DE102014210763A1 - Verfahren zur Korrosionsschutzbehandlung der Außenfläche eines Wärmetauscherrohrs, das durch Aluminiumextrusion hergestellt wurde, und Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers - Google Patents

Verfahren zur Korrosionsschutzbehandlung der Außenfläche eines Wärmetauscherrohrs, das durch Aluminiumextrusion hergestellt wurde, und Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers Download PDF

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Youhei c/o KEIHIN THERMAL TECHNOLOGY COR Ikawa
Takashi c/o KEIHIN THERMAL TECHNOLOGY CO Terada
Hiroshi c/o KEIHIN THERMAL TECHNOLOGY CO Otsuki
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Keihin Thermal Technology Corp
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Abstract

Das Korrosionsschutz-Behandlungsverfahren der Erfindung wird auf der Außenfläche eines Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs, das aus einer Al-Legierung, die 0,2 bis 0,3 Massen% Mn, 0,05 Massen% oder weniger Cu und 0,2 Massen% oder weniger Fe enthält, gebildet ist und eine Wandstärke von 200 µm oder weniger aufweist, durchgeführt. Das Korrosionsschutz-Behandlungsverfahren beinhaltet die Auftragung einer spezifischen Dispersion eines Flussmittelpulvers und eines Zn-Pulvers auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs und Verdampfung eines flüssigen Bestandteils der Dispersion, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden, so dass die Zn-Pulver-Abscheidungsmenge, die Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge und das Verhältnis der Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge zu der Zn-Pulver-Abscheidungsmenge auf spezifische Werte eingestellt werden.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrosionsschutzbehandlung der Außenfläche eines Wärmetauscherrohrs, das durch Aluminiumextrusion hergestellt wurde (kann nachfolgend als "Aluminium-extrudiertes Wärmetauscherrohr" bezeichnet werden, und ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Korrosionsschutzbehandlung der Außenfläche eines Aluminiumextrudierten Wärmetauscherrohrs für die Verwendung in Kraftfahrzeug-Klimaanlagen-Kondensatoren, Verdampfern, Heizkernen und Heizkörpern, die in Kraftfahrzeugen wie Automobilen installiert sind, und ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers mit einem Aluminiumextrudierten Wärmetauscherrohr, dessen Außenfläche der Korrosionsschutzbehandlung unterzogen worden ist.
  • Wie hier verwendet, bezieht sich der Ausdruck "Aluminium" auf elementares Aluminium sowie auf Aluminiumlegierungen. Materialien, die durch ein Elementsymbol dargestellt sind, beziehen sich auf reine Materialien des entsprechenden Elements.
  • Ein typischer Kondensator, der weithin in Kraftfahrzeug-Klimaanlagen verwendet wird, umfasst ein Ausgleichsbehälterpaar, das aus Aluminium gebildet ist, eine Vielzahl von flachen Wärmetauscherrohren, die durch Aluminiumextrusion gebildet sind, gewellte Rippen, die aus Aluminium gebildet sind, und Seitenplatten, die aus Aluminium gebildet sind. Die Ausgleichsbehälter sind derart angeordnet, dass ihre Längsrichtung mit einer vertikalen Richtung zusammenfällt und sie voneinander beabstandet sind. Die Wärmetauscherrohre sind zwischen den beiden Ausgleichsbehältern derart angeordnet, dass ihre Querrichtung mit einer Luftdurchlassrichtung zusammenfällt und sie voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind. Die gegenüberliegenden Endabschnitte der Wärmetauscherrohre sind mit den entsprechenden Ausgleichsbehältern verlötet. Jede der Rippen ist zwischen benachbarten Wärmetauscherrohren, an der Oberseite des Wärmetauscherrohrs am oberen Ende oder an der Unterseite des Wärmetauscherrohrs am unteren Ende angeordnet. Die Rippen sind mit den entsprechenden Wärmetauscherrohren verlötet. Die Seitenplatten sind auf der Oberseite der Rippe am oberen Ende und auf der Unterseite der Rippe am unteren Ende angeordnet und mit diesen Rippen verlötet. Solch ein Kondensator wird durch gleichzeitiges Verbinden der Ausgleichsbehälter (einschließlich eines Teils für die Bildung der Ausgleichsbehälter), der Wärmetauscherrohre und der Rippen durch Verlöten hergestellt.
  • Mittlerweile, da Kondensatoren für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen unter korrosiven Bedingungen verwendet werden, muss Lochkorrosion an den Wänden der Wärmetauscherrohre, die sonst innerhalb eines verhältnismäßig kurzen Zeitraums auftreten würde, verhindert werden, um so eine Leckage des Kältemittels aus den Wärmetauscherrohren zu vermeiden.
  • Üblicherweise wurde ein Wärmetauscher-Herstellungsverfahren zur Verhinderung des Auftritts von Lochkorrosion innerhalb eines verhältnismäßig kurzen Zeitraums an den Wänden der Wärmetauscherrohre eines Kondensators für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen vorgeschlagen. Das Herstellungsverfahren beinhaltet die Bereitstellung von Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohren, von denen jedes aus einer Legierung, die 0,15 Massen% Mn und 0,4 Massen% Cu, wobei der Rest Al ist, und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst, gebildet ist, und gewellten Rippen, die aus einem Lötblech, das aus einem Aluminiumkern, der aus 1,2 Massen% Mn, 0,15 Massen% Cu und 2,5 Massen% Zn, wobei der Rest Al ist, und unvermeidbaren Verunreinigungen hergestellt ist, und einer Umhüllung, die aus einem Aluminiumlötmittel aus AA4343 hergestellt ist und beide Oberflächen des Kerns bedeckt, bestehen; die Auftragung einer Dispersion aus einem Flussmittelpulver und einem Zn-Pulver in einem Bindemittel auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs und Verdampfung eines flüssigen Bestandteils der Dispersion, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden, so dass die Abscheidungsmenge des Zn-Pulvers auf 2 bis 4 g/m2 eingestellt wird, die Abscheidungsmenge des Flussmittelpulvers auf 15 g/m2 oder weniger eingestellt wird und das Verhältnis der Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge zu der Zn-Pulver-Abscheidungsmenge (Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge/Zn-Pulver-Abscheidungsmenge) auf 1 oder weniger eingestellt wird; und
  • die Vereinigung und Erwärmung der Wärmetauscherrohre und der Rippen, um dadurch die Wärmetauscherrohre mit den Rippen unter Verwendung des auf der Außenfläche jedes Wärmetauscherrohrs abgeschiedenen Flussmittelpulvers und der Umhüllung jeder Rippe zu verlöten, und Schmelzen des auf der Außenfläche jedes Wärmetauscherrohrs abgeschiedenen Zn-Pulvers und anschließendes Diffundieren von Zn in einen Außenflächenbereich des Wärmetauscherrohrs, um dadurch eine Zn-Diffusionsschicht in dem Außenflächenbereich des Wärmetauscherrohrs zu bilden (siehe japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift (kokai) Nr. Hei 11-216592 ).
