JP2022099678A - Heat exchanger, heat exchanger tube material and heat exchanger fin material - Google Patents

Heat exchanger, heat exchanger tube material and heat exchanger fin material Download PDF

Info

Publication number
JP2022099678A
JP2022099678A JP2020213617A JP2020213617A JP2022099678A JP 2022099678 A JP2022099678 A JP 2022099678A JP 2020213617 A JP2020213617 A JP 2020213617A JP 2020213617 A JP2020213617 A JP 2020213617A JP 2022099678 A JP2022099678 A JP 2022099678A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
mass
less
aluminum alloy
tube
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.)
Pending
Application number
JP2020213617A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
太一 鈴木
Taichi Suzuki
稜 東森
Ryo Higashimori
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
Application filed by UACJ Corp filed Critical UACJ Corp
Priority to JP2020213617A priority Critical patent/JP2022099678A/en
Priority to PCT/JP2021/045164 priority patent/WO2022138171A1/en
Publication of JP2022099678A publication Critical patent/JP2022099678A/en
Pending legal-status Critical Current

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
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • 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
    • 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
    • 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
    • F28F1/32—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 having portions engaging further tubular elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F19/00—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/02—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
    • F28F19/06—Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal
    • 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

Abstract

To provide a heat exchanger which makes fins remain on a tube for a long period of time by suppressing an excessive Zn concentration to a fillet, and preventing fillet potential from being excessively low, and has excellent heat exchange performance and corrosion resistance performance, being a heat exchanger which can be obtained by using a single-layer brazing sheet fin material.SOLUTION: In a heat exchanger having an aluminum alloy-made tube in which a working fluid circulates, and aluminum alloy-made fins metallically joined to the tube, the tube is formed by using a heat exchanger tube material having a tube material main body composed of an aluminum alloy, and a Zn-containing film formed at an outer surface of the tube material main body, and containing Zn of 1.0 to 4.5 g/m2 at atom conversion, and the fins are composed of aluminum alloys, and formed by using heat exchanger fin materials having single layers and heat joining functions in a temperature at which a liquid phase rate reaches 5.0% or higher and 35.0% or lower.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、熱交換器及びこれに用いられる熱交換器用チューブ材及び熱交換器用フィン材に関し、ルームエアコン用熱交換器、カーエアコン用熱交換器、及びこれらに用いられる熱交換器用チューブ材及び熱交換器用フィン材に関する。 The present invention relates to a heat exchanger, a tube material for a heat exchanger used thereto, and a fin material for a heat exchanger, a heat exchanger for a room air conditioner, a heat exchanger for a car air conditioner, and a tube material for a heat exchanger used therein. Regarding fin materials for heat exchangers.

エバポレータ、コンデンサなどの自動車用アルミニウム合金製熱交換器には、軽量であり、高い熱伝導性を有するアルミニウム合金が多用されている。熱交換器は、冷媒が流通するチューブと、冷媒とチューブ外側の空気との間で熱交換するためのフィンとを有しており、チューブとフィンとがろう付により接合されている。そして、チューブとフィンとのろう付には、フッ化物系のフラックスが用いられることが多い。 Aluminum alloys, which are lightweight and have high thermal conductivity, are often used in heat exchangers made of aluminum alloys for automobiles such as evaporators and capacitors. The heat exchanger has a tube through which the refrigerant flows and fins for heat exchange between the refrigerant and the air outside the tube, and the tube and the fins are joined by brazing. Fluoride-based flux is often used for brazing between the tube and the fins.

自動車用熱交換器に用いられるチューブは、前述の通り熱交換を行うため、ろう付によりフィンと接合され、そのためには、フィン側またはチューブ側にろう材を設ける必要がある。 Since the tube used in the heat exchanger for automobiles exchanges heat as described above, it is joined to the fin by brazing, and for that purpose, it is necessary to provide a brazing material on the fin side or the tube side.

フィン側にろう材を設ける場合は、ろう材がクラッドされたクラッド材を用いてフィンが作製されるが、製造コストや材料コストの低減が困難である。 When the brazing material is provided on the fin side, the fin is manufactured by using the clad material in which the brazing material is clad, but it is difficult to reduce the manufacturing cost and the material cost.

それに対して、チューブ側にろう材を設ける場合としては、例えばチューブの外表面に、Ｓｉ（シリコン）粉末とＺｎ含有フラックスとバインダとが含まれてなるフラックス層を形成させる技術が提案されている（特許文献１）。上記の組成を有するフラックス層は、ろう材成分、Ｚｎ及びフラックス成分の全てを一度の付着工程で同時に付着させることができる。また、フィン側にろう材を設ける必要がないため、ベアフィン材を用いてフィンを作製することができる。これらの結果、コスト低減を図ることができる。 On the other hand, when a brazing material is provided on the tube side, for example, a technique has been proposed in which a flux layer containing Si (silicon) powder, a Zn-containing flux, and a binder is formed on the outer surface of the tube. (Patent Document 1). In the flux layer having the above composition, all of the brazing filler metal component, Zn and the flux component can be simultaneously bonded in one bonding step. Further, since it is not necessary to provide a brazing material on the fin side, the fin can be manufactured using the bare fin material. As a result, cost reduction can be achieved.

しかしながら、引用文献１の方法では、チューブ材の表面にＳｉ粉末を付着させ、ろう付け加熱による昇温過程においてＳｉ粉末とチューブ材の表層部とで共晶溶解によって生成されたろうによってろう付け接合することから、チューブ材の薄肉化が困難であるとともに、粗大なＳｉ粉末が混入した場合にチューブの凹みや溶融による貫通が発生するという問題が生じる。 However, in the method of Cited Document 1, Si powder is adhered to the surface of the tube material, and the Si powder and the surface layer portion of the tube material are brazed and joined by brazing generated by eutectic melting in the process of raising the temperature by brazing heating. Therefore, it is difficult to thin the tube material, and when coarse Si powder is mixed, there is a problem that the tube is dented or penetrated due to melting.

そこで、特許文献２には、ブレージングシートの製造や粉末ろう材を製造及び塗布する工程を省略するために、上述したクラッド材のブレージングシートに替えて、単層ブレージングシートを用いる方法が記載されている。 Therefore, Patent Document 2 describes a method of using a single-layer brazing sheet instead of the above-mentioned clad brazing sheet in order to omit the steps of manufacturing a brazing sheet and manufacturing and applying a powder brazing material. There is.

特許文献２の手法を用いれば、単層のフィン材用ブレージングシートでろう付が可能となるため、フィン材及びチューブ材のいずれにもろう材を配する必要がなくなり、大きなコストダウンが可能となる。 If the method of Patent Document 2 is used, brazing can be performed with a single-layer brazing sheet for fin materials, so that it is not necessary to arrange brazing material for both fin materials and tube materials, and a large cost reduction is possible. Become.

国際公開ＷＯ２０１１／０９００５９International release WO2011 / 090059 国際公開ＷＯ２０１４／１９６１８３International release WO2014 / 196183

しかしながら、特許文献２の手法では、特許文献１の手法やろう材がクラッドされたクラッドフィン材を用いるろう付のような従来手法に比べ、生成する液相量が相対的に少なく、フィンとチューブの間に形成されるフィレットの断面積が小さくなる。 However, the method of Patent Document 2 produces a relatively small amount of liquid phase as compared with the method of Patent Document 1 and the conventional method such as brazing using a clad fin material clad with a brazing material, and the fin and the tube are formed. The cross-sectional area of the fillet formed between the two becomes smaller.

そのため、単層ブレージングシートフィンに対して、従来用いられていた熱交換器用のＺｎ溶射チューブ材を組み合わせて用いた場合、従来手法よりもろう付後のフィレット中における単位断面積当たりのＺｎ濃度が高くなり、フィレットの電位が最も卑になってしまうことでフィレットの優先腐食が生じる懸念があった。 Therefore, when a conventional Zn spraying tube material for a heat exchanger is used in combination with a single-layer brazing sheet fin, the Zn concentration per unit cross-sectional area in the fillet after brazing is higher than that of the conventional method. There was a concern that preferential corrosion of the fillet would occur due to the higher potential and the lowest potential of the fillet.

