據(jù)上述的制造方法，借助熱處理工序而使鑄錠的組織均質(zhì)化，借助熱軋工序使熱延板不成為再結(jié)晶組織而被軋制。然后，借助冷加工工序而在調(diào)質(zhì)退火后不產(chǎn)生亞晶粒的粗大化而成為小于0.115mm的厚度，借助調(diào)質(zhì)退火工序而使冷加工件被調(diào)質(zhì)。
[0030]發(fā)明效果
[0031]本發(fā)明所涉及的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材能夠抑制成形加工時的卡圈破裂。因此，能夠防止損害散熱片的外觀、產(chǎn)生作為換熱器的性能降低等不良狀況。
[0032]另外，本發(fā)明所涉及的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材的制造方法能夠制造出耐卡圈破裂性優(yōu)異的換熱器用鋁合金翅片材。
【具體實施方式】
[0033]以下，對用于實現(xiàn)本發(fā)明所涉及的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材(以下，適當?shù)胤Q作翅片材)及翅片材的制造方法的方式進行說明。
[0034]<翅片材> [0035]本發(fā)明所涉及的翅片材作為由含有規(guī)定量的Fe、剩余部分包括Al及不可避免的雜質(zhì)、Al純度為99.30質(zhì)量％以上的鋁合金構(gòu)成的減薄拉伸沖壓用。而且，該翅片材的厚度小于0.115mm,將亞晶粒的平均粒徑限制在2.5 u m以下及將屈服強度限制在130N/mm2以上。另外，將超過的金屬間化合物限制在2000個/mm2以下。另外，關(guān)于鋁合金的化學(xué)成分，優(yōu)選根據(jù)需要而含有規(guī)定量的Cu，并將鋁合金所包含的不可避免的雜質(zhì)中的S1、Mn、 Cr抑制為規(guī)定量以下或小于規(guī)定量。進而也可以根據(jù)需要而含有規(guī)定量的Ti。
[0036]以下，對各結(jié)構(gòu)進行說明，首先，對化學(xué)成分進行說明，然后對其他結(jié)構(gòu)進行說明。
[0037](Fe:0.010 -0.4 質(zhì)量％ )
[0038]Fe是由于形成Al-Fe系金屬間化合物(或固溶于鋁基中)、能夠使沖壓成形時的亞晶粒微小而有助于加工固化抑制的元素，具有減少卡圈破裂不良情況的效果。另外，還具有有助于鋁合金板的亞晶粒的大小的效果、提高強度的效果。當Fe含有量小于0.010質(zhì)量％時，無法獲得所述的效果，在沖壓成形中卡圈破裂性惡化。另一方面，當Fe含有量超過0.4質(zhì)量％時，形成粗大的金屬間化合物，耐卡圈破裂性較差。因此，將Fe含有量設(shè)為 0.010 -0.4 質(zhì)量％。
[0039](Cu:0.005 -0.05 質(zhì)量％ )[0040]為了確保薄壁化后的剛性而進一步優(yōu)選添加Cu。其效果通過添加0.005質(zhì)量％以上而獲得。另一方面，當Cu含有量超過0.05質(zhì)量％時，導(dǎo)致加工固化，除了降低耐連同性之外，還導(dǎo)致耐卡圈破裂性及耐腐蝕性的降低。因而，在為了確保剛性而添加Cu的情況下，將Cu含有量設(shè)為0.005-0.05質(zhì)量％。進一步優(yōu)選為0.01-0.05質(zhì)量％。
[0041](S1:0.15質(zhì)量％以下(包含0質(zhì)量％ ))
[0042]Si雖然是作為不可避免的雜質(zhì)而混入的元素，但當Si含有量超過0.15質(zhì)量％時，結(jié)晶物(金屬間化合物)粗大化，這成為成形加工時的應(yīng)力集中點，且成為破裂的起點。因而，在含有Si的情況下，將Si含有量設(shè)為0.15質(zhì)量％以下。需要說明的是，也可以抑制至0質(zhì)量％為止。