  • In dem in der Patentveröffentlichung offenbarten Verfahren wird die Lochkorrosion, die sonst innerhalb eines verhältnismäßig kurzen Zeitraums an den Wänden der Wärmetauscherrohre auftreten würde, durch Opferkorrosion der Zn-Diffusionsschicht verhindert. Jedoch steigt das Verhältnis der Dicke der Zn-Diffusionsschicht zu der Wandstärke eines jeden Wärmetauscherrohrs aufgrund der Zusammensetzung der Legierung, die die Wärmetauscherrohre bildet, des Verhältnisses der Menge des auf der Außenfläche eines jeden Wärmetauscherrohrs abgeschiedenen Flussmittelpulvers zu der Menge des auf der Außenfläche abgeschiedenen Zn-Pulvers (Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge/Zn-Pulver-Abscheidungsmenge) von 1 oder weniger, der großen Teilchengröße des Zn-Pulvers (nicht im Detail beschrieben) und anderer Faktoren übermäßig an. Somit können, wenn die Wandstärke des Wärmetauscherrohrs klein ist; z. B. 200 µm oder weniger, Durchgangslöcher in den Wänden des Wärmetauscherrohrs in einem relativ kurzen Zeitraum gebildet werden.
  • Die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift (kokai) Nr. Hei 11-216592 offenbart nicht speziell die Wandstärke des verwendeten Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs. Jedoch offenbart die japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift (kokai) Nr. 2006-2212 (Absatz 0039) die Wandstärke des extrudierten Wärmetauscherrohrs mit der Außenfläche, auf der ein Zn-haltiges Flussmittel aufgebracht wird. Das extrudierte Wärmetauscherrohr, das in einer ähnlichen Weise zu der des in der japanischen Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift (kokai) Nr. Hei 11-216592 offenbarten Wärmetauscherrohrs verwendet wird, hat eine Wandstärke von ungefähr 400 µm.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung zur Lösung des zuvor genannten Problems besteht darin, ein Verfahren zur Behandlung der Außenfläche eines Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs bereitzustellen, wobei das Verfahren die Lochkorrosionsbeständigkeit erhöhen kann. Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers bereitzustellen.
  • Die vorliegende Erfindung zum Erreichen der obigen Ziele ist auf die folgenden Ausführungsformen gerichtet:
    • 1) Verfahren zur Durchführung einer Korrosionsschutzbehandlung auf einer Außenfläche eines Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs, wobei das Verfahren die Bereitstellung eines Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs, das aus einer Legierung, die 0,2 bis 0,3 Massen% Mn, 0,05 Massen% oder weniger Cu und 0,2 Massen% oder weniger Fe, wobei der Rest Al ist, und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst, gebildet ist und eine Wandstärke von 200 µm oder weniger hat; die Auftragung einer Dispersion aus einem Flussmittelpulver und einem Zn-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 3 bis 5 µm und einer maximalen Teilchengröße von weniger als 10 µm in einem Bindemittel auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs und Verdampfung eines flüssigen Bestandteils der Dispersion, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden, so dass die Menge des abgeschiedenen Zn-Pulvers (kann nachstehend als "Zn-Pulver-Abscheidungsmenge" bezeichnet werden) auf 1 bis 3 g/m2 eingestellt wird, die Menge des abgeschiedenen Flussmittelpulvers (kann nachstehend als "Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge" bezeichnet werden) auf 15 g/m2 oder weniger eingestellt wird und das Verhältnis der Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge zu der Zn-Pulver-Abscheidungsmenge (Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge/Zn-Pulver-Abscheidungsmenge) auf 1 oder mehr eingestellt wird; und die Erhöhung der Temperatur des Wärmetauscherrohrs, um dadurch das Zn-Pulver zu schmelzen, und anschließendes Diffundieren von Zn in einen Außenflächenbereich des Wärmetauscherrohrs, um dadurch eine Zn-Diffusionsschicht in dem Außenflächenbereich des Wärmetauscherrohrs zu bilden, umfasst.
  • In dem Korrosionsschutz-Behandlungsverfahren, wie oben unter 1) beschrieben, kann die Legierung, die das Aluminium-extrudierte Wärmetauscherrohr bildet, einen Cu-Gehalt oder einen Fe-Gehalt von 0 % haben.
  • In dem Korrosionsschutz-Behandlungsverfahren, wie oben unter 1) beschrieben, erhöht Mn, welches in der Legierung, die das Aluminium-extrudierte Wärmetauscherrohr bildet, enthalten ist, die Festigkeit des Wärmetauscherrohrs. Wenn der Mn-Gehalt weniger als 0,2 Massen% beträgt, kann die Wirkung nicht erreicht werden, während, wenn der Mn-Gehalt mehr als 0,3 Massen% beträgt, die Extrudierbarkeit abnimmt. Somit muss der Mn-Gehalt auf 0,2 bis 0,3 Massen% eingestellt werden. Cu, welches in der Legierung enthalten ist, ist eine unvermeidbare Verunreinigung. Wenn der Cu-Gehalt zu hoch ist, wird die Rohrwand des Wärmetauscherrohrs mit zu hoher Geschwindigkeit korrodiert. In dem Fall, in dem die Wandstärke 200 µm oder weniger beträgt, ist die Korrosionsbeständigkeit schlecht. Somit muss der Cu-Gehalt auf 0,05 Massen% oder weniger eingestellt werden. In dem Korrosions-Schutzbehandlungsverfahren, wie oben unter 1) beschrieben, ist der Cu-Gehalt der Legierung, die das Aluminium-extrudierte Wärmetauscherrohr bildet, vorzugsweise 0. Fe, welches in der Legierung enthalten ist, ist eine unvermeidbare Verunreinigung. Wenn der Fe-Gehalt zu hoch ist, wird die Rohrwand des Wärmetauscherrohrs mit zu hoher Geschwindigkeit korrodiert. In dem Fall, in dem die Wandstärke 200 µm oder weniger beträgt, ist die Korrosionsbeständigkeit schlecht. Somit muss der Fe-Gehalt auf 0,2 Massen% oder weniger eingestellt werden.
