JP2009275246A - Brazing sheet for heat exchanger made of aluminum alloy, heat exchanger made of aluminum alloy, and method for producing heat exchanger made of aluminum alloy - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は成型されたブレージングシートを用いて中空構造を形成する接合部分の耐食性を向上させたAl合金製熱交換器に関するものである。 The present invention relates to an Al alloy heat exchanger in which the corrosion resistance of a joint portion that forms a hollow structure is improved using a molded brazing sheet.
自動車用ラジエーター、ヒーター、カーエアコンのエバポレーター、コンデンサー、など熱交換器にはAl合金製熱交換器が使用されている。
係る従来のAl合金製熱交換器、例えば自動車用ラジエーターを図1(a),(b)に示す。図1(a)は自動車用熱交換器1の正面図、図1(b)は図1(a)のA−A断面拡大模式図である。
Al alloy heat exchangers are used for heat exchangers such as automobile radiators, heaters, car air conditioner evaporators, condensers, and the like.
Such a conventional Al alloy heat exchanger, for example, a radiator for an automobile, is shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b). Fig.1 (a) is a front view of the
熱交換器1は冷却水を通す中空の流体通路であり、ろう材を被覆したアルミニウム合金ブレージングシートを成形加工したチューブ2の間にコルゲート成型したフィン3を挟み込んで配置してなる。そのチューブ2の両端に成型および打ち抜き加工したヘッダープレート4A,4Bをろう付け接合によって一体化してコア5を作製する。さらにヘッダープレート4A,4Bを介して樹脂製またはアルミニウム合金製のタンク6A,6Bを接合して中空構造の熱交換器媒体通路7を形成し、冷却水をチューブ2へと導入する。
The
タンク6、ヘッダープレート4には、その素材として、Al−Mn系合金、Mnを含有するアルミニウム合金、たとえばJIS3003合金などからなる芯材6a、4aの片面にAl−Si系合金からなるろう材をクラッドし、冷却水と接する他側面にはAl−Zn合金、例えばJIS7072合金をクラッドしたアルミニウム合金ブレージングシートを用いる。
またろう付け法としては、フッ化物系フラックスを用いるろう付け法を行う。
The
As a brazing method, a brazing method using a fluoride flux is performed.
タンク6とヘッダープレート4相互間はタンク6を構成するアルミニウム合金ブレージングシート(以下「タンク材」とする。)6のAl−Si合金からなるろう材6cとヘッダープレート4を構成するアルミニウム合金ブレージングシート(以下「ヘッダー材」とする)4のAl−Zn合金からなる内張材4bとを接合部(以下「ヘッダー/タンク接合部」とする)Jを介して接合する。
Between the
この熱交換器1を組み立てる際のろう付け工程ではろう材6cのAl−Si合金が溶融して接合し、内張材4bのAl−Zn合金は溶融せず、ろう付け工程における加熱によってZnが芯材4a方向に拡散する。また、その際のヘッダー材4の一般部Gにおける内張材4bはタンク6内部に面する配置になる。そのため、ヘッダー材4の一般部Gの内張材4bにおけるZnは、ろう付時に芯材4aに向かって拡散するのみならず、タンク6内部の空間に向かって脱離し、密閉空間にこもり、その一部はまた内張材4bへと戻って取り込まれる。その結果、この一般部Gにおけるろう付け後のZnの残量は接合部Jに比べ多くなる。
In the brazing process when assembling the
また、タンク6内部の空間はろう付中の温度が比較的低いため、タンク6内部に面しているヘッダー材4の一般部Gにおける内張材4bではZnの拡散の度合が比較的小さく、タンク6とヘッダープレート4相互間の接合部Jに比べてろう付後のZn量が多くなる。
この一般部Gにおいてろう付後のZn量が多くなることは、一般部Gの内張材4bに早期に貫通孔が形成されることを防止する必要があるという点からすれば、機能上有効な現象である。
Moreover, since the temperature during brazing is relatively low in the space inside the
The increase in the amount of Zn after brazing in the general part G is functionally effective in that it is necessary to prevent through-holes from being formed early in the
一方、接合部Jにおけるヘッダー材4については、内張材4bがタンク材6のろう材6cに接しているため、Znは専ら芯材4aに向かって拡散するのみであり、ろう付け後のZnの残量は少なくなる。
図2はタンク6とヘッダープレート4相互間の接合部JにおけるZn拡散プロファイルを示す。
図に示すように、ヘッダー/タンク接合部の内張材4bでは、ろう材6cとの境界Bから芯材4a方向にZnが分散し、かつ境界Bにおいて最も濃度が高く、芯材4a方向に向けて濃度が低くなるZn分布となる。これは拡散エネルギーはZn濃度が低い芯材4a側が大きく、境界B側が低い結果として図上斜めの直線によって近似する指数関数曲線を描く様に芯材4a方向に向けてZn濃度が低くなり、均一化されないためである。
On the other hand, with respect to the header material 4 at the joint J, since the
FIG. 2 shows a Zn diffusion profile at the junction J between the
As shown in the figure, in the
この様な不均一なZn拡散プロファイルを示す結果、ろう付け加熱後のヘッダー/タンク接合部の内張材4bのAl−Zn合金層、特にその境界BにおいてはZn濃度が充分には小さくならず、これに起因してろう材6cのAl−Si合金層と比較して特に塩水環境においては腐食され易い。
例えば特許文献2に示す様な、従来のブレージングシートを用いた場合には、図3の接合部J断面写真に示すように、そのヘッダー/タンク接合部において内張材4bのAl−Zn合金層が優先的に腐食し、早期に貫通してしまう問題があった。
As a result of showing such a non-uniform Zn diffusion profile, the Zn concentration is not sufficiently reduced at the Al—Zn alloy layer of the
For example, when a conventional brazing sheet as shown in
したがって、前述したように接合部Jにおけるヘッダー材4については、ろう付け後のZnの残量が少なくなるという傾向はあるとはしても、芯材4a方向に向けてZn濃度が低くなる不均一なZn拡散プロファイルである結果として、境界BにおいてはZn濃度が高く、これが優先的に腐食し、早期に貫通する原因となる。
これを防止するために、ヘッダー材4の内張材4b全体のZn量を小さくした場合には一般部Gの内張材4bの防食機能が損なわれ、一般部Gにおいて早期に貫通孔が形成される原因となる。
Therefore, as described above, with respect to the header material 4 in the joint portion J, although there is a tendency that the remaining amount of Zn after brazing tends to decrease, the Zn concentration does not decrease toward the
In order to prevent this, when the Zn amount of the
そこでこの様なAl−Zn合金とろう材との接合部Jの腐食を防止する手段として、特許文献3にアルミニウム合金製積層型熱交換器として開示されたように、Al−Zn合金層とAl−Zn合金層の間にろう付用シートを挿入してろう継手を形成し、Al−Zn合金層の防食効果をもってろう付け部の優先腐食を防止する手法の採用を検討することもできる。
Therefore, as a means for preventing such corrosion of the joint J between the Al—Zn alloy and the brazing material, as disclosed in
しかし、接合部材にろう付用シートを用いるため部品点数が増え、コストが上がる問題がある。
またタンク材の材質をAl−Znの両面クラッド材に変える必要があり、タンク材を両面クラッド材に変えると、タンクとパイプ材の接合も置きろうなどを用いて行う必要が生じ、その点でも部品点数および工数の増加につながりコストが上がる問題がある。
In addition, it is necessary to change the material of the tank material to a double-sided clad material of Al-Zn, and if the tank material is changed to a double-sided clad material, it will be necessary to perform the joining of the tank and the pipe material, etc. There is a problem that costs increase due to an increase in the number of parts and man-hours.