そして、フィレットの優先腐食が生じると、フィレット、すなわち、フィンとチューブの接合部が早期に消失するため、チューブ表面からフィンが脱落し、熱交換性能が低下するとともにフィンによるチューブ防食が作用しなくなる。 When the preferential corrosion of the fillet occurs, the fillet, that is, the joint between the fin and the tube disappears at an early stage, so that the fin falls off from the tube surface, the heat exchange performance deteriorates, and the tube corrosion protection by the fin does not work. ..

従って、本発明の目的は、単層ブレージングシートフィン材を用いて得られる熱交換器であって、フィレットへの過度なＺｎ濃縮を抑制し、且つ、フィレット電位が過剰に卑になることを防止することで、長期間に亘ってフィンがチューブ上に残存し、優れた熱交性能及び防食性能を有する熱交換器を提供すること、また、これに用いられる熱交換器用のチューブ材及びフィン材を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is a heat exchanger obtained by using a single-layer brazing sheet fin material, which suppresses excessive Zn concentration on the fillet and prevents the fillet potential from becoming excessively low. By doing so, the fins remain on the tube for a long period of time to provide a heat exchanger having excellent heat exchange performance and anticorrosion performance, and the tube material and fin material for the heat exchanger used for this. Is to provide.

上記課題は、以下に示す本発明によって、解決される。
すなわち、本発明（１）は、作動流体が流通するアルミニウム合金製のチューブと、該チューブに金属的に接合されたアルミニウム合金製のフィンと、を有する熱交換器であり、
該チューブは、アルミニウム合金からなるチューブ材本体と、該チューブ材本体の外表面に形成されており、原子換算で１．０～４．５ｇ／ｍ２のＺｎを含有するＺｎ含有膜と、を有する熱交換器用チューブ材を用いて形成され、
該フィンは、アルミニウム合金からなり、液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において、単層で加熱接合機能を有する熱交換器用フィン材を用いて形成されたこと、
を特徴とする熱交換器を提供するものである。 The above problems are solved by the present invention shown below.
That is, the present invention (1) is a heat exchanger having an aluminum alloy tube through which a working fluid flows and an aluminum alloy fin metal-bonded to the tube.
The tube has a tube material body made of an aluminum alloy and a Zn-containing film formed on the outer surface of the tube material body and containing Zn of 1.0 to 4.5 g / m 2 in terms of atoms. Formed using the heat exchanger tube material that has
The fin was made of an aluminum alloy and was formed by using a fin material for a heat exchanger having a single layer and a heat bonding function at a temperature where the liquid phase ratio is 5.0% or more and 35.0% or less.
It is intended to provide a heat exchanger characterized by.

また、本発明（２）は、前記チューブ材本体を形成するアルミニウム合金が、０．１０～１．２０質量％のＭｎを含有し、Ｔｉ含有量が０．１０質量％以下であり、残部がＡｌ及び不可避的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（１）の熱交換器を提供するものである。 Further, in the present invention (2), the aluminum alloy forming the tube material body contains 0.10 to 1.20% by mass of Mn, the Ti content is 0.10% by mass or less, and the balance is It provides the heat exchanger of (1), which is an aluminum alloy composed of Al and unavoidable impurities.

また、本発明（３）は、前記チューブ材本体を形成するアルミニウム合金が、更に、０．６０質量％以下のＣｕ、０．７０質量％以下のＳｉ及び０．５０質量％以下のＦｅから選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする（２）の熱交換器を提供するものである。 Further, in the present invention (3), the aluminum alloy forming the tube material body is further selected from Cu of 0.60% by mass or less, Si of 0.70% by mass or less, and Fe of 0.50% by mass or less. It is intended to provide the heat exchanger of (2), which is characterized by containing one kind or two or more kinds thereof.

また、本発明（４）は、前記Ｚｎ含有膜が、Ｚｎを含有する化合物からなるフラックス粉末を含有することを特徴とする（１）～（３）いずれかの熱交換器を提供するものである。 Further, the present invention (4) provides the heat exchanger according to any one of (1) to (3), wherein the Zn-containing film contains a flux powder made of a Zn-containing compound. be.

また、本発明（５）は、前記フラックス粉末が、Ｋ－Ｚｎ－Ｆ系化合物からなることを特徴とする（４）の熱交換器を提供するものである。 Further, the present invention (5) provides the heat exchanger of (4), wherein the flux powder is made of a K—Zn—F-based compound.

また、本発明（６）は、前記Ｚｎ含有膜が、純Ｚｎ粉末を含有することを特徴とする（１）～（３）いずれかの熱交換器を提供するものである。 Further, the present invention (6) provides the heat exchanger according to any one of (1) to (3), wherein the Zn-containing film contains pure Zn powder.

また、本発明（７）は、前記Ｚｎ含有膜が、亜鉛溶射により形成された亜鉛溶射膜であることを特徴とする（１）～（３）いずれかの熱交換器を提供するものである。 Further, the present invention (7) provides the heat exchanger according to any one of (1) to (3), wherein the Zn-containing film is a zinc sprayed film formed by spraying zinc. ..

また、本発明（８）は、前記熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金が、１．００～５．００質量％のＳｉと、０．０５～２．００質量％のＭｎと、を含有し、Ｆｅの含有量が２．００質量％以下であり、残部Ａｌ及び不可避的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（１）～（７）いずれかの熱交換器を提供するものである。 Further, in the present invention (8), the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger contains 1.00 to 5.00% by mass of Si and 0.05 to 2.00% by mass of Mn. Further, the present invention provides the heat exchanger according to any one of (1) to (7), wherein the Fe content is 2.00% by mass or less, and the aluminum alloy is composed of the balance Al and unavoidable impurities. Is.

また、本発明（９）は、前記熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金が、更に、２．００質量％以下のＭｇ、１．５０質量％以下のＣｕ、６．００質量％以下のＺｎ、０．３０質量％以下のＴｉ、０．３０質量％以下のＶ、０．３０質量％以下のＺｒ、０．３０質量％以下のＣｒ及び２．００質量％以下のＮｉから選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする（８）の熱交換器を提供するものである。 Further, in the present invention (9), the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is further divided into Mg of 2.00% by mass or less, Cu of 1.50% by mass or less, and Zn of 6.00% by mass or less. , 0.30% by mass or less Ti, 0.30% by mass or less V, 0.30% by mass or less Zr, 0.30% by mass or less Cr and 2.00% by mass or less Ni. It is intended to provide the heat exchanger of (8), which is characterized by containing a species or two or more species.

また、本発明（１０）は、前記熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金が、更に、０．３０質量％以下のＳｎ、０．３０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＢｅ、０．１０質量％以下のＳｒ、０．１０質量％以下のＢｉ、０．１０質量％以下のＮａ及び０．５０質量％以下のＣａから選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする（８）又は（９）の熱交換器を提供するものである。 Further, in the present invention (10), the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger further contains Sn of 0.30% by mass or less, In of 0.30% by mass or less, and Be of 0.10% by mass or less. , 0.10% by mass or less of Sr, 0.10% by mass or less of Bi, 0.10% by mass or less of Na and 0.50% by mass or less of Ca. (8) or (9) is provided.

また、本発明（１１）は、請求項１記載の熱交換器用のチューブ材であり、
０．１０～１．２０質量％のＭｎを含有し、Ｔｉ含有量が０．１０質量％以下であり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなるチューブ材本体と、該チューブ材本体の外表面に形成されており、原子換算で１．０～４．５ｇ／ｍ２のＺｎを含有するＺｎ含有膜と、を有することを特徴とする熱交換器用チューブ材を提供するものである。 Further, the present invention (11) is the tube material for the heat exchanger according to claim 1.
A tube material main body containing 0.10 to 1.20% by mass of Mn, a Ti content of 0.10% by mass or less, and an aluminum alloy having an balance of Al and unavoidable impurities, and the tube material main body. The present invention provides a tube material for a heat exchanger, which is formed on the outer surface of the aluminum alloy and has a Zn-containing film containing Zn of 1.0 to 4.5 g / m 2 in terms of atoms. ..