  • Der Grund für die Einstellung der mittleren Teilchengröße des Zn-Pulvers auf 3 bis 5 µm und der maximalen Teilchengröße auf weniger als 10 µm ist wie folgt. Wenn die mittlere Teilchengröße zu klein ist, treten Schwierigkeiten bei der Herstellung des Zn-Pulvers auf und die Oberfläche der Zn-Teilchen nimmt zu, was zur Bildung einer großen Menge einer Oberflächenoxidschicht führt. In diesem Fall wird eine große Menge an Flussmittel zur Entfernung der Oberflächenoxidschicht benötigt. Wenn die Flussmittelmenge zu groß ist, kann Erosion auftreten und die Zn-Konzentration der Schmelze, die von dem Zn-Pulver in einem nachfolgenden Erwärmungsschritt gebildet wird, wird lokal ungleichmäßig.
  • Der Grund für die Einstellung der Zn-Pulver-Abscheidungsmenge auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs auf 1 bis 3 g/m2 ist wie folgt. Wenn die Abscheidungsmenge weniger als 1 g/m2 beträgt, ist die Zn-Diffusionsschicht, die auf dem Außenflächenbereich des Wärmetauscherrohrs durch einen nachfolgenden Erwärmungsschritt zu bilden ist, unzureichend, wodurch die Konsistenz der Erzielung einer ausreichenden Opfer-Korrosions-Schutzwirkung abnimmt. Wenn die Abscheidungsmenge mehr als 3 g/m2 beträgt, steigt das Verhältnis der Dicke der Zn-Diffusionsschicht, die auf einem Außenflächenbereich zu bilden ist, zu der Wandstärke des Wärmetauscherrohrs übermäßig an, wodurch die Rohrwandstärke nach Korrosion dünn wird, was zu einer Verringerung der Festigkeit des Rohrs führt.
  • Der Grund für die Einstellung der Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs auf 15 g/m2 oder weniger ist wie folgt. Wenn die Abscheidungsmenge mehr als 15 g/m2 beträgt, fließt das Zn-Pulver in dem Fall, in dem das Flussmittel in einem nachfolgenden Erwärmungsschritt geschmolzen wird, heraus. Insbesondere wird die untere Grenze der Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge als diejenige Menge bestimmt, bei der das Flussmittelpulver die Oxidschicht, die auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs gebildet ist und die auf den Teilchen des Zn-Pulvers gebildet ist, ausreichend abbaut.
  • Weiterhin ist der Grund für die Einstellung des Verhältnisses der Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge zu der Zn-Pulver-Abscheidungsmenge (Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge/Zn-Pulver-Abscheidungsmenge) auf 1 oder mehr wie folgt. Wenn das Verhältnis niedriger als 1 ist, kann ein vollständiger Abbau der Oxidschicht, die auf den Teilchen des Zn-Pulvers gebildet ist, nicht erreicht werden.
    • 2) Verfahren zur Korrosionsschutzbehandlung auf einer Außenfläche eines Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs, wie oben unter 1) beschrieben, wobei die Dispersion auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs durch Sprühen aufgetragen wird und anschließend der flüssige Bestandteil der Dispersion verdampft wird, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden.
    • 3) Verfahren zur Korrosionsschutzbehandlung auf einer Außenfläche eines Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs, wie oben unter 1) beschrieben, wobei die Dispersion auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs durch Walzenbeschichtung aufgetragen wird, nachdem die Außenfläche zuvor erwärmt worden ist, und anschließend der flüssige Bestandteil der Dispersion verdampft wird, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden.
    • 4) Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, welches die Bereitstellung eines Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs, das aus einer Legierung, die 0,2 bis 0,3 Massen% Mn, 0,05 Massen% oder weniger Cu und 0,2 Massen% oder weniger Fe, wobei der Rest Al ist und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst, gebildet ist und eine Wandstärke von 200 µm oder weniger hat, und von Rippen, die aus einem Lötblech aus einem Aluminiumkern und einer Umhüllung, die aus einem Aluminiumlötmittel hergestellt ist und beide Oberflächen des Kerns bedeckt, gebildet sind; die Auftragung einer Dispersion aus einem Flussmittelpulver und einem Zn-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 3 bis 5 µm und einer maximalen Teilchengröße von weniger als 10 µm in einem Bindemittel auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs und Verdampfung eines flüssigen Bestandteils der Dispersion, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden, so dass die Zn-Pulver-Abscheidungsmenge auf 1 bis 3 g/m2 eingestellt wird, die Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge auf 15 g/m2 oder weniger eingestellt wird und das Verhältnis der Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge zu der Zn-Pulver-Abscheidungsmenge (Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge/Zn-Pulver-Abscheidungsmenge) auf 1 oder mehr eingestellt wird; und die Vereinigung und Erwärmung des Wärmetauscherrohrs und der Rippen, um dadurch das Wärmetauscherrohr mit den Rippen unter Verwendung des auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abgeschiedenen Flussmittelpulvers und des Lötmittels der Rippen zu verlöten, und Schmelzen des auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abgeschiedenen Zn-Pulvers und anschließendes Diffundieren von Zn in einen Außenflächenbereich des Wärmetauscherrohrs, um dadurch eine Zn-Diffusionsschicht in dem Außenflächenbereich des Wärmetauscherrohrs zu bilden, umfasst.
  • In dem Wärmetauscher-Herstellungsverfahren, wie oben unter 4) beschrieben, werden die jeweiligen Parameter aus den gleichen Gründen wie in dem oben unter 1) beschriebenen Korrosionsschutz-Behandlungsverfahren beschränkt.
    • 5) Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, wie oben unter 4) beschrieben, wobei die Dispersion auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs durch Sprühen aufgetragen wird und anschließend der flüssige Bestandteil der Dispersion verdampft wird, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden.
    • 6) Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, wie oben unter 4) beschrieben, wobei die Dispersion auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs durch Walzenbeschichtung aufgetragen wird, nachdem die Außenfläche zuvor erwärmt worden ist, und anschließend der flüssige Bestandteil der Dispersion verdampft wird, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden.