以上の従来技術における問題は、ヘッダー材4の一般部G及び接合部J各部に貫通孔食を早期に発生させるようなことがない内張材4b全体のZn量の最適バランスをどのように図るかという問題に帰結する。
The above problems in the prior art are how to achieve an optimal balance of the Zn content of the
本発明は以上の従来技術における問題に鑑み、一般部及びヘッダー/タンク接合部のZn量の最適バランスを図ることができ、安価で合理的な構造で一般部及びヘッダー/タンク接合部の優先腐食を防止して、各部において貫通孔食の早期発生を防止することができるアルミニウム合金製熱交換器用ブレージングシート、アルミニウム合金製熱交換器及びアルミニウム合金製熱交換器の製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems in the prior art, the present invention can achieve an optimum balance of the Zn amount in the general part and the header / tank joint, and has a low-cost and rational structure to preferential corrosion of the general part and the header / tank joint. It is an object of the present invention to provide a brazing sheet for an aluminum alloy heat exchanger, an aluminum alloy heat exchanger, and a method for manufacturing an aluminum alloy heat exchanger capable of preventing the occurrence of through pitting corrosion at each part. And
本発明者は、ヘッダ−内張材のZn量およびクラッド率を種々変えたブレージングシートを作製し、ヘッダー/タンク接合部を模擬した試験片を作製し、腐食試験を実施した。それによってヘッダー/タンク接合部の内張材の優先腐食を評価し、優先腐食を防止するブレージングシートたるZn量の最適バランスを明確にすべく検討を進めた。その結果、ヘッダー内張材のZn量(wt%)とクラッド厚さ(μm)の積がろう付け前のクラッド材の段階で25〜70であるアルミニウム合金製熱交換器用ブレージングシートで、アルミニウム合金製熱交換器用ブレージングシートのZn量の最適バランスを実現することができることが明らかとなった。 The inventor produced brazing sheets in which the amount of Zn and the cladding ratio of the header-lining material were variously changed, produced test pieces simulating the header / tank joint, and conducted a corrosion test. Accordingly, the preferential corrosion of the lining material of the header / tank joint was evaluated, and studies were carried out to clarify the optimum balance of Zn content as a brazing sheet for preventing preferential corrosion. As a result, the brazing sheet for an aluminum alloy heat exchanger in which the product of the Zn content (wt%) and the cladding thickness (μm) of the header lining material is 25 to 70 at the level of the cladding material before brazing, It became clear that the optimal balance of Zn content of the brazing sheet for heat exchangers can be realized.
本発明のアルミニウム合金製熱交換器用ブレージングシートは、Al合金芯材と、前記芯材の片面に接合されたAl−Si系ろう材と、前記芯材の他面に熱間圧延でクラッドされたAl−Zn系内張材とを有し、前記Al−Zn系内張材のZn量X(wt%)が0.5〜1.0であり、厚さY(μm)が30〜70であってかつ積XYが25〜70であることを特徴とする。 The brazing sheet for an aluminum alloy heat exchanger of the present invention was clad by hot rolling on an Al alloy core material, an Al-Si brazing material joined to one side of the core material, and the other surface of the core material. An Al—Zn-based lining material, wherein the Al—Zn-based lining material has a Zn amount X (wt%) of 0.5 to 1.0 and a thickness Y (μm) of 30 to 70. And the product XY is 25-70.
また本発明のアルミニウム合金製熱交換器は、Al合金芯材と、その芯材に接合されたAl−Si系ろう材部とを有するタンクと、Al合金芯材と、その芯材に熱間圧延でクラッドされたAl−Zn系内張材とを備えるブレージングシートを成型してなるヘッダープレートと、を有し、前記Al−Zn系内張材のZn量X(wt%)が0.5〜1.0であり、厚さY(μm)が30〜70であってかつ積XYが25〜70であり、前記Al−Si系ろう材部と前記Al−Zn系内張材とをろう付により接合して中空構造を形成して熱交換器媒体通路としてなることを特徴とする。 The aluminum alloy heat exchanger according to the present invention includes an Al alloy core material, a tank having an Al-Si brazing material joined to the core material, an Al alloy core material, and a hot material between the core material. And a header plate formed by molding a brazing sheet comprising an Al—Zn-based lining clad by rolling, and the Zn amount X (wt%) of the Al—Zn-based lining material is 0.5. -1.0, thickness Y ([mu] m) is 30-70 and product XY is 25-70, and the Al-Si brazing filler metal part and the Al-Zn lining material are brazed together A hollow structure is formed by joining to form a heat exchanger medium passage.
さらに本発明のアルミニウム合金製熱交換器の製造方法は、Al合金芯材の片面にAl−Si系ろう材を接合し、他面にAl−Zn系内張材をクラッドしてブレージングシートを作製し、作製したブレージングシートをタンクとして成型するタンク成型工程と、Al合金芯材の片面にAl−Si系ろう材を接合し、他面にAl−Zn系内張材をクラッドしてブレージングシートを作製し、作製したブレージングシートをヘッダープレートとして成型するヘッダープレート成型工程と、前記タンクを構成するAl−Si系ろう材と前記ヘッダープレートを構成するAl−Zn系内張材とが接合するように中空構造を形成し熱交換器媒体通路とする接合工程と、を含み、前記ヘッダー材成型工程に用いるブレージングシートにおけるAl−Zn系内張材のZn量X(wt%)が0.5〜1.0であり、厚さY(μm)が30〜70であってかつ積XYが25〜70であることを特徴とする。 Furthermore, in the method for manufacturing an aluminum alloy heat exchanger according to the present invention, a brazing sheet is produced by bonding an Al—Si brazing material to one side of an Al alloy core and clad an Al—Zn lining material on the other side. The brazing sheet is molded as a tank, and an Al-Si brazing material is bonded to one side of the Al alloy core, and an Al-Zn lining material is clad on the other side to form a brazing sheet. The header plate molding process in which the produced brazing sheet is molded as a header plate, and the Al—Si brazing material constituting the tank and the Al—Zn lining material constituting the header plate are joined together. A bonding step of forming a hollow structure and forming a heat exchanger medium passage, and an Al-Zn system in a brazing sheet used in the header material molding step Stretched member of Zn content X (wt%) is 0.5 to 1.0, the thickness Y ([mu] m) there is and the product XY a 30-70, characterized in that 25 to 70.
