JP2017006969A - フラックス液 - Google Patents

フラックス液 Download PDF

Info

Publication number
JP2017006969A
JP2017006969A JP2015127074A JP2015127074A JP2017006969A JP 2017006969 A JP2017006969 A JP 2017006969A JP 2015127074 A JP2015127074 A JP 2015127074A JP 2015127074 A JP2015127074 A JP 2015127074A JP 2017006969 A JP2017006969 A JP 2017006969A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fin
brazing
flux
tube
colloidal silica
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015127074A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6460598B2 (ja
Inventor
上田　薫
Kaoru Ueda
薫 上田
加奈 荻原
Kana Ogiwara
加奈 荻原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
UACJ Corp
Original Assignee
UACJ Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP2015127074A priority Critical patent/JP6460598B2/ja
Application filed by UACJ Corp filed Critical UACJ Corp
Priority to MX2017016880A priority patent/MX2017016880A/es
Priority to KR1020187002185A priority patent/KR20180020278A/ko
Priority to US15/737,444 priority patent/US20180169801A1/en
Priority to PCT/JP2016/068397 priority patent/WO2016208581A1/ja
Priority to EP16814351.9A priority patent/EP3299115A4/en
Priority to CN201680030922.4A priority patent/CN107614191A/zh
Publication of JP2017006969A publication Critical patent/JP2017006969A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6460598B2 publication Critical patent/JP6460598B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/362—Selection of compositions of fluxes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0012—Brazing heat exchangers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/008—Soldering within a furnace
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/19—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering taking account of the properties of the materials to be soldered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
    • B23K1/203—Fluxing, i.e. applying flux onto surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3603—Halide salts
    • B23K35/3605—Fluorides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3607—Silica or silicates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/24—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely
    • F28F1/30—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and extending transversely the means being attachable to the element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B23K2101/14—Heat exchangers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/10—Aluminium or alloys thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05383—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/022—Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/126—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element consisting of zig-zag shaped fins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/04—Fastening; Joining by brazing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Abstract

【課題】チューブとフィンとをろう付け接合してなる熱交換器の親水性及びその持続性を向上させることができると共に、ろう付け性を向上させることができるフラックス液を提供すること。【解決手段】アルミニウムからなるチューブ３と、アルミニウムからなるフィン２とをろう付け接合することにより熱交換器を製造するために用いられるフラックス液１０１である。フラックス液１０１は、フッ化物系フラックスと、コロイダルシリカと、分散媒とを含有する。フッ化物系フラックスに対するコロイダルシリカの質量比は１／２００〜１／１５である。【選択図】図４