  • Gemäß den Korrosionsschutz-Behandlungsverfahren, wie oben unter 1) bis 3) beschrieben, wird eine Zn-Diffusionsschicht, welche als Opfer-Korrorionsschutzschicht dient, in dem Außenflächenbereich des Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs durch den folgenden Mechanismus gebildet, wodurch die Loch-Korrosionsbeständigkeit des Wärmetauscherrohrs erhöht wird. Insbesondere wird eine Dispersion aus einem Flussmittelpulver und einem Zn-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 3 bis 5 µm und einer maximalen Teilchengröße von weniger als 10 µm in einem Bindemittel auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs aufgetragen und es wird ein flüssiger Bestandteil der Dispersion verdampft, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden, so dass die Zn-Pulverabscheidungsmenge auf 1 bis 3 g/m2 eingestellt wird, die Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge auf 15 g/m2 oder weniger eingestellt wird und das Verhältnis der Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge zu der Zn-Pulver-Abscheidungsmenge (Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge/Zn-Pulverabscheidungsmenge) auf 1 oder mehr eingestellt wird. Als Ergebnis wird eine Schicht aus Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs gebildet und Zn wird in einer stabilen Weise in der Flussmittelpulverschicht dispergiert. Anschließend, wenn die Temperatur des Wärmetauscherrohrs erhöht wird, wird das Zn-Pulver geschmolzen. Das geschmolzene Zn wird ebenfalls in einer stabilen Weise, ähnlich dem Zustand vor dem Schmelzen, in dem Flussmittelpulver dispergiert. Dann, wenn die Temperatur des Wärmetauscherrohrs weiter erhöht wird, schmilzt das Flussmittelpulver und das geschmolzene Flussmittel und das geschmolzene Zn fließen und verteilen sich, wodurch Zn in den Außenflächenbereich des Wärmetauscherrohrs diffundiert. Somit wird die Zn-Diffusionsschicht gebildet. Die so gebildete Zn-Diffusionsschicht hat eine im Allgemeinen gleichförmige Dicke und die Dicke ist verhältnismäßig gering. Zusätzlich wird der Cu-Gehalt der Legierung, die das Wärmetauscherrohr bildet, auf 0,05 Massen% oder weniger eingestellt. Unter diesen Bedingungen verläuft die Opfer-Korrosion der Zn-Diffusionsschicht bei verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit. Im Ergebnis kann selbst in dem Fall, in dem das Wärmetauscherrohr eine Wandstärke von 200 µm oder weniger hat, Lochkorrosion verhindert werden, wodurch die Lochkorrosionsbeständigkeit des Wärmetauscherrohrs erhöht wird.
  • Gemäß des Korrosionsschutz-Behandlungsverfahrens, wie oben unter 3) beschrieben, wird die Dispersion des Flussmittelpulvers und des Zn-Pulvers in dem Bindemittel aufgetragen und der flüssige Bestandteil der Dispersion verdampft. Somit wird im Vergleich zu dem Korrosionsschutz-Behandlungsverfahren, wie oben unter 2) beschrieben, das Zn-Pulver gleichmäßiger verteilt und in der gebildeten Flussmittelpulverschicht gehalten.
  • Gemäß den Herstellungsverfahren, wie oben unter 4) bis 6) beschrieben, wird ähnlich wie in den Fällen der Korrosionsschutz-Behandlungsverfahren, wie oben unter 1) bis 3) beschrieben, die Lochkorrosionsbeständigkeit des Wärmetauscherrohrs in dem hergestellten Wärmetauscher erhöht.
  • Gemäß des Wärmetauscher-Herstellungsverfahrens, wie oben unter 6) beschrieben, wird die Dispersion des Flussmittelpulvers und des Zn-Pulvers in dem Bindemittel aufgetragen und der flüssige Bestandteil der Dispersion verdampft. Somit wird im Vergleich zu dem Herstellungsverfahren, wie oben unter 5) beschrieben, das Zn-Pulver gleichmäßiger verteilt und in der gebildeten Flussmittelpulverschicht gehalten.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau eines Kondensators für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wird, zeigt;
  • 2 ist eine Querschnittsansicht, die ein Wärmetauscherrohr mit einer Außenfläche, auf der Flussmittelpulver und Zn-Pulver abgeschieden sind, zeigt, wobei das Rohr in dem Herstellungsverfahren des in 1 gezeigten Kondensators hergestellt wurde;
  • 3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 2;
  • 4 ist ein Graph, der die Bewertungsergebnisse eines gelöteten Körpers aus den Wärmetauscherrohren und gewellten Rippen, der durch das Verfahren gemäß Beispiel 1 hergestellt wurde, zeigt;
  • 5 ist ein Graph, der die Bewertungsergebnisse eines gelöteten Körpers aus den Wärmetauscherrohren und gewellten Rippen, der durch das Verfahren gemäß Beispiel 2 hergestellt wurde, zeigt;
  • 6 ist ein Graph, der die Bewertungsergebnisse eines gelöteten Körpers aus den Wärmetauscherrohren und gewellten Rippen, der durch das Verfahren gemäß des Vergleichsbeispiels hergestellt wurde, zeigt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden als nächstes unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsformen wird ein Verfahren der vorliegenden Erfindung an einem Kondensator für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage angewendet.
  • 1 zeigt den Gesamtaufbau eines Kondensators für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. 2 zeigt ein Wärmetauscherrohr mit Flussmittelpulver und Zn-Pulver, die auf dessen Außenfläche in dem Herstellungsverfahren des Kondensators aus 1 aufgetragen wurden. 3 zeigt einen Abschnitt des Wärmetauscherrohrs in einem vergrößerten Maßstab.
  • In der folgenden Beschreibung werden die obere, untere, linke und rechte Seite der 1 jeweils mit "oben", "unten", "links" bzw. "rechts" bezeichnet.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage ein Ausgleichsbehälterpaar 2 und 3, das aus Aluminium gebildet ist, eine Vielzahl von flachen Wärmetauscherrohren 4, die durch Aluminiumextrusion gebildet sind, gewellte Rippen 5, die aus Aluminium gebildet sind, und Seitenplatten 6, die aus Aluminium gebildet sind. Die Ausgleichsbehälter 2 und 3 sind derart angeordnet, dass ihre Längsrichtung mit einer vertikalen Richtung zusammenfällt und sie voneinander in einer Links-Rechts-Richtung beabstandet sind. Die Wärmetauscherrohre 4 sind zwischen den beiden Ausgleichsbehältern 2 und 3 derart angeordnet, dass ihre Längsrichtung mit der Links-Rechts-Richtung zusammenfällt, ihre Querrichtung mit einer Luftdurchlassrichtung zusammenfällt und sie voneinander in der vertikalen Richtung beabstandet sind. Die gegenüberliegenden Endabschnitte der Wärmetauscherrohre 4 sind mit den entsprechenden Ausgleichsbehältern 2 und 3 verlötet. Jede der Rippen 5 ist zwischen benachbarten Wärmetauscherrohren 4, an der Oberseite des Wärmetauscherrohrs 4 am oberen Ende oder an der Unterseite des Wärmetauscherrohrs 4 am unteren Ende angeordnet. Die Rippen 5 sind mit den entsprechenden Wärmetauscherrohren 4 verlötet. Die Seitenplatten 6 sind auf der Oberseite der Rippe 5 am oberen Ende und auf der Unterseite der Rippe 5 am unteren Ende angeordnet und mit diesen Rippen 5 verlötet. Luft strömt in einer durch den Pfeil X in 1 gekennzeichneten Richtung. Jedes Austauschrohr 4 hat eine Vielzahl von Kältemittelkanälen 4a (siehe 2), die in der Querrichtung davon angeordnet sind.