また、本発明（１２）は、更に、０．６０質量％以下のＣｕ、０．７０質量％以下のＳｉ及び０．５０質量％以下のＦｅから選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１１）の熱交換器用チューブ材を提供するものである。 Further, the present invention (12) further contains one or more selected from Cu of 0.60% by mass or less, Si of 0.70% by mass or less, and Fe of 0.50% by mass or less. (11) The present invention provides a tube material for a heat exchanger.

また、本発明（１３）は、前記Ｚｎ含有膜が、Ｚｎを含有する化合物からなるフラックス粉末を含有することを特徴とする（１１）又は（１２）の熱交換器用チューブ材を提供するものである。 Further, the present invention (13) provides the tube material for a heat exchanger according to (11) or (12), wherein the Zn-containing film contains a flux powder made of a Zn-containing compound. be.

また、本発明（１４）は、前記フラックス粉末が、Ｋ－Ｚｎ－Ｆ系化合物からなることを特徴とする（１３）の熱交換器用チューブ材を提供するものである。 Further, the present invention (14) provides the tube material for a heat exchanger according to (13), wherein the flux powder is made of a K—Zn—F-based compound.

また、本発明（１５）は、前記Ｚｎ含有膜が、Ｚｎ粉末を含有することを特徴とする（１１）又は（１２）の熱交換器用チューブ材を提供するものである。 Further, the present invention (15) provides the tube material for a heat exchanger according to (11) or (12), wherein the Zn-containing film contains Zn powder.

また、本発明（１６）は、前記Ｚｎ含有膜が、亜鉛溶射層により形成された亜鉛溶射膜であることを特徴とする（１１）又は（１２）の熱交換器用チューブ材を提供するものである。 Further, the present invention (16) provides the tube material for a heat exchanger according to (11) or (12), wherein the Zn-containing film is a zinc sprayed film formed by a zinc sprayed layer. be.

また、本発明（１７）は、請求項１記載の熱交換器用のフィン材であり、
１．００～５．００質量％のＳｉと、０．０５～２．００質量％のＭｎと、を含有し、Ｆｅ含有量が２．００質量％以下であり、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、
液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において、単層で加熱接合機能を有すること、
を特徴とする熱交換器用フィン材を提供するものである。 Further, the present invention (17) is the fin material for the heat exchanger according to claim 1.
It contains 1.00 to 5.00% by mass of Si and 0.05 to 2.00% by mass of Mn, and has a Fe content of 2.00% by mass or less, from the balance Al and unavoidable impurities. Made of aluminum alloy
Having a heat bonding function in a single layer at a temperature where the liquid phase ratio is 5.0% or more and 35.0% or less.
It is intended to provide a fin material for a heat exchanger, which is characterized by the above.

また、本発明（１８）は、前記アルミニウム合金が、更に、２．００質量％以下のＭｇ、１．５０質量％以下のＣｕ、６．００質量％以下のＺｎ、０．３０質量％以下のＴｉ、０．３０質量％以下のＶ、０．３０質量％以下のＺｒ、０．３０質量％以下のＣｒ及び２．００質量％以下のＮｉから選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１７）の熱交換器用フィン材を提供するものである。 Further, in the present invention (18), the aluminum alloy further contains 2.00% by mass or less of Mg, 1.50% by mass or less of Cu, 6.00% by mass or less of Zn, and 0.30% by mass or less. Contains one or more selected from Ti, V of 0.30% by mass or less, Zr of 0.30% by mass or less, Cr of 0.30% by mass or less, and Ni of 2.00% by mass or less. (17) The fin material for a heat exchanger is provided.

また、本発明（１９）は、前記アルミニウム合金が、更に、０．３０質量％以下のＳｎ、０．３０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＢｅ、０．１０質量％以下のＳｒ、０．１０質量％以下のＢｉ、０．１０質量％以下のＮａ及び０．５０質量％以下のＣａから選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする（１７）又は（１８）の熱交換器用フィン材を提供するものである。 Further, in the present invention (19), the aluminum alloy further contains Sn of 0.30% by mass or less, In of 0.30% by mass or less, Be of 0.10% by mass or less, and 0.10% by mass or less. It is characterized by containing one or more selected from Sr, Bi of 0.10% by mass or less, Na of 0.10% by mass or less and Ca of 0.50% by mass or less (17) or. (18) provides a fin material for a heat exchanger.

また、本発明（２０）は、作動流体が流通するアルミニウム合金製のチューブと、該チューブに金属的に接合されたアルミニウム合金製のフィンと、を有する熱交換器であり、
少なくとも、アルミニウム合金からなるチューブ材本体と、該チューブ材本体の外表面に形成されており、原子換算で１．０～４．５ｇ／ｍ２のＺｎを含有するＺｎ含有膜と、を有する熱交換器用チューブ材と、アルミニウム合金からなり、液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において、単層で加熱接合機能を有する熱交換器用フィン材と、を組み合わせ、次いで、得られる組み合わせ体を、該熱交換器用フィン材の液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において加熱し、該熱交換器用チューブ材と該熱交換器用フィン材を接合して得られたものであること、
を特徴とする熱交換器を提供するものである。 Further, the present invention (20) is a heat exchanger having an aluminum alloy tube through which a working fluid flows and an aluminum alloy fin metal-bonded to the tube.
A heat having at least a tube material main body made of an aluminum alloy and a Zn-containing film formed on the outer surface of the tube material main body and containing Zn of 1.0 to 4.5 g / m 2 in atomic terms. A tube material for a exchanger and a fin material for a heat exchanger, which is made of an aluminum alloy and has a liquid phase ratio of 5.0% or more and 35.0% or less, and has a heat bonding function in a single layer, are combined, and then The obtained combination is heated at a temperature at which the liquid phase ratio of the fin material for the heat exchanger is 5.0% or more and 35.0% or less, and the tube material for the heat exchanger and the fin material for the heat exchanger are joined. That it was obtained
It is intended to provide a heat exchanger characterized by.

本発明によれば、単層ブレージングシートフィン材を用いて得られる熱交換器であって、フィレットへの過度なＺｎ濃縮を抑制し、且つ、フィレット電位が過剰に卑になることを防止することで、長期間に亘ってフィンがチューブ上に残存し、優れた熱交性能及び防食性能を有する熱交換器を提供すること、及びこれに用いられる熱交換器用のチューブ材及びフィン材を提供することができる。 According to the present invention, it is a heat exchanger obtained by using a single-layer brazing sheet fin material, which suppresses excessive Zn concentration on the fillet and prevents the fillet potential from becoming excessively low. Therefore, the fins remain on the tube for a long period of time to provide a heat exchanger having excellent heat exchange performance and anticorrosion performance, and to provide a tube material and fin material for the heat exchanger used for the heat exchanger. be able to.

代表的な２元系共晶合金であるＡｌ－Ｓｉ合金の模式的な状態図である。It is a schematic phase diagram of the Al—Si alloy which is a typical binary eutectic alloy. 本発明に係る熱交換器用フィン材を用いた接合において、本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金での液相の生成メカニズムを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the formation mechanism of the liquid phase in the aluminum alloy which forms the fin material for heat exchanger which concerns on this invention in the bonding using the fin material for heat exchanger which concerns on this invention. 本発明に係る熱交換器用フィン材を用いた接合において、本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金での液相の生成メカニズムを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the formation mechanism of the liquid phase in the aluminum alloy which forms the fin material for heat exchanger which concerns on this invention in the bonding using the fin material for heat exchanger which concerns on this invention. 代表的な２元系共晶合金であるＡｌ－Ｓｉ合金の模式的な状態図である。It is a schematic phase diagram of the Al—Si alloy which is a typical binary eutectic alloy. 実施例で作製するミニコアの組み付け状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the assembly state of the mini core produced in an Example.