[0043](Mn:小于0.015質(zhì)量％ (包含0質(zhì)量％))
[0044]Mn雖然是作為不可避免的雜質(zhì)而混入的元素，但當Mn含有量為0.015質(zhì)量％以上時，結(jié)晶物(金屬間化合物)粗大化，這成為成形加工時的應(yīng)力集中點，且成為破裂的起點。因而，在含有Mn的情況下，將Mn含有量抑制為小于0.015質(zhì)量％。進一步優(yōu)選抑制為小于
0.005質(zhì)量％。需要說明的是，也可以抑制至0質(zhì)量％為止。
[0045](Cr:0.015質(zhì)量％以下(包含0質(zhì)量％ ))
[0046]Cr雖然是作為不可避免的雜質(zhì)而混入的元素，但當Cr含有量超過0.015質(zhì)量％時，結(jié)晶物(金屬間化合物)粗大化，這成為成形加工時的應(yīng)力集中點，且成為破裂的起點。因而，在含有Cr的情況下，將Cr含有量抑制為0.015質(zhì)量％以下。需要說明的是，也可以抑制至0質(zhì)量％為止。
[0047](T1:0.01 -0.05 質(zhì)量％ )
[0048]Ti為了使鑄錠組織微細化，也可以作為Al-T1-B中間合金而添加。即，也可以將設(shè)為T1:B = 5:1或5:0.2的比例的Al-T1-B鑄錠微細化劑以塊或棒的形態(tài)向熔融金屬(初軋板坯凝固前的在向熔煉爐、夾雜物過濾器、脫氣裝置、熔融金屬流量控制裝置投入的任一個階段中的熔融金屬)添加，Ti量被允許含有至0.05質(zhì)量％。當Ti含有量小于0.01質(zhì)量％時，無法獲得鑄錠組織微細化的效果。另一方面，當Ti含有量超過0.05質(zhì)量％時，結(jié)晶物(金屬間化合物)粗大化，這成為成形加工時的應(yīng)力集中點，且成為破裂的起點。因而，在添加Ti的情況下，將Ti含有量設(shè)為0.01-0.05質(zhì)量％。
[0049](剩余部分:A1及不可避免的雜質(zhì))
[0050]翅片材的成分除了上述元素之外，剩余部分包括Al及不可避免的雜質(zhì)。需要說明的是，作為不可避免的雜質(zhì)，除了所述的S1、Mn、Cr之外，例如，重熔用鋁錠、中間合金所包含的、通常知曉的范圍內(nèi)的Mg、Zn、Zr、Ce、Ga、V、Ni等在Al純度不低于99.30質(zhì)量％的范圍內(nèi)各自被允許含有至0.05質(zhì)量％。
[0051](Al純度:99.30質(zhì)量％以上)
[0052]當Al純度小于99.30質(zhì)量％時，伴隨著金屬間化合物的增加，卡圈破裂增加，耐腐蝕性降低。因而，將Al純度設(shè)為99.30質(zhì)量％以上。
[0053](厚度:小于0.115mm)
[0054]本發(fā)明根據(jù)近年來的換熱器的小型化、輕量化、高性能化等的要求，從實現(xiàn)翅片材的薄壁化的觀點出發(fā)，以小于0.115mm的厚度的翅片材為對象。因而，翅片材的厚度為小于
0.115mm0[0055](亞晶粒的平均粒徑:2.5 ii m以下)
[0056]為了實現(xiàn)小于0.115mm的厚度的翅片材的伸長率的增加，需要將合金中的亞晶粒的平均粒徑設(shè)為2.5 y m以下。當亞晶粒的平均粒徑超過2.5 y m時，無法充分地獲得翅片材的伸長率。因而，將亞晶粒的平均粒徑設(shè)為2.5 以下。需要說明的是，下限值并沒有特別地限定，也可以為0 y m(即，也可以不含有亞晶粒)。通過設(shè)為上述的范圍，即使在利用固溶Mn、固溶Cu等進行加工固化的情況下，也能夠抑制卡圈破裂的產(chǎn)生。
[0057]接著，對亞晶粒的平均粒徑及金屬間化合物的個數(shù)的測定方法進行說明。