前記ヘッダープレートとして成型するブレージングシートを作製するために芯材とAl−Zn系内張材とAl−Si系ろう材とを重ね合わせて行うクラッド熱間圧延の温度を450〜470℃とするのが望ましい。また、前記接合工程を580〜600℃でのろう付により行うのが望ましい。 The temperature of clad hot rolling performed by superposing a core material, an Al—Zn-based lining material, and an Al—Si-based brazing material to produce a brazing sheet to be molded as the header plate is set to 450 to 470 ° C. Is desirable. Moreover, it is desirable to perform the said joining process by brazing at 580-600 degreeC.
[作用]
図4に示すように、ろう付け前の内張材のZn量が多く、クラッド率が高い場合には、接合部Jにおいてはろう付け後の内張材のZn量が多くなり、ろう材よりも電位的に卑になって優先的に腐食し貫通もれに至る。
一方、図5に示すようにろう付け前の内張材のZn量を少なくし、クラッド率を低くした場合には、接合部Jにおいてはろう付け後の内張材のZn量が少なくなり、ろう材と電位的に等しくなるために、ろう材と内張材が均等に腐食し、内張材の優先腐食がなくなり貫通漏れが発生しない。
しかし、内張材の一般部G及び接合部J全体のZn量を小さくした場合には一般部Gの内張材の防食機能が損なわれ、一般部Gにおいて早期に貫通孔が形成される。
[Action]
As shown in FIG. 4, when the amount of Zn in the lining material before brazing is large and the cladding ratio is high, the amount of Zn in the lining material after brazing increases at the joint J, compared to the brazing material. However, it becomes baseless in potential and corrodes preferentially and leads to leakage.
On the other hand, as shown in FIG. 5, when the amount of Zn in the lining material before brazing is reduced and the cladding ratio is lowered, the amount of Zn in the lining material after brazing is reduced at the joint J, Since it is equal in potential to the brazing material, the brazing material and the lining material are evenly corroded, and there is no preferential corrosion of the lining material and no through leakage occurs.
However, when the Zn content of the general portion G of the lining material and the entire joint portion J is reduced, the anticorrosion function of the lining material of the general portion G is impaired, and a through hole is formed early in the general portion G.
そこで、本発明では接合部JにおけるZn拡散プロファイルを検討した結果、Al−Zn系内張材のZn量X(wt%)が0.5〜1.0であり、厚さY(μm)が30〜70であるときの積XYを25〜70とすることによって、ヘッダー/タンク接合部の内張材では、ろう材との境界BにおいてZn濃度が過剰になることがなく、内張材の一般部G及び接合部J全体のZn量の最適バランスを図って、一般部G及び接合部J共に早期の貫通を防止することができる。 Therefore, in the present invention, as a result of examining the Zn diffusion profile in the joint portion J, the Zn amount X (wt%) of the Al—Zn-based lining material is 0.5 to 1.0, and the thickness Y (μm) is By setting the product XY when it is 30 to 70 to 25 to 70, the lining material of the header / tank junction does not have an excessive Zn concentration at the boundary B with the brazing material, and the lining material By optimizing the Zn amount of the general part G and the entire joint J, it is possible to prevent early penetration of both the general part G and the joint J.
本発明のアルミニウム合金製熱交換器用ブレージングシート、アルミニウム合金製熱交換器及びアルミニウム合金製熱交換器の製造方法によれば、一般部及びヘッダー/タンク接合部のZn量の最適バランスを図ることができ、安価で合理的な構造で一般部及びヘッダー/タンク接合部の優先腐食を防止して、貫通孔食の早期発生を各部において防止することができる。 According to the brazing sheet for an aluminum alloy heat exchanger, the aluminum alloy heat exchanger, and the aluminum alloy heat exchanger manufacturing method of the present invention, it is possible to achieve an optimal balance between the Zn content in the general part and the header / tank joint. In addition, the preferential corrosion of the general part and the header / tank joint can be prevented with an inexpensive and rational structure, and early occurrence of through-hole corrosion can be prevented in each part.
以下に本発明のアルミニウム合金製熱交換器用ブレージングシートにおける内張材のZn量および厚さの限定理由について説明する。なお、ここで限定するZn量は、クラッド材となった段階でかつろう付前におけるものである。その様に限定する理由はZnは拡散し易くクラッド圧延中にZn量が変化する可能性があり、またろう付中にも変化する可能性があるからである。 The reasons for limiting the Zn content and thickness of the lining material in the brazing sheet for an aluminum alloy heat exchanger of the present invention will be described below. The amount of Zn limited here is that at the stage of becoming a clad material and before brazing. The reason for this limitation is that Zn is easy to diffuse and the amount of Zn may change during clad rolling and may also change during brazing.
(I)本発明のアルミニウム合金製熱交換器用ブレージングシートの構成
本発明のアルミニウム合金製熱交換器用ブレージングシートはAl合金芯材と、芯材の片面に接合されたAl−Si系ろう材と、芯材の他面に熱間圧延でクラッドされたAl−Zn系内張材とを有する。
(i)Al−Zn系内張材のZn量X(wt%)を0.5〜1.0とする。
Znはアルミニウム合金に固溶し、ろう材の自然電極電位を卑にして芯材を防食し、チューブの耐食性を向上させる。しかしながら、Zn量が多いとヘッダー/タンク接合部においてろう付け後Zn濃度が高くなり、内張材の優先腐食を発生させる。
Znの添加量が0.5wt%未満ではヘッダー材の熱交換器媒体通路7を流通する冷却水と接している一般部Gに早期に貫通腐食を発生してしまう。
一方1.0wt%を超えると冷却水と接している一般部Gの耐食性は良好になるが、ヘッダー/タンク接合部の優先腐食を促進する。従ってZnの添加量を0.5wt%〜1.0wt%と規定した。
(I) The composition of the brazing sheet for an aluminum alloy heat exchanger of the present invention The brazing sheet for an aluminum alloy heat exchanger of the present invention is an Al alloy core material, an Al-Si brazing material bonded to one side of the core material, An Al—Zn-based lining material clad by hot rolling on the other surface of the core material.
(I) The Zn amount X (wt%) of the Al—Zn-based lining material is set to 0.5 to 1.0.
Zn is dissolved in an aluminum alloy, the natural electrode potential of the brazing material is made base to prevent corrosion of the core material, and the corrosion resistance of the tube is improved. However, if the amount of Zn is large, the Zn concentration after brazing becomes high at the header / tank junction, and preferential corrosion of the lining material occurs.
If the added amount of Zn is less than 0.5 wt%, penetration corrosion will occur early in the general part G in contact with the cooling water flowing through the heat
On the other hand, if it exceeds 1.0 wt%, the corrosion resistance of the general part G in contact with the cooling water becomes good, but the preferential corrosion of the header / tank joint is promoted. Therefore, the addition amount of Zn is defined as 0.5 wt% to 1.0 wt%.
(ii)Al−Zn系内張材の厚さY(μm)を30〜70とする。
ろう付け後のヘッダー/タンク接合部における内張材でのZn量はヘッダー内張材のZn量だけでなくクラッド厚さ(μm)にも関係してくる。
このクラッド厚さY(μm)が30(μm)未満である場合には、冷却水と接している一般部Gに早期に貫通腐食を発生しない充分なZn量とするためには1.0wt%を超える過剰なZn量とする必要が生じる。
その様に1.0wt%を超える過剰なZn量とする場合には、ヘッダー/タンク接合部の内張材においてろう付け後のZn量を抑制して貫通もれを防止する適切なバランスを図ることはできない。
(Ii) The thickness Y (μm) of the Al—Zn lining material is set to 30 to 70.