Description

本発明は、アルミニウムからなるチューブと、アルミニウムからなるフィンとをろう付け接合して熱交換器を製造するために用いられるフラックス液に関する。
一般に、オールアルミニウム製の熱交換器は、冷媒が流れるアルミニウムチューブと、チューブの外側の空気との間で熱交換を行うためのアルミニウムフィンとを有しており、チューブとフィンとは互いに接合されている。熱交換器の熱交換性能にはフィンの親水性が大きく影響するため、表面に親水性の塗膜が形成されたフィンがよく用いられている。このような親水性の塗膜を有するフィンとチューブとの接合には、例えばろう付け接合が利用される。
しかし、一般的な樹脂系又は無機系の塗膜は、ろう付け時の加熱温度で変質又は分解してしまうため、ろう付け後に十分な親水性を発揮できない。また、フラックスを用いてろう付けを行う場合には、塗膜が存在するとフラックス作用が阻害され、ろう付け接合が不十分になるおそれがある。したがって、ろう付けによって熱交換器を製造する場合には、例えば特許文献１に示されるように、ろう付けの後に塗膜の形成が行われていた。しかし、この場合には、専用の塗膜形成設備が必要となるため製造コストが増大したり、熱交換器の大型化への対応が困難になったりするという問題がある。
そこで、親水性の向上を目的として、例えば特許文献２には、ろう付け前に塗膜がプレコートされたフィン材として、ケイ酸塩を主成分とする塗膜を有するフィン材が提案されている。また、特許文献３には、ろう付け前に、キシレン等の支持体やシリコーンオイル等の珪素系結合剤等を含む被膜を予め形成したフィンを用いて熱交換器を作製する方法が提案されている。
特開２００４−３４７３１４号公報 特開２０１３−１３７１５３号公報 特表２００８−５０８１０３号公報
しかしながら、上述の塗膜や被膜がプレコートされたフィンを用いて製造される熱交換器においても、フラックスを用いたろう付け後の親水性に改良の余地があり、初期の親水性やその持続性に更なる向上が望まれている。また、プレコートされた塗膜や被膜の存在によって、フラックスを用いたフィンとチューブとのろう付け接合が不十分になるおそれがある。
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、チューブとフィンとをろう付け接合してなる熱交換器の親水性及びその持続性を向上させることができると共に、ろう付け性を向上させることができるフラックス液を提供しようとするものである。
本発明の一態様は、アルミニウムからなるチューブと、アルミニウムからなるフィンとをろう付け接合して熱交換器を製造するために用いられるフラックス液であって、
フッ化物系フラックスと、コロイダルシリカと、上記フッ化物系フラックス及び上記コロイダルシリカを分散させる分散媒とを含有し、
上記フッ化物系フラックスに対する上記コロイダルシリカの質量比が１／２００〜１／１５である、フラックス液にある。
上記フラックス液は、フッ化物系フラックスと、コロイダルシリカと、これらを分散する分散媒とを含有し、コロイダルシリカの含有量がフッ化物系フラックスに対する質量比で上記所定の範囲に調製されている。そのため、ろう付け接合におけるろう付け性を向上させることができる共に、フィン等に親水性を付与することができる。すなわち、ろう付け性の向上効果と親水性の向上効果とを兼ね備える。そのため、フラックス液は、アルミニウムからなるフィンの表面に親水性の塗膜を有するプレコートタイプのフィン（以下、適宜「プレコートフィン」という）だけでなく、塗膜を有していないベアタイプのフィン（以下、適宜「ベアフィン」という）に対しても用いることが可能であり、いずれの場合においてもろう付け性の向上効果と共に、フィンの親水性の向上効果を発揮することができる。また、フラックス液をベアフィンに用いた場合には、塗膜の存在によりろう付け性が損なわれることも防止できる。また、フラックス液により親水性が付与されるため、ろう付け後に必ずしも親水性を付与するための塗膜を形成する必要もなくなる。そのため、専用の塗膜形成設備も必要とせず、製造コストの増大を防止し、熱交換器の大型化への対応も可能になる。なお、フラックス液による上述の親水性の向上効果には、使用初期の親水性の向上効果だけでなく、初期の親水性の持続効果も含まれる。