[0058]首先，利用EBSD(Electron Back Scattered Diffraction Pattern)法對掃描電子顯微鏡(SEM:Scanning Electron Microscopy-Electron)組織進行方位解析。EBSD 法向試樣照射電子線，并利用此時產(chǎn)生的反射電子菊池線衍射來確定結(jié)晶方位。另外，結(jié)晶方位解析能夠使用例如 TSL 社制 OIM(Orientation Imaging Microscopy.TM)。
[0059]然后，亞晶粒的平均粒徑是根據(jù)該SEM/EBSD測定數(shù)據(jù)來計算結(jié)晶粒的數(shù)量，并由結(jié)晶粒的數(shù)量除以翅片材的整個面積，將各結(jié)晶粒的面積近似于圓的情況下的直徑定義為亞晶粒的平均粒徑。
[0060]需要說明的是，亞晶粒的平均粒徑及金屬間化合物的個數(shù)能夠由成分組成、后述的制造條件進行控制。具體而言，亞晶粒的平均粒徑由各成分的含有量、均質(zhì)化熱處理條件 (溫度與時間)、熱精軋結(jié)束溫度、冷加工率、調(diào)質(zhì)退火條件(溫度與時間)進行控制，金屬間化合物的個數(shù)由各成分的含有量、均質(zhì)化熱處理條件(溫度與時間)等進行控制。
[0061](屈服強度:130N/mm2以上)
[0062]本發(fā)明的翅片材作為減薄拉伸沖壓用，因此將屈服強度設(shè)為130N/mm2以上。當屈服強度小于130N/mm2時，強度不足，當進行減薄拉伸沖壓成形時產(chǎn)生卡圈破裂。因而，將屈服強度設(shè)為130N/mm2以上。需要說明的是，優(yōu)選的是超過130N/mm2。另外，當強度過高時， 由于在減薄拉伸沖壓成形時容易產(chǎn)生卡圈破裂，因此優(yōu)選將上限值設(shè)為170N/mm2。
[0063]例如，從翅片材以拉伸`方向與壓延方向平行的方式切出基于JIS5號的拉伸試樣， 通過實施基于JISZ2241的拉伸試驗，由此能夠進行屈服強度的測定。
[0064]需要說明的是，亞晶粒的平均粒徑、屈服強度及金屬間化合物的個數(shù)能夠由成分組成、后述的制造條件進行控制。具體而言，亞晶粒的平均粒徑由各成分的含有量、均質(zhì)化熱處理條件(溫度與時間)、熱精軋結(jié)束溫度、冷加工率，調(diào)質(zhì)退火條件(溫度與時間)等進行控制，屈服強度由各成分的含有量、均質(zhì)化熱處理條件(溫度與時間)、調(diào)質(zhì)退火條件(溫度與時間)等進行控制。金屬間化合物的個數(shù)由各成分的含有量、均質(zhì)化熱處理條件(溫度與時間)等進行控制。
[0065]本發(fā)明所涉及的翅片材也可以在翅片材表面具備表面處理保護膜。需要說明的是，翅片材表面表示翅片材的單面或雙面。
[0066](表面處理保護膜)
[0067]作為表面處理保護膜，根據(jù)使用環(huán)境、用途，舉出轉(zhuǎn)化保護膜、樹脂保護膜、無機保護膜，也可以組合上述保護膜(在轉(zhuǎn)化保護膜上設(shè)置樹脂保護膜、無機保護膜)。另外，作為樹脂保護膜、無機保護膜，舉出耐腐蝕性樹脂保護膜、親水性樹脂保護膜、親水性無機保護膜、潤滑性樹脂保護膜等，也可以適當?shù)亟M合上述保護膜。
[0068]作為轉(zhuǎn)化保護膜，舉出例如磷酸鉻酸鹽。作為耐腐蝕性樹脂保護膜，舉出環(huán)氧類、聚氨酯類、丙烯酸類、聚酯類等樹脂，其膜厚優(yōu)選為0.5-5 i! m。作為親水性保護膜，舉出水玻璃類的無機物、含有聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽那樣的樹脂、含有磺酸基或磺酸基誘導(dǎo)體那樣的樹脂等，其膜厚優(yōu)選為0.05-IOy m。作為潤滑性樹脂保護膜而舉出含有聚醚多元醇的樹脂等，其膜厚優(yōu)選為0.1-IOy m。