  • Der linke Ausgleichsbehälter 2 ist durch ein Trennelement 7 an einer Position oberhalb der Mitte in der Höhenrichtung in einen oberen und unteren Ausgleichsbehälterabschnitt 2a und 2b unterteilt. Der rechte Ausgleichsbehälter 3 ist durch ein Trennelement 7 an einer Position unterhalb der Mitte in der Höhenrichtung in einen oberen und unteren Ausgleichsbehälterabschnitt 3a und 3b unterteilt. Ein Fluideinlass (nicht gezeigt) ist in dem oberen Ausgleichsbehälterabschnitt 2a des linken Ausgleichsbehälters 2 gebildet. Ein Einlasselement 8, das aus Aluminium gebildet ist und einen Zulaufkanal 8a, der mit dem Fluideinlass kommuniziert, aufweist, ist an den oberen Ausgleichsbehälterabschnitt 2a des linken Ausgleichsbehälters 2 gelötet. Ein Fluidauslass (nicht gezeigt) ist in dem unteren Ausgleichsbehälterabschnitt 3b des rechten Ausgleichsbehälters 3 gebildet. Ein Auslasselement 9, das aus Aluminium gebildet ist und einen Abflusskanal 9a, der mit dem Fluidauslass kommuniziert, aufweist, ist an den unteren Ausgleichsbehälterabschnitt 3b des rechten Ausgleichsbehälters 3 gelötet.
  • Jeder der Ausgleichsbehälter 2 und 3 besteht aus einem Behälterhauptkörper 11 und Verschlusselementen 12. Der Behälterhauptkörper 11 ist eine Aluminiumröhre mit einer Lötmaterialschicht auf mindestens deren Außenfläche. Beispielsweise ist der Behälterhauptkörper 11 ein röhrenförmiges Element, das aus einem Aluminiumlötblech mit einer Lötmaterialschicht auf jeder dessen gegenüberliegenden Oberflächen gebildet ist. Insbesondere wird das Lötblech in eine Röhrenform geformt und die gegenüberliegenden Seitenkantenabschnitte werden teilweise miteinander überlappt und zusammen verlötet. Der Behälterhauptkörper 11 hat eine Vielzahl von Rohreinsetzöffnungen, die sich in der Front-Heck-Richtung erstrecken. Die Verschlusselemente 12 sind aus Aluminium gebildet und an gegenüberliegenden Enden des Behälterhauptkörpers 11 gelötet, um Öffnungen an den gegenüberliegenden Enden des Behälterhauptkörpers 11 zu schließen. Die Einzelheiten des Ausgleichsbehälterhauptkörpers 11 werden nicht gezeigt. Der Ausgleichsbehälterhauptkörper 11 kann ein Aluminiumextrudiertes Rohr mit einem Lötmaterial, das auf dessen Außenumfangsfläche gesprüht ist, sein.
  • Der Kondensator 1 wird durch das folgende Verfahren hergestellt.
  • Als Erstes werden die Wärmetauscherrohre 4, die Rippen 5, die Seitenplatten 6, die Trennelemente 7, ein Paar röhrenförmiger Ausgleichsbehälter-Hauptkörperelemente, die aus Aluminium gebildet sind und eine Lötmaterialschicht auf zumindest deren Außenfläche haben, die Verschlusselemente 12, das Einlasselement 8 und das Auslasselement 9 vorbereitet. Jedes der Ausgleichsbehälter-Hauptkörperelemente hat eine Vielzahl von darin gebildeten Röhreinsetzöffnungen.
  • Das Wärmetauscherrohr 4 ist aus einer Legierung, die aus 0,2 bis 0,3 Massen% Mn, 0,05 Massen% oder weniger Cu und 0,2 Massen% oder weniger Fe, wobei der Rest Al ist, und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, gebildet und hat eine Wandstärke von 200 µm oder weniger. In einigen Fällen ist die Wandstärke des Wärmetauscherrohrs im Allgemeinen nicht gleich und variiert lokal. Eine Wandstärke von 200 µm oder weniger bedeutet, dass die Stärke des dicksten Teils der Rohrwand 200 µm oder weniger beträgt. Die Rippen 5 sind aus einem Lötblech, das aus einem Aluminiumkern und einer Umhüllung, die aus einem Aluminiumlötmittel hergestellt ist und beide Oberflächen des Kerns bedeckt, besteht, gebildet.
  • Getrennt wird eine Dispersion durch Dispergieren eines Flussmittelpulvers und eines Zn-Pulvers in einem Bindemittel hergestellt, wobei das Zn-Pulver eine mittlere Teilchengröße von 3 bis 5 µm und eine maximale Teilchengröße von weniger als 10 µm hat. Das in der Ausführungsform verwendete Flussmittelpulver ist ein fluorhaltiges, nicht-korrosives Flussmittel, welches hauptsächlich eine Mischung aus KAlF4 und KAlF5 enthält. Ein Beispiel für das Bindemittel ist eine Lösung aus einem in 3-Methoxy-3-methyl-1-butanol gelösten Acrylharz. Als Verdünnungsmittel wird 3-Methoxy-3-methyl-1-butanol zu der Dispersion gegeben, um so die Viskosität des Bindemittels zu regulieren.
  • Anschließend wird die Dispersion auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs 4 aufgetragen und ein flüssiger Bestandteil der Dispersion wird verdampft, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden, so dass die Zn-Pulver-Abscheidungsmenge auf 1 bis 3 g/m2 eingestellt wird, die Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge auf 15 g/m2 oder weniger eingestellt wird und das Verhältnis der Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge zu der Zn-Pulver-Abscheidungsmenge (Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge/Zn-Pulver-Abscheidungsmenge) auf 1 oder mehr eingestellt wird. Das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver werden auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs 4 durch ein Abscheidungsverfahren abgeschieden. In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Dispersion auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs 4 durch Sprühen aufgetragen und der flüssige Bestandteil der Dispersion wird anschließend verdampft, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs 4 abzuscheiden. In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird die Dispersion auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs 4 durch Walzenbeschichtung aufgetragen, nachdem die Außenfläche zuvor erwärmt worden ist, und der flüssige Bestandteil der Dispersion wird anschließend verdampft, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs 4 abzuscheiden.
  • Wie in den 2 und 3 gezeigt, wird eine Flussmittelpulverschicht 15, die das Zn-Pulver 16 enthält, auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs 4 gebildet, wenn das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs 4 abgeschieden worden sind. In der Flussmittelpulverschicht 15 wird das Zn-Pulver 16 gleichmäßig dispergiert und in der Schicht gehalten.
  • Anschließend wird ein Paar Ausgleichsbehälter-Hauptkörper-Vorformen, die jeweils Rohreinsetzöffnungen haben, so angeordnet, dass sie voneinander beabstandet sind. Jede Ausgleichsbehälter-Hauptkörper-Vorform wird mit einem Verschlusselement 12 an jedem Ende davon verschlossen. Ein Trennelement 7 wird in jeder Ausgleichsbehälter-Hauptkörper-Vorform angeordnet, um dadurch eine Ausgleichsbehälter-Vorform bereitzustellen.
