JP2005305484A - ろう付け性および耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器用部材とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ろう付け性および耐食性に優れたアルミニウム合金製自動車熱交換器用部材を提供する。
【解決手段】ろう付け加工により組み立てられるアルミニウム合金製熱交換器用部材において、フラックス粉体単体または金属粉体単体、フラックス粉体と金属粉体との混合粉体、もしくはフラックス成分と金属成分を含む化合物粉体を含有した被覆層を、アルミニウム合金製フィン材と接触する該部材の平面部、及び該部材の平面部に挟まれる曲面部の周表面に有してなる、アルミニウム合金製熱交換器用部材とその製造方法。
【選択図】図５

Description

本発明は、ろう付け加工により組立てられるアルミニウム合金製熱交換器用部材とその製造方法に関するものである。

自動車用熱交換器に代表されるアルミニウム合金製ろう付け製品は、健全なろう付け状態を得るために、押出または圧延加工後に形成された表面の酸化皮膜を除去することが必要不可欠であった。
これらの酸化皮膜の除去法としては、塩化物系フラックスまたはフッ化物系フラックスを塗布して除去する方法が挙げられる。現在ではろう付け後の洗浄工程が不要で且つ装置コストの安いフッ化物系フラックスを使用したＮＢ（窒素雰囲気）ろう付け法が主流となっている。

前記フッ化物系フラックスの塗布方法としては、ろう付け部材の組立て後、ろう付け加工直前に、フラックスの懸濁液を必要な箇所にスプレー等により塗布する方法が一般的であった。ところがこの方法の場合、塗布後のフラックス密着性が弱いため、炉内に循環する熱風により飛散してしまい、所期の目的の効果が発揮されないという不具合が発生する危険性があった。また、フラックス塗布時に生じる未着フラックスの浮遊による作業環境の悪化や、フラックス塗布工程での製造コストの増加も問題となっていた。一方、自動車用熱交換器の形状は微細かつ複雑であるため、均一なフラックスの塗布が非常に困難であった。このため、フラックス量が過少な部位ではろう付け不具合が発生し、フラックス量が過多な部位では反応しきれないフラックスの残渣により美観が損なわれる不具合が発生していた。

フラックスの塗布方式に関しては、浸漬法、スプレー法、ブラシ塗布法、ロールコーターを使用したロール転写法等が一般的な方法である。この中で浸漬法に関しては、塗布膜厚の制御、特にミクロンオーダーの薄膜の制御に関しての対応が非常に困難であり、塗料中の固形分の沈降性が高い場合、安定した塗膜の形成ができない、および高速での塗膜形成には不適等の問題がある（特許文献１）。このことから、生産性を考慮した場合、スプレー法（特許文献２）、ブラシ塗布法およびロール転写法を塗装法として採用することが検討されている。

近年、アルミニウム合金製熱交換器用部材に関しては、様々な機能を付加させる試みがなされている。従来、アルミウム合金製ブレージング板材をコルゲート加工することにより成形されるフィン材のベア化によるコストダウンを目的として、該フィンと組合されるアルミニウム合金製偏平多穴管表面に、Ａｌ−Ｓｉ合金に代表されるろう材粉体やこれにＫ_３ＡｌＦ_６に代表されるフラックス粉体を有機系バインダー中に混合した塗料を塗装する方法が、また、自動車用熱交換器の軽量・薄肉化に伴う、耐食性向上効果を目的として、Ｚｎに代表される犠牲陽極効果を有する金属粉体や、ＫＺｎＦ_３に代表される該犠牲陽極効果合金のフラックス化合物を有機系バインダー中に混合した塗料を塗装する方法等が提案されている（特許文献３）。この例では、例えば図１２に断面図を示した扁平多穴管（２）において、フィン材（例えば図１１中の１６）と接触する平面部（２F）へのろう材または犠牲陽極効果合金の塗装に関しては明確に述べられているものの、フィン材と接触しない曲面部（２R）への塗装技術に関しては、特に明記されていない。ところが、この平面部と曲面部の塗膜の有無により、電気化学的なアンバランスが生じる。特に、犠牲陽極効果合金の塗装においては、曲面部に犠牲陽極効果合金が存在しないため、平面部に比べて、電位が貴となり、孔食等の早期腐食が発生し、防食設計上大きな問題となっていた。
特開平１０−９４８７１号公報 特開平０９−８５４８３号公報 特開平０５−９６２３０号公報

