JP2002172485A - 耐食性に優れるろう付け用アルミニウム押し出し多穴管 - Google Patents

耐食性に優れるろう付け用アルミニウム押し出し多穴管

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JP2002172485A
JP2002172485A JP2000369329A JP2000369329A JP2002172485A JP 2002172485 A JP2002172485 A JP 2002172485A JP 2000369329 A JP2000369329 A JP 2000369329A JP 2000369329 A JP2000369329 A JP 2000369329A JP 2002172485 A JP2002172485 A JP 2002172485A
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aluminum
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hole pipe
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JP2000369329A
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Tokinori Onda
時伯 恩田
Yoshiaki Ogiwara
吉章 荻原
Koichi Yamaguchi
浩一 山口
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クラッドフィンを用いない、ベアフィンとろ
う材被覆の多穴管との接合に用いることができる、耐食
性に優れるろう付用アルミニウム押し出し多穴管を提供
する。 【解決手段】 他のアルミニウム部材をろう付け接合す
る、多穴管(2)の外表面にろう材層を被覆してなるろ
う付け用アルミニウム押し出し多穴管(1)であって、
Siを12wt%を越え30wt%以下、Znを2.5
wt%を越え14wt%以下含有し、残部アルミニウム
および不可避的不純物からなるろう材(3)を表面に被
覆してなるろう付け用アルミニウム押し出し多穴管。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ろう付け用アルミ
ニウム合金押し出し多穴管、特に、アルミニウム製熱交
換器において、アルミニウムフィン材とろう付け接合さ
れるろう付け用アルミニウム合金押し出し多穴管に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム製熱交換器は、従来、アル
ミニウムの偏平多穴管多穴チューブ材に、Al−Si系
合金ろうをクラッド(例えばクラッド率10%)してな
り、これをブレージングシートからなるアルミニウムフ
ィンを組み付け、フラックスろう付け、または真空ろう
付けあるいは雰囲気ろう付けなどのフラックスレスろう
付けを行い一体とすることにより組立られている。近
年、アルミニウム製熱交換器の軽量化の観点から、アル
ミニウムフィン材の薄肉化が要請されており、この場
合、従来とは逆に、フィン材をブレージングシートから
ベア材に変え、チューブにろう材を被覆したものとする
ことが出来れば、フィン材の一層の薄肉化が期待でき
る。しかしながら、アルミニウムのチューブ材のろう材
を工業的規模で安定かつ安価に被覆する方法は確立され
ていないのが現状である。チューブ材へのろう材被覆に
適応し得る方法としてアルミニウム材をフラックスとケ
イ素金属粉末の混合物中に浸漬して、加熱、乾燥させ、
当該混合物をアルミニウム材の表面に塗布したものを組
み合わせて、ろう付け炉内で加熱し、合金化させて接合
面にAl―Si系の溶融ろうを形成させて、ろう付けを
行う方法(特開平7−308795号公報)なども提案
されているが、これらの方法は塗布または被覆作業が面
倒でコスト高となるとともに均一な被覆が難しく、Si
粉末の密着性も不十分となり易い為、均一安定したろう
付け接合が行い難いという難点がある。また特開平10
−258356号では、アルミニウム押し出し多穴管に
対し、多穴管の押し出し時に被覆する技術も提案されて
いるが、ろう材でビレットをくるんだ押し出しビレット
を作製する等、工程が煩雑になる問題を抱えている。一
方、これらの問題を解決する為に、ろう材を押し出し多