本発明の熱交換器は、作動流体が流通するアルミニウム合金製のチューブと、該チューブに金属的に接合されたアルミニウム合金製のフィンと、を有する熱交換器であり、
該チューブは、アルミニウム合金からなるチューブ材本体と、該チューブ材本体の外表面に形成されており、原子換算で１．０～４．５ｇ／ｍ２のＺｎを含有するＺｎ含有膜と、を有する熱交換器用チューブ材を用いて形成され、
該フィンは、アルミニウム合金からなり、液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において、単層で加熱接合機能を有する熱交換器用フィン材を用いて形成されたこと、
を特徴する熱交換器である。 The heat exchanger of the present invention is a heat exchanger having an aluminum alloy tube through which a working fluid flows and an aluminum alloy fin metal-bonded to the tube.
The tube has a tube material body made of an aluminum alloy and a Zn-containing film formed on the outer surface of the tube material body and containing Zn of 1.0 to 4.5 g / m 2 in terms of atoms. Formed using the heat exchanger tube material that has
The fin was made of an aluminum alloy and was formed by using a fin material for a heat exchanger having a single layer and a heat bonding function at a temperature where the liquid phase ratio is 5.0% or more and 35.0% or less.
It is a heat exchanger that features.

本発明の熱交換器は、少なくとも、作動流体が流通するアルミニウム合金製のチューブと、チューブに金属的に接合されたアルミニウム合金製のフィンと、を有する。そして、本発明の熱交換器において、チューブは、本発明に係る熱交換器用チューブ材を用いて形成されたものであり、且つ、フィンは、本発明に係る熱交換器用フィン材を用いて形成されたものである。つまり、本発明の熱交換器のチューブは、本発明に係る熱交換器用チューブ材が所定の温度で加熱されて、本発明に係る熱交換器用フィン材と接合されたものであり、且つ、本発明の熱交換器のフィンは、本発明に係る熱交換器用フィン材が所定の温度で加熱されて、本発明に係る熱交換器用チューブ材と接合されたものである。 The heat exchanger of the present invention has at least an aluminum alloy tube through which the working fluid flows and aluminum alloy fins metallically bonded to the tube. In the heat exchanger of the present invention, the tube is formed by using the tube material for the heat exchanger according to the present invention, and the fin is formed by using the fin material for the heat exchanger according to the present invention. It was done. That is, in the heat exchanger tube of the present invention, the heat exchanger tube material according to the present invention is heated at a predetermined temperature and joined to the heat exchanger fin material according to the present invention. The fin of the heat exchanger of the present invention is obtained by heating the fin material for the heat exchanger according to the present invention at a predetermined temperature and joining the fin material for the heat exchanger according to the present invention.

つまり、本発明の熱交換器は、少なくとも、本発明に係る熱交換器用チューブ材及び本発明に係る熱交換器用フィン材を組み合わせ、次いで、得られる組み合わせ体を、フィン材の液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において加熱することにより、好ましくは４００℃以上の領域を平均１０℃／分の昇温速度で加熱し、好ましくは６００℃±１０℃で３～５分間保持し、１００℃以下まで冷却することにより、本発明に係る熱交換器用チューブ材と本発明に係る熱交換器用フィン材を接合して得られるものである。 That is, the heat exchanger of the present invention combines at least the tube material for the heat exchanger according to the present invention and the fin material for the heat exchanger according to the present invention, and then the obtained combination has a liquid phase ratio of the fin material of 5. By heating at a temperature of 0.0% or more and 35.0% or less, a region of preferably 400 ° C. or higher is heated at an average heating rate of 10 ° C./min, preferably 3 to 5 at 600 ° C. ± 10 ° C. It is obtained by joining the heat exchanger tube material according to the present invention and the heat exchanger fin material according to the present invention by holding for a minute and cooling to 100 ° C. or lower.

本発明に係る熱交換器用チューブ材は、アルミニウム合金からなるチューブ本体と、チューブ本体の外表面に形成されているＺｎ含有膜と、を有する。本発明に係る熱交換器用チューブ材は、フィン材と接合される前、すなわち、加熱接合前のチューブ材を指す。 The tube material for a heat exchanger according to the present invention has a tube body made of an aluminum alloy and a Zn-containing film formed on the outer surface of the tube body. The tube material for a heat exchanger according to the present invention refers to a tube material before being joined to a fin material, that is, before being heat-bonded.

チューブ本体の形態は、特に制限されず、用途や要求される特性に応じて適宜選択される。チューブ本体は、押出加工により形成され、内部に複数の冷媒流路を有する押出多穴管であってもよい。また、チューブ本体は、筒状等の形状であってもよい。また、チューブ本体は、圧延加工により形成された板材を所定の幅に切断し、ロールフォーミングにより円筒状に成形加工し、高周波溶接またはレーザ溶接でパイプ状とし、さらにロールフォーミングにより偏平状のチューブ形状とされたものであってもよい。圧延加工により成形された板材を加工してチューブ本体とする場合には、チューブ本体用の板材として、アルミニウム合金のチューブ本体用心材と、心材の外面側にクラッドされた犠牲陽極材と、からなる積層材を用いることもできる。また、圧延加工により成形された板材を加工してチューブ本体とする場合には、チューブ本体用の板材として、アルミニウム合金のチューブ本体用心材と、心材の内面側にクラッドされたろう材と、からなる積層材を用いることもでき、この場合、アルミニウム合金からなるフィン材をコルゲート加工してチューブ内に装入して、インナーフィン型チューブとすることもできる。 The form of the tube body is not particularly limited, and is appropriately selected according to the intended use and required characteristics. The tube body may be an extruded multi-hole pipe formed by extrusion processing and having a plurality of refrigerant flow paths inside. Further, the tube body may have a cylindrical shape or the like. In addition, the tube body is made by cutting a plate material formed by rolling to a predetermined width, forming it into a cylindrical shape by roll forming, forming it into a pipe shape by high frequency welding or laser welding, and further forming a flat tube shape by roll forming. It may be the one that is said to be. When a plate material formed by rolling is processed into a tube body, the plate material for the tube body is composed of an aluminum alloy core material for the tube body and a sacrificial anode material clad on the outer surface side of the core material. Laminated materials can also be used. When a plate material formed by rolling is processed into a tube body, the plate material for the tube body is composed of an aluminum alloy core material for the tube body and a brazing material clad on the inner surface side of the core material. A laminated material can also be used, and in this case, a fin material made of an aluminum alloy can be corrugated and charged into the tube to form an inner fin type tube.

チューブ本体を形成するアルミニウム合金の化学組成は、特に制限されないが、０．１０～１．２０質量％のＭｎを含有し、Ｔｉ含有量が０．１０質量％以下であり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が好ましい。 The chemical composition of the aluminum alloy forming the tube body is not particularly limited, but contains Mn of 0.10 to 1.20% by mass, the Ti content is 0.10% by mass or less, and the balance is Al and unavoidable. An aluminum alloy composed of target impurities is preferable.