本発明の目的は、ろう付け性および耐食性に優れたアルミニウム合金製自動車熱交換器用部材を提供することにある。
また、本発明の目的は、ろう付け加熱後の製品特性、中でもアルミニウム合金製熱交換器用部材の曲面部の耐食特性に優れたアルミニウム合金製自動車熱交換器用部材を提供することにある。
さらに、本発明は、そのようなアルミニウム合金製自動車熱交換器用部材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、このような状況に鑑み鋭意検討の結果、フラックス化合物をアルミニウム合金製材料表面、特に曲面部に積極的に塗装する実験を行い、塗装表面の安定性・密着性および塗装後の製品特性の評価を行った結果、曲面部を含めた製品の周表面にフラックス化合物を塗装することが、ろう付け加熱後の製品特性に大きく影響することを見出した。本発明はこの知見に基づき完成されるに至ったものである。

本発明の上記の目的は、以下の手段により達成された。
（１）ろう付け加工により組み立てられるアルミニウム合金製熱交換器用部材において、フラックス粉体単体または金属粉体単体、フラックス粉体と金属粉体との混合粉体、もしくはフラックス成分と金属成分を含む化合物粉体を含有した被覆層を、アルミニウム合金製フィン材と接触する該部材の平面部、及び該部材の平面部に挟まれる曲面部の周表面に有してなることを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器用部材。
（２）前記被覆層が、フラックス粉体単体またはろう付け効果を有する金属（例えば、Ｓｉ単体またはＡｌ−Ｓｉ系合金等）の粉体、もしくは犠牲陽極効果を有する金属（例えば、Ｚｎ単体またはＡｌ−Ｚｎ系合金等）の粉体のうち少なくとも１種、もしくは該金属粉体とフラックス粉体の混合物または該金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体を含有してなることを特徴とする（１）項記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材。

（３）前記平面部には、フラックス単体またはろう付け効果を有する金属（例えば、Ｓｉ単体またはＡｌ−Ｓｉ系合金等）の粉体、または犠牲陽極効果を有する金属（例えば、Ｚｎ単体またはＡｌ−Ｚｎ系合金等）の粉体、もしくは該金属粉体とフラックス粉体の混合物または該金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体を含有した被覆層を有してなり、前記曲面部には、犠牲陽極効果を有する金属（例えば、Ｚｎ単体またはＡｌ−Ｚｎ系合金等）の粉体もしくは該金属粉体とフラックス粉体の混合物または該金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体を含有した被覆層を有してなることを特徴とする（１）項記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材。
（４）前記粉体の付着量が、フラックス粉体単体の場合、フラックス成分質量が３ｇ／ｍ^２〜１２ｇ／ｍ^２であり、金属粉体単体とフラックス粉体単体の混合粉体または金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体の場合、フラックス成分の量が５５〜７５質量％、金属成分の量が２５〜４５質量％であり、かつ、フラックス成分と金属成分の総質量が５ｇ／ｍ^２〜１８ｇ／ｍ^２であることを特徴とする（１）項記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材。
（５）前記粉体が、平均粒径が1〜３０μmで、かつ５０μm以下の粒径の粒子が質量比で全粒子の７５％以上を占めるものであることを特徴とする（１）項記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材。

（６）ろう付け加工により組み立てられるアルミニウム合金製熱交換器用部材の表面に、フラックス粉体単体または金属粉体単体、フラックス粉体と金属粉体との混合粉体、もしくはフラックス成分と金属成分を含む化合物粉体を有機系バインダー中に攪拌混合した塗料を塗装するに当り、アルミニウム合金製フィン材と接触する該部材の平面部にはロール転写法により塗装を行い、該部材の平面部に挟まれる曲面部にはロール転写法、スプレー法、ブラシ塗布法のうち１種もしくは２種以上の塗装方法の組合せにより塗装を行うことにより、ろう付け性および耐食性を付与するための被覆層を周表面に形成することを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器用部材の製造方法。
（７）前記塗料が、フラックス粉体単体またはろう付け効果を有する金属（例えば、Ｓｉ単体またはＡｌ−Ｓｉ系合金等）の粉体、もしくは犠牲陽極効果を有する金属（例えば、Ｚｎ単体またはＡｌ−Ｚｎ系合金等）の粉体のうち少なくとも１種、もしくは該金属粉体とフラックス粉体の混合物または該金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体を含有してなることを特徴とする（６）項記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材の製造方法。