  • Die Wärmetauscherrohre 4 und Rippen 5 werden abwechselnd angeordnet und jedes Ende des Wärmetauscherrohrs 4 wird in eine entsprechende Rohreinsetzöffnung der Ausgleichsbehälter-Vorform eingesetzt. Die Seitenplatten 6 werden an der Oberseite der Rippe 5 am oberen Ende und an der Unterseite der Rippe 5 am unteren Ende angeordnet. Weiterhin werden das Einlasselement 8 und das Auslasselement 9 an den entsprechenden Ausgleichsbehälter-Vorformen angebracht.
  • Dann werden die Wärmetauscherrohre 4, die Rippen 5, die Seitenplatten 6, das Einlasselement 8 und das Auslasselement 9 an der Ausgleichsbehälter-Vorform, die aus der Ausgleichsbehälter-Hauptkörper-Vorform, den Verschlusselementen 12 und dem Trennelement 7 besteht, vorübergehend fixiert, um dadurch eine vorübergehend fixierte Anordnung bereitzustellen.
  • Die vorübergehend fixierte Anordnung wird in einen Lötofen gestellt und auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt. Falls erforderlich, werden andere Teile als die Wärmetauscherrohre 4 vorher mit einem Flussmittel durch eine bekannte Technik, wie Bürstenbeschichtung, beschichtet. Während des Erwärmens der vorläufigen und vorübergehenden Fixierung schmilzt das Zn-Pulver 16 bei dem Schmelzpunkt von Zn. Das so geschmolzene Zn wird dispergiert und in der Flussmittelpulverschicht 15, ähnlich wie das Zn-Pulver vor dem Schmelzen, gehalten.
  • Wenn die Temperatur von der vorläufigen Fixierungstemperatur weiter auf die Löttemperatur erhöht wird, schmilzt das Flussmittelpulver, das die Flussmittelpulverschicht 15 bildet, wodurch die Rippen 5 mit den Wärmetauscherrohren 4 und den Seitenplatten 6 durch die Vermittlung des geschmolzenen Flussmittels und des Umhüllungsmaterials der Rippen 5 verlötet werden. Durch die Vermittlung des Lötmaterials der Ausgleichsbehälter-Hauptkörper-Vorform werden auch die Wärmetauscherrohre 4 mit der Ausgleichsbehälter-Hauptkörper-Vorform verlötet und die Ausgleichsbehälter-Hauptkörper-Vorform wird mit den Verschlusselementen 12 und den Trennelementen 7 verlötet. Gleichzeitig fließen und verbreiten sich das geschmolzene Flussmittel und das geschmolzene Zn, die auf der Außenfläche jedes Wärmetauscherrohrs 4 abgeschieden wurden, wodurch Zn in den Außenflächenbereich des Wärmetauscherrohrs 4 diffundiert und die Zn-Diffusionsschicht gebildet wird. So wird der Kondensator 1 hergestellt.
  • Beispiele
  • Die vorliegende Erfindung wird nun im Detail anhand der Beispiele und des Vergleichsbeispiels beschrieben.
  • Beispiel 1
  • Ein Aluminium-extrudiertes Wärmetauscherrohr wurde aus einer Legierung, die aus 0,25 Massen% Mn, wobei der Rest Al ist, und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht und einen Cu-Gehalt von 0 Massen% und einen Fe-Gehalt von 0,2 Massen% oder weniger aufweist, wobei Cu und Fe unvermeidbare Verunreinigungen sind, gebildet. Das Wärmetauscherrohr hatte einen in 2 gezeigten Querschnitt und eine Breite von 12 mm, eine Länge von 650 mm und eine maximale Wandstärke von 200 µm. Getrennt werden gewellte Rippen aus einem Lötblech, das eine Stärke von 70 µm hat und aus einem Aluminiumkern, der aus 0,45 Massen% Si, 1,5 Massen% Mn und 1,5 Massen% Zn, wobei der Rest Al ist, und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, und einer Umhüllung, die aus einem Aluminiumlötmittel, das aus 8,7 Massen% Si, wobei der Rest Al ist, und unvermeidbaren Verunreinigungen gebildet ist und beide Seiten des Kerns bedeckt, hergestellt wird, gebildet.
  • Es wurden ein fluorhaltiges, nicht-korrosives Flussmittelpulver (enthält ≥ 90 Massen% einer Mischung aus KAlF4 und KAlF5 (KAlF5-Gehalt: 10 bis 40 Massen%)), ein Zn-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 3 bis 5 µm und einer maximalen Teilchengröße von weniger als 10 µm (5 Massen% des Gesamtgewichts des Zn-Pulvers war Zinkoxid), ein Bindemittel (eine Lösung eines in 3-Methoxy-3-methyl-1-butanol gelösten Acrylharzes) und ein Verdünnungsmittel (3-Methoxy-3-methyl-1-butanol) bereitgestellt. Das Zn-Pulver und das nicht-korrosive Flussmittelpulver wurden in dem Bindemittel und dem Verdünnungsmittel dispergiert, um dadurch eine Dispersion zu bereiten. Die Dispersion wies Zusammensetzungs-Gewichtsanteile auf; Zn-Pulver: nicht-korrosives Flussmittelpulver: Bindemittel: Verdünnungsmittel von 15 Gew.-Teile: 45 Gew.-Teile: 40 Gew.-Teile: 27 Gew.-Teile. Tabelle 1
    Vorgesehene Zn-Pulver- Abscheidungsmenge g/m2 Messungen
    Zn-Pulvermenge g/m2 Flussmittelpulvermenge g/m2
    1 0,77 3,76
    2 1,69 7,64
    3 2,14 8,66
  • Anschließend wurde die Dispersion auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs gesprüht und das Rohr wurde in einer Trocknungsvorrichtung getrocknet, um dadurch den flüssigen Bestandteil der Dispersion zu verdampfen. Als Ergebnis wurden das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abgeschieden, so dass die Zn-Pulver-Abscheidungsmenge auf 1 bis 3 g/m2 eingestellt wurde, die Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge auf 15 g/m2 oder weniger eingestellt wurde und das Verhältnis der Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge zu der Zn-Pulver-Abscheidungsmenge (Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge/Zn-Pulver-Abscheidungsmenge) auf 1 oder mehr eingestellt wurde. In dem obigen Verfahren wurde die Dispersion auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs gesprüht, um die Zn-Pulver-Abscheidungsmenge auf 1 g/m2, 2 g/m2 und 3 g/m2 einzustellen. Jedoch waren die tatsächlich gemessenen Zn-Pulver-Abscheidungsmengen wie in Tabelle 1 beschrieben. Tabelle 1 zeigt auch die tatsächlich gemessenen Flussmittelpulver-Abscheidungsmengen.