[0069]在組合耐腐蝕性樹脂保護膜、親水性樹脂保護膜、親水性無機保護膜、潤滑性樹脂保護膜中的兩種以上的情況下，優(yōu)選在耐腐蝕性樹脂保護膜的上表面一側(cè)設(shè)有親水性樹脂保護膜，在親水性樹脂保護膜、親水性無機保護膜的表面?zhèn)仍O(shè)有潤滑性樹脂保護膜。
[0070]〈翅片材的制造方法〉
[0071]本發(fā)明所涉及的翅片材的制造方法是所述的翅片材的制造方法，進行熱處理工序、熱軋工序、冷加工工序、調(diào)質(zhì)退火工序。進而根據(jù)需要，也可以包含鑄錠制作工序、表面
處理工序。
[0072]以下，對各工序進行說明。
[0073](鑄錠成形工序)
[0074]鑄錠成形工序是將鋁合金熔煉、鑄造而制作鋁合金鑄錠的工序。
[0075]在鑄錠成形工序中，利用將具有所述的化學(xué)成分的鋁合金熔煉而成的熔融金屬，制作規(guī)定形狀的鑄錠。將鋁合金熔煉、鑄造的方法并沒有特別地限定，使用現(xiàn)有公知的方法即可。例如，能夠使用真空誘導(dǎo)爐而進行熔煉，并使用連續(xù)鑄造法、半連續(xù)鑄造法而進行鑄造。
[0076](熱處理工序)
[0077]熱處理工序是對具有所述鋁合金的化學(xué)成分的鋁合金鑄錠以450-500°C的溫度實施I小時以上的熱處理(均質(zhì)化熱處理)的工序。
[0078]當熱處理溫度小于450°C時，鑄錠的組織的均質(zhì)化變得不充分。另外，導(dǎo)致熱間加工性的降低。此外還使屈服強度形成為小于下限值。另一方面，當熱處理溫度超過500°C時，在加熱中進行微細化的微小金屬間化合物粗大化，亞晶粒粗大化而使伸長率降低。另外，導(dǎo)致固溶量的增加。因而，將熱處理溫度設(shè)為450-500°C。另外，熱處理只要保持時間I小時以上便能獲得所述效果，因此無需特別地規(guī)定上限。另一方面，由于超過10小時則效果飽和，因此從經(jīng)濟性的角度出發(fā)，熱處理時間優(yōu)選為24時間以內(nèi)。
[0079](熱軋工序)
[0080]熱軋工序是在所述熱處理之后以熱精軋的結(jié)束溫度為250°C以上且小于300°C的條件實施熱軋的工序。
[0081]當熱精軋的結(jié)束溫度小于250°C時，材料的壓延性降低，壓延本身變得困難，從而使板厚難以控制，生產(chǎn)性降低。另一方面，當熱精軋的結(jié)束溫度為300°C以上時，為了在熱延板處形成再結(jié)晶組織，在調(diào)質(zhì)退火后生成纖維狀的相同結(jié)晶方位群，在剌穿和內(nèi)緣翻邊工序時產(chǎn)生縮頸。另外，亞晶粒直徑變大，還使屈服強度形成為小于下限值。因而，將熱精軋的結(jié)束溫度設(shè)為250°C以上且小于300°C。進一步優(yōu)選為260-290°C。
[0082](冷加工工序)
[0083]冷加工工序是在所述熱軋之后實施冷加工率為96%以上的冷加工(冷軋)的工序。
[0084]在熱軋結(jié)束后，進行一次或多次冷加工，從而將翅片材設(shè)為所希望的最終板厚。但是，當冷加工率小于96%時，亞晶粒在調(diào)質(zhì)退火后粗大化。另外，屈服強度降低。因而，將冷加工中的冷加工率設(shè)為96%以上。在此，在冷加工的中途進行中間退火的情況下，冷加工率為從中間退火后直到最終板厚為止的加工率。因此，當進行中間退火時，難以達到96%以上的冷加工率，因此不進行中間退火。需要說明的是，冷加工率優(yōu)選為越高越好，因此沒有特別地設(shè)定上限。
[0085](調(diào)質(zhì)退火工序)