実施例１における、熱交換器のコア部（ミニコア）の斜視図。 実施例１における、熱交換器のコア部（ミニコア）の断面図。 実施例１における、熱交換器のフィンの拡大断面図。 実施例１における、ろう付け接合前のフィンとチューブとの断面構造を示す説明図（ａ）、ろう付け接合後のフィンとチューブとの断面構造を示す説明図（ｂ）。 実施例２における、熱交換器の正面図。 変形例１における、熱交換器のコア部（ミニコア）の斜視図。 変形例１における、熱交換器のコア部（ミニコア）の断面図。 変形例１における、熱交換器のフィンの拡大断面図。 変形例１における、ろう付け接合前のフィンとチューブとの断面構造を示す説明図（ａ）、ろう付け接合後のフィンとチューブとの断面構造を示す説明図（ｂ）。
本明細書において、「アルミニウム」は、純アルミニウムだけでなく、アルミニウム合金を含む概念である。即ち、チューブの材質は、純アルミニウムだけでなく、アルミニウム合金を含み、フィンの材質も、純アルミニウムだけでなく、アルミニウム合金を含む。具体的には、Ａ１０００系の純アルミニウム、Ａ３０００系のアルミニウム合金等を用いることができる。
チューブとしては、丸管あるいは扁平管等の形状を採用することができる。チューブ内には、内部を複数の通路に区画する内柱が形成されていてもよい。より具体的には、チューブとしては、例えば扁平多穴管を採用することができる。
チューブとしては、例えばブレージングシートを丸管形状又は扁平管形状に加工してなるチューブを用いることができる。ブレージングシートは、アルミニウムからなる心材に、ろう材をクラッドしてなり、片面クラッドでも両面クラッドでもよい。このようなブレージングシートを加工してなるチューブを用いる場合には、接合時に別途ろう材を使用する必要がなくなる。したがって、チューブは表面にろう材がクラッドされたクラッドチューブであることが好ましい。心材にクラッドされるろう材としては、例えばＡｌ−Ｓｉ系合金粉末、Ｓｉ粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末等が用いられる。なお、ろう材の粉末のうち、Ｓｉ粉末は、ろう付け加熱時に、チューブ及び／又はフィン中に含まれるＡｌとＡｌ−Ｓｉ系合金を形成することによりろう材としての機能を発揮することができる。また、上述のろう材には、フラックスやバインダ樹脂を混合することもできる。フラックスとしては、例えばフルオロアルミン酸カリウム、フルオロ亜鉛酸カリウム等のフッ化物系フラックス粉末等が用いられる。バインダ樹脂としては、例えばアクリル系樹脂等が用いられる。また、チューブとしては、ろう材等がクラッドされていないベアチューブを用いることもできる。
フィンとしては、コルゲートフィン、プレートフィン、ピンフィン等の形状を採用することができる。熱交換性能の向上のため、フィンはスリットを有していてもよい。また、フィンとしては、表面にろう材がクラッドされたクラッドフィンを用いることもできるし、表面に親水性塗膜が形成されたプレコートフィンを用いることもできるし、ろう材や塗膜等が形成されていないベアフィンを用いることもできる。クラッドフィンを用いる場合には、ろう材としては、上述の粉末と同様の材料を用いることができ、また、ろう材には上述のフラックス、バインダ樹脂を混合することもできる。クラッドフィンは片面クラッドでも両面クラッドでもよい。プレコートフィンを用いる場合には、親水性塗膜は、コロイダルシリカを含む塗料を塗布し乾燥させることにより形成することができる。親水性塗膜形成用の塗料は、さらに水ガラス及び／又は有機樹脂を含有していてもよい。プレコートフィンにおける親水性塗膜は片面に形成されていても、両面に形成されていてもよい。
好ましくは、フィンは、クラッドフィン又はベアフィンであることがよい。この場合には、フラックス液の親水性付与効果が十分に生かされ、親水性塗膜を有さないフィンに対しても親水性を付与できるという効果を奏する。また、クラッドフィンの場合には、接合時に別途ろう材を使用する必要がなくなる。
チューブとフィンとをろう付け接合することにより、熱交換器を得ることができる。ろう付け接合は、チューブとフィンとの接合部にろう材を供給し、接合部やフィン等にフラックス液を供給し、接合部を加熱することにより行うことができる。ろう材がクラッドされたチューブ又はフィンを用いる場合には、ろう材が接合部に既に供給されるため、別途ろう材を使用する必要がなくなる。