チューブ本体を形成するアルミニウム合金は、Ｍｎを含有することができる。チューブ本体を形成するアルミニウム合金がＭｎを含有する場合、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＭｎ含有量は、０．１０～１．２０質量％である。Ｍｎは、Ａｌ（アルミニウム）母相中に固溶することにより、強度を向上させる作用を有する。また、同時に電位を貴にする効果も有する。チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＭｎ含有量が、上記範囲にあることにより、十分な強度向上効果及びチューブ深部における電位貴化効果を得ることができる。一方、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＭｎ含有量が、上記範囲未満だと、所望の強度を満足できなくなる懸念がある。また、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＭｎ含有量が、上記範囲を超えると、後述する熱間加工以前の工程で母相中にＡｌ－Ｍｎ析出物を生じ、これが粒界の移動を抑制することでろう付後の結晶組織が微細となり、ろう付中にエロージョンのようなろう付不具合を生じ得、更に、押出加工または圧延加工における加工性が低下し、上記チューブ本体の生産性が低下するおそれがある。そして、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＭｎ含有量は、強度及びろう付の品質、生産性を全て成立させる観点から、好ましくは０．１０～１．２０質量％である。 The aluminum alloy forming the tube body can contain Mn. When the aluminum alloy forming the tube body contains Mn, the Mn content of the aluminum alloy forming the tube body is 0.10 to 1.20% by mass. Mn has an action of improving the strength by being dissolved in the Al (aluminum) matrix. At the same time, it also has the effect of making the electric potential noble. When the Mn content of the aluminum alloy forming the tube body is within the above range, a sufficient strength improving effect and a potential nourizing effect in the deep part of the tube can be obtained. On the other hand, if the Mn content of the aluminum alloy forming the tube body is less than the above range, there is a concern that the desired strength cannot be satisfied. Further, when the Mn content of the aluminum alloy forming the tube body exceeds the above range, Al—Mn precipitates are generated in the matrix phase in the step before hot rolling described later, which suppresses the movement of the grain boundaries. As a result, the crystal structure after brazing becomes fine, brazing defects such as erosion may occur during brazing, the workability in extrusion or rolling is lowered, and the productivity of the tube body is lowered. There is a risk. The Mn content of the aluminum alloy forming the tube body is preferably 0.10 to 1.20% by mass from the viewpoint of establishing the strength, the quality of brazing, and the productivity.

チューブ本体を形成するアルミニウム合金は、Ｔｉを含有することができる。チューブ本体を形成するアルミニウム合金がＴｉを含有する場合、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＴｉ含有量は、０．１０質量％以下である。Ｔｉは鋳造時の組織を微細にする目的でアルミニウム合金中に添加される。チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＴｉ含有量が、上記範囲にあることにより、押出または圧延加工後に均一な金属組織を得ることができる。一方、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＴｉ含有量が、上記範囲を超えると、鋳造時に巨大晶出物が生成し、健全なチューブ本体の製造が困難となるおそれがあり、また、押出多穴管の場合には晶出したＴｉがダイスとの間に摩擦を生じ、生産性や工具寿命を低下させる懸念があり、また、圧延加工材の場合には晶出したＴｉにより、ロールフォーミング加工時に割れが発生する懸念がある。そして、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＴｉ含有量は、好ましくは０．００１～０．０５質量％である。 The aluminum alloy forming the tube body can contain Ti. When the aluminum alloy forming the tube body contains Ti, the Ti content of the aluminum alloy forming the tube body is 0.10% by mass or less. Ti is added to the aluminum alloy for the purpose of making the structure finer during casting. When the Ti content of the aluminum alloy forming the tube body is within the above range, a uniform metal structure can be obtained after extrusion or rolling. On the other hand, if the Ti content of the aluminum alloy forming the tube body exceeds the above range, huge crystallization may be generated during casting, which may make it difficult to manufacture a sound tube body, and there are many extruded holes. In the case of pipes, the crystallized Ti may cause friction with the die, which may reduce productivity and tool life. In the case of rolled materials, the crystallized Ti may cause roll forming. There is a concern that cracks will occur. The Ti content of the aluminum alloy forming the tube body is preferably 0.001 to 0.05% by mass.

チューブ本体を形成するアルミニウム合金は、Ｃｕを含有することができる。チューブ本体を形成するアルミニウム合金がＣｕを含有する場合、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＣｕ含有量は、０．６０質量％以下、好ましくは０．２０～０．６０質量％である。ＣｕはＡｌ（アルミニウム）母相中に固溶することにより、強度を向上させる作用を有する。また、同時に電位を貴にする効果も有する。チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＣｕ含有量が、上記範囲にあることにより、十分な強度向上効果及びチューブ深部における電位貴化効果を得ることができる。一方、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＣｕ含有量が、上記範囲を超えると、Ａｌ－Ｃｕ析出物を生じ、これがチューブの耐食性を損なうおそれがある。そして、Ｃｕを添加する場合のチューブ本体を形成するアルミニウム合金のＣｕ含有量は、強度及びろう付の品質、生産性を全て成立させる観点から、より好ましくは０．２０～０．５０質量％である。また、Ｃｕの含有量が少ない方がよい場合には、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＣｕ含有量は、０．２０質量％以下であることが好ましく、０．０５質量％以下であることが特に好ましい。 The aluminum alloy forming the tube body can contain Cu. When the aluminum alloy forming the tube body contains Cu, the Cu content of the aluminum alloy forming the tube body is 0.60% by mass or less, preferably 0.20 to 0.60% by mass. Cu has an action of improving the strength by being dissolved in the Al (aluminum) matrix. At the same time, it also has the effect of making the electric potential noble. When the Cu content of the aluminum alloy forming the tube body is within the above range, a sufficient strength improving effect and a potential nourizing effect in the deep part of the tube can be obtained. On the other hand, if the Cu content of the aluminum alloy forming the tube body exceeds the above range, Al—Cu precipitates may be formed, which may impair the corrosion resistance of the tube. The Cu content of the aluminum alloy forming the tube body when Cu is added is more preferably 0.20 to 0.50% by mass from the viewpoint of establishing all the strength, the quality of brazing, and the productivity. be. When it is preferable that the Cu content is low, the Cu content of the aluminum alloy forming the tube body is preferably 0.20% by mass or less, and preferably 0.05% by mass or less. Especially preferable.

チューブ本体を形成するアルミニウム合金は、Ｓｉを含有することができる。チューブ本体を形成するアルミニウム合金がＳｉを含有する場合、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＳｉ含有量は、０．７０質量％以下、好ましくは０．２０～０．７０質量％以下である。ＳｉはＡｌ（アルミニウム）母相中に固溶、またはＭｎとＡｌＭｎＳｉ析出物を形成することにより、強度を向上させる作用を有する。チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＳｉ含有量が、上記範囲にあることにより、十分な強度向上効果を得ることができる。一方、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＳｉ含有量が、上記範囲を超えると、熱間加工中の変形抵抗を過度に上昇させ、押出加工または圧延加工における加工性が低下し、上記チューブ本体の生産性が低下するおそれがある。そして、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＳｉ含有量は、強度及びろう付の品質、生産性を全て成立させる観点から、好ましくは０．３０～０．７０質量％である。また、Ｓｉの含有量が少ない方がよい場合には、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＳｉ含有量は、０．３０質量％以下であることが好ましく、０．２０質量％以下であることがより好ましい。 The aluminum alloy forming the tube body can contain Si. When the aluminum alloy forming the tube body contains Si, the Si content of the aluminum alloy forming the tube body is 0.70% by mass or less, preferably 0.20 to 0.70% by mass or less. Si has an action of improving the strength by dissolving in the Al (aluminum) matrix or forming an AlMnSi precipitate with Mn. When the Si content of the aluminum alloy forming the tube body is within the above range, a sufficient strength improving effect can be obtained. On the other hand, when the Si content of the aluminum alloy forming the tube body exceeds the above range, the deformation resistance during hot working is excessively increased, and the workability in extrusion or rolling is lowered, so that the tube body Productivity may decrease. The Si content of the aluminum alloy forming the tube body is preferably 0.30 to 0.70% by mass from the viewpoint of establishing the strength, the quality of brazing, and the productivity. When it is preferable that the Si content is low, the Si content of the aluminum alloy forming the tube body is preferably 0.30% by mass or less, and preferably 0.20% by mass or less. More preferred.

チューブ本体を形成するアルミニウム合金において、本発明の効果に影響がない程度であれば、Ｆｅの含有は許容される。チューブ本体を形成するアルミニウム合金がＦｅを含有する場合、チューブ本体を形成するアルミニウム合金のＦｅ含有量は、０．５０質量％以下であることが好ましく、０．４０質量％以下であることが特に好ましい。 In the aluminum alloy forming the tube body, the content of Fe is permitted as long as it does not affect the effect of the present invention. When the aluminum alloy forming the tube body contains Fe, the Fe content of the aluminum alloy forming the tube body is preferably 0.50% by mass or less, and particularly preferably 0.40% by mass or less. preferable.