The amount of Zn in the liner at the header / tank junction after brazing is related not only to the amount of Zn in the header liner but also to the cladding thickness (μm).
When the clad thickness Y (μm) is less than 30 (μm), 1.0 wt% is required in order to obtain a sufficient Zn amount that does not cause penetration corrosion at an early stage in the general part G in contact with the cooling water. Therefore, it is necessary to make the amount of Zn more than the amount of Zn.
When the excess Zn amount exceeds 1.0 wt%, an appropriate balance for preventing penetration leakage is suppressed by suppressing the Zn amount after brazing in the lining material of the header / tank joint. It is not possible.
(iii)Al−Zn系内張材のZn量X(wt%)、厚さY(μm)の積XYを25〜70とする。
冷却水と接している一般部Gに早期に貫通腐食を発生しない充分なZn量とし、かつヘッダー/タンク接合部の内張材においてろう付け後のZn量を抑制して貫通もれを防止する適切なバランスを図る指標として積XYを採用し、これを25〜70とした。
(Iii) The product XY of Zn amount X (wt%) and thickness Y (μm) of the Al—Zn-based lining material is set to 25 to 70.
A sufficient amount of Zn that does not cause penetration corrosion at an early stage in the general part G that is in contact with the cooling water is prevented, and the amount of Zn after brazing is suppressed in the lining material of the header / tank joint to prevent penetration leakage. The product XY was adopted as an index for achieving an appropriate balance, and this was set to 25-70.
Zn量とクラッド厚さの積XYが25未満の場合、Znの芯材方向への拡散距離が小さく、拡散が容易に進行することから、図5のZn拡散プロファイルに示すように、Zn濃度が最も高いろう材6cとの境界Bにおいてもろう付け後のZnが0.2%未満になる。
その結果、ヘッダー/タンク接合部においてはろう材と内張材とが電位的に等しくなるために、ろう材と内張材が均等に腐食し、内張材の優先腐食がなくなり貫通漏れが発生しない。
When the product XY of the Zn amount and the cladding thickness is less than 25, the diffusion distance of Zn in the core material direction is small and the diffusion proceeds easily. Therefore, as shown in the Zn diffusion profile of FIG. Even at the boundary B with the
As a result, since the brazing material and the lining material are equal in potential at the header / tank junction, the brazing material and the lining material are evenly corroded, and the preferential corrosion of the lining material is eliminated, resulting in through leakage. do not do.
しかし、その反面、ヘッダー/タンク接合部以外の冷却水と接している一般部GにおけるZn量が0.25%未満になるため、犠牲腐食効果が発揮できず冷却水と接している一般部Gに早期に貫通腐食を発生してしまう。 However, on the other hand, the Zn content in the general part G that is in contact with the cooling water other than the header / tank joint is less than 0.25%, so that the sacrificial corrosion effect cannot be exhibited and the general part G in contact with the cooling water. This causes penetration corrosion at an early stage.
一方Zn量とクラッド率の積XYが70を超える場合、冷却水と接している一般部Gの腐食が良好になる。しかし、その場合図4のZn拡散プロファイルに示すようにろう材6cとの境界Bにおいて最もZn濃度が高く、ろう付け前のZn量X(wt%)を0.5〜1.0とすると、境界Bにおいてはろう付け後のZn量は0.55%を越える。その結果、ヘッダー/タンク接合部のろう材よりも電位的に卑になり、ヘッダー/タンク接合部において内張材が優先的に腐食し貫通もれに至ってしまう。
On the other hand, when the product XY of the Zn amount and the cladding ratio exceeds 70, the corrosion of the general part G in contact with the cooling water becomes good. However, in that case, as shown in the Zn diffusion profile of FIG. 4, when the Zn concentration is highest at the boundary B with the
以上のように、加熱による拡散エネルギー及び拡散距離に依存するろう付けにおけるZnの拡散プロファイルを考慮して、ヘッダー材のろう付け前の内張材のZn量とクラッド厚さ(μm)の積XYを25〜70とすることによって、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部においてろう材6cとの境界BにおけるZn量を0.2〜0.55%に抑制して、適切なバランスとすることが可能となる。すなわちヘッダー/タンク接合部の耐食性が良好になり、かつ一般部Gにおいても内張材のZn量が0.25%以上になるために、一般部Gの耐食性も確保できる。
As described above, considering the Zn diffusion profile in brazing depending on the diffusion energy and diffusion distance due to heating, the product XY of the Zn content of the lining material before brazing of the header material and the cladding thickness (μm) By setting the value to 25 to 70, the amount of Zn at the boundary B with the
(II)本発明のアルミニウム合金製熱交換器用ブレージングシートの製造工程
ここで本発明で提案されるブレージングシート材の製造工程は、クラッド熱間圧延の温度を(開始から終了までを通して)450℃〜470℃で実施する。
これはこの温度範囲で熱間圧延することにより、熱間圧延時の予備加熱や圧延時の温度上昇によって内張材のZnを芯材に予め拡散させ、ろう付け加熱時においてヘッダー材/タンクヘッダー/タンク接合部において内張材のZn量を小さくするためである。しかし、特に500℃を超える温度域では、圧延加工による内張材・外ろう材の温度上昇が芯材より高いため、内張材のZnの拡散が大きくなりすぎてしまう。このため、ヘッダー材/タンクヘッダー/タンク接合部において内張材のZn量が小さくなり、ヘッダー/タンク接合部の腐食は問題ないが、冷却水と接している一般部Gでのろう付け後Zn量が0.25%未満になるために、内張材の犠牲腐食効果が小さくなり、一般部において早期に貫通してしまう問題点がある。
(II) Manufacturing Process of Brazing Sheet for Aluminum Alloy Heat Exchanger of the Present Invention The manufacturing process of the brazing sheet material proposed in the present invention is performed at a temperature of the clad hot rolling (from start to finish) from 450 ° C. Perform at 470 ° C.
This is done by hot rolling in this temperature range, so that Zn of the lining material is pre-diffused into the core material by preheating during hot rolling or temperature rise during rolling, and header material / tank header during brazing heating / This is to reduce the Zn content of the lining material at the tank joint. However, particularly in the temperature range exceeding 500 ° C., the temperature rise of the lining material / outer brazing material due to rolling is higher than that of the core material, so that the diffusion of Zn in the lining material becomes too large. For this reason, the amount of Zn in the lining material is reduced at the header material / tank header / tank joint, and corrosion of the header / tank joint is not a problem, but after brazing at the general part G in contact with the cooling water, Zn Since the amount is less than 0.25%, the sacrificial corrosion effect of the lining material is reduced, and there is a problem that the general part penetrates early.