フラックス液は、フッ化物系フラックスと、コロイダルシリカと、これらを分散させるための分散媒とを含有する。分散媒としては、例えば水を用いることができる。フッ化物系フラックスとしては、例えばＫＡｌＦ4、Ｋ2ＡｌＦ5、Ｋ3ＡｌＦ6等のフルオロアルミン酸カリウムを用いることができる。また、フッ化物系フラックスとしては、ＫＺｎＦ3等のフルオロ亜鉛酸カリウムを用いることもできる。フッ化物系フラックスとしては、上述の化合物を単独で用いることもできるし、併用してもよい。フッ化物系フラックスとしては、例えば平均一次粒子径１〜５０ｎｍのものを用いることができる。フッ化物系フラックスの平均１次粒子径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における体積積算値５０％での粒径を意味する。
フラックス液においては、フッ化物系フラックスに対するコロイダルシリカの質量比が１／２００〜１／１５であることが好ましい。すなわち、フッ化物系フラックスの含有量ＣF（質量部）とコロイダルシリカの含有量ＣS（質量部）とが、１／２００≦ＣS／ＣF≦１／１５という関係を満足することが好ましい。ＣS／ＣF＜１／２００の場合には、コロイダルシリカの含有量が少なすぎるため、フラックス液を用いて作製した熱交換器の親水持続性が不十分になるおそれがある。親水持続性をより向上させるという観点からは、ＣS／ＣF≧１／１５０であることがより好ましく、ＣS／ＣF≧１／１００であることがさらに好ましい。一方、ＣS／ＣF＞１／１５の場合には、コロイダルシリカに対するフッ化物系フラックスの量が少なすぎて、ろう付け性が不十分になるおそれがある。ろう付け性をより向上させるという観点からは、ＣS／ＣF≦１／２０であることがより好ましい。なお、本明細書における好ましい数値範囲については、上限及び下限の全ての組み合わせから決定することができる。
コロイダルシリカの１次粒子の平均粒子径（すなわち、平均１次粒子径）は１〜８００ｎｍであることが好ましい。この場合には、ろう付け性と親水性とをより高いレベルで向上させることができる。ろう付け性と親水性とをより確実かつさらに高いレベルで向上させるという観点から、コロイダルシリカの平均１次粒子径は１〜５００ｎｍであることがより好ましい。コロイダルシリカの平均１次粒子径は、コロイダルシリカを乾燥し、ＢＥＴ法を用いてその比表面積を求め、重量と密度から逆算することにより求められる。コロイダルシリカは、例えば粒子単体又は粒子の凝集体としてフラックス液中に分散されている。
ろう付け時の加熱は、例えば不活性ガス雰囲気中で、５７０℃〜６１０℃の最高到達温度で行われる。この加熱により、フィンとチューブとの当接部においてろう材を溶融させ、その後の冷却により、溶融したろう材を硬化させる。これにより、フィンとチューブとのろう付け接合が可能になる。
熱交換器は、フィンと、このフィンにろう付け接合されたチューブとからなるコア部を有する。熱交換器の具体例は、後述の実施例において図面を用いて説明するが、熱交換器は、コア部に、ヘッダ、サイドサポート、出入り口管等を組み付けることにより製造される。
熱交換器は、例えば、空調機、冷蔵庫に用いることができる。また、自動車のコンデンサ、エバポレータ、ラジエータ、ヒータ、インタークーラ、オイルクーラ等に用いることもできる。さらに、ハイブリッド自動車や電気自動車の駆動用モータを制御するインバータユニットに備えられたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の発熱体を冷却するための冷却装置に用いることもできる。
（実施例１）
本例は、実施例及び比較例にかかる複数のフラックス液を作製し、その性能を比較評価する例である。具体的には、これらのフラックス液をそれぞれ用いて、熱交換器用のコア部を作製し、ろう付け性、及び親水性（すなわち、初期親水性及び親水持続性）の評価を行う。本例においては、コア部として試験用のミニコアを作製する。
図１及び図２に示すごとく、ミニコア１は、フィン２とチューブ３とを有し、コルゲート形状のフィン２がチューブ３に挟まれている。なお、図１においては、フィン２のコルゲート形状を明示するために、フィン２を挟む２つのチューブ３の一方を破線にて示してある。図１〜図３に示すごとく、フィン２は、コルゲート状に成形されたアルミニウム板よりなるフィン材２１と、フィン材２１の両面にクラッドされたろう材層２２とを有する。
図１及び図２に示すごとく、チューブ３は、アルミニウム合金製の扁平多穴管からなる。チューブ３は、冷媒を流通させるための多数の冷媒流路３１１を有している。ミニコア１においては、図４（ｂ）に示すごとく、フィン２とチューブ３とはろう付け接合されており、両者の間には接合部１００が形成されている。