  • Dann wurden eine Vielzahl der hergestellten Wärmetauscherrohre und eine Vielzahl von Reihen der gewellten Rippen abwechselnd gestapelt, um einen gestapelten Körper zu bilden. Der gestapelte Körper wurde in einen Ofen mit einer Stickstoffatmosphäre gestellt und die Wärmetauscherrohre und die gewellten Rippen wurden erwärmt. Die Wärmetauscherrohre und die gewellten Rippen wurden bei hohen Temperaturen von 580 bis 600°C für 3 Minuten gehalten, wodurch die Wärmetauscherrohre mit den gewellten Rippen verlötet wurden.
  • In dem so hergestellten verlöteten Körper wurde eine Zn-Diffusionsschicht in dem Außenflächenbereich von jedem Wärmetauscherrohr gebildet. Die Zn-Konzentration an dem äußersten Niveau betrug 0,78 bis 1,13 Massen% und die Dicke der Zn-Diffusionsschicht betrug 70 bis 85 µm.
  • In der gleichen Weise wurden neun verlötete Körper durch die Abscheidung des Zn-Pulvers und des Flussmittelpulvers hergestellt, um so eine Zn-Pulver-Abscheidungsmenge von 2 g/m2 zu erzielen. 4 zeigt die Beziehung zwischen der äußersten Zn-Konzentration und dem Diffusionsprofil in der Zn-Diffusionsschicht, die in dem Außenflächenbereich jedes Wärmetauscherrohrs gebildet wird.
  • Beispiel 2
  • Dieselben Wärmetauscherrohre, gewellten Rippen, nicht-korrosives Flussmittelpulver, Zn-Pulver, Bindemittel und Verdünnungsmittel, wie in Beispiel 1 verwendet, wurden bereitgestellt. Dann wurden das Zn-Pulver und das nicht-korrosive Flussmittelpulver in dem Bindemittel und Verdünnungsmittel dispergiert, um dadurch eine Dispersion zu bereiten. Die Dispersion wies Zusammensetzungs-Gewichtsanteile auf; Zn-Pulver: nicht-korrosives Flussmittelpulver: Bindemittel: Verdünnungsmittel von 6,7 Gew.-Teile: 40,0 Gew.-Teile: 35,6 Gew.-Teile: 17,8 Gew.-Teile.
  • Anschließend wurde jedes der Wärmetauscherrohre auf eine wesentliche Temperatur von 40°C erwärmt und die Dispersion wurde auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs durch Walzenbeschichtung aufgetragen. Das Rohr wurde in einer Trockenvorrichtung getrocknet, um dadurch den flüssigen Bestandteil der Dispersion zu verdampfen. Als Ergebnis wurden das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abgeschieden, so dass die Zn-Pulver-Abscheidungsmenge auf 1 bis 3 g/m2 eingestellt wurde, die Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge auf 15 g/m2 oder weniger eingestellt wurde und das Verhältnis der Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge zu der Zn-Pulver-Abscheidungsmenge (Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge/Zn-Pulver-Abscheidungsmenge) auf 1 oder mehr eingestellt wurde.
  • In dem obigen Verfahren wurde die Dispersion auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs aufgetragen, um die Zn-Pulver-Abscheidungsmenge auf 1 g/m2, 2 g/m2 und 3 g/m2 einzustellen. Jedoch waren die tatsächlich gemessenen Zn-Pulver-Abscheidungsmengen wie in Tabelle 2 beschrieben. Tabelle 2 zeigt auch die tatsächlich gemessenen Flussmittelpulver-Abscheidungsmengen. Tabelle 2
    Vorgesehene Zn-Pulver- Abscheidungsmenge g/m2 Messungen
    Zn-Pulvermenge g/m2 Flussmittelpulvermenge g/m2
    1 0,91 4,41
    2 1,79 8,83
    3 2,23 10,70
  • Dann wurden eine Vielzahl der hergestellten Wärmetauscherrohre und eine Vielzahl von Reihen der gewellten Rippen abwechselnd gestapelt, um einen gestapelten Körper zu bilden. Dieser gestapelte Körper wurde in einen Ofen mit einer Stickstoffatmosphäre gestellt und die Wärmetauscherrohre und die gewellten Rippen wurden erwärmt. Die Wärmetauscherrohre und die gewellten Rippen wurden bei hohen Temperaturen von 580 bis 600°C für 3 Minuten gehalten, wodurch die Wärmetauscherrohre mit den gewellten Rippen verlötet wurden.
  • In dem so hergestellten verlöteten Körper wurde eine Zn-Diffusionsschicht in dem Außenflächenbereich von jedem Wärmetauscherrohr gebildet. Die Zn-Konzentration an dem äußersten Niveau betrug 0,63 bis 0,76 Massen% und die Dicke der Zn-Diffusionsschicht betrug 65 bis 80 µm.
  • In der gleichen Weise wurden neun verlötete Körper durch die Abscheidung des Zn-Pulvers und des Flussmittelpulvers hergestellt, um eine Zn-Pulver-Abscheidungsmenge von 2 g/m2 zu erzielen. 5 zeigt die Beziehung zwischen der äußersten Zn-Konzentration und dem Diffusionsprofil in der Zn-Diffusionsschicht, die in dem Außenflächenbereich jedes Wärmetauscherrohrs gebildet wird.
  • Vergleichsbeispiel
  • Ein Aluminium-extrudiertes Wärmetauscherrohr wurde aus einer Legierung, die aus 0,45 Massen% Cu und 5,0 Massen% Zn, wobei der Rest Al ist, und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, gebildet. Das Wärmetauscherrohr hatte einen Querschnitt wie in 2 gezeigt und eine Breite von 12 mm, eine Länge von 650 mm und eine maximale Wandstärke von 200 µm.
  • Anschließend wurde eine Zn-Sprühbeschichtungsschicht auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs durch Sprühbeschichtung gebildet.
  • Dann wurden eine Vielzahl der hergestellten Wärmetauscherrohren und eine Vielzahl von Reihen der gewellten Rippen mit derselben Form, wie in den Beispielen verwendet, abwechselnd gestapelt, um einen gestapelten Körper zu bilden. Der gestapelte Körper wurde in einen Ofen mit einer Stickstoffatmosphäre gestellt und die Wärmetauscherrohre und die gewellten Rippen wurden erwärmt. Die Wärmetauscherrohre und die gewellten Rippen wurden bei hohen Temperaturen von 580 bis 600°C für 3 Minuten gehalten, wodurch die Wärmetauscherrohre mit den gewellten Rippen verlötet wurden.