(III)本発明のアルミニウム合金製熱交換器用ブレージングシートの各製造段階におけるZn量
以上の製造工程を経て製造される本発明のアルミニウム合金製熱交換器用ブレージングシートにあっては、そのZn量は各製造段階において以下の通りとなる。
(i)皮材の鋳塊
0.5−1.0%必要である。これは、ろう付け後に優先腐食・犠牲効果の観点でZn量の条件を満たす必要があるためである。
(ii)製造後のクラッドした状態のブレージングシート
クラッド熱間圧延の温度が高すぎると、鋳塊のZn量から減ってしまうが、それではろう付け後に充分な犠牲効果が得られない。従って、熱間圧延後もろう付前は0.5−1.0%必要である。
(iii)ろう付後のヘッダー/タンク接合部
ヘッダー/タンク接合部の優先腐食を防止する観点から0.55%未満であることが必要となる。
(iv)ろう付後の一般部G
充分な犠牲防食効果を得るために0.25%以上であることが必要となる。
(III) Zn content in each production stage of the brazing sheet for an aluminum alloy heat exchanger of the present invention In the brazing sheet for an aluminum alloy heat exchanger of the present invention manufactured through the above manufacturing steps, the Zn content is At each manufacturing stage, the following occurs.
(I) Skin ingot
0.5-1.0% is required. This is because it is necessary to satisfy the Zn content condition from the viewpoint of preferential corrosion and sacrificial effect after brazing.
(Ii) Brazed sheet in the clad state after production If the temperature of the clad hot rolling is too high, the amount of Zn in the ingot is reduced, but a sufficient sacrificial effect cannot be obtained after brazing. Therefore, 0.5-1.0% is required after brazing and before brazing.
(Iii) Header / tank joint after brazing From the viewpoint of preventing preferential corrosion of the header / tank joint, it is necessary to be less than 0.55%.
(Iv) General part G after brazing
In order to obtain a sufficient sacrificial anticorrosive effect, it is necessary to be 0.25% or more.
(IV)本発明のアルミニウム合金製熱交換器
図1(a),(b)に示すように本発明のアルミニウム合金製熱交換器1は、本発明のアルミニウム合金製熱交換器用ブレージングシートを成型してなるヘッダー材プレート4を有し、Al−Si系ろう材6cとAl−Zn系内張材4bとをろう付により接合して中空構造を形成して熱交換器媒体通路7とする。この熱交換器媒体通路7は580〜600℃のろう付により形成してなる。
(IV) Aluminum Alloy Heat Exchanger of the Present Invention As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the aluminum
(V)本発明のアルミニウム合金製熱交換器の製造方法
以上の本発明のアルミニウム合金製熱交換器1は、次の各工程によって製造される。
Al合金芯材6aの片面にAl−Si系ろう材6cを接合し、他面にAl−Zn系内張材6bをクラッドしてブレージングシートを作製し、作製したブレージングシートをタンク(6A),(6B)として成型するタンク成型工程を行う。
(V) Manufacturing method of aluminum alloy heat exchanger of the present invention The aluminum
An Al-
また、Al合金芯材4aの片面にAl−Si系ろう材4cを接合し、他面にAl−Zn系内張材4bをクラッドしてブレージングシートを作製し、作製したブレージングシートをヘッダー材プレート4として成型するヘッダー材プレート成型工程を行う。
このブレージングシートには本発明のアルミニウム合金製熱交換器用ブレージングシートを用いる。
Also, an Al—Si brazing material 4c is joined to one side of the Al
The brazing sheet for an aluminum alloy heat exchanger according to the present invention is used as the brazing sheet.
タンク(6A),(6B)を構成するAl−Si系ろう材6cとヘッダー材プレート4を構成するAl−Zn系内張材4bとが接合するように中空構造を形成し熱交換器媒体通路7とする接合工程を580〜600℃でのろう付により行う。
A heat exchanger medium passage is formed by forming a hollow structure so that the Al—
[実施例]
表1に本発明例のヘッダー材の内の内張材成分とクラッド率および本発明例を外れる比較例内張材成分を示す。これら内張材と芯材合金(JIS3003合金)と内ろう材(BA4343P合金(内ろう材と示す)を鋳塊サイズ幅600mm、長さ5000mm、幅1200mmのサイズで鋳造し、外ろう材、内ろう材は所定のクラッド率になるよう熱間圧延の開始温度500℃で圧延した後に、所定のクラッド率になるように重ね合わせ、クラッド熱間圧延の開始温度を460℃、終了温度470℃で圧延し、冷間圧延にて最終板厚を1.0mmにしたものに、最終焼鈍温度を400℃で1時間実施してブレージングシートを作製した。なお、比較例として、内張材合金の成分およびZn量とクラッド厚さの積XYは本発明例範囲内であるが、クラッド熱間圧延の開始温度を520℃、終了温度を530℃で実施し、冷間圧延にて1.0mmにしたものに、最終焼鈍温度を400℃で1時間実施したブレージングシートも作製した。
[Example]
Table 1 shows the lining material component and cladding ratio in the header material of the present invention example, and the comparative example lining material component that deviates from the present invention example. These lining material, core material alloy (JIS3003 alloy) and inner brazing material (BA4343P alloy (referred to as inner brazing material) are cast in ingot size width 600mm, length 5000mm, width 1200mm. The brazing material is rolled at a hot rolling start temperature of 500 ° C. so as to have a predetermined cladding ratio, and then superposed so as to have a predetermined cladding ratio. The cladding hot rolling start temperature is 460 ° C. and the end temperature is 470 ° C. A brazing sheet was produced by rolling and cold rolling to a final plate thickness of 1.0 mm for 1 hour at a final annealing temperature of 400 ° C. As a comparative example, the composition of the lining material alloy The product XY of the Zn amount and the clad thickness is within the range of the present invention example, but the clad hot rolling start temperature is 520 ° C., the end temperature is 530 ° C., and cold rolling is 1.0 mm. Also , The brazing sheet the final annealing temperature was carried out for 1 hour at 400 ° C. were also prepared.
これらヘッダー材と接合するタンク材として、BAS311P(芯材:JIS3003合金、内ろう材:JIS4343合金、内張材:JIS7072合金)の板厚1.0mm、O調質材を用いた。 As a tank material to be joined with these header materials, a BAS311P (core material: JIS3003 alloy, inner brazing material: JIS4343 alloy, lining material: JIS7072 alloy) plate thickness of 1.0 mm and O tempered material was used.