以下、本例のミニコア１の製造方法について説明する。具体的には、まず、フィン材として、アルミニウム合金からなる板状の心材の両面に、Ａｌ−Ｓｉ合金からなるろう材をクラッドしたブレージングシートを準備し、次いで、このブレージングシートをコルゲート状に加工した。このようにして、ろう材層２２がアルミニウム板からなるフィン材２１の両面にクラッドされたフィン２を得た（図１〜図３参照）。次いで、押出加工により、３０００系アルミニウム合金製の扁平多穴管からなるチューブ３を作製した（図１及び図２参照）。
次に、２つのチューブ３の間に、コルゲート状のフィン２を挟み込んで組立品を作製した（図１及び図２参照）。これにより、コルゲート状のフィン２の各頂点２０におけるろう材層２２と、チューブ３の表面とを当接させた。
次に、後述の表１に示す組成の各フラックス液を調製し、図４（ａ）に示すごとく、フラックス液１０１をそれぞれフィン２とチューブ３とからなる組立品の全体に噴霧した。その後、窒素ガス雰囲気で温度６００℃の炉内に、組立品を３分間保持した後、室温（２５℃）まで冷却した。この炉内での加熱時にフィン２のろう材層２２が少なくとも部分的に溶融し、冷却時に溶融したろう材層２２が硬化する。このろう材層２２の溶融と硬化により、フィン２とチューブ３とが当接部において接合し、接合部１００が形成される（図４（ｂ）参照）。このようにして、図１及び図２に示すごとく、ミニコア１を得た。本例においては、表１に示すように組成が異なる複数のフラックス液をそれぞれ用いて複数のミニコア１を作製した。なお、後述の表１においてフッ化物系フラックスとして用いたＮＯＣＯＬＯＫは、ソルベイ（ＳＯＬＶＡＹ）社製の商品であり、ＦＬ７は森田化学工業（株）製の商品である。コロイダルシリカとしては、日揮触媒化成（株）製の非晶質コロイダルシリカであるＣａｔａｌｏｉｄ ＳＩ−５５０を用いた。フラックス液は、コロイダルシリカと、フッ化物系フラックスとを、表１に示す配合で分散媒である水に分散させることにより作製した。分散媒の量は、塗布に適した粘度となるように適宜調製することができる。
次に、上記のようにして得られた各ミニコアについて、ろう付け性、初期親水性、親水持続性の評価を行った。その結果を表１に示す。
＜ろう付け性＞
各ミニコアにおけるろう付け接合部をカッターナイフにより切断し、フィンの接合長さＬ1をフィンの山部の長さＬ2の総和で割算して１００分率で表した値（Ｌ1／Ｌ2×１００）を接合率（％）とした。接合率が９０％以上の場合を「Ａ+」と評価し、接合率が７０％以上かつ９０％未満の場合を「Ａ」と評価し、接合率が７０％未満の場合を「Ｂ」と評価した。
＜初期親水性＞
初期親水性の評価は、フィンと同じ構成の平板状の試験板を用いて行った。すなわち、試験板に対して各試料のフラックス液を噴霧し、ろう付けを想定した加熱を行った。具体的には、フラックス液が噴霧された試験板を窒素ガス雰囲気で温度６００℃の炉内で３分間加熱した。次いで、各試験板上における水滴の接触角を測定することにより、親水性の評価を行った。接触角の測定は、協和界面化学株式会社製のＦＡＣＥ自動接触角計「ＣＡ−Ｚ」を用いて行った。具体的には、室温で、試験板上に水滴を滴下し、３０秒後の水滴の接触角を測定した。接触角が２０°以下の場合を「Ａ」と評価し、２０°を超え３０°以下の場合を「Ｂ」と評価し、３０°を超える場合を「Ｃ」と評価した。
＜親水持続性＞
上述の試験板を純水に２分間浸漬した後、６分間風乾した。この純水への浸漬と風乾というサイクルを３００回繰り返し実施した。その後、上述の親水性の評価と同様にして水滴との接触角を測定した。３００サイクル後の接触角が２５°以下の場合を「Ａ」と評価し、２５°を超え４０°以下の場合を「Ｂ」と評価し、４０°を超える場合を「Ｃ」と評価した。
Figure 2017006969
表１より知られるように、試料１〜試料１６のフラックス液を用いた場合には、ろう付け性、初期親水性、親水持続性のいずれもが優れていた。これに対し、コロイダルシリカを含有していない試料１７〜１９は、親水持続性が劣っていた。また、フッ化物系フラックス量に対するコロイダルシリカ量の少ない試料２０〜２７は、試料１７〜１９に比べると親水持続性が向上するものの、持続性が未だ不十分であった。また、フッ化物系フラックス量に対するコロイダルシリカ量の多い試料２８〜試料３５は、ろう付け性が劣っていた。