穴管に溶射する技術も提案されている。特開平11−1
9796号にはろう材を溶射した押し出し多穴管の製造
方法についての報告がなされている。ところで、腐食環
境の厳しい所においては、押し出し多穴管の耐食性は、
犠牲フィンによるチューブへの犠牲防食効果だけでな
く、チューブ単体の耐食性を増すことが必要になってく
る。クラッドフィンを使わない、ベアフィンとろう材被
覆チューブの耐食性を増す手法としては、特開平10−
258356号では、Al−Siろう材層の下にZn層
を被覆することで耐食性を持たせることが提案されてい
る。ところが、この手法では、ろう材層に被覆されたZ
nが、ろう付け加熱でフィンとのフィレット部分に吸い
寄せられ、フィレット部分にZnが濃化し、結果として
フィレット部分が優先的に腐食溶解し、チューブに貫通
孔を生じてしまう問題が生じてしまった。そのため、上
記方法以外で腐食環境の厳しい所で、ろう材被覆チュー
ブの耐食性を向上させる方法が望まれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はクラッ
ドフィンを用いない、ベアフィンとろう材被覆の多穴管
との接合に用いることができる、耐食性に優れるろう付
用アルミニウム押し出し多穴管を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題を解
決するために、他のアルミニウム部材をろう付け接合す
る、多穴管の外表面にろう材層を被覆してなるろう付け
用アルミニウム押し出し多穴管であって、Siを12w
t%を越え30wt%以下、Znを2.5wt%を越え
14wt%以下含有し、残部アルミニウムおよび不可避
的不純物からなるろう材を表面に被覆してなるろう付け
用アルミニウム押し出し多穴管を提供するものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明におけるアルミニウム多穴
管の材料は特に制限はないが、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金としてJIS 1050やJIS 3003
合金等などが用いられる。本発明における、ろう材層の
被覆用法は主に溶射法によって作製される。溶射法の種
類としてはガス式溶射などろう材の溶射工程に問題がな
ければ特に規定されない。溶射に用いられるろう材粉末
の粒径は特に規定されず、溶射作業に支障がなければ特
に規定しないが、40〜75μmの粒径が望ましい。
【0006】本発明における、ろう材の成分限定理由に
ついて説明する。Si;12wt%を越え30wt%以
下のSi、Siが12wt%未満の場合ろう材としての
機能が小さく、Siが30wt%を越えるとろう材の融
点が高くなり、ろうの溶融温度が高くなるために、通常
の600℃程度のろう付け温度の場合に、ろうが十分溶
解しないため、ろう付け部が小さくなってしまう。従っ
て本発明においては、Si量を12wt%を越え30w
t%以下と規定した。Si含有量は好ましくは15〜2
0wt%である。Zn;2.5wt%を越え14wt%
以下のZn含有量とする。Znはろう材に含有されるこ
とによりろう材の腐食を孔食形態から全面腐食形態に変
化させる働きを有する。この効果が2.5wt%未満の
Zn量では十分でなく、14wt%を越えると腐食形態
は全面腐食形態ではあるが、ろう材自身の腐食減量が大
きくチューブの耐食性が劣ってしまう、またろう付け加
熱でフィレット部分にZnが吸い寄せられることによ
る、Znの濃化により、フィレット部の優先腐食を助長
してしまう。従って、5wt%を越え14wt%以下の
Znと規定した。Zn含有量は好ましくは5〜12wt
%である。次に本発明のアルミニウム押し出し多穴管の
好ましい実施態様を図1及び図2に従って説明すると、
アルミニウム製熱交換器用の押し出し多穴管は、図1に
示すように、アルミニウムの偏平多穴管1は、チューブ
材2に、前記のAl−Si系合金ろう3を被覆(例えば
クラッド率10%)してなり、ベア材であるアルミニウ
ムフィンを組み付け、フラックスろう付け、または真空
ろう付けあるいは雰囲気ろう付けなどのフラックスレス
ろう付けを行い一体とすることにより組立られる。
【0007】
【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。多穴管を構成するアルミニウム合金管材とし
て、JIS 3003系合金を用いた。このJIS 3
003相当の合金成分を溶解、鋳造して断面円径の鋳塊
とした。この鋳塊を610℃で4時間の均質化処理を施
した後、長さ1000mmに切断して押し出し用ビレッ
トとし、これを500℃に再加熱して、マンドレルダイ
スにて8穴の偏片管に加工、押し出し多穴管を作製し
た。その後、管材にろう材を溶射した。溶射前に管材の
表面は、溶射ろう材との密着性を増すために、サンドブ
ラスト法により表面をRa10μm程度に粗面化した。
表1に示す組成のろう材合金を作製した。比較として表
1に本発明を逸脱する合金組成を作製した。このろう材
合金をガスアトマイズ法にて、ろう材粉末を作製した。
尚、粒径は40〜75μm程度のものを作製した。この
ろう材粉末を用い、図1に示すと同様の押し出し多穴管
にろう材を溶射した。溶射方法はアーク溶射で、溶射条
件は、熱源温度4000℃、粒子速度75m/sで行っ
た。尚、ろう材の被覆量はおおよそ20g/mに制御
した。ろう材を被覆した押し出し多穴管を100mmの
長さに切断した。JIS 1050フィン(板厚0.1
mm)をコルゲート加工し、図2に示す形状に組み付け
た。組み付けた試験片に、ろう付けを施すため、窒素雰
囲気中、600℃、3分のろう付け加熱を行い、腐食試
験片を作製した。
【0008】尚従来例としてJIS 3003合金にJ
IS 4343合金を10%クラッドしたクラッドフィ
ン(1.0mm)をろう材を被覆しないチューブに組み
付け上記と同じ方法でろう付けを行い試験片を作製し
た。この腐食試験片をJIS H8601に準じるCA
SS試験を700時間行った。試験後、試験片からフィ
ンを切り離し、チューブの腐食生成物を除去後、光学顕
微鏡を用いて、チューブ材の孔食深さを測定した。尚、
その際にフィンのろう付け部に孔食が発生していない
か、目視で確認した。表1に測定結果を示す。本発明例
1〜9のろう材被覆チューブは、CASS700時間後
でも良好な耐食性をしめした。それに対し比較例1、6
ではZnが本発明の規定の範囲を逸脱するためにフィレ
ット部にZnが濃化し、優先腐食してチューブが貫通し
てしまった。比較例2、3、4、5はZnが本発明の規
定の範囲内にあるものの、Siが本発明の規定の範囲を
逸脱するために、フィンとのろう付けが不良になり、フ
ィンの犠牲防食効果が十分チューブに働かないために本
発明例に比較して耐食性が劣っていた。また、従来例に
おいてはフィンの防食効果が十分働くものの、チューブ
自体の耐食性が劣るために、本発明例より耐食性が劣っ
ていた。
【0009】
【表1】
【0010】
【発明の効果】このように本発明によれば、自動車用熱
交換器のろう材被覆チューブとして、腐食環境の厳しい
東南アジア地域においても、従来のクラッドフィンとベ
アチューブの組み合わせのコアと比較して良好な耐食性
を示すことが判る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい一実施態様を示す押し出し多
穴管の正面図。
【図2】本発明の押し出し多穴管とベアフィンとの接合
部材の斜視図。
【符号の説明】
1 押し出し多穴管 2 チューブ材 3 Al−Si系合金ろう 4 フィン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 浩一 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 Fターム(参考) 3H111 AA01 BA04 CA23 CA24 CB08 CB18 CB23 DA26 DB19 EA04

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 他のアルミニウム部材をろう付け接合す
    る、多穴管の外表面にろう材層を被覆してなるろう付け
    用アルミニウム押し出し多穴管であって、Siを12w
    t%を越え30wt%以下、Znを2.5wt%を越え
    14wt%以下含有し、残部アルミニウムおよび不可避
    的不純物からなるろう材を表面に被覆してなるろう付け
    用アルミニウム押し出し多穴管。
JP2000369329A 2000-12-04 2000-12-04 耐食性に優れるろう付け用アルミニウム押し出し多穴管 Pending JP2002172485A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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