Ｚｎ含有膜は、チューブ本体の外表面に形成されている。Ｚｎ含有膜としては、Ｚｎを含有する化合物からなるフラックス粉末を含有するＺｎ含有膜、純Ｚｎを含有するＺｎ含有膜、亜鉛溶射により形成された亜鉛溶射膜等が挙げられる。なお、Ｚｎ含有膜とは、亜鉛元素を含有している膜を指し、Ｚｎ含有膜中で、亜鉛元素は、金属亜鉛又は亜鉛イオンの状態で存在している。 The Zn-containing film is formed on the outer surface of the tube body. Examples of the Zn-containing film include a Zn-containing film containing a flux powder made of a Zn-containing compound, a Zn-containing film containing pure Zn, and a zinc sprayed film formed by zinc spraying. The Zn-containing film refers to a film containing a zinc element, and the zinc element exists in the state of metallic zinc or zinc ions in the Zn-containing film.

Ｚｎを含有する化合物からなるフラックス粉末を含有するＺｎ含有膜は、少なくとも、Ｚｎを含有する化合物からなるフラックス粉末及びバインダーを含有する。Ｚｎを含有する化合物からなるフラックス粉末を含有するＺｎ含有膜は、例えば、Ｚｎを含有する化合物からなるフラックス粉末と、バインダーと、必要に応じて、Ｚｎを含有しない化合物からなるフラックス粉末等を、溶剤に混合及び撹拌し、ペースト状の塗料を作製し、次いで、ロールコート法等により、チューブ本体の表面に塗料を塗布し、次いで、乾燥させることにより、形成される。バインダとしては、例えばアクリル系樹脂やウレタン系樹脂などを使用することができる。溶媒としては、水、または水及びエタノール、イソプロピルアルコールなどアルコール類、３－メトキシ－３－メチル－１－ブタノールなどのアルキルエーテルアルコール類、メチルエチルケトンなどのケトン類などが用いられる。 The Zn-containing film containing the flux powder made of the Zn-containing compound contains at least the flux powder made of the Zn-containing compound and the binder. The Zn-containing film containing a flux powder made of a Zn-containing compound may be, for example, a flux powder made of a Zn-containing compound, a binder, and, if necessary, a flux powder made of a Zn-free compound. It is formed by mixing and stirring with a solvent to prepare a paste-like paint, then applying the paint to the surface of the tube body by a roll coating method or the like, and then drying the paint. As the binder, for example, an acrylic resin, a urethane resin, or the like can be used. As the solvent, water or alcohols such as water and ethanol and isopropyl alcohol, alkyl ether alcohols such as 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, and ketones such as methyl ethyl ketone are used.

フラックス粉末を構成するＺｎを含有する化合物としては、Ｋ－Ｚｎ－Ｆ系化合物が好ましい。Ｋ－Ｚｎ－Ｆ系化合物としては、例えば、ＫＺｎＦ３等が挙げられる。 As the Zn-containing compound constituting the flux powder, a K—Zn—F compound is preferable. Examples of the K—Zn—F-based compound include KZnF 3 and the like.

バインダーとしては、特に制限されず、アルミニウム合金製の熱交換器の製造において、フラックス粉末を含有する膜を、アルミニウム合金材の表面に形成させるために用いることができるバインダーが適宜選択される。 The binder is not particularly limited, and a binder that can be used to form a film containing a flux powder on the surface of an aluminum alloy material is appropriately selected in the production of a heat exchanger made of an aluminum alloy.

純Ｚｎ粉末を含有するＺｎ含有膜は、少なくとも、純Ｚｎ粉末及びバインダーを含有する。なお、純Ｚｎとは、純度が９９質量％以上のＺｎ金属を指す。純Ｚｎ粉末を含有するＺｎ含有膜は、例えば、純Ｚｎ粉末と、バインダーと、必要に応じて、Ｚｎを含有する化合物からなるフラックス粉末又はＺｎを含有しない化合物からなるフラックス粉末等を、溶剤に混合及び撹拌し、ペースト状の塗料を作製し、次いで、ロールコート法等により、チューブ本体の表面に塗料を塗布し、次いで、乾燥させることにより、形成される。 The Zn-containing film containing pure Zn powder contains at least pure Zn powder and a binder. The pure Zn refers to a Zn metal having a purity of 99% by mass or more. The Zn-containing film containing pure Zn powder uses, for example, a pure Zn powder, a binder, and, if necessary, a flux powder composed of a Zn-containing compound or a flux powder composed of a Zn-free compound as a solvent. It is formed by mixing and stirring to prepare a paste-like paint, then applying the paint to the surface of the tube body by a roll coating method or the like, and then drying.

バインダーとしては、特に制限されず、アルミニウム合金製の熱交換器の製造において、純Ｚｎ粉末を含有する膜を、アルミニウム合金材の表面に形成させるために用いることができるバインダーが適宜選択される。 The binder is not particularly limited, and a binder that can be used to form a film containing pure Zn powder on the surface of the aluminum alloy material is appropriately selected in the production of a heat exchanger made of an aluminum alloy.

亜鉛溶射により形成された亜鉛溶射膜は、チューブ本体の外表面にＺｎ溶射を実施することにより形成される。Ｚｎ溶射方法は、特に制限されず、従来行われている溶射方法が適宜用いられる。例えば、２本のＺｎ線を接近させて高圧電流を印加し、Ｚｎ線間でアーク放電させて、Ｚｎ線の先端を溶融させ、高圧の不活性ガスを吹き付けることでＺｎを吹き飛ばし、その先にチューブ本体を通過させることで、チューブ本体の外表面に溶融Ｚｎを付着させる方法が挙げられる。溶射に用いる素線としては、製造が容易であることから、純Ｚｎ線が好ましく用いられる。なお、Ｚｎ線は溶融に伴い、順次送ることで、アーク放電を継続させることができるので、長手方向に連続して均一な亜鉛溶射膜を形成させることができる。 The zinc sprayed film formed by zinc spraying is formed by performing Zn spraying on the outer surface of the tube body. The Zn spraying method is not particularly limited, and a conventional thermal spraying method is appropriately used. For example, two Zn wires are brought close to each other, a high-pressure current is applied, an arc is discharged between the Zn wires, the tip of the Zn wire is melted, and a high-pressure inert gas is blown to blow off the Zn, and then the Zn wire is blown off. A method of adhering molten Zn to the outer surface of the tube body by passing it through the tube body can be mentioned. As the raw wire used for thermal spraying, pure Zn wire is preferably used because it is easy to manufacture. Since the Zn wire is continuously sent as it melts, the arc discharge can be continued, so that a uniform zinc sprayed film can be continuously formed in the longitudinal direction.