したがって、試料１〜試料１６のように、フッ化物系フラックスと、コロイダルシリカと、分散媒とを含有し、フッ化物系フラックスに対するコロイダルシリカの質量比が１／２００〜１／１５であるフラックス液を用いることが好ましいことがわかる。このようなフラックス液を用いて、アルミニウムからなるチューブと、アルミニウムからなるフィンとをろう付け接合することにより熱交換器を製造すると、ろう付け性、初期親水性、親水持続性に優れた熱交換器の製造が可能になる。また、本例においては、フィン２がろう材層２２を有しており、フィン２としてクラッドフィンが用いられている。そのため、ろう材を別途供給することなくろう付け接合が可能である。
（実施例２）
次に、熱交換器の例について説明する。図５に示すごとく、熱交換器４は、実施例１における上述のミニコアと同様の構成を多数備えるコア部１０を有する。具体的には、コア部１０は、コルゲート状のフィン２と、チューブ３とを交互に多数積層してなり、フィン２とチューブ３とが実施例１のミニコアと同様にろう付け接合されている。
チューブ３の両端には、ヘッダ５が組み付けられており、コア部１０の積層方向における両端（最外側）には、サイドプレート６が組み付けられている。また、ヘッダ５には、タンク７が組み付けられている。これらのヘッダ５、サイドプレート６、及びタンク７は、上述のフィン２とチューブ３との接合と同様に、例えばろう付けにより接合を行うことができる。
熱交換器４においては、実施例１における試料１〜試料１６と同様のフラックス液を用いてろう付け接合を行うことができる。これにより、ろう付け後に得られる熱交換器４は、フィン２とチューブ３とのろう付け性に優れ、初期親水性及び親水持続性にも優れる。
（変形例１）
実施例１においては、ベアチューブとクラッドフィンとを接合させたミニコアについて説明したが、本例は、クラッドチューブとベアフィンとを接合させたミニコアについて説明する。図６及び図７に示すごとく、ミニコア１は、実施例１と同様にフィン２とチューブ３とを有し、コルゲート形状のフィン２がチューブ３に挟まれている。図６〜図８に示すごとく、フィン２の表面には、ろう材層等が形成されておらず、フィン２は、ベアフィンである。
図６及び図７に示すごとく、チューブ３は、アルミニウム合金製の扁平多穴管からなる心材３１と、この心材３１の表面に形成されたろう材層３２とを有する。心材３１は、冷媒を流通させるための多数の冷媒流路３１１を有している。図９（ｂ）に示すごとく、フィン２とチューブ３とはろう付け接合されており、両者の間には接合部１００が形成されている。
以下、本例のミニコア１の製造方法について説明する。具体的には、まず、ＪＩＳ規格のＡ１０５０組成の板状のアルミニウム板をコルゲート状に加工した。このようにして、コルゲート状のフィン２を得た（図６〜図８参照）。
次いで、押出加工により、３０００系アルミニウム合金製の扁平多穴管からなる心材３１を作製した（図６及び図７参照）。そして、心材３１の表面にＳｉ粉末からなるろう材を塗布することにより、ろう材層３２を形成した。このようにして、チューブ３を得た。
次に、２つのチューブ３の間に、コルゲート状のフィン２を挟み込んで組立品を作製した（図１及び図２参照）。このとき、各チューブ３のろう材層３２を互いに対向させた状態で両者の間にフィン２を挟み込むことにより、コルゲート状のフィン２の各頂点２０とろう材層３２とを当接させた。次いで、図９（ａ）に示すごとく、フラックス液１０１を、チューブ３とフィン２とからなる組立品の全体に噴霧した。その後、窒素ガス雰囲気で温度６００℃の炉内に、組立品を３分間保持した後、室温（２５℃）まで冷却した。この炉内での加熱時にろう材層３２が溶融し、冷却時に溶融したろう材層３２が硬化する。このろう材層３２の溶融と硬化により、フィン２とチューブ３とが接合し、接合部１００が形成される（図９（ｂ）参照）。このようにして、図６及び図７に示すごとく、ミニコア１を得た。本例においても、実施例１と同様のフラックス液を用いてろう付け接合を行ったところ、実施例１と同様の結果が得られた。すなわち、試料１〜１６のフラックス液を用いることにより、試料１７〜３５を用いた場合に比べて、ろう付け性、初期親水性、親水持続性が向上していた。
以上のように、本発明の実施例及び変形例について詳細に説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。
１ ミニコア
１０ コア部
１０１ フラックス液
２ フィン
３ チューブ
４ 熱交換器

