JP2014084521A - フィン用アルミニウム合金製ブレージングシート、熱交換器及び熱交換器の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アルミニウム合金からなる心材の片面のみに、Si及びZnを含有するアルミニウム合金からなるろう材がクラッドされているフィン用アルミニウム合金製ブレージングシートであり、該フィン用アルミニウム合金製ブレージングシートの厚さが0.15mm以下であり、600℃で3分間の加熱試験において、加熱試験後のブレージングシートの心材面側の表面とろう材面側の表面との電位差が−40〜+40mVであること、を特徴とするフィン用アルミニウム合金製ブレージングシート。
【選択図】図1
Description
該フィン用アルミニウム合金製ブレージングシートの厚さが0.15mm以下であり、
600℃で3分間の加熱試験において、加熱試験後のブレージングシートの心材面側の表面とろう材面側の表面との電位差が−40〜+40mVであること、
を特徴とするフィン用アルミニウム合金製ブレージングシートを提供するものである。
ろう付け後のフィン材の心材面側の表面とろう材面側の表面との電位差が−40〜+40mVであること、
を特徴とする熱交換器を提供するものである。
該フィン用アルミニウム合金製ブレージングシートの厚さが0.15mm以下であり、
600℃で3分間の加熱試験において、加熱試験後のブレージングシートの心材面側の表面とろう材面側の表面との電位差が−40〜+40mVであること、
を特徴とするフィン用アルミニウム合金製ブレージングシートである。
ろう付け後のフィン材の心材面側の表面とろう材面側の表面との電位差が、−40〜+40mVであること、
を特徴とする熱交換器である。
<ブレージングシートの製造>
連続鋳造により、表1及び表3に示す組成を有する心材用アルミニウム合金と、表2及び表4に示す組成を有するろう材用アルミニウム合金を造塊して、常法に従って均質化処理し、ろう材用アルミニウム合金鋳塊については更に熱間圧延して、心材用アルミニウム合金鋳塊の片面にろう材が10%となる比率にてクラッドした後、熱間圧延し、次いで、冷間圧延を行い、中間焼鈍を施した後、最終冷間圧延を経て、最終的に、表5、表6、表9、表10に示す板厚のブレージングシートを製造した。
1.600℃で3分間の加熱試験(1)
得られたブレージングシート用いて、縦150mm×横50mm×厚み0.10mmの試験片を作製した。次いで、心材面側の表面及びろう材面側の表面が垂直になるように、加熱炉内に吊した。次いで、試験片を、窒素ガス雰囲気中で、450℃から600℃(最高到達温度)までを7.5℃/分で昇温し、次いで、600℃で3分間保持し、次いで、600℃から450℃までを15℃/分の速度で降温した。
次いで、冷却後、心材面側の表面とろう材面側の表面との電位差を測定した。その結果を表7、表8、表11、表12に示す。
得られたブレージングシートをプレス成型し、コルゲートフィン材(幅20mm、ピッチ1.0mm、高さ10mm)を作製した。次いで、得られたフィン材と、表面にZn処理を施した純アルミニウム系の多孔偏平管からなるチューブ材を積層して組付けて、100mm×100mmのコアとした。次いで、フッ化物系のフラックスを吹き付けた後、600℃(最高到達温度)に加熱して不活性雰囲気でろう付け加熱を行った。冷却後、心材面側の表面とろう材面側の表面との電位差を測定した。その結果を表7、表8、表11、表12に示す。
次いで、ろう付け加熱後のコアの重量を測定し、冷媒出入口をシリコンシーラントにてマスキングした後、1週間のSWAAT腐食試験を実施した。その後、リン酸クロム酸にて腐食性物を除去し、乾燥させた後、シリコンシーラントを除去して重量減少量を測定し、重量減少比率を算出した。その結果を表7、表8、表11、表12に示す。なお、SWAATにて腐食試験前後のコアの重量減少率が20%以下のものを良好とし、20%を超えるものを不良とした。また、チューブ材の最大腐食深さ及びフィン材の腐食状況等も確認した。その結果を表7、表8、表11、表12に示す。
2)ろう付け加熱試験後の心材面側の表面とろう材面側の表面との電位差
2)ろう付け加熱試験後の心材面側の表面とろう材面側の表面との電位差
2)ろう付け加熱試験後の心材面側の表面とろう材面側の表面との電位差
2)ろう付け加熱試験後の心材面側の表面とろう材面側の表面との電位差
64、65は、ろう材のZn含有量と心材のZn含有量の差が3.0%を越えていて、心材面側の表面とろう材面側の表面の電位差が40mVを越えているため、ろうの腐食が早く、腐食試験後のフィンの重量減少量が大きくなっていた。
66、67は、ろう材のZn含有量と心材のZn含有量の差が3.0%を越えていて、心材面側の表面とろう材面側の表面の電位差が40mV以内であったが、腐食試験後のフィンの重量減少量が大きくなっていた。
68は、心材のZn含有量が4%を越えているため、腐食試験後のフィンの重量減少量が大きくなっていた。
69は、心材のSi含有量が1.5%を越えているため、フィンが溶融した。
70は、心材のFe含有量が1.5%を越えているため、腐食試験後のフィンの重量減少量が大きくなっていた。
71は、心材のCu含有量が0.5%を越えているため、犠牲陽極効果が少なく、チューブに腐食が発生していた。また、腐食試験後のフィンの重量減少量が大きくなっていた。
72は、心材のMn含有量が高すぎて、造塊時に発生した粗大晶出物が圧延時に表面割れを発生し、良好な板材が製造できなかった。
73は、心材のMg含有量が高すぎて、融点が低下し、良好なろう付け接合が得られなかった。