Ｚｎ含有膜は、原子換算で、１．０～４．５ｇ／ｍ２、好ましくは１．０～３．５ｇ／ｍ２のＺｎを含有する。Ｚｎ含有膜のＺｎ含有量が、上記範囲にあることにより、フィレットへのＺｎ濃縮を抑制することができるので、フィレットの優先腐食及びフィンの早期脱落を防止することができる。一方、Ｚｎ含有膜中のＺｎ含有量が、上記範囲未満だと、チューブ表面のＺｎによる防食が不十分となり、フィンとフィンとの間等の部位で早期にチューブの貫通を生じ得、また、上記範囲を超えると、単層ブレージングシートフィンと組み合わせて加熱接合した場合に、フィレットへのＺｎ濃縮を生じるため、フィレットの優先腐食及びフィンの早期脱落を生じ得る。なお、本発明では、Ｚｎ含有膜のＺｎ含有量が、フィレットへのＺｎ濃縮を抑制する効果に対する影響が大きい。そして、本発明では、Ｚｎ元素の由来によるフィレットへのＺｎ濃縮を抑制する効果への影響、すなわち、チューブ本体の外表面に、Ｚｎ元素が、Ｚｎ原子の状態で付着しているか、亜鉛イオンの状態で付着しているかによるフィレットへのＺｎ濃縮を抑制する効果への影響、あるいは、Ｚｎ源が、Ｚｎを含有する化合物からなるフラックス粉末であるか、純Ｚｎ粉末であるか、亜鉛溶射膜であるかによるフィレットへのＺｎ濃縮を抑制する効果への影響は、小さい。本発明では、チューブ本体表面の原子換算のＺｎ量のみを限定し、Ｚｎ含有膜の総質量は限定しない。 The Zn-containing film contains 1.0 to 4.5 g / m 2 , preferably 1.0 to 3.5 g / m 2 of Zn in terms of atoms. When the Zn content of the Zn-containing film is within the above range, Zn concentration in the fillet can be suppressed, so that preferential corrosion of the fillet and premature detachment of the fins can be prevented. On the other hand, if the Zn content in the Zn-containing film is less than the above range, corrosion protection by Zn on the tube surface becomes insufficient, and the tube may penetrate at an early stage at a site such as between fins, and also. If it exceeds the above range, when it is heat-bonded in combination with a single-layer brazing sheet fin, Zn concentration in the fillet occurs, so that preferential corrosion of the fillet and premature detachment of the fin may occur. In the present invention, the Zn content of the Zn-containing film has a great influence on the effect of suppressing the Zn concentration in the fillet. Then, in the present invention, the influence on the effect of suppressing the concentration of Zn in the fillet due to the origin of the Zn element, that is, whether the Zn element is attached to the outer surface of the tube body in the state of Zn atom or zinc ion. The effect on the effect of suppressing Zn concentration on the fillet depending on whether it is attached in a state, or the Zn source is a flux powder composed of a Zn-containing compound, a pure Zn powder, or a zinc spray film. The effect of the presence on the effect of suppressing Zn concentration in the fillet is small. In the present invention, only the atomic equivalent Zn amount on the surface of the tube body is limited, and the total mass of the Zn-containing film is not limited.

本発明に係る熱交換器用チューブ材は、如何なる方法で製造されたものであってもよく、例えば、以下に示す方法によって製造される。 The tube material for a heat exchanger according to the present invention may be manufactured by any method, and is manufactured by, for example, the method shown below.

本発明に係る熱交換器用チューブ材の製造方法では、先ず、チューブ本体を押出加工又は圧延加工により作製する。
チューブ本体を押出加工又は圧延加工により作製するには、以下の条件により均質化処理を施したアルミニウム合金を用いることが好ましい。
均質化処理の第１の態様においては、所定の化学成分を有するアルミニウム合金の鋳塊を４００～６５０℃の温度に２時間以上保持して均質化処理を行う。この場合には、鋳造時に形成される粗大な晶出物を分解あるいは粒状化させ、鋳造時に生じた偏析層などの不均一な組織を均質化させることができる。その結果、押出加工時の抵抗を低減して押出性を向上させることができる。また、押出後の製品の表面粗度を小さくすることができる。均質化処理における保持温度が４００℃未満の場合には、粗大な晶出物や上記の不均一な組織が残存するおそれがあり、押出性の低下や表面粗度の増大を招くおそれがある。均質化処理における保持温度は高温であるほど保持時間を短くして生産性を向上させることができる。しかし、保持温度が６５０℃を超える場合には、鋳塊の溶融を招くおそれがある。従って、均質化処理における保持温度は、４００～６５０℃であることが好ましく、４３０～６２０℃であることがより好ましい。また、均質化処理における保持時間は、均質化を十分に行う観点から、５時間以上とすることが好ましい。一方、保持時間が２４時間を超える場合には、均質化の効果が飽和するため、保持時間に見合った効果を得ることが難しい。従って、均質化処理における保持時間は５～２４時間処理であることが好ましい。
そして、上記の均質化処理を施したビレット又はスラブを用いて、通常行われる工程に従い、熱間押出、又は圧延加工及びロールフォーミング加工を実施してチューブ本体を得る。圧延加工により圧延加工材を製造する場合には、熱間圧延と冷間圧延を行い、必要に応じて途中に中間焼鈍を加えても良い。 In the method for manufacturing a tube material for a heat exchanger according to the present invention, first, the tube body is manufactured by extrusion processing or rolling processing.
In order to manufacture the tube body by extrusion or rolling, it is preferable to use an aluminum alloy that has been homogenized under the following conditions.
In the first aspect of the homogenization treatment, the ingot of an aluminum alloy having a predetermined chemical composition is held at a temperature of 400 to 650 ° C. for 2 hours or more to perform the homogenization treatment. In this case, the coarse crystallized material formed during casting can be decomposed or granulated, and the non-uniform structure such as the segregated layer generated during casting can be homogenized. As a result, it is possible to reduce the resistance during extrusion processing and improve the extrudability. In addition, the surface roughness of the product after extrusion can be reduced. If the holding temperature in the homogenization treatment is less than 400 ° C., coarse crystallization and the above-mentioned non-uniform structure may remain, which may lead to a decrease in extrudability and an increase in surface roughness. The higher the holding temperature in the homogenization treatment, the shorter the holding time and the higher the productivity. However, if the holding temperature exceeds 650 ° C., the ingot may be melted. Therefore, the holding temperature in the homogenization treatment is preferably 400 to 650 ° C, more preferably 430 to 620 ° C. Further, the holding time in the homogenization treatment is preferably 5 hours or more from the viewpoint of sufficient homogenization. On the other hand, when the holding time exceeds 24 hours, the effect of homogenization is saturated, and it is difficult to obtain an effect commensurate with the holding time. Therefore, the retention time in the homogenization treatment is preferably 5 to 24 hours.
Then, using the billet or slab subjected to the above homogenization treatment, hot extrusion, rolling processing and roll forming processing are carried out according to a normally performed step to obtain a tube main body. When a rolled material is produced by rolling, hot rolling and cold rolling may be performed, and intermediate annealing may be added in the middle if necessary.

本発明に係る熱交換器用チューブ材の製造方法では、次いで、上記により得たチューブ本体の外表面に、以下に示す方法でＺｎを付与し、Ｚｎ含有膜を形成させて、本発明に係る熱交換器用チューブ材を得る。 In the method for producing a tube material for a heat exchanger according to the present invention, Zn is then applied to the outer surface of the tube body obtained as described above by the method shown below to form a Zn-containing film, thereby forming the heat according to the present invention. Obtain the tube material for the exchanger.

チューブ本体にＺｎ含有膜を形成させる方法としては、上述した、（１）Ｚｎを含有する化合物からなるフラックス粉末と、バインダーと、必要に応じて、Ｚｎを含有しない化合物からなるフラックス粉末等を含有するペースト状の塗料を、チューブ本体の外表面に塗布し、乾燥する方法、（２）純Ｚｎ粉末と、バインダーと、必要に応じて、Ｚｎを含有する化合物からなるフラックス粉末又はＺｎを含有しない化合物からなるフラックス粉末等を含有するペースト状の塗料を、チューブ本体の外表面に塗布し、乾燥する方法、（３）チューブ本体の外表面に亜鉛溶射を実施し、亜鉛溶射膜を形成させる方法等が挙げられる。 As a method for forming a Zn-containing film on the tube body, the above-mentioned (1) flux powder composed of a Zn-containing compound, a binder, and, if necessary, a flux powder composed of a Zn-free compound, etc. are contained. A method of applying a paste-like paint to the outer surface of the tube body and drying it. (2) A flux powder consisting of a pure Zn powder, a binder, and, if necessary, a Zn-containing compound or Zn-free. A method of applying a paste-like paint containing a flux powder composed of a compound to the outer surface of the tube body and drying it, and (3) a method of performing zinc spraying on the outer surface of the tube body to form a zinc spray film. And so on.