  • In dem so hergestellten verlöteten Körper wurde eine Zn-Diffusionsschicht in dem Außenflächenbereich von jedem Wärmetauscherrohr gebildet. Die Zn-Konzentration an dem äußersten Niveau betrug 1 bis 2,5 Massen% und die Dicke der Zn-Diffusionsschicht betrug 85 bis 105 µm.
  • In der gleichen Weise wurden neun verlötete Körper hergestellt. 6 zeigt die Beziehung zwischen der äußersten Zn-Konzentration und dem Diffusionsprofil in der Zn-Diffusionsschicht, die in dem Außenflächenbereich jedes Wärmetauscherrohrs gebildet wird.
  • Wie aus den 4 bis 6 klar hervorgeht, sind in den Beispielen 1 und 2 die Abweichung der äußersten Zn-Konzentrationen der hergestellten verlöteten Körper und die Abweichung der Diffusionstiefen der Zn-Diffusionsschichten, die in den Außenflächenbereichen der Wärmetauscherrohre gebildet wurden, kleiner als die, die im Vergleichsbeispiel beobachtet wurden.
  • Bewertungstest
  • Jeder der in den Beispielen 1 und 2 und dem Vergleichsbeispiel hergestellten verlöteten Körper aus den Wärmetauscherrohren und gewellten Rippen wurde einem SWAAT-960-Stunden-Test unterzogen, wodurch dessen Korrosionszustand überprüft wurde. Als Ergebnis wurde eine maximale Korrosionstiefe der Außenfläche von 45 µm für ein Wärmetauscherrohr, das durch den Test der verlöteten Körper aus Beispiel 1 erhalten wurde, ermittelt und eine maximale Korrosionstiefe der Außenfläche von 53 µm für ein Wärmetauscherrohr, das durch den Test der verlöteten Körper aus Beispiel 2 erhalten wurde, ermittelt. Im Gegensatz dazu wurde eine maximale Korrosionstiefe der Außenfläche von 70 µm für ein Wärmetauscherrohr, das durch den Test der verlöteten Körper aus dem Vergleichsbeispiel erhalten wurde, ermittelt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • JP 20062212 A [0008]

Claims (6)

  1. Verfahren zur Durchführung einer Korrosionsschutzbehandlung auf einer Außenfläche eines Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs, wobei das Verfahren die Bereitstellung eines Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs, das aus einer Legierung, die 0,2 bis 0,3 Massen% Mn, 0,05 Massen% oder weniger Cu und 0,2 Massen% oder weniger Fe, wobei der Rest Al ist, und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst, gebildet ist und eine Wandstärke von 200 µm oder weniger hat; die Auftragung einer Dispersion aus einem Flussmittelpulver und einem Zn-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 3 bis 5 µm und einer maximalen Teilchengröße von weniger als 10 µm in einem Bindemittel auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs und Verdampfung eines flüssigen Bestandteils der Dispersion, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden, so dass die Zn-Pulver-Abscheidungsmenge auf 1 bis 3 g/m2 eingestellt wird, die Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge auf 15 g/m2 oder weniger eingestellt wird und das Verhältnis der Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge zu der Zn-Pulver-Abscheidungsmenge (Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge/Zn-Pulver-Abscheidungsmenge) auf 1 oder mehr eingestellt wird; und die Erhöhung der Temperatur des Wärmetauscherrohrs, um dadurch das Zn-Pulver zu schmelzen und anschließendes Diffundieren von Zn in einen Außenflächenbereich des Wärmetauscherrohrs, um dadurch eine Zn-Diffusionsschicht in dem Außenflächenbereich des Wärmetauscherrohrs zu bilden, umfasst.
  2. Verfahren zur Korrosionsschutzbehandlung auf einer Außenfläche eines Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs gemäß Anspruch 1, wobei die Dispersion auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs durch Sprühen aufgetragen wird und anschließend der flüssige Bestandteil der Dispersion verdampft wird, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden.
  3. Verfahren zur Korrosionsschutzbehandlung auf einer Außenfläche eines Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs gemäß Anspruch 1, wobei die Dispersion auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs durch Walzenbeschichtung aufgetragen wird, nachdem die Außenfläche zuvor erwärmt worden ist, und anschließend der flüssige Bestandteil der Dispersion verdampft wird, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden.
  4. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, welches die Bereitstellung eines Aluminium-extrudierten Wärmetauscherrohrs, das aus einer Legierung, die 0,2 bis 0,3 Massen% Mn, 0,05 Massen% oder weniger Cu und 0,2 Massen% oder weniger Fe, wobei der Rest Al ist, und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst, gebildet ist und eine Wandstärke von 200 µm oder weniger hat, und von Rippen, die aus einem Lötblech aus einem Aluminiumkern und einer Umhüllung, die aus einem Aluminiumlötmittel hergestellt ist und beide Oberflächen des Kerns bedeckt, gebildet sind; die Auftragung einer Dispersion aus einem Flussmittelpulver und einem Zn-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 3 bis 5 µm und einer maximalen Teilchengröße von weniger als 10 µm in einem Bindemittel auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs und Verdampfung eines flüssigen Bestandteils der Dispersion, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden, so dass die Zn-Pulver-Abscheidungsmenge auf 1 bis 3 g/m2 eingestellt wird, die Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge auf 15 g/m2 oder weniger eingestellt wird und das Verhältnis der Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge zu der Zn-Pulver-Abscheidungsmenge (Flussmittelpulver-Abscheidungsmenge/Zn-Pulver-Abscheidungsmenge) auf 1 oder mehr eingestellt wird; und die Vereinigung und Erwärmung des Wärmetauscherrohrs und der Rippen, um dadurch das Wärmetauscherrohr mit den Rippen unter Verwendung des auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abgeschiedenen Flussmittelpulvers und des Lötmittels der Rippen zu verlöten, und Schmelzen des auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abgeschiedenen Zn-Pulvers und anschließendes Diffundieren von Zn in einen Außenflächenbereich des Wärmetauscherrohrs, um dadurch eine Zn-Diffusionsschicht in dem Außenflächenbereich des Wärmetauscherrohrs zu bilden, umfasst.
  5. Wärmetauscher-Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Dispersion auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs durch Sprühen aufgetragen wird und anschließend der flüssige Bestandteil der Dispersion verdampft wird, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden.
  6. Wärmetauscher-Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Dispersion auf die Außenfläche des Wärmetauscherrohrs durch Walzenbeschichtung aufgetragen wird, nachdem die Außenfläche zuvor erwärmt worden ist, und anschließend der flüssige Bestandteil der Dispersion verdampft wird, um dadurch das Zn-Pulver und das Flussmittelpulver auf der Außenfläche des Wärmetauscherrohrs abzuscheiden.
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