(1)腐食試験
ヘッダー/タンク接合部の腐食試験として、表1の構成のヘッダー材を幅25mm、長さ100mmの試験片に加工し、ヘッダー材の内張材とタンク材(BAS311P:板厚1.0mm)のろう材を接合面積幅25mm、長さ20mmで接合し、窒素雰囲気下でろう付け相当の加熱(600℃で3分)を行った後、接合面を残して裏面・端部をマスキングした後に、JISH8601に準じるCASS試験を行ない、腐食生成物を除去した後に、ヘッダー/タンク接合部の腐食深さを焦点深度法にて測定した。また一般部の腐食試験として、表1の構成のヘッダー材を幅25mm、長さ100mmの試験片に加工し、窒素雰囲気下でろう付け加熱(600℃で3分)を行った。内張材の部分を幅20mm、長さ80mmを残し、端部と裏面をマスキングした後に、OY水(Cl−:195ppm、SO4 2−:60ppm、Cu2+:1ppm、Fe3+:30ppm)の溶液に浸漬し、88℃×8時間加熱、16時間放冷の熱サイクルを繰り返す試験に3ヶ月供した。試験後、腐食生成物を除去した後に、腐食深さを焦点深度法にて測定した。その結果を表1に示す。
(1) Corrosion test As a corrosion test of the header / tank joint, the header material having the structure shown in Table 1 was processed into a test piece having a width of 25 mm and a length of 100 mm, and the lining material of the header material and the tank material (BAS311P: plate thickness) 1.0 mm) brazing material is joined with a joining area width of 25 mm and length of 20 mm, and after heating equivalent to brazing (3 minutes at 600 ° C.) under a nitrogen atmosphere, the joining surface remains and the back and end portions. After masking, a CASS test according to JISH8601 was performed to remove corrosion products, and then the corrosion depth of the header / tank junction was measured by the depth of focus method. Further, as a general part corrosion test, the header material having the structure shown in Table 1 was processed into a test piece having a width of 25 mm and a length of 100 mm, and brazed and heated (600 ° C. for 3 minutes) in a nitrogen atmosphere. The lining material is left with a width of 20 mm and a length of 80 mm, and after masking the end portion and the back surface, OY water (Cl-: 195 ppm, SO 4 2- : 60 ppm, Cu 2 +: 1 ppm, Fe 3 +: 30 ppm) ), And subjected to a test in which a heat cycle of 88 ° C. × 8 hours of heating and 16 hours of cooling was repeated for 3 months. After the test, after removing the corrosion products, the corrosion depth was measured by the depth of focus method. The results are shown in Table 1.
表1からわかるように、本発明例1では、ヘッダー材鋳塊段階のZn(wt%)が0.52であり、ヘッダー材ろう付け前のZn(wt%)が0.51、ヘッダー内張材厚さ(μm)が70であった。またろう付け前のZn量とクラッド率の積XYは35.7であり、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部におけるヘッダー内張材のZn量は0.27、ろう付け後の一般部におけるヘッダー内張材のZn量は0.35であった。その結果、ヘッダー/タンク接合部の腐食深さ(mm)は1.1、一般部の腐食深さ(mm)は0.05であった。 As can be seen from Table 1, in Example 1 of the present invention, the Zn (wt%) at the header material ingot stage was 0.52, the Zn (wt%) before brazing the header material was 0.51, and the header liner The material thickness (μm) was 70. The product XY of the amount of Zn before brazing and the cladding ratio is 35.7, the amount of Zn in the header liner at the header / tank joint after brazing is 0.27, and the header in the general part after brazing The amount of Zn in the lining material was 0.35. As a result, the corrosion depth (mm) of the header / tank junction was 1.1, and the corrosion depth (mm) of the general part was 0.05.
本発明例2では、ヘッダー材鋳塊段階のZn(wt%)が0.72であり、ヘッダー材ろう付け前のZn(wt%)が0.70、ヘッダー内張材厚さ(μm)が50であった。またろう付け前のZn量とクラッド率の積XYは35.0であり、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部におけるヘッダー内張材のZn量は0.26、ろう付け後の一般部におけるヘッダー内張材のZn量は0.34であった。その結果、ヘッダー/タンク接合部の腐食深さ(mm)は1.4、一般部の腐食深さ(mm)は0.05であった。 In Example 2 of the present invention, Zn (wt%) at the header material ingot stage is 0.72, Zn (wt%) before brazing the header material is 0.70, and the thickness of the header lining material (μm) is 0.72 50. The product XY of the amount of Zn before brazing and the cladding ratio is 35.0, the amount of Zn in the header liner at the header / tank joint after brazing is 0.26, and the header in the general part after brazing The amount of Zn in the lining material was 0.34. As a result, the corrosion depth (mm) of the header / tank junction was 1.4, and the corrosion depth (mm) of the general part was 0.05.
本発明例3では、ヘッダー材鋳塊段階のZn(wt%)が0.73であり、ヘッダー材ろう付け前のZn(wt%)が0.71、ヘッダー内張材厚さ(μm)が70であった。またろう付け前のZn量とクラッド率の積XYは49.7であり、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部におけるヘッダー内張材のZn量は0.37、ろう付け後の一般部におけるヘッダー内張材のZn量は0.48であった。その結果、ヘッダー/タンク接合部の腐食深さ(mm)は1.5、一般部の腐食深さ(mm)は0.10であった。 In Example 3 of the present invention, the Zn (wt%) at the header material ingot stage is 0.73, the Zn (wt%) before brazing the header material is 0.71, and the header lining material thickness (μm) is 70. The product XY of the amount of Zn before brazing and the cladding ratio is 49.7, the amount of Zn in the header liner at the header / tank joint after brazing is 0.37, and the header in the general part after brazing The amount of Zn in the lining material was 0.48. As a result, the corrosion depth (mm) of the header / tank junction was 1.5, and the corrosion depth (mm) of the general part was 0.10.
本発明例4では、ヘッダー材鋳塊段階のZn(wt%)が0.95であり、ヘッダー材ろう付け前のZn(wt%)が0.93、ヘッダー内張材厚さ(μm)が50であった。またろう付け前のZn量とクラッド率の積XYは46.5であり、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部におけるヘッダー内張材のZn量は0.35、ろう付け後の一般部におけるヘッダー内張材のZn量は0.45であった。その結果、ヘッダー/タンク接合部の腐食深さ(mm)は1.5、一般部の腐食深さ(mm)は0.04であった。 In Example 4 of the present invention, the Zn (wt%) at the header material ingot stage is 0.95, the Zn (wt%) before brazing the header material is 0.93, and the thickness of the header lining material (μm) is 50. The product XY of the amount of Zn before brazing and the cladding ratio is 46.5, the amount of Zn in the header liner at the header / tank joint after brazing is 0.35, and the header in the general part after brazing The amount of Zn in the lining material was 0.45. As a result, the corrosion depth (mm) of the header / tank junction was 1.5, and the corrosion depth (mm) of the general part was 0.04.
本発明例5では、ヘッダー材鋳塊段階のZn(wt%)が0.99であり、ヘッダー材ろう付け前のZn(wt%)が0.97、ヘッダー内張材厚さ(μm)が70であった。またろう付け前のZn量とクラッド率の積XYは67.9であり、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部におけるヘッダー内張材のZn量は0.51、ろう付け後の一般部におけるヘッダー内張材のZn量は0.66であった。その結果、ヘッダー/タンク接合部の腐食深さ(mm)は2.1、一般部の腐食深さ(mm)は0.04であった。 In Example 5 of the present invention, the Zn (wt%) at the header material ingot stage is 0.99, the Zn (wt%) before brazing the header material is 0.97, and the header lining material thickness (μm) is 70. The product XY of the amount of Zn before brazing and the cladding ratio is 67.9, the amount of Zn in the header liner at the header / tank joint after brazing is 0.51, and the header in the general portion after brazing The amount of Zn in the lining material was 0.66. As a result, the corrosion depth (mm) of the header / tank junction was 2.1, and the corrosion depth (mm) of the general part was 0.04.