Claims (4)

  1. アルミニウムからなるチューブと、アルミニウムからなるフィンとをろう付け接合して熱交換器を製造するために用いられるフラックス液であって、
    フッ化物系フラックスと、コロイダルシリカと、上記フッ化物系フラックス及び上記コロイダルシリカを分散させる分散媒とを含有し、
    上記フッ化物系フラックスに対する上記コロイダルシリカの質量比が１／２００〜１／１５である、フラックス液。
  2. 上記コロイダルシリカの１次粒子の平均粒子径が１〜５００ｎｍである、請求項１に記載のフラックス液。
  3. 上記フィンは、表面にろう材がクラッドされたクラッドフィンである、請求項１又は２に記載のフラックス液。
  4. 上記チューブは、表面にろう材がクラッドされたクラッドチューブである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフラックス液。
JP2015127074A 2015-06-24 2015-06-24 フラックス液 Expired - Fee Related JP6460598B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015127074A JP6460598B2 (ja) 2015-06-24 2015-06-24 フラックス液
KR1020187002185A KR20180020278A (ko) 2015-06-24 2016-06-21 플럭스액
US15/737,444 US20180169801A1 (en) 2015-06-24 2016-06-21 Flux fluid
PCT/JP2016/068397 WO2016208581A1 (ja) 2015-06-24 2016-06-21 フラックス液
MX2017016880A MX2017016880A (es) 2015-06-24 2016-06-21 Fluido de flujo.
EP16814351.9A EP3299115A4 (en) 2015-06-24 2016-06-21 Flux fluid
CN201680030922.4A CN107614191A (zh) 2015-06-24 2016-06-21 焊剂液