74は、心材のTi含有量が高すぎて、造塊時に発生した粗大晶出物が圧延時に表面割れを発生し、良好な板材が製造できなかった。
75は、心材のCr含有量が高すぎて、造塊時に発生した粗大晶出物が圧延時に表面割れを発生し、良好な板材が製造できなかった。
76は、心材のZr含有量が高すぎて、造塊時に発生した粗大晶出物が圧延時に表面割れを発生し、良好な板材が製造できなかった。
77は、心材のNi含有量が高すぎて、フィンの腐食が激しく腐食試験後の重量減少量が大きかった。
78は、心材のSn含有量が高すぎて、造塊時に発生した粗大晶出物が圧延時に表面割れを発生し、良好な板材が製造できなかった。
79は、心材のIn含有量が高すぎて、造塊時に発生した粗大晶出物が圧延時に表面割れを発生し、良好な板材が製造できなかった。
80は、ろう材のSi含有量が低すぎて、十分なろう付け接合が得られなかった。
81は、ろう材のSi含有量が高すぎて、良好な板材が製造できなかった。
82は、ろう材のFe含有量が高すぎて、フィンの自己腐食が増加し、腐食試験後の重量減少量が大きかった。
83は、ろう材のCu含有量が高すぎて、フィンの電位が貴となり、チューブに深い孔食が発生した。
84は、ろう材のMn含有量が高すぎて、造塊時に発生した粗大晶出物が圧延時に表面割れを発生し、良好な板材が製造できなかった。
85は、ろう材のMg含有量が高すぎて、十分なろう付け接合が得られなかった。
86は、ろう材のTi含有量が高すぎて、造塊時に発生した粗大晶出物が圧延時に表面割れを発生し、良好な板材が製造できなかった。
87は、ろう材のNi含有量が高すぎて、フィンの自己腐食が増加し、腐食試験後の重量減少量が大きかった。
88は、ろう材のSn含有量が高すぎて、造塊時に発生した粗大晶出物が圧延時に表面割れを発生し、良好な板材が製造できなかった。
89は、ろう材のIn含有量が高すぎて、造塊時に発生した粗大晶出物が圧延時に表面割れを発生し、良好な板材が製造できなかった。
90は、板厚が薄すぎて、十分なろう付け接合が得られなかった。
91は、板厚が厚いため、腐食速度が大きいにもかかわらず、フィン材自体の体積が大きいのでフィン材が残存しチューブを防食できた。
2、12 心材
3、13 ろう材
4 心材面側
5 ろう材面側
11 試験材
14 加熱試験前の心材面側の表面
15 加熱試験前のろう材面側の表面
19 加熱試験後の心材面側の表面
20 加熱試験後のろう材面側の表面
21 フィン材
23 フィレット
25 スリット
26 心材面側が外側となる山の稜線
27 ろう材面側が外側となる山の稜線
29 ろう付け加熱後の心材面側の表面
30 ろう付け加熱後のろう材面側の表面
Claims (7)
- アルミニウム合金からなる心材の片面のみに、Si及びZnを含有するアルミニウム合金からなるろう材がクラッドされているフィン用アルミニウム合金製ブレージングシートであり、
該フィン用アルミニウム合金製ブレージングシートの厚さが0.15mm以下であり、
600℃で3分間の加熱試験において、加熱試験後のブレージングシートの心材面側の表面とろう材面側の表面との電位差が−40〜+40mVであること、
を特徴とするフィン用アルミニウム合金製ブレージングシート。 - 前記ろう材のZn含有量と前記心材のZn含有量との差が、0.2〜3.0質量%であることを特徴とする請求項1記載のフィン用アルミニウム合金製ブレージングシート。
- 前記心材は、2.0質量%以下のMn、1.5質量%以下のSi、1.5質量%以下のFe及び4質量%以下のZnのうちの1種又は2種以上を含有し、残部Al及び不可避不純物からなるアルミニウム合金であり、且つ、前記ろう材は、2〜14質量%のSi及び0.2〜7質量%のZnを含有し、残部Al及び不可避不純物からなるアルミニウム合金であることを特徴とする請求項1又は2いずれか1項記載のフィン用アルミニウム合金製ブレージングシート。
- 前記心材が、更に、0.5質量%以下のCu、1.0質量%以下のMg、0.3質量%以下のZr、0.3質量%以下のCr、0.3質量%以下のTi、0.3質量%以下のSr、1.5質量%以下のNi、0.1質量%以下のSn及び0.1質量%以下のInのうちの1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項3記載のフィン用アルミニウム合金製ブレージングシート。
- 前記ろう材が、更に、0.3質量%以下のSn、0.3質量%以下のIn、0.3質量%以下のSr、1.5質量%以下のMg、0.8質量%以下のFe、0.8質量%以下のNi、0.5質量%以下のCu、2.0質量%以下のMn及び0.3質量%以下のTiのうちの1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項3又は4いずれか1項記載のフィン用アルミニウム合金製ブレージングシート。
- 少なくとも、請求項1〜5いずれか1項記載のフィン用アルミニウム合金製ブレージングシートを加工して得たフィン材と、アルミニウム合金製のチューブ材とが、組み付けられた組み付け体を、ろう付け加熱することを特徴とする熱交換器の製造方法。
- 少なくとも、心材の片面のみにろう材がクラッドされているアルミニウム合金製ブレージングシートからなるフィン材と、アルミニウム合金製のチューブ材が、組み付けられた組み付け体を、ろう付け加熱して得られた熱交換器であり、
ろう付け後のフィン材の心材面側の表面とろう材面側の表面との電位差が−40〜+40mVであること、
該フィン材のアルミニウム合金製ブレージングシートが、請求項1〜5いずれか1項記載のアルミニウム合金製ブレージングシートであることを特徴とする熱交換器。
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