本発明例6では、ヘッダー材鋳塊段階のZn(wt%)が0.53であり、ヘッダー材ろう付け前のZn(wt%)が0.52、ヘッダー内張材厚さ(μm)が50であった。またろう付け前のZn量とクラッド率の積XYは26.0であり、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部におけるヘッダー内張材のZn量は0.20、ろう付け後の一般部におけるヘッダー内張材のZn量は0.25であった。その結果、ヘッダー/タンク接合部の腐食深さ(mm)は0.9、一般部の腐食深さ(mm)は0.08であった。 In Example 6 of the present invention, the Zn (wt%) at the header material ingot stage is 0.53, the Zn (wt%) before brazing the header material is 0.52, and the header lining material thickness (μm) is 50. The product XY of the amount of Zn before brazing and the cladding ratio is 26.0, the amount of Zn in the header liner at the header / tank joint after brazing is 0.20, and the header in the general part after brazing The amount of Zn in the lining material was 0.25. As a result, the corrosion depth (mm) of the header / tank junction was 0.9, and the corrosion depth (mm) of the general part was 0.08.
本発明例7では、ヘッダー材鋳塊段階のZn(wt%)が0.98であり、ヘッダー材ろう付け前のZn(wt%)が0.96、ヘッダー内張材厚さ(μm)が30であった。またろう付け前のZn量とクラッド率の積XYは28.8であり、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部におけるヘッダー内張材のZn量は0.22、ろう付け後の一般部におけるヘッダー内張材のZn量は0.28であった。その結果、ヘッダー/タンク接合部の腐食深さ(mm)は1.2、一般部の腐食深さ(mm)は0.08であった。
したがって、以上の本発明例はいずれも本発明の条件を充足し、ヘッダー/タンク接合部に優先腐食が生じず、かつ一般部の耐食性が良好で、最適バランスが図られていることが判る。
In Example 7 of the present invention, the Zn (wt%) at the header material ingot stage is 0.98, the Zn (wt%) before brazing the header material is 0.96, and the header lining material thickness (μm) is 30. The product XY of the amount of Zn before brazing and the cladding ratio is 28.8, the amount of Zn in the header liner at the header / tank joint after brazing is 0.22, and the header in the general portion after brazing The amount of Zn in the lining material was 0.28. As a result, the corrosion depth (mm) of the header / tank junction was 1.2, and the corrosion depth (mm) of the general part was 0.08.
Therefore, it can be seen that all of the above examples of the present invention satisfy the conditions of the present invention, the preferential corrosion does not occur at the header / tank junction, the corrosion resistance of the general part is good, and the optimum balance is achieved.
比較例8では、ヘッダー材鋳塊段階のZn(wt%)が0.45であり、ヘッダー材ろう付け前のZn(wt%)が0.44、ヘッダー内張材厚さ(μm)が50であった。またろう付け前のZn量とクラッド率の積XYは22.0であり、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部におけるヘッダー内張材のZn量は0.11、ろう付け後の一般部におけるヘッダー内張材のZn量は0.14であった。したがって、比較例8はヘッダー材のZn量がAl−Zn系内張材(2b)のZn量が0.5〜1.0%とする本発明未満であった。またヘッダー材のZn量(wt%)とクラッド厚さの積XYが25未満であったため、ヘッダー/タンク接合部の腐食深さ(mm)は0.8で腐食が生じなかったが、冷却水と接している一般部に貫通腐食を生じた。 In Comparative Example 8, the Zn (wt%) at the header material ingot stage was 0.45, the Zn (wt%) before brazing the header material was 0.44, and the header lining material thickness (μm) was 50. Met. The product XY of the amount of Zn before brazing and the cladding ratio is 22.0, the amount of Zn in the header liner at the header / tank junction after brazing is 0.11, and the header in the general part after brazing The amount of Zn in the lining material was 0.14. Therefore, in Comparative Example 8, the Zn content in the header material was less than the present invention in which the Zn content in the Al—Zn-based lining material (2b) was 0.5 to 1.0%. Moreover, since the product XY of the Zn content (wt%) and the cladding thickness of the header material was less than 25, the corrosion depth (mm) of the header / tank junction was 0.8 and no corrosion occurred. Penetration corrosion occurred in the general part in contact with.
比較例9では、ヘッダー材鋳塊段階のZn(wt%)が0.51であり、ヘッダー材ろう付け前のZn(wt%)が0.50、ヘッダー内張材厚さ(μm)が30であった。またろう付け前のZn量とクラッド率の積XYは15.0であり、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部におけるヘッダー内張材のZn量は0.11、ろう付け後の一般部におけるヘッダー内張材のZn量は0.15であった。その結果、内張材のZn量は本発明範囲内であるが、ヘッダー材のZn量(wt%)とクラッド厚さの積XYが25未満であったためヘッダー/タンク接合部に腐食が生じなかった(腐食深さ(mm)は0.8)が、冷却水と接している一般部に貫通腐食を生じた。 In Comparative Example 9, the Zn (wt%) at the header material ingot stage was 0.51, Zn (wt%) before brazing the header material was 0.50, and the header lining material thickness (μm) was 30. Met. The product XY of the amount of Zn before brazing and the cladding ratio is 15.0, the amount of Zn in the header liner at the header / tank joint after brazing is 0.11, and the header in the general part after brazing The amount of Zn in the lining material was 0.15. As a result, the Zn content of the lining material is within the scope of the present invention, but the header / tank junction does not corrode because the product XY of the Zn content (wt%) of the header material and the cladding thickness was less than 25. (Corrosion depth (mm) was 0.8), however, penetration corrosion occurred in the general part in contact with the cooling water.
比較例10では、ヘッダー材鋳塊段階のZn(wt%)が0.70であり、ヘッダー材ろう付け前のZn(wt%)が0.68、ヘッダー内張材厚さ(μm)が30であった。またろう付け前のZn量とクラッド率の積XYは20.4であり、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部におけるヘッダー内張材のZn量は0.12、ろう付け後の一般部におけるヘッダー内張材のZn量は0.16であった。その結果、比較例9と同様に、内張材のZn量は本発明範囲内であるが、ヘッダー材のZn量(wt%)とクラッド厚さの積XYが25未満であったためヘッダー/タンク接合部に腐食が生じなかった(腐食深さ(mm)は1.0)が、冷却水と接している一般部に貫通腐食を生じた。 In Comparative Example 10, the Zn (wt%) at the header material ingot stage was 0.70, the Zn (wt%) before brazing the header material was 0.68, and the header lining material thickness (μm) was 30. Met. The product XY of the amount of Zn before brazing and the cladding ratio is 20.4, the amount of Zn in the header liner at the header / tank joint after brazing is 0.12, and the header in the general part after brazing The amount of Zn in the lining material was 0.16. As a result, as in Comparative Example 9, the Zn content of the lining material is within the scope of the present invention, but the product XY of the Zn content (wt%) of the header material and the cladding thickness was less than 25, so the header / tank Although no corrosion occurred at the joint (corrosion depth (mm) was 1.0), penetration corrosion occurred at the general part in contact with the cooling water.
比較例11では、ヘッダー材鋳塊段階のZn(wt%)が0.98であり、ヘッダー材ろう付け前のZn(wt%)が0.98、ヘッダー内張材厚さ(μm)が100であった。またろう付け前のZn量とクラッド率の積XYは98.0であり、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部におけるヘッダー内張材のZn量は0.74、ろう付け後の一般部におけるヘッダー内張材のZn量は0.96であった。その結果、内張材のZn量は本発明範囲内であるが、ヘッダー材のZn量(wt%)とクラッド厚さの積XYが70を越えたために、ヘッダー/タンク接合部のAl−Zn合金層に優先腐食を生じ貫通腐食を生じてしまった。 In Comparative Example 11, Zn (wt%) at the header material ingot stage was 0.98, Zn (wt%) before brazing the header material was 0.98, and the header lining material thickness (μm) was 100. Met. The product XY of the amount of Zn before brazing and the cladding ratio is 98.0, the amount of Zn in the header liner at the header / tank junction after brazing is 0.74, and the header in the general part after brazing The amount of Zn in the lining material was 0.96. As a result, the Zn content of the lining material is within the range of the present invention, but the product XY of the Zn content (wt%) of the header material and the cladding thickness exceeded 70, so that Al—Zn at the header / tank junction was obtained. Preferential corrosion occurred in the alloy layer, resulting in penetration corrosion.
比較例12では、ヘッダー材鋳塊段階のZn(wt%)が1.20であり、ヘッダー材ろう付け前のZn(wt%)が1.15、ヘッダー内張材厚さ(μm)が70であった。またろう付け前のZn量とクラッド率の積XYは80.5であり、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部におけるヘッダー内張材のZn量は0.60、ろう付け後の一般部におけるヘッダー内張材のZn量は0.78であった。その結果、内張材のZn量が本発明を越え、かつヘッダー材のZn量(wt%)とクラッド厚さの積XYが70を越えたために、ヘッダー/タンク接合部のAl−Zn合金層に優先腐食を生じ貫通腐食を生じてしまった。 In Comparative Example 12, the Zn (wt%) in the header material ingot stage was 1.20, the Zn (wt%) before brazing the header material was 1.15, and the header lining material thickness (μm) was 70. Met. The product XY of the amount of Zn before brazing and the cladding ratio is 80.5, the amount of Zn in the header liner at the header / tank joint after brazing is 0.60, and the header in the general part after brazing The amount of Zn in the lining material was 0.78. As a result, the Zn content of the lining material exceeded the present invention, and the product XY of the Zn content (wt%) of the header material and the cladding thickness exceeded 70, so the Al—Zn alloy layer at the header / tank junction Caused preferential corrosion and lead to through corrosion.
比較例13では、ヘッダー材鋳塊段階のZn(wt%)が0.75であり、ヘッダー材ろう付け前のZn(wt%)が0.44、ヘッダー内張材厚さ(μm)が70であった。またろう付け前のZn量とクラッド率の積XYは30.8であり、ろう付け後のヘッダー/タンク接合部におけるヘッダー内張材のZn量は0.12、ろう付け後の一般部におけるヘッダー内張材のZn量は0.16であった。この比較例13は、クラッド熱間圧延の開始温度を520℃、終了温度を530℃で実施したために、ヘッダー材を形成するブレージングシート中のZn量が少なくなり(一般部において内張材のZn量が0.25%未満となり)、ヘッダー/タンク接合部に腐食が生じなかったが、冷却水と接している一般部に貫通腐食を生じた。 In Comparative Example 13, the Zn (wt%) at the header ingot stage was 0.75, the Zn (wt%) before brazing the header material was 0.44, and the header lining material thickness (μm) was 70. Met. The product XY of the amount of Zn before brazing and the cladding ratio is 30.8, the amount of Zn in the header liner at the header / tank joint after brazing is 0.12, and the header in the general part after brazing The amount of Zn in the lining material was 0.16. In Comparative Example 13, since the clad hot rolling start temperature was 520 ° C. and the end temperature was 530 ° C., the amount of Zn in the brazing sheet forming the header material was reduced (in the general part, the Zn of the lining material) The amount was less than 0.25%), and no corrosion occurred at the header / tank junction, but through corrosion occurred at the general part in contact with the cooling water.
2・・・チューブ、6・・・タンク、4・・・ヘッダープレート、6a,4a・・・芯材6c・・・ろう材、4b・・・内張材、J・・・接合部、G・・・一般部。
2 ... tube, 6 ... tank, 4 ... header plate, 6a, 4a ...
Claims (7)
Al合金芯材と、その芯材に熱間圧延でクラッドされたAl−Zn系内張材とを備えるブレージングシートを成型してなるヘッダープレートと、を有し、
前記ブレージングシートにおけるAl−Zn系内張材のろう付前段階でのZn量X(wt%)が0.5〜1.0であり、厚さY(μm)が30〜70であってかつ積XYが25〜70であり、
前記Al−Si系ろう材部と前記Al−Zn系内張材とをろう付により接合して中空構造を形成して熱交換器媒体通路と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。 A tank having an Al alloy core material and an Al-Si brazing material part bonded to the core material;
A header plate formed by molding a brazing sheet comprising an Al alloy core material and an Al-Zn-based lining material clad by hot rolling on the core material;
In the brazing sheet, the amount of Zn X (wt%) in the stage before brazing of the Al—Zn-based lining material is 0.5 to 1.0, the thickness Y (μm) is 30 to 70, and The product XY is 25-70,
An aluminum alloy heat exchanger characterized in that the Al-Si brazing filler metal part and the Al-Zn lining material are joined by brazing to form a hollow structure to serve as a heat exchanger medium passage.
Al合金芯材の片面にAl−Si系ろう材を接合し、他面にAl−Zn系内張材をクラッドしてブレージングシートを作製し、作製したブレージングシートをヘッダープレートとして成型するヘッダープレート成型工程と、
前記タンクを構成するAl−Si系ろう材と前記ヘッダープレートを構成するAl−Zn系内張材とが接合するように中空構造を形成し熱交換器媒体通路とする接合工程と、を含み
前記ヘッダー材成型工程に用いるブレージングシートにおけるAl−Zn系内張材のZn量X(wt%)が0.5〜1.0であり、厚さY(μm)が30〜70であってかつ積XYが25〜70であることを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器の製造方法。 A tank molding step in which an Al-Si brazing material is joined to one side of an Al alloy core, an Al-Zn lining material is clad on the other side to produce a brazing sheet, and the produced brazing sheet is molded as a tank; ,
Header plate molding in which an Al-Si brazing material is joined to one side of an Al alloy core, an Al-Zn lining material is clad on the other side to produce a brazing sheet, and the produced brazing sheet is molded as a header plate Process,
A bonding step of forming a hollow structure so that the Al-Si brazing material constituting the tank and the Al-Zn lining material constituting the header plate are joined to form a heat exchanger medium passage, In the brazing sheet used in the header material molding step, the amount of Zn X (wt%) of the Al—Zn lining material is 0.5 to 1.0, the thickness Y (μm) is 30 to 70, and the product XY is 25-70, The manufacturing method of the heat exchanger made from an aluminum alloy characterized by the above-mentioned.
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