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015127074A JP6460598B2 (ja) 2015-06-24 2015-06-24 フラックス液

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017006969A true JP2017006969A (ja) 2017-01-12
JP6460598B2 JP6460598B2 (ja) 2019-01-30

Family

ID=57585840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015127074A Expired - Fee Related JP6460598B2 (ja) 2015-06-24 2015-06-24 フラックス液

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20180169801A1 (ja)
EP (1) EP3299115A4 (ja)
JP (1) JP6460598B2 (ja)
KR (1) KR20180020278A (ja)
CN (1) CN107614191A (ja)
MX (1) MX2017016880A (ja)
WO (1) WO2016208581A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021215504A1 (ja) * 2020-04-22 2021-10-28

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017180961A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 株式会社Uacj 親水性皮膜及びそれを用いた熱交換器用フィン並びに熱交換器
CN110073167B (zh) * 2016-12-21 2021-01-01 三菱电机株式会社 热交换器及其制造方法以及制冷循环装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10263805A (ja) * 1997-03-21 1998-10-06 Calsonic Corp アルミニウム材のろう付け方法
JP2009269043A (ja) * 2008-05-01 2009-11-19 Mitsubishi Alum Co Ltd 耐湿ろう付性に優れるアルミニウム合金ろう付用塗料、ろう付用アルミニウム合金板及びそれを用いた自動車熱交換器用アルミニウム合金部材、並びに自動車熱交換器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003106102A1 (ja) * 2002-06-17 2003-12-24 住友軽金属工業株式会社 水系アルミニウムろう付け用組成物、及びろう付け方法
DE102005035704A1 (de) * 2005-07-27 2007-02-01 Behr Gmbh & Co. Kg Zu verlötende Oberfläche
EP1808255A1 (en) * 2006-01-11 2007-07-18 Corus Aluminium Walzprodukte GmbH Method of manufacturing a brazed assembly
EP1986812A1 (en) * 2006-01-11 2008-11-05 Akzo Nobel Coatings International B.V. Brazing flux composition comprising a lubricant
US20070187462A1 (en) * 2006-01-11 2007-08-16 Aleris Aluminum Koblenz Gmbh Method of manufacturing a brazed assembly
EP2780135A1 (en) * 2011-11-14 2014-09-24 Norsk Hydro ASA Method for manufacturing tube plate fin heat exchangers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10263805A (ja) * 1997-03-21 1998-10-06 Calsonic Corp アルミニウム材のろう付け方法
JP2009269043A (ja) * 2008-05-01 2009-11-19 Mitsubishi Alum Co Ltd 耐湿ろう付性に優れるアルミニウム合金ろう付用塗料、ろう付用アルミニウム合金板及びそれを用いた自動車熱交換器用アルミニウム合金部材、並びに自動車熱交換器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021215504A1 (ja) * 2020-04-22 2021-10-28
WO2021215504A1 (ja) * 2020-04-22 2021-10-28 三菱マテリアル株式会社 親水性塗料組成物、アルミニウム部材、アルミニウム板材、アルミニウムチューブ、および熱交換器
JP7376700B2 (ja) 2020-04-22 2023-11-08 Ｍａアルミニウム株式会社 親水性塗料組成物、アルミニウム部材、アルミニウム板材、アルミニウムチューブ、および熱交換器

Also Published As

Publication number Publication date
EP3299115A4 (en) 2018-12-12
JP6460598B2 (ja) 2019-01-30
KR20180020278A (ko) 2018-02-27
MX2017016880A (es) 2018-07-06
WO2016208581A1 (ja) 2016-12-29
EP3299115A1 (en) 2018-03-28
CN107614191A (zh) 2018-01-19
US20180169801A1 (en) 2018-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1475598A2 (en) Heat exchange tube
JP4611797B2 (ja) ろう付性に優れたラジエータチューブ用アルミニウム合金板材、及びそれを備えたラジエータチューブと熱交換器
JP4980390B2 (ja) 熱交換器用チューブ
JP2014169856A (ja) 熱交換器チューブ
JP2006255755A (ja) ろう付用アルミニウム合金材およびアルミニウム合金材のろう付方法
JP6468620B2 (ja) ろう付け用混合組成物塗料
JP7030605B2 (ja) 親水性に優れた熱交換器用アルミニウムフィンと熱交換器およびその製造方法
JP6460598B2 (ja) フラックス液
JP2009106947A (ja) アルミニウム合金チューブ
JP2014238209A (ja) アルミニウム押出形材製熱交換管外面の防食処理方法および熱交換器の製造方法
JP2006348358A (ja) 熱交換器用アルミニウム合金押出材、及びそれを用いた熱交換器用扁平多穴管と熱交換器用ヘッダー
JP6576055B2 (ja) プレコートフィン及びこれを用いた熱交換器
WO2017170772A1 (ja) 親水性皮膜及びそれを用いた熱交換器用フィン並びに熱交換器
JP2006145060A (ja) アルミニウム熱交換器
WO2018123984A1 (ja) 熱交換器及びその製造方法
JP5944626B2 (ja) 熱交換器の製造方法
JP7209487B2 (ja) ろう付け処理後の親水性に優れるアルミニウムフィン及び熱交換器とその製造方法
JP7131950B2 (ja) ろう付熱交換器用プレコートフィン材と熱交換器
WO2019102915A1 (ja) ろう付け処理後の親水性に優れるアルミニウムフィン及び熱交換器とその製造方法
JP6983699B2 (ja) ろう付け用混合組成物塗料
JP2019143068A (ja) 親水性塗膜形成用塗料およびアルミニウムフィンと熱交換器
JP2006142378A (ja) アルミニウム材のろう付け方法およびそれに使用されるフラックス
US20190072344A1 (en) Heat exchanger
JP2009058140A (ja) 耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器用部材および耐食性に優れたアルミニウム熱交換器の製造方法
JP2019034334A (ja) 熱交換器の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180313

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181127

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181224

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6460598

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees