JP2019060522A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィンの耐食性に優れた熱交換器の製造方法を提供する。【解決手段】コンデンサ１の製造方法は、Ｍｎ含有量が０．１〜０．３質量％、Ｃｕ含有量が０．４〜０．５質量％であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウム押出形材製熱交換管２と、Ｍｎ含有量が１．０〜１．５質量％、Ｚｎ含有量が１．２〜１．８質量％であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウムベア材製フィン３とを用意し、熱交換管２の外面に、Ｚｎ粉末付着量が５〜６ｇ／ｍ2、Ｓｉ粉末付着量が３〜６ｇ／ｍ2、フラックス粉末付着量が６〜２４ｇ／ｍ2となるようにＺｎ粉末、Ｓｉ粉末およびフラックス粉末を付着させ、熱交換管２の外面に付着したＳｉ粉末およびフラックス粉末を利用して熱交換管２とフィン３とをろう付することを含む。【選択図】図１

Description

この発明は熱交換器の製造方法に関し、さらに詳しくいえば、たとえば自動車などの車両に搭載されるカーエアコンのコンデンサとして用いられる熱交換器を製造する方法に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。また、元素記号で表現された材料は純材料を意味し、「Ａｌ合金」という用語はアルミニウム合金を意味するものとする。

また、この明細書において、「自然電位」とは、５％ＮａＣｌ、ｐＨ３（酸性）の水溶液中における標準電極としての飽和カロメル電極（Ｓ．Ｃ．Ｅ）に対する材料が持つ電極電位を意味するものである。

カーエアコン用コンデンサに用いられる熱交換器として、長手方向を同方向に向けるとともに幅方向を通風方向に向けた状態で、厚み方向に間隔をおいて配置された複数のアルミニウム押出形材製扁平状熱交換管と、長手方向を熱交換管の並び方向に向けた状態で熱交換管の長手方向両端側に配置され、かつ熱交換管の両端部が接続されたヘッダタンクと、隣り合う熱交換管どうしの間および両端の熱交換管の外側に配置されて熱交換管にろう付されたアルミニウム製コルゲート状フィンと、両端のフィンの外側に配置されてフィンにろう付されたアルミニウム製サイドプレートとを備えており、ヘッダタンクが、両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートを筒状に成形して両側縁部どうしの突き合わせ部をろう付することにより形成され、かつ両端が開口した筒状のアルミニウム製タンク本体と、タンク本体の両端にろう付されてその両端開口を閉鎖するアルミニウム製閉鎖部材とからなり、タンク本体に、長手方向を通風方向に向けた長穴からなる複数の管挿入穴が、タンク本体の長手方向に間隔をおいて形成され、熱交換管の端部が、管挿入穴内に挿入されてタンク本体にろう付されているものが広く知られている。

上述した熱交換器の製造方法として、本出願人は、先に、Ｍｎ０．２〜０．３質量％、Ｃｕ０．０５質量％以下、Ｆｅ０．２質量％以下を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されており、かつ管壁の肉厚が２００μｍ以下であるアルミニウム押出形材製熱交換管と、アルミニウム製芯材および芯材の両面を覆うアルミニウムろう材製皮材からなるブレージングシートにより形成されたフィンとを用意すること、フラックス粉末と、平均粒径３〜５μｍでかつ最大粒径が１０μｍ未満のＺｎ粉末とをバインダーに分散混合させた分散液を、前記熱交換管の外面に塗布するとともに分散液中の液状成分を気化させることによって、熱交換管の外面に、Ｚｎ粉末付着量が１〜３ｇ／ｍ²、フラックス粉末付着量が１５ｇ／ｍ²以下、Ｚｎ粉末付着量に対するフラックス粉末付着量の比率（フラックス粉末付着量／Ｚｎ粉末付着量）が１以上となるように、Ｚｎ粉末およびフラックス粉末を付着させること、ならびに熱交換管およびフィンを組み合わせて加熱し、熱交換管の外面に付着したフラックス粉末およびフィンの皮材を利用して熱交換管とフィンとをろう付するとともに、熱交換管の外面に付着したＺｎ粉末を溶融させた後にＺｎを熱交換管の外面表層部に拡散させることにより、熱交換管の外面表層部にＺｎ拡散層を形成することを含む方法を提案した提案した(特許文献１参照)。

特許文献１記載の方法により製造された熱交換器の熱交換管とフィンとは、フィンを形成するブレージングシートの皮材から溶け出したろう材により接合されている。

しかしながら、最近では、フィンの耐食性がさらに向上した熱交換器が求められている。

特開２０１４−２３８２０９号公報

この発明の目的は、上記実情に鑑みてなされたものであって、フィンの耐食性が優れた熱交換器の製造方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)アルミニウム製熱交換管および熱交換管にろう付されたアルミニウム製フィンを備えた熱交換器を製造する方法であって、
Ｍｎ含有量が０．１〜０．３質量％、Ｃｕ含有量が０．４〜０．５質量％、Ｓｉ含有量が０．２質量％以下、Ｆｅ含有量が０．２質量％以下、Ｚｎ含有量が０．０５質量％以下、Ｔｉ含有量が０．０５質量％以下であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウム押出形材製熱交換管と、Ｍｎ含有量が１．０〜１．５質量％、Ｚｎ含有量が１．２〜１．８質量％、Ｓｉ含有量が０．６質量％以下、Ｆｅ含有量が０．５質量％以下、Ｃｕ含有量が０．０５質量％以下であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウムベア材製フィンとを用意すること、
Ｚｎ粉末とＳｉ粉末とフラックス粉末とをバインダーに分散混合させた分散液を、熱交換管の外面に塗布するとともに分散液中の液状成分を気化させることによって、熱交換管の外面に、Ｚｎ粉末付着量が５〜６ｇ／ｍ²、Ｓｉ粉末付着量が３〜６ｇ／ｍ²、フラックス粉末付着量が６〜２４ｇ／ｍ²となるようにＺｎ粉末、Ｓｉ粉末およびフラックス粉末を付着させること、
ならびに熱交換管およびフィンを組み合わせた組み合わせ体をろう付炉内において加熱し、熱交換管の外面に付着したＳｉ粉末およびフラックス粉末を利用して熱交換管とフィンとをろう付することを含む熱交換器の製造方法。

上記1)の方法により製造された熱交換器においては、熱交換管とフィンとのろう付部には、熱交換管を形成する合金の合金成分と、付着させたＺｎ粉末およびＳｉ粉末とからなるフィレットが形成され、熱交換管の管壁は、前記押出形材を形成するＡｌ合金からなる本体部と、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ合金からなりかつ本体部の外面を覆う被覆層と、本体部の外側表層部に形成されかつＺｎおよびＳｉが拡散した拡散層とを備えている。そして、フィンがアルミニウムベア材からなるので、アルミニウムブレージングシート製フィンを有する特許文献１記載の方法により製造された熱交換器に比べてフィンの耐食性が向上する。また、上記1)の方法により製造された熱交換器においては、フィンの自然電位は、熱交換管の管壁の最外面および本体部の自然電位や、熱交換管とフィンとのろう付部に形成されたフィレットの自然電位よりも卑である。その結果、フィンの犠牲腐食作用によって、熱交換管の耐食性を向上させることができるとともに、フィレットの腐食による短期間での消失を抑制してフィン剥がれを長期間にわたって抑制することができる。

この発明の方法により製造されたカーエアコン用コンデンサの全体構成を示す斜視図である。 図１のコンデンサの熱交換管の管壁の一部を拡大して示す断面図である。 図１のコンデンサの熱交換管とコルゲートフィンとのろう付部を拡大して示す断面図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明の方法を、カーエアコン用コンデンサの製造に適用したものである。

図１はこの発明の方法により製造されたカーエアコン用コンデンサの全体構成を示し、図２および図３はその要部の構成を示す。

なお、以下の説明において、図１の上下、左右を上下、左右というものとする。

図１において、カーエアコン用のコンデンサ(1)は、長手方向を左右方向に向に向けるとともに幅方向を通風方向に向けた状態で、上下方向(熱交換管(2)の厚み方向)に間隔をおいて配置された複数のアルミニウム押出形材製扁平状熱交換管(2)と、隣り合う熱交換管(2)どうしの間、および上下両端の熱交換管(2)の外側に配置されて熱交換管(2)にろう付されたアルミニウムベア材製コルゲートフィン(3)と、長手方向を上下方向(熱交換管(2)の並び方向)に向けた状態で左右方向に間隔をおいて配置され、かつ熱交換管(2)の左右両端部が接続された１対のアルミニウム製ヘッダタンク(4)(5)と、上下両端のコルゲートフィン(3)の外側に配置されてコルゲートフィン(3)にろう付されたアルミニウムブレージングシート製サイドプレート(6)とを備えており、図１に矢印Ｗで示す方向に風が流れるようになっている。

左側ヘッダタンク(4)は、高さ方向の中央部よりも上方において仕切板(7)により上下２つのヘッダ部(4a)(4b)に仕切られ、右側ヘッダタンク(5)は、高さ方向の中央部よりも下方において仕切板(7)により上下２つのヘッダ部(5a)(5b)に仕切られている。左側ヘッダタンク(4)の上ヘッダ部(4a)に冷媒入口（図示略）が形成され、冷媒入口に通じる流入路(8a)を有するアルミニウム製入口部材(8)が上ヘッダ部(4a)にろう付されている。また、右側ヘッダタンク(5)の下ヘッダ部(5b)に冷媒出口（図示略）が形成され、冷媒出口に通じる流出路(9a)を有するアルミニウム製出口部材(9)が下ヘッダ部(5b)にろう付されている。そして、入口部材(8)の流入路(8a)を通って左側ヘッダタンク(4)の上ヘッダ部(4a)内に流入した冷媒は、左側ヘッダタンク(4)の仕切板(7)よりも上方に位置する熱交換管(2)内を右方に流れて右側ヘッダタンク(5)の上ヘッダ部(5a)内の上部に流入し、上ヘッダ部(5a)内を下方に流れて左側ヘッダタンク(4)の仕切板(7)と右側ヘッダタンク(5)の仕切板(7)との間の高さ位置にある熱交換管(2)内を左方に流れて左側ヘッダタンク(4)の下ヘッダ部(4b)内の上部に流入し、下ヘッダ部(4b)内を下方に流れて右側ヘッダタンク(5)の仕切板(7)よりも下方に位置する熱交換管(2)内を右方に流れて右側ヘッダタンク(5)の下ヘッダ部(5b)内に流入し、出口部材(9)の流出路(9a)を通ってコンデンサ(1)の外部に流出する。

左右のヘッダタンク(4)(5)は、少なくとも外面にろう材層を有するアルミニウム製パイプ、たとえば両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなる素板が筒状に成形されるとともに両側縁部が部分的に重ね合わされて相互にろう付された筒状体からなり、かつ前後方向に長い複数の管挿入穴を有するタンク本体(11)と、タンク本体(11)の両端にろう付されてその両端開口を閉鎖するアルミニウム製閉鎖部材(12)とからなる。なお、ヘッダタンク本体(11)の詳細な図示は省略する。また、ヘッダタンク本体(11)は、外周面にろう材が溶射されたアルミニウム押出管からなるものであってもよい。

コンデンサ(1)は、簡単に説明すると、Ａｌ合金で形成された押出形材からなる熱交換管(2)の外面に、Ｚｎ粉末、Ｓｉ粉末およびフラックス粉末を付着させておき、ろう付炉内において加熱することによって、熱交換管(2)となるアルミニウム押出形材を形成するＡｌ合金中のＡｌと、接合前の熱交換管(2)の表面に付着させられていたＳｉ粉末のＳｉとよりなるろう材によって、熱交換管(2)とコルゲートフィン(3)とを接合することを含む方法によって製造される。したがって、図２に示すように、熱交換管(2)の管壁(30)は、熱交換管(2)となるアルミニウム押出形材を形成するＡｌ合金からなる本体部(31)と、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ合金からなりかつ本体部(31)の外面を覆う被覆層(32)とよりなる。熱交換管(2)の本体部(31)の外側表層部にはＺｎおよびＳｉが拡散した拡散層(33)が形成されている。また、熱交換管(2)とコルゲートフィン(3)とのろう付部には、熱交換管(2)を形成する合金の合金成分と、付着させたＺｎ粉末およびＳｉ粉末とからなるフィレット(35)が形成されている。

以下，コンデンサの製造方法について詳細に説明する。

Ｍｎ含有量が０．１〜０．３質量％、Ｃｕ含有量が０．４〜０．５質量％、Ｓｉ含有量が０．２質量％以下、Ｆｅ含有量が０．２質量％以下、Ｚｎ含有量が０．０５質量％以下、Ｔｉ含有量が０．０５質量％以下であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウム押出形材からなる熱交換管と、Ｍｎ含有量が１．０〜１．５質量％、Ｚｎ含有量が１．２〜１．８質量％、Ｓｉ含有量が０．６質量％以下、Ｆｅ含有量が０．５質量％以下、Ｃｕ含有量が０．０５質量％以下であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウムベア材からなるコルゲートフィンと、適当なアルミニウムからなるサイドプレート(6)、仕切部材(7)、閉鎖部材(12)、入口部材(8)および出口部材(9)と、適当な材質を有しかつ少なくとも外面にろう材層を有する１対の筒状アルミニウム製ヘッダタンク本体素材とを用意する。ヘッダタンク本体素材には複数の管挿入穴が形成されている。熱交換管(2)を形成するＡｌ合金は、押出形材製熱交換管として通常用いられる合金であり、コルゲートフィン(3)を形成するＡｌ合金は、ベア材製フィンとして通常用いられる合金である。

熱交換管(2)を形成する合金中のＣｕは、熱交換管(2)の本体部(31)の耐食性を向上させる効果を有するが、０．４質量％未満であるとこの効果が得られず、０．５質量％を超えると拡散層(33)の本体部(31)に対する犠牲腐食効果が低下する。すなわち、本体部(31)に対する犠牲腐食層とすることを目的として、自然電位を卑にする効果があるＺｎが拡散した拡散層(33)が形成されているが、Ｃｕ含有量が０．５質量％を超えるとＺｎの効果が不足し、拡散層(33)の自然電位を十分に卑にすることができなくなる。したがって、Ｃｕ含有量を０．４〜０．５質量％とする。

熱交換管(2)を形成する合金中のＭｎは、熱交換管(2)の強度を向上させる性質を有するが、Ｍｎ含有量が０．１質量％未満であるとこの効果が得られず、０．３質量％を超えると押出加工性が低下するから、Ｍｎ含有量を０．１〜０．３質量％とする。

熱交換管(2)を形成する合金中のＳｉ、Ｆｅ、ＺｎおよびＴｉは不純物であり、個々の含有量は０の場合もある。Ｓｉ、ＦｅおよびＺｎは含有量が多くなりすぎると熱交換管(2)の耐食性が低下し、Ｔｉは含有量が多くなりすぎるとコストが高くなる。また、Ｚｎは含有量が多くなりすぎると、熱交換管(2)の自然電位が卑化することで周辺部品との電位バランスが変わってしまう。なお、熱交換管(2)を形成する合金中には、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｔｉ以外の不可避不純物が、個々の含有量が０．０５質量％以下（０質量％を含む）で、かつ合計含有量が０．１５質量％以下となるように含まれていることがある。

コルゲートフィン(3)を形成する合金中のＭｎは、コルゲートフィン(3)の強度を向上させる性質を有するが、Ｍｎ含有量が１．０質量％未満であるとこの効果が得られず、１．５質量％を超えると加工性が低下するから、Ｍｎ含有量を１．０〜１．５質量％とする。

また、コルゲートフィン(3)を形成する合金中のＺｎは、コルゲートフィン(3)に、熱交換管(2)および熱交換管(2)とコルゲートフィン(3)とのろう付部に形成されたフィレットに対する犠牲防食効果を持たせる性質を有するが、Ｚｎ含有量が１．２質量％未満であるとこの効果が得られず、１．８質量％を超えるとコルゲートフィン(3)の耐食性が低下するから、Ｚｎ含有量を１．２〜１．８質量％とする。

コルゲートフィン(3)を形成する合金中のＳｉ、ＦｅおよびＣｕは不純物であり、個々の含有量は０の場合もある。Ｓｉ含有量が０．６質量％を超えるとコルゲートフィン(3)中のＺｎ含有量が上述した通りであっても、コルゲートフィン(3)に十分な犠牲防食効果を持たせることができなくなり、Ｆｅ含有量が０．５質量％を超えるとコルゲートフィン(3)の耐食性が低下し、Ｃｕ含有量が０．０５質量％を超えるとコルゲートフィン(3)中のＺｎ含有量が上述した通りであっても、コルゲートフィン(3)に十分な犠牲防食効果を持たせることができなくなる。なお、コルゲートフィン(3)を形成する合金中には、Ｓｉ、ＦｅおよびＣｕ以外の不可避不純物が、個々の含有量が０．０５質量％以下（０質量％を含む）で、かつ合計含有量が０．１５質量％以下となるように含まれていることがある。

また、フラックス粉末と、平均粒径３〜５μｍでかつ最大粒径が１０μｍ未満のＺｎ粉末と、平均粒径２〜６μｍでかつ最大粒径が１０μｍ未満のＳｉ粉末とをバインダーに分散混合させた分散液を用意する。ここで、フラックス粉末は、たとえばＫＡｌＦ₄とＫＡｌＦ₅との混合物を主成分とするフッ化物系の非腐食性フラックスからなるものが用いられる。バインダーとしては、たとえばアクリル樹脂を３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールに溶解した溶液からなるものが用いられる。なお、分散液には、バインダーの粘度を調整する目的で、たとえば３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールからなる希釈剤が添加される。

ついで、前記分散液を熱交換管(2)の外面に塗布するとともに分散液中の液状成分を気化させることによって、熱交換管(2)の外面に、Ｚｎ粉末付着量が５〜６ｇ／ｍ²、Ｓｉ粉末付着量が３〜６ｇ／ｍ²、フラックス粉末付着量が６〜２４ｇ／ｍ²となるように、Ｚｎ粉末、Ｓｉ粉末およびフラックス粉末を付着させる。熱交換管(2)の外面にＺｎ粉末、Ｓｉ粉末およびフラックス粉末を付着させる方法としては、熱交換管(2)外面への分散液の塗布を噴霧法により行い、その後熱交換管(2)を加熱乾燥させることにより分散液中の液状成分を気化させて、熱交換管(2)の外面にＺｎ粉末、Ｓｉ粉末およびフラックス粉末を付着させる方法や、熱交換管(2)外面を予め加熱した状態で、熱交換管(2)外面への分散液の塗布をロールコート法により行い、その後熱交換管(2)を加熱乾燥させることにより分散液中の液状成分を気化させて、熱交換管(2)の外面にＺｎ粉末、Ｓｉ粉末およびフラックス粉末を付着させる方法がある。

Ｚｎ粉末を平均粒径３〜５μｍでかつ最大粒径１０μｍ未満としたのは、平均粒径が小さすぎると、製造が困難であるとともに、表面積が増大して表面酸化皮膜の量が多くなることに起因して表面酸化皮膜を除去するのに必要なフラックス量が多くなり、大きすぎると、エロージョンが発生するとともに、後工程の加熱によりＺｎ粉末が溶融した際のＺｎ濃度が部分的に不均一になるからである。

熱交換管(2)の外面へのＺｎ粉末付着量を５〜６ｇ／ｍ²とするのは、５ｇ／ｍ²未満であると、熱交換管(2)外面の腐食を面腐食にする効果が薄れることになり、局部的な腐食が発生するおそれがあるからであり、６ｇ／ｍ²を超えると熱交換管(2)の耐食性が低下するからである。

Ｓｉ粉末を平均粒径２〜６μｍでかつ最大粒径１０μｍ未満としたのは、Ｓｉ粉末の平均粒径が大きすぎるとＳｉ粉末が溶け残って、熱交換管(2)とコルゲートフィン(3)とのろう付がうまくいかないからである。なお、Ｓｉ粉末の平均粒径の下限値を２μｍにしたのは、入手容易なＳｉ粉末の最小平均粒径が２μｍであるからである。

熱交換管(2)の外面へのＳｉ粉末付着量を３〜６ｇ／ｍ²とするのは、３ｇ／ｍ²未満であると熱交換管(2)とコルゲートフィン(3)とのろう付がうまくいかず、６ｇ／ｍ²を超えると、エロージョンが発生するからである。

熱交換管(2)の外面へのフラックス粉末付着量を６〜２４ｇ／ｍ²とするのは、６ｇ／ｍ²未満であると、酸化膜の除去が不十分となってろう付不良を起こすおそれがあり、２４ｇ／ｍ²を超えると、フラックス残渣が多くなるからである。

熱交換管(2)の外面にＺｎ粉末、Ｓｉ粉末およびフラックス粉末を付着させると、熱交換管(2)の外面に、Ｚｎ粉末およびＳｉ粉末を含んだフラックス粉末層が形成される。フラックス粉末層中においては、Ｚｎ粉末およびＳｉ粉末は均一に分散して保持されている。

ついで、管挿入穴を有する１対のヘッダタンク本体素材を間隔をおいて配置するとともに、両ヘッダタンク本体素材の両端に閉鎖部材(12)を配置し、さらに両ヘッダタンク本体素材に仕切部材(7)を配置してヘッダタンク素材を用意する。また、熱交換管(2)とフィン(3)とを交互に配置し、熱交換管(2)の両端部をヘッダタンク素材の管挿入穴に挿入する。また、両端のフィン(3)の外側にサイドプレート(6)を配置し、さらに入口部材(8)および出口部材(9)を配置する。

ついで、ヘッダタンク本体素材と閉鎖部材(12)と仕切部材(7)とからなるヘッダタンク素材、熱交換管(2)、フィン(3)、サイドプレート(6)、入口部材(8)および出口部材(9)を仮止めして仮止め体をつくる。

ついで、仮止め体をろう付炉内に入れるとともに、ろう付炉内において仮止め体を所定温度まで昇温して加熱する。なお、熱交換管(2)以外の部品には、必要に応じて筆塗りなどの公知の方法で、フラックスを塗布しておく。

仮止め体の昇温時に、まずフラックス粉末層を形成するフラックス粉末が溶融し、熱交換管(2)外表面の酸化膜、コルゲートフィン(3)表面の酸化膜、Ｓｉ粉末表面の酸化膜およびＺｎ粉末表面の酸化膜が破壊される。ついで、ＳｉおよびＺｎが熱交換管(2)の外側表層部に拡散して熱交換管(2)の外側表層部に融点の低いＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ合金からなるろう材が形成され、当該ろう材により熱交換管(2)とコルゲートフィン(3)とがろう付される。また、前記ろう材のうちのろう付に使われなかったものが被覆層(32)となるとともに、被覆層(32)となるＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ合金中のＺｎおよびＳｉが拡散して拡散層(33)が形成される。これと同時に、熱交換管(4)の外面の溶融フラックスが流れ広がると同時に溶融Ｚｎも流れ広がり、Ｚｎが熱交換管(4)の外面表層部に拡散してＺｎ拡散層が形成される。

こうしてコンデンサ(1)が製造される。製造された熱交換管(2)の管壁(30)は、前記アルミニウム押出形材を形成するＡｌ合金からなる本体部(31)と、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ合金からなりかつ本体部(31)の外面を覆う被覆層(32)とにより構成され、熱交換管の本体部(31)の外側表層部にＺｎおよびＳｉが拡散した拡散層(33)が形成されたものとなっている。管壁(30)の本体部(31)の自然電位は、管壁(30)の最外面の自然電位よりも貴である。

また、熱交換管(2)とコルゲートフィン(3)とのろう付部には、上述したＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ合金からなるろう材のフィレットが形成される。フィレット(35)の自然電位は、熱交換管(2)の管壁(30)の最外面の自然電位と同一またはこれよりも卑であり、コルゲートフィン(3)の自然電位よりも貴であることが好ましい。

以下、この発明の具体的実施例を比較例とともに説明する。なお、実施例および比較例において、いずれもＣｕ：０．４１質量％、Ｍｎ：０．１７質量％、Ｓｉ：０．１２質量％、Ｆｅ：０．０９質量％、Ｍｇ：０．００１質量％、Ｃｒ：０．００１質量％、Ｚｎ：０．００３質量％、Ｔｉ：０．０１質量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるＡｌ合金で形成された押出形材製熱交換管を使用した。当該熱交換管を形成するＡｌ合金には、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｔｉ以外に、個々の含有量が０．０５質量％以下である不可避不純物が、合計で０．１５質量％以下含まれている。また、当該熱交換管の肉厚は２００μｍである。
実施例
Ｍｎ：１．３質量％、Ｚｎ：１．５０質量％、Ｓｉ：０．７７質量％、Ｆｅ：０．２４質量％、Ｃｕ：０．０１質量％以下を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるＡｌ合金で形成されたベア材製コルゲートフィンを用意した。コルゲートフィンの肉厚は７０μｍである。

また、適当な合金組成を有する仕切板、閉鎖部材、入口部材および出口部材を用意した。さらに、適当な合金組成を有するアルミニウム製芯材と、適当な合金塑性を有しかつ芯材の両面を覆うアルミニウム製ろう材とからなるタンク本体用のブレージングシートの幅方向の中央部に管挿入穴を形成した後、当該ブレージングシートを筒状に成形して両側縁部どうしを部分的に重ね合わせることにより、タンク本体と同様な形状で、かつ両側縁部どうしがろう付されていない形状のタンク本体素材をつくった。

さらに、ＫＡｌＦ₄とＫＡｌＦ₅との混合物（当該混合物中のＫＡｌＦ₅量が１０〜４０質量％）を９０質量％以上含むフッ化物系の非腐食性フラックス粉末と、平均粒径４〜６μｍでかつ最大粒径が１０μｍ未満のＺｎ粉末と、平均粒径３〜６μｍでかつ最大粒径が１０μｍ未満のＳｉ粉末と、アクリル樹脂を３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールに溶解した溶液からなるバインダーと、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールからなる希釈剤とを用意し、Ｚｎ粉末、Ｓｉ粉末および非腐食性フラックス粉末を、バインダーおよび希釈剤中に分散混合させて分散液を得た。当該分散液における全成分の重量比率は、Ｚｎ粉末：Ｓｉ粉末：非腐食性フラックス粉末：バインダー：希釈剤が、１４．１重量部：１０．６重量部：２１．１重量部：９．２重量部：４５．０重量部である。

そして、熱交換管を加熱した後、Ｓｉ粉末量が３ｇ／ｍ²、Ｚｎ粉末量が５〜６ｇ／ｍ²、フラックス粉末量が６ｇ／ｍ²、バインダー量が２．５ｇ／ｍ²となるように、前記分散液をロールコート法により熱交換管の外面に塗布し、ついで乾燥機内で乾燥させて分散液中の液状成分を気化させることにより、熱交換管の外面に、Ｓｉ粉末、Ｚｎ粉末およびフラックス粉末を付着させた。

ついで、上述したコンデンサの製造方法と同様にして、タンク本体素材と閉鎖部材と仕切部材とからなるヘッダタンク素材、熱交換管、フィン、サイドプレート、入口部材および出口部材を仮止めして仮止め体をつくった。

その後、ろう付炉内を窒素ガス雰囲気にしておき、前記仮止め体をろう付炉内に入れて所定温度まで加熱し、一定の温度範囲に一定時間保持することによって、熱交換管とコルゲートフィンとをろう付するとともに、コルゲートフィンとサイドプレートとをろう付し、さらにタンク本体素材のろう材を利用して熱交換管とタンク本体素材、ならびにタンク本体素材と閉鎖部材および仕切部材とをろう付してコンデンサを製造した。
比較例１
熱交換管の外面に、溶射法によりＺｎ溶射皮膜を形成した。

Ｍｎ１．６質量％、Ｓｉ：０．５５質量％、Ｚｒ：０．１２５質量％、Ｚｎ１．５質量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム製芯材、およびＳｉ８．１５質量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなりかつ芯材の両面を覆うアルミニウムろう材製皮材よりなる肉厚８０μｍのブレージングシートで形成されたコルゲート状フィンを使用した。

さらに、上記実施例と同様にして仕切板、閉鎖部材、入口部材、出口部材およびタンク本体素材をつくった。さらに、上記実施例と同様な重量比率を有するＺｎ粉末、Ｓｉ粉末および非腐食性フラックス粉末がバインダーおよび希釈剤中に分散混合させられた分散液を使用した。

その後、複数の熱交換管と、フィンとを交互に積層状に組み合わせて積層し、窒素ガス雰囲気とされた炉内において熱交換管およびコルゲートフィンを加熱し、熱交換管およびコルゲートフィンの実体温度が５８０〜６００℃で３分間保持することにより、熱交換管とコルゲートフィンとをろう付した。これと同時に、コルゲートフィンとサイドプレートとをろう付し、さらにタンク本体素材のろう材を利用して熱交換管とタンク本体素材、ならびにタンク本体素材と閉鎖部材および仕切部材とをろう付してコンデンサを製造した。
比較例２
アルミニウムベア材製コルゲートフィンを形成する合金中のＺｎ含有量が０．７質量％であることを除いては、上記実施例と同様にして、熱交換器を製造した。
評価試験
実施例、比較例１および比較例２で製造された熱交換器の熱交換管の管壁(30)の最外面および管壁(30)の本体部(31)の自然電位、実施例および比較例２で製造された熱交換器のコルゲートフィンの自然電位、比較例１で製造された熱交換器のコルゲートフィンにおける芯材からなる部分の自然電位、ならびに実施例、比較例１および比較例２で製造された熱交換器における熱交換管とコルゲートフィンとのろう付部に形成されたフィレットの自然電位を測定した。これらの結果を表１まとめて示す。

さらに、実施例および比較例２で製造された熱交換器についてＳＷＡＡＴ５５日試験を施し、比較例１で製造された熱交換器についてはＳＷＡＡＴ４０日試験を施してその腐食状況を調べた。

その結果、熱交換管の外面に発生した腐食の最大腐食深さは、実施例においては５７μｍであるのに対し、比較例１においては１５７μｍであり、比較例２においては１４０μｍであった。また、実施例および比較例２においては、管壁の本体部の腐食は軽微であるが、比較例１においては管壁の本体部が多く腐食していた。しかも、比較例１においては、実施例および比較例２に比べて腐食が広範囲に発生していた。

また、実施例においてはフィレットの消失はなくてフィンの剥離は発生しておらず、しかもフィンの腐食は軽微であった。これに対し、比較例１においてはフィレットの消失はなくてフィンの剥離は発生していなかったものの、フィンの腐食状況は激しかった。また、比較例２においてはフィレットが消失し、フィンの剥離が発生していた。

この発明の方法で製造された熱交換器は、カーエアコン用コンデンサに好適に用いられる。

(1)：コンデンサ（熱交換器）
(2)：扁平状熱交換管
(3)：コルゲートフィン

Claims (1)

1. アルミニウム製熱交換管および熱交換管にろう付されたアルミニウム製フィンを備えた熱交換器を製造する方法であって、
   Ｍｎ含有量が０．１〜０．３質量％、Ｃｕ含有量が０．４〜０．５質量％、Ｓｉ含有量が０．２質量％以下、Ｆｅ含有量が０．２質量％以下、Ｚｎ含有量が０．０５質量％以下、Ｔｉ含有量が０．０５質量％以下であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウム押出形材製熱交換管と、Ｍｎ含有量が１．０〜１．５質量％、Ｚｎ含有量が１．２〜１．８質量％、Ｓｉ含有量が０．６質量％以下、Ｆｅ含有量が０．５質量％以下、Ｃｕ含有量が０．０５質量％以下であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウムベア材製フィンとを用意すること、
   Ｚｎ粉末とＳｉ粉末とフラックス粉末とをバインダーに分散混合させた分散液を、熱交換管の外面に塗布するとともに分散液中の液状成分を気化させることによって、熱交換管の外面に、Ｚｎ粉末付着量が５〜６ｇ／ｍ²、Ｓｉ粉末付着量が３〜６ｇ／ｍ²、フラックス粉末付着量が６〜２４ｇ／ｍ²となるようにＺｎ粉末、Ｓｉ粉末およびフラックス粉末を付着させること、
   ならびに熱交換管およびフィンを組み合わせた組み合わせ体をろう付炉内において加熱し、熱交換管の外面に付着したＳｉ粉末およびフラックス粉末を利用して熱交換管とフィンとをろう付することを含む熱交換器の製造方法。
   

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