[0086]調(diào)質(zhì)退火工序是在所述冷加工之后以230°C以下的溫度實施保持I-6小時的調(diào)質(zhì)退火(最終退火)的工序。
[0087]當調(diào)質(zhì)退火的溫度超過230°C時，通過減薄拉伸加工來促進加工固化而產(chǎn)生破裂。 另外，屈服強度降低。因而，將調(diào)質(zhì)退火的溫度設(shè)為230°C以下。優(yōu)選為小于180°C。需要說明的是，下限值并沒有特別地規(guī)定，但為了發(fā)揮調(diào)質(zhì)退火的效果，優(yōu)選在100°C以上進行。 需要說明的是，調(diào)質(zhì)退火通常進行I小時以上，但由于超過6小時則效果飽和，因此保持時間為I-6時間。
[0088](表面處理工序)
[0089]表面處理工序是對調(diào)質(zhì)退火后的翅片材實施表面處理的工序。
[0090]在表面處理工序中，在形成轉(zhuǎn)化保護膜的情況下，能夠通過使用普通的涂敷型或反應(yīng)型的藥劑的轉(zhuǎn)化處理來進行。在形成耐腐蝕性樹脂保護膜、親水性樹脂保護膜、潤滑性樹脂保護膜等樹脂保護膜的情況下，能夠通過使用輥涂機的涂敷、干燥來進行。
[0091]需要說明的是，當進行本發(fā)明時，在不對所述各工序造成負面影響的范圍內(nèi)，也可以在所述各工序之間或前后包含其他工序。例如，也可以包含除去塵土等異物的異物除去工序、對鑄錠實施面切削的面切削工序、在調(diào)質(zhì)退火工序、表面處理工序之后作為翅片材而適當?shù)貙嵤┍匾臋C械加工的機械加工工序等。
[0092]然后，如此制造的翅片材利用基于減薄拉伸方式的成形法而被成形加工。
[0093]減薄拉伸成形(減薄拉伸沖壓)在第一工序中實施穿孔及擴孔加工(剌穿和內(nèi)緣翻邊成形)、在第二工序和第三工序中實施減薄拉伸加工、在第四 工序中實施外張加工。而且，本發(fā)明的翅片材的耐卡圈破裂性優(yōu)異，因此能夠抑制基于減薄拉伸方式的成形加工時的卡圈破裂的產(chǎn)生。
[0094]實施例
[0095]以上，對用于實施本發(fā)明的方式進行了說明，以下通過與不滿足本發(fā)明的要點的比較例進行對比而對確認過本發(fā)明的效果的實施例進行具體的說明。需要說明的是，本發(fā)明并不局限于該實施例。
[0096][供試樣制作]
[0097](實施例N0.1-10、比較例N0.11-21)
[0098]將表I所示的組成的鋁合金熔煉、鑄造而形成為鑄錠，在對該鑄錠實施面切削之后，以480°C實施4小時的均質(zhì)化熱處理。以熱精軋的結(jié)束溫度成為270°C的方式對該均質(zhì)化后的鑄錠進行控制而實施熱軋，從而形成板厚為3.0mm的熱軋板。此外，分別以97.0% 或97.3%左右的冷加工率實施冷軋而將板厚設(shè)為90 ii m及80 ii m，然后實施表I所示的溫度及保持時間的調(diào)質(zhì)退火而形成為翅片材。
[0099](實施例N0.22-27、比較例N0.28-34)[0100]將表2所示的鋁合金(與表I對應(yīng)的合金A、B、C)熔煉、鑄造而形成為鑄錠，在對該鑄錠實施面切削之后，實施均質(zhì)化熱處理、熱軋，從而形成為板厚為3.0mm的熱軋板。此外，除了 N0.34以外，分別以97.0%或97.3%左右的冷加工率實施冷軋而將板厚設(shè)為90 y m及80 ii m，然后實施調(diào)質(zhì)退火而形成為翅片材。N0.34以50%的冷加工率對板厚為3.0mm的熱軋板實施冷軋，然后使用室式爐而實施360°C X3h的中間退火。然后還分別以94.0%或94.7%左右的冷加工率實施冷軋而將板厚設(shè)為90iim及80iim,然后實施調(diào)質(zhì)退火而成為翅片材。均質(zhì)化熱處理、熱精軋的結(jié)束溫度、調(diào)質(zhì)退火的條件如表2所示。需要說明的是，N0.30無法制造成翅片材。
[0101](實施例N0.35-38，比較例N0.39-42)
[0102]對作為與表2的N0.22相同的翅片材的N0.35和N0.36、作為與表2的N0.27相同的翅片材的N0.37和N0.38、作為與表2的N0.29相同的翅片材的N0.39和N0.40、作為與表2的N0.32相同的翅片材的N0.41和N0.42進行以下的表面處理(N0.1-4)。
[0103]N0.1:與日本特開2010-223520號公報的比較例I相同的條件的表面處理(依次具備轉(zhuǎn)化保護膜、親水性 保護膜、潤滑性保護膜)
[0104]N0.2:與日本專利第3383914號公報的實施例1相同的條件的表面處理(依次具備轉(zhuǎn)化保護膜、親水性保護 膜、潤滑性樹脂保護膜)
[0105]N0.3:與日本特開2008-224204號公報的實施例1相同的條件的表面處理(依次具備轉(zhuǎn)化保護膜、耐腐蝕性樹脂保護膜、親水性保護膜)
[0106]N0.4:與日本特開2010-223514號公報的比較例21相同的條件的表面處理(依次具備轉(zhuǎn)化保護膜、耐腐蝕性樹脂保護膜)
[0107]表I表示成分組成，表2、3表示制造條件。需要說明的是，在表中，不滿足本發(fā)明的范圍的，在其數(shù)值劃有下劃線而表示，不含有成分的由表示。需要說明的是，N0.30無法制造出翅片材，因此在調(diào)質(zhì)退火一欄記作另外，N0.16基于根據(jù)專利文獻I的記載的鋁合金翅片材(表2的發(fā)明例1(其中，熱延結(jié)束溫度、熱軋后的板厚(3.5mm)及調(diào)質(zhì)退火的溫度不同))，N0.13基于根據(jù)專利文獻2的記載的鋁合金翅片材(表I的發(fā)明例4(其中，加工方式(拉伸加工)不同))。另外，N0.17基于根據(jù)專利文獻3的記載的鋁合金翅片材(表I的發(fā)明例3)，N0.33基于根據(jù)專利文獻4的記載的鋁合金翅片材(表2的發(fā)明例11 (其中，冷軋后的板厚(0.115mm厚)不同))。
[0108]接著，作為翅片材的組織形態(tài)，利用以下的方法對亞晶粒的平均粒徑及3 ii m以上的金屬間化合物的個數(shù)進行測定。此外，利用以下的方法對強度及伸長率進行測定。
[0109][亞晶粒的平均粒徑]
[0110]利用EBSD法以測定間隔為0.10 U m對以觀察倍率為1000倍拍攝試樣表面的掃描電子顯微鏡(SEM)組織進行方位解析,基于該方位解析的數(shù)據(jù)在TSL社制OIM(OrientationImaging Microscopy.TM)軟件上進行自動計算，由此計算出亞晶粒的平均粒徑。即，由根據(jù)SEM/EBSD測定數(shù)據(jù)計算出的結(jié)晶粒的數(shù)量除以翅片材的整個面積，將使各結(jié)晶粒的面積近似于圓的情況下的直徑定義為亞晶粒的平均粒徑。需要說明的是，將鄰接結(jié)晶粒間的方位差在2°以內(nèi)的結(jié)晶粒界所圍起的結(jié)晶粒作為一個結(jié)晶粒，由此計算出結(jié)晶粒的數(shù)量。
[0111][超過3iim的金屬間化合物的個數(shù)]
[0112]對以觀察倍率為500倍且對面積為1.0mm2的試樣表面進行拍攝的掃描電子顯微鏡(SEM)組織進行圖像解析，由此計算出尺寸超過3 的化合物數(shù)量。需要說明的是，化合物的尺寸是指各個化合物的最大長度。
[0113][強度及伸長率]
[0114]從翅片材以拉伸方向與壓延方向平行的方式切出基于JIS5號的拉伸試驗片。對該試驗片實施基于JISZ2241的拉伸試驗，并對拉伸強度、0.2%屈服強度、及伸長率進行測定。需要說明的是，本實施例及比較例的評價中的拉伸速度以5mm/min進行。
[0115][評價]
[0116]通過減薄拉伸成形對成形的翅片材實施沖壓成形，從而對耐卡圈破裂性進行評價。
[0117]耐卡圈破裂性評價是通過由目視觀察在卡圈部產(chǎn)生的破裂來對沖壓成形品400 孔進行計算而評價的。
[0118]將“破裂數(shù)/400X100(% )”設(shè)為產(chǎn)生率，將產(chǎn)生率小于3%設(shè)為(◎)、將產(chǎn)生率為3%以上且小于5%未滿設(shè)為(〇)、將產(chǎn)生率為5%以上設(shè)為(X)。而且,在90iim及 SOum的全部之中將(◎)、(〇)都設(shè)為合格。
[0119]表I-3表示測定結(jié)果及評價結(jié)果。需要說明的是，在表中，不滿足本發(fā)明的范圍的，在其數(shù)值劃有下劃線而表示，因無法制造翅片材而無法完成測定及評價的，由表示。
[0120]魁`
【權(quán)利要求】
1.一種減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材，其特征在于，所述減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材由含有Fe:0.0lO-0.4質(zhì)量％、剩余部分包括Al及不可避免的雜質(zhì)、Al純度為99.30質(zhì)量％以上的鋁合金構(gòu)成，所述減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材的厚度小于0.115_，亞晶粒的平均粒徑為2.5 ii m以下及屈服強度為130N/mm2以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材，其特征在于，此外，最大長度超過3 ii m的金屬間化合物為2000個/mm2以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材，其特征在于， 關(guān)于所述鋁合金的化學(xué)成分，還含有Cu:0.005-0.05質(zhì)量％，且抑制為S1:0.15質(zhì)量％以下，Mn:小于0.015質(zhì)量％，Cr:0.015質(zhì)量％以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材，其特征在于，關(guān)于所述鋁合金的化學(xué)成分，還含有T1:0.01-0.05質(zhì)量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所 述的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材，其特征在于，在翅片材表面具備表面處理保護膜。
6.一種權(quán)利要求1至4中任一項所述的減薄拉伸沖壓用換熱器用鋁合金翅片材的制造方法，其特征在于，該制造方法進行如下所述的工序:熱處理工序，在該熱處理工序中，以450-500°C的溫度對具有所述鋁合金的化學(xué)成分的鋁合金鑄錠實施I小時以上的熱處理；熱軋工序，在所述熱處理之后，在熱精軋的結(jié)束溫度為250°C以上且小于300°C的條件下實施熱軋；冷加工工序，在所述熱軋之后，實施冷加工率為96%以上的冷加工；調(diào)質(zhì)退火工序，在所述冷加工之后，實施以230°C以下的溫度保持I-6小時的調(diào)質(zhì)退火。
【文檔編號】C22F1/04GK103459629SQ201280015567
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月31日
【發(fā)明者】金田大輔, 梅田秀俊 申請人:株式會社神戶制鋼所