（８）前記平面部には、フラックス単体またはろう付け効果を有する金属（例えば、Ｓｉ単体またはＡｌ−Ｓｉ系合金等）の粉体、または犠牲陽極効果を有する金属（例えば、Ｚｎ単体またはＡｌ−Ｚｎ系合金等）の粉体、もしくは該金属粉体とフラックス粉体の混合物、または該金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体を含有する塗料を塗装し、前記曲面部には、犠牲陽極効果を有する金属（例えば、Ｚｎ単体またはＡｌ−Ｚｎ系合金等）の粉体もしくは該金属粉体とフラックス粉体の混合物または該金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体を含有する塗料を塗装することを特徴とする（６）項記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材の製造方法。
（９）前記被覆層中の付着量が、フラックス粉体単体の場合、フラックス成分質量が３ｇ／ｍ^２〜１２ｇ／ｍ^２であり、また、金属粉体単体とフラックス粉体単体の混合粉体または金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体の場合、フラックス成分の量が５５〜７５質量％、金属成分の量が２５〜４５質量％であり、かつ、フラックス成分と金属成分の総質量が５ｇ／ｍ^２〜１８ｇ／ｍ^２であることを特徴とする（６）項記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材の製造方法。
（１０）前記塗料中の粉体が、平均粒径が1〜３０μmで、かつ５０μm以下の粒径の粒子が質量比で全粒子の７５％以上を占めることを特徴とする（６）項記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材の製造方法。

本発明によるアルミニウム合金製自動車熱交換器用部材の製造方法によれば、ろう付け性および耐食性に優れた、アルミニウム合金製自動車熱交換器用部材を得ることが可能となる。
本発明に係るアルミニウム合金製熱交換器用部材は、自動車用熱交換器用として好適なものである。

本発明のアルミニウム合金製熱交換器用部材は、該アルミニウム材の両平面部および両曲面部の全面を、フラックス粉体、金属粉体、金属粉体とフラックス粉体の混合物、または金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体を有機系バインダー中に攪拌混合した塗料で、スプレー法、ブラシ塗布法およびロール転写法のそれぞれを単独または組合せた塗装法により塗装し、前記塗料中の固形成分を含有した被覆層で該周表面の全面を被覆した構成となる。

被覆されるアルミニウム合金製熱交換器用部材としては、コイル状に巻取り可能な形状であれば、偏平多穴管に代表される押出材でも、ヘッダープレートに代表される圧延材でも良い。

本発明で用いられるフラックス粉体成分を混合する有機系バインダーとしては、塗装工程においては、１２０℃〜２００℃程度で、該バインダー中の溶剤成分が揮発し、その後のろう付け工程においては、ろう付け温度条件で、該バインダー中の樹脂成分が揮発し、アルミニウム材表面に炭素系の残さが発生しない組成のものが好ましい。例えば、アクリル系樹脂等が挙げられるが、特に制限されるものではない。塗装での乾燥で２００℃を越える乾燥温度が必要となると、塗装ライン長の増長等の装置コストがアップするためである。好ましくは、１２０℃〜１５０℃で乾燥が完了するものが良い。

本発明に用いられるフラックスは、アルミニウム部材の表面に存在する強固なアルミニウ酸化皮膜を還元し、除去するために必要であり、ＫＦ、ＡｌＦ_３、ＫＡｌＦ_４、ＫＡｌＦ_５、Ｋ_２ＡｌＦ_５、Ｋ_３ＡｌＦ_５、ＣｓＦ、ＲｂＦ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＣａＦ_２、ＫＺｎＦ_３などのフッ化物系フラックス、あるいはこれらを主成分とするものを使用することができる。
バインダー中に混合するフラックス成分は、フラックス粉体とともに、犠牲陽極効果組成では、ＺｎまたはＺｎ系合金の粉体を、またろう付け効果組成では、ＳｉまたはＡｌ−Ｓｉ合金の粉体を含有させることができる。犠牲陽極効果組成に関しては、アルミニウムよりも電気化学的に卑な金属であればＳｎやＩｎといった金属元素でも良い。酸化皮膜除去効果組成では、Ｆ、Kを含む化合物であることが好ましい。

このような実施態様の場合、塗料中の金属成分とフラックス成分の合計量中、金属成分の量は、好ましくは２５〜４５質量％、より好ましくは３０〜４０質量％であり、フラックス成分の量は、好ましくは５５〜７５質量％、より好ましくは６０〜７０質量％である。金属成分量が少なすぎると、ろう材または犠牲防食材の絶対量不足によるろう付け不具合または耐食性の低下不具合が発生する。また金属成分量が多すぎるとフラックス絶対量不足（酸化被膜除去能力不足）によるろう付不具合が発生する。またこのような各不具合を防止するために、付着量を増加させると、被膜厚さが増加し、チューブとフィン材の未接合（コア割れ）不具合が発生する。また、塗料中の有機バインダーの質量比はフラックス成分１に対し、好ましくは１．３〜１．５である。塗料とした場合、塗料中に５〜２０質量％の水、有機溶媒を含有させることができる。

アルミニウム合金製熱交換器部材表面に塗装する塗料としては、アルミニウム合金製フィン材と接する平面部に用いる塗料と、この平面部に挟まれる曲面部に用いる塗料が同一のものでも良いし、該部材の平面部にはろう付け機能付加塗料を、曲面部には、犠牲陽極効果付加塗料というように、必要機能別に、異なる塗料でも良い。

フラックス成分（ろう材又は金属粉末を含む）の付着量は乾燥後の量で好ましくは５〜１８ｇ／ｍ^２であり、より好ましくは８〜１５ｇ／ｍ^２である。フラックス成分の平均粒径は１〜３０μmでかつ５０μm以下の粒子が質量比で全粒子の７５％以上を占めるものが好ましい。平均粒径が１μm以下の場合、フラックス体積に対するフラックス表面積が大きくなり過ぎるため、フラックス密着に必要なバインダー比率が高くなること（塗料原料のコストアップ）、およびフラックス表面酸化により、ろう付け特性および犠牲防食特性の十分な効果が得られないという問題が発生する場合がある。また、平均粒径が３０μmを越えると、塗料中のフラックス成分の沈降速度が速くなり、塗料の安定化が損なわれ易く、均一な塗布が困難となる場合がある。加えて、塗膜厚さが増加するため、コア割れ不具合が発生する危険性が高くなる。好ましくは、平均粒径は１〜2０μmでかつ３５μm以下の粒子が質量比で全粒子の７５％以上を占めるものが好ましい。

アルミニウム合金製熱交換器用部材平面部を塗装するためのロール転写装置の各ロールに関して、塗装用被覆ロール（以降、アプリケーターロールと称す）の被覆材は、アルミニウム合金製熱交換器用部材表面に転写可能な組成であれば、材質に関して特に限定されるものではない。アプリケーターロール以外の塗料付着量を調整するためのその他の金属ロール（例えば、ピックアップロールやミータリングロール等）は、特にその材質は限定されないが、付着量をコントロールことを目的としているため、メッキ等の平滑化処理を施すのが好ましい。

アルミニウム合金製熱交換器用部材の曲面部をロール転写法により塗装する場合、アプリケーターロール単体でも、さらにピックアップロールおよびミータリングロールを配置し、２ロール以上配置しても良い。また、塗料の付着量調整方法として、スクレーパーを使用しても良い。アルミニウム合金製熱交換器用部材の曲面部と接するアプリケーターロール表面の形状は、フラットなものでも、塗装時の該部材の支持および被覆層の安定化を目的として、曲面部形状に合わせた凹形状のものでも良く、使用上問題無ければ、特に限定されるものでは無い。また、アプリケーターロール表面の樹脂層およびピックアップロール、ミータリングロールの材質およびメッキ等の表面処理方法については、塗装上問題無ければ、特に限定されるものではない。

アルミニウム合金製熱交換器用部材の曲面部をスプレー法により塗装する場合、スプレー本体の塗料供給経路の材質は、塗料との接触による変質または侵食が無く、加圧圧力に耐えられるものであれば、材質および形状は特に限定されない。また、スプレーパターンおよびスプレー圧力は、所定の塗膜特性を得られれば、特に限定されるものではない。

アルミニウム合金製熱交換器用部材の曲面部をブラシ塗布法により塗装する場合、ブラシの材質および形状は、塗料との接触による変質および侵食が無く、アルミニウム合金製熱交換器用部材表面を磨耗させなければ、特に限定されるものではない。好ましくは、樹脂等の非金属材が良い。

アルミニウム合金製部材の曲面部の塗装においては、ロール転写法、スプレー法およびブラシ法の内、２種類以上の塗装法を組合せても良い。

アルミニウム合金製熱交換器用部材表面への塗装において、曲面部への塗装のタイミングは特に限定されないが、平面部の塗装より以前に実施するのが好ましい。この理由は、平面部の塗膜厚さはコア割れに影響を及ぼすため、コア割れに影響の無い曲面部の塗装を前に実施した方が製品特性上有利となるためである。

次に本発明を図示した好ましい実施態様に従って説明する。なお、図面中、同一符号は同じものを示す。
塗装の流れとしては、図１に示すような塗装ラインで説明すると、アンコイラー（1）から巻き解されたアルミニウム合金製部材（例えば扁平多穴管）（2）は、テンションロール（3）を通過し、曲面部塗装装置（4）で両曲面部（２R）に塗膜が形成される。次いで平面部塗装用のロールコーター（5）で上下平面部（２F）に塗装が施される。ロールコーター（5）は、例えば図示したように、アプリケーターロール（５a）、ピックアップロール（５p）及びミータリングロール（５ｍ）の３ロールを、アルミニウム合金製部材（2）の上下両平面部にそれぞれ配置することで構成される。なお、図１には一例として、上下のアプリケーターロールをずらして配置した場合を示した。塗料（6）は各塗料供給配管（7）より所定の位置に供給される。曲面部塗装装置（4）に関しては、塗装法がロール転写またはブラシ塗布の場合、ロールおよびブラシへの塗料の供給方法として、スプレー（4S）を用いることもできる。塗装後、例えば電磁誘導式の加熱炉（8）で１２０℃〜２００℃の加熱乾燥を行う。加熱乾燥後のアルミニウム合金製部材（2）は、冷却装置（9）で所定の温度まで冷却された後、駆動装置（10）およびテンションロール（11）を通過して、リコイラー（12）で再度巻き取られる。

図２〜５にロール転写法による曲面部の塗装方式を模式的に示す。
図２は、アプリケーターロール（4a）に塗料（6）を供給し、アルミニウム合金製部材（2）の両曲面部（2R）に塗料を被覆する単ロール塗装の状態を示している。なお、図中の白抜き矢印は該部材の塗装時の移動方向を示している。このときの両アプリケーターロール（4a）の位置関係は、アルミニウム合金製部材（2）を挟んで相対する位置でも良いし、５００ｍｍ程度の範囲内で、ずらした状態でも良い。
図３は、アプリケーターロール（4a）とピックアップロール（4p）の２ロールを配置した場合の塗装状態を示している。この場合、塗料（６）はアプリケーターロール（4a）またはピックアップロール（4p）、もしくはアプリケーターロール（4a）とピックアップロール（4p）の間に供給される。図には明記しないが、ピックアップロール（4p）の外側にミータリングロールを配置しても良い。その場合、塗料（6）はピックアップロール（4p）とミータリングロールの間に供給するのが好ましい。
図４はピックアップロール（4p）の代わりに、スクレーパー（13）により塗料（6）の付着量を調整する場合の塗装方法を示している。塗料（6）は直接アプリケーターロール（4a）に供給しても良いし、スクレーパー（13）に塗料（6）をアプリケーターロール（4a）に導くための鍔（13t）を付加しても良い。付着量の調整は、スクレーパー（13）とアプリケーターロール（4a）の間隙を変化させることにより行う。

図５は、曲面部の塗装ロールを水平方向に配置した状態を示している。各ロールを水平方向に配置しているため、水平方向での塗装を可能とする目的で、アルミニウム合金製熱交換器部材（2）は、支持ロール（14）と（15）により、該部材（2）の移動方向に対し、一定の傾斜角を持たせている。傾斜角としては、１０°〜１７０°の間であることが好ましい。図中には記載していないが、塗料（6）はピックアップロール（4p）とミータリングロール（4m）の間に供給される。なお、ロールの配置本数としては、アプリケーターロール（4a）とピックアップロール（4p）の２ロール配置でも良い。

図６は、スプレー法による曲面部（2R）の塗装状態の１例を示している。この方法では、塗料（６）はスプレー（4S）のノズルより、一定量噴射され、アルミニウム合金製熱交換器部材（２）の両曲面部（2R）に塗装される。
図７は、ブラシ塗布法による曲面部（2R）の塗装状態の１例を示している。この方法では、塗料（６）は塗料供給配管（7）より、回転するブラシ（4B）に供給された後、アルミニウム合金製熱交換器部材（２）の両曲面部（2R）に塗装される。

図８は、ロール転写法とスプレー法を組合せた場合の、曲面部（2R）の塗装状態の１例を示している。この方法では、スプレー（4S）により塗布された塗料（6）をアプリケーターロール（4a）で膜厚制御することにより、均一な薄膜を形成することが可能となる。
図９は、ロール転写法とブラシ法を組合せた場合の、曲面部（2R）の塗装状態の１例を示している。この方法においても、ブラシ（4B）により塗布された塗料（6）をアプリケーターロール（4a）で膜厚制御することにより、均一な薄膜を形成することが可能となる。
図１０は、ブラシ法とスプレー法を組合せた場合の、曲面部（2R）の塗装状態の１例を示している。この方法においても、スプレー（4S）により塗布された塗料（6）をブラシ（4B）で膜厚制御することにより、均一な薄膜を形成することが可能となる。

以下に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
コンフォーム押出法により押出されたＡ１０５０アルミニウム合金製偏平多穴管（2）（１９穴、幅16mm、高さ1.8mm、穴寸法1.0mm×0.6mm、肉厚0.3mm）を使用し、図１及び図２に示す塗装装置で、塗装室温25℃の条件で上下両面の塗装を行った。塗装時の該偏平多穴管移動速度は80m/分とし、両曲面部（2R）を塗装方式としてはロール転写（単ロール）方式とした。アプリケーターロール（4a）（外径＝60mm）は周速＝80m/min.とした。両平面部（2F）塗装用のロール転写装置においては、アプリケーターロール（5a）(外径＝200mm)周速＝100m/min.、ピックアップロール（5p）(外径＝200mm)周速＝50m/min.、ミータリングロール（5m）(外径＝200mm)周速＝15m/min.とした。溶質であるフラックス化合物としては、平均粒径＝2μm〜20μmのKZnF₃を使用した。該フラックス化合物の乾燥後の単位面積当たり付着量は、両曲面部（2R）、両平面部（2F）共、5ｇ／ｍ^２〜18ｇ／ｍ^２の範囲とし、表１の供試材Ｎｏ．１〜３とした。平均粒径および単位面積当りの付着量に関しては、予備実験を行い、ろう付け性等の評価項目において、問題無い範囲であることを確認した上で選定した。このフラックス粉体をアクリル系樹脂（バインダー）との質量比40：60の割合で混合攪拌して塗料（6）を作製した。この塗料（6）をコイル状の該偏平多穴管（2）の表面に塗装後、出力100kw、コイル内径20mm炉長2mの電磁誘導加熱炉（8）（通過時間1.1秒、塗装材実温１８０℃）で乾燥し、室温エアーにより冷却後巻取りを行った。塗装後のアルミニウム合金製偏平多穴管（２）は、厚さ７０μｍのアルミニウム合金製クラッド板材（心材：Ａ３１０３、皮材：Ａ４０４５）をコルゲート成形加工したフィン材（16）およびヘッダーパイプ材（17）と組合わせて、図11に示すような熱交換器コアを組立て、窒素ガス雰囲気中で６００℃×５分のろう付け加工を行い接合した。

（実施例２）
両曲面部（2R）の塗装方式を図６のスプレー方式とし、その他の条件は実施例１と同等として、表１に示す供試材Ｎｏ．４〜６を得た。作製した塗装材は実施例１と同様の条件でろう付け加工を施した。

（実施例３）
両曲面部（2R）の塗装方式を図７のブラシ方式とし、その他の条件は実施例１と同等として、表１に示す供試材Ｎｏ．７〜９を得た。作製した塗装材は実施例１と同様の条件でろう付け加工を施した。

（比較例１）
塗料特性等の条件は実施例１と同等とし、両曲面部（2R）には塗装を施さずに、両平面部（2F）にのみロール転写方式により、塗装を実施し、供試材Ｎｏ．１０〜１２を得た。作製した塗装材は実施例１と同様の条件でろう付け加工を施した。

（比較例２）
両曲面部（2R）の塗装方式等の条件は実施例１と同等とし、乾燥後のKZnF₃の付着量を表１の条件として供試材Ｎｏ．１３〜１４を得た。作製した塗装材は実施例１と同様の条件でろう付け加工を施した。

（比較例３）
両曲面部（2R）の塗装方式等の条件は実施例１と同等とし、KZnF₃の粒度条件を表１の条件として供試材Ｎｏ．１５〜１６を得た。作製した塗装材は実施例１と同様の条件でろう付け加工を施した。

評価特性としては、ろう付け性および耐食性について評価した。
ろう付け性に関しては、ろう付け加工後の熱交換器コアより評価用サンプルを切出し、その部分のフィン材（16）をアルミニウム合金製偏平多穴管（2）から切除し、接合面１００個所中の接着率（接着率＝(接着個所数／１００)×１００）による評価および未接合不具合フィン山数を測定した。
耐食性に関しては、各供試材をろう付け加工することにより成形された熱交換器コアからミニコア（200mm ×200mm）を切出し、偏平多穴管の切断開口部をマスキング処理後、ＪＩＳ Ｚ ２３７１に従ったCASS試験を実施し、貫通孔発生までの試験時間を計測し、評価した。
また、平面部及び曲面部それぞれにおける平均自然電位（ｍＶ）を測定した。

各評価特性の合否判定レベルは、熱交換器コアの組立て性および耐食性を考慮し、接着率（ろう付け性）≧９６％、未接合山数≦４山、CASSでの貫通孔発生試験時間≧1500hrをそれぞれ合格とした。
結果を表１に示す。

表１より、本発明の実施例１、２および３の条件により製造された供試材Ｎｏ．１〜９は、接着率、未接合山数、CASS貫通時間の全ての特性に対して良好な結果が得られた。

これに対して、各比較例の供試材では、少なくとも１つの評価結果が不良であった。
比較例１の供試材Ｎｏ．１０〜１２においては、アルミニウム合金製熱交換器部材両曲面部に、KZnF₃が塗布されていないため、塗装されている該部材の平面部に比べ曲面部の電位が貴となり、CASS1500hr未満で貫通孔食が発生したものである。
比較例２において、供試材Ｎｏ．１３は、KZnF₃の付着量が少な過ぎたため、フィンの接着率も悪く、また、十分な犠牲防食効果も得られず、CASS1500hr未満で貫通孔食が発生したものである。供試材Ｎｏ．１４は、KZnF₃の付着量が多過ぎたため、コア割れによる接着率の低下が生じ、また、電位が卑となり過ぎたため、自己溶食により、早期に貫通孔食が発生したものである。
比較例３において、供試材Ｎｏ．１５と１６では、KZnF₃の粒度が大きかったため、両平面部では、コア割れによる接着率の低下が、両曲面部では、塗料中のKZnF₃の分布状態の不安定化により、均一な塗膜が形成されず、局部的に電位が不安定な箇所が形成されたため、CASS1500hr前に貫通孔食が発生したものである。供試材Ｎｏ．１７は、KZnF₃の粒径が小さ過ぎたため、ろう付け加工時にKZnF₃が酸化等の化学変化または、バインダーの過度の介在により、酸化皮膜除去効果および犠牲防食効果が十分に得られなかったものである。

本発明のアルミニウム合金製自動車熱交換器用部材の製造装置の構成の一例を模式的に示した図である。 垂直型単ロール転写法による曲面部の塗装機構図である。 垂直型複ロール転写法による曲面部の塗装機構図である。 スクレーパーを使用した場合の、ロール転写法による曲面部の塗装機構図である。 水平型複ロール転写法による曲面部の塗装機構図である。 スプレー法による曲面部の塗装機構図である。 ブラシ塗布法による曲面部の塗装機構図である。 スプレー法と垂直型単ロール転写法の組合せによる曲面部の塗装機構図である。 ブラシ法と垂直型単ロール転写法の組合せによる曲面部の塗装機構図である。 スプレー法とブラシ法の組合せによる曲面部の塗装機構図である。 熱交換器コアの構成図である。 １９穴の扁平多穴管の模式断面図である。

符号の説明

１ アンコイラー
２ アルミニウム合金製偏平多穴管
２Ｆ アルミニウム合金製偏平多穴管平面部
２Ｒ アルミニウム合金製偏平多穴管曲面部
３ テンションローラー
４ 曲面部塗装装置
４ａ アプリケーターロール
４ｐ ピックアップロール
４ｍ ミータリングロール
４Ｓ スプレー
４Ｂ ブラシ
５ 平面部塗装用ロールコーター
５ａ アプリケーターロール
５ｐ ピックアップロール
５ｍ ミータリングロール
６ 塗料
７ 塗料供給用配管
８ 電磁誘導加熱炉
９ 冷却槽
１０ 駆動装置
１１ テンションロール
１２ リコイラー
１３ スクレーパー
１３ｔ 鍔
１４ 支持ロール
１５ 支持ロール
１６ アルミニウム合金製フィン
１７ ヘッダーパイプ

Claims (10)

1. ろう付け加工により組み立てられるアルミニウム合金製熱交換器用部材において、フラックス粉体単体または金属粉体単体、フラックス粉体と金属粉体との混合粉体、もしくはフラックス成分と金属成分を含む化合物粉体を含有した被覆層を、アルミニウム合金製フィン材と接触する該部材の平面部、及び該部材の平面部に挟まれる曲面部の周表面に有してなることを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器用部材。
2. 前記被覆層が、フラックス粉体単体またはろう付け効果を有する金属の粉体、もしくは犠牲陽極効果を有する金属の粉体のうち少なくとも１種、もしくは該金属粉体とフラックス粉体の混合物または該金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体を含有してなることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材。
3. 前記平面部には、フラックス単体またはろう付け効果を有する金属の粉体、または犠牲陽極効果を有する金属の粉体、もしくは該金属粉体とフラックス粉体の混合物または該金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体を含有した被覆層を有してなり、前記曲面部には、犠牲陽極効果を有する金属の粉体もしくは該金属粉体とフラックス粉体の混合物または該金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体を含有した被覆層を有してなることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材。
4. 前記粉体の付着量が、フラックス粉体単体の場合、フラックス成分質量が３ｇ／ｍ^２〜１２ｇ／ｍ^２であり、金属粉体単体とフラックス粉体単体の混合粉体または金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体の場合、フラックス成分の量が５５〜７５質量％、金属成分の量が２５〜４５質量％であり、かつ、フラックス成分と金属成分の総質量が５ｇ／ｍ^２〜１８ｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材。
5. 前記粉体が、平均粒径が1〜３０μmで、かつ５０μm以下の粒径の粒子が質量比で全粒子の７５％以上を占めるものであることを特徴とする請求項１記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材。
6. ろう付け加工により組み立てられるアルミニウム合金製熱交換器用部材の表面に、フラックス粉体単体または金属粉体単体、フラックス粉体と金属粉体との混合粉体、もしくはフラックス成分と金属成分を含む化合物粉体を有機系バインダー中に攪拌混合した塗料を塗装するに当り、アルミニウム合金製フィン材と接触する該部材の平面部にはロール転写法により塗装を行い、該部材の平面部に挟まれる曲面部にはロール転写法、スプレー法、ブラシ塗布法のうち１種もしくは２種以上の塗装方法の組合せにより塗装を行うことにより、ろう付け性および耐食性を付与するための被覆層を周表面に形成することを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器用部材の製造方法。
7. 前記塗料が、フラックス粉体単体またはろう付け効果を有する金属の粉体、もしくは犠牲陽極効果を有する金属の粉体のうち少なくとも１種、もしくは該金属粉体とフラックス粉体の混合物または該金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体を含有してなることを特徴とする請求項６記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材の製造方法。
8. 前記平面部には、フラックス単体またはろう付け効果を有する金属の粉体、または犠牲陽極効果を有する金属の粉体、もしくは該金属粉体とフラックス粉体の混合物、または該金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体を含有する塗料を塗装し、前記曲面部には、犠牲陽極効果を有する金属の粉体もしくは該金属粉体とフラックス粉体の混合物または該金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体を含有する塗料を塗装することを特徴とする請求項６記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材の製造方法。
9. 前記被覆層中の付着量が、フラックス粉体単体の場合、フラックス成分質量が３ｇ／ｍ^２〜１２ｇ／ｍ^２であり、また、金属粉体単体とフラックス粉体単体の混合粉体または金属成分とフラックス成分を含む化合物粉体の場合、フラックス成分の量が５５〜７５質量％、金属成分の量が２５〜４５質量％であり、かつ、フラックス成分と金属成分の総質量が５ｇ／ｍ^２〜１８ｇ／ｍ^２であることを特徴とする請求項６記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材の製造方法。
10. 前記塗料中の粉体が、平均粒径が1〜３０μmで、かつ５０μm以下の粒径の粒子が質量比で全粒子の７５％以上を占めることを特徴とする請求項６記載のアルミニウム合金製熱交換器用部材の製造方法。
    
    

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