本発明に係る熱交換器用フィン材は、アルミニウム合金からなる。本発明に係る熱交換器用フィン材は、チューブ材と接合される前、すなわち、接合加熱前のフィン材を指す。 The fin material for a heat exchanger according to the present invention is made of an aluminum alloy. The fin material for a heat exchanger according to the present invention refers to a fin material before being joined to a tube material, that is, before being heated by joining.

本発明に係る熱交換器用フィン材は、液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において、単層で加熱接合機能を有する。つまり、本発明に係る熱交換器用フィン材は、単層ブレージングシートからなるフィン材である。 The fin material for a heat exchanger according to the present invention has a single layer heat bonding function at a temperature at which the liquid phase ratio is 5.0% or more and 35.0% or less. That is, the fin material for a heat exchanger according to the present invention is a fin material made of a single-layer brazing sheet.

以下に、液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において、単層で加熱接合機能を有するブレージングシート（以下、単層ブレージングシートとも記載する。）について説明する。
単層ブレージングシートは、アルミニウム合金材の全質量に対する当該アルミニウム合金材内に生成する液相の質量の比（以下、「液相率」と記す。）が、５％以上３５％以下となる温度で接合させる必要がある。液相率が３５％を超えると、生成する液相の量が多過ぎてアルミニウム合金材が形状を維持できなくなり大きな変形をしてしまう。一方、液相率が５％未満では接合が困難となる。好ましい液相率は５～３０％であり、より好ましい液相率は１０～２０％である。 Hereinafter, a brazing sheet having a heat bonding function in a single layer at a temperature at which the liquid phase ratio is 5.0% or more and 35.0% or less (hereinafter, also referred to as a single layer brazing sheet) will be described.
The single-layer brazing sheet has a temperature at which the ratio of the mass of the liquid phase generated in the aluminum alloy material to the total mass of the aluminum alloy material (hereinafter referred to as "liquid phase ratio") is 5% or more and 35% or less. It is necessary to join with. If the liquid phase ratio exceeds 35%, the amount of the liquid phase generated is too large, and the aluminum alloy material cannot maintain its shape and undergoes large deformation. On the other hand, if the liquid phase ratio is less than 5%, joining becomes difficult. The preferred liquid phase ratio is 5 to 30%, and the more preferable liquid phase ratio is 10 to 20%.

液相の生成メカニズムについて説明する。図１に代表的な２元系共晶合金であるＡｌ－Ｓｉ合金の状態図を模式的に示す。Ｓｉ濃度がｃ１であるアルミニウム合金材を加熱すると、共晶温度（固相線温度）Ｔｅを超えた付近の温度Ｔ１で液相の生成が始まる。共晶温度Ｔｅ以下では、図２（ａ）に示すように、結晶粒界で区分されるマトリクス中に晶析出物が分布している。ここで液相の生成が始まると、図２（ｂ）に示すように、晶析出物分布の偏析の多い結晶粒界が溶融して液相となる。次いで、図２（ｃ）に示すように、アルミニウム合金のマトリクス中に分散する主添加元素成分であるＳｉの晶析出物粒子や金属間化合物の周辺が球状に溶融して液相となる。更に図２（ｄ）に示すように、マトリクス中に生成したこの球状の液相は、界面エネルギーにより時間の経過や温度上昇と共にマトリクスに再固溶し、固相内拡散によって結晶粒界や表面に移動する。次いで、図１に示すように温度がＴ２に上昇すると、状態図より液相量は増加する。図１に示すように、一方のアルミニウム合金材のＳｉ濃度が最大固溶限濃度より小さいｃ２の場合には、固相線温度Ｔｓ２を超えた付近で液相の生成が始まる。但し、ｃ１の場合と異なり、溶融直前の組織は図３（ａ）に示すように、マトリクス中に晶析出物が存在しない場合がある。この場合、図３（ｂ）に示すように粒界でまず溶融して液相となった後、図３（ｃ）に示すようにマトリクス中において局所的に溶質元素濃度が高い場所から液相が発生する。図３（ｄ）に示すように、マトリクス中に生成したこの球状の液相は、ｃ１の場合と同様に、界面エネルギーにより時間の経過や温度上昇と共にマトリクスに再固溶し、固相内拡散によって結晶粒界や表面に移動する。温度がＴ３に上昇すると、状態図より液相量は増加する。このように、本発明における接合は、単層ブレージングシート（本発明に係る熱交換器用フィン材）内部の部分的な溶融により生成される液相を利用するものであり、接合と形状維持の両立を実現できるものである。 The mechanism of forming the liquid phase will be described. FIG. 1 schematically shows a phase diagram of an Al—Si alloy, which is a typical binary eutectic alloy. When the aluminum alloy material having a Si concentration of c1 is heated, the formation of a liquid phase starts at a temperature T1 near the eutectic temperature (solid phase temperature) Te. Below the eutectic temperature Te, as shown in FIG. 2A, crystal precipitates are distributed in the matrix divided by the grain boundaries. When the formation of the liquid phase starts here, as shown in FIG. 2B, the crystal grain boundaries having a large segregation of the crystal precipitate distribution are melted to form a liquid phase. Next, as shown in FIG. 2 (c), the periphery of the crystal precipitate particles of Si, which is the main additive element component dispersed in the matrix of the aluminum alloy, and the intermetallic compound are spherically melted to form a liquid phase. Further, as shown in FIG. 2 (d), this spherical liquid phase generated in the matrix is re-dissolved in the matrix with the passage of time and the temperature rise due to the interfacial energy, and the grain boundaries and the surface are diffused in the solid phase. Move to. Then, as shown in FIG. 1, when the temperature rises to T2, the liquid phase amount increases from the state diagram. As shown in FIG. 1, when the Si concentration of one of the aluminum alloy materials is c2, which is smaller than the maximum solid solution limit concentration, the formation of a liquid phase starts in the vicinity of the solid phase line temperature Ts2. However, unlike the case of c1, the structure immediately before melting may not have crystal precipitates in the matrix as shown in FIG. 3 (a). In this case, as shown in FIG. 3 (b), the liquid phase is first melted at the grain boundaries to form a liquid phase, and then as shown in FIG. 3 (c), the liquid phase starts from a place where the solute element concentration is locally high in the matrix. Occurs. As shown in FIG. 3D, the spherical liquid phase generated in the matrix is re-solidified into the matrix with the passage of time and the temperature rise due to the interfacial energy, and diffuses in the solid phase, as in the case of c1. Moves to grain boundaries and surfaces. When the temperature rises to T3, the amount of liquid phase increases from the state diagram. As described above, the bonding in the present invention utilizes the liquid phase generated by the partial melting inside the single-layer brazing sheet (fin material for heat exchanger according to the present invention), and both the bonding and the shape maintenance are compatible. Can be realized.

液相が生じた後から接合に至るまでの金属組織の挙動を説明する。液相を生成する単層ブレージングシートと、これと接合するアルミニウム合金相手材とを組み合わせ、これらを、液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において加熱する。そして、接合部を顕微鏡で観察すると、前述のように、接合において単層ブレージングシートの表面に生成するごく僅かな液相は、フラックス等の作用により酸化皮膜が破壊されたアルミニウム合金相手材との隙間を埋める。次に、両合金材の接合界面付近にある液相がアルミニウム合金相手材内へと移動していき、それに伴い接合界面に接している単層ブレージングシートの固相α相の結晶粒がアルミニウム合金相手材内に向かって成長していく。一方、アルミニウム合金相手材の結晶粒も単層ブレージングシート側へと成長していく。そして、接合界面付近のアルミニウム合金相手材中に単層ブレージングシートの組織が入り込んだような組織となって接合される。従って、接合界面には単層ブレージングシートとアルミニウム合金相手材以外の金属組織が生じない。 The behavior of the metallographic structure from the formation of the liquid phase to the joining will be described. A single-layer brazing sheet that produces a liquid phase and an aluminum alloy mating material to be bonded to the single-layer brazing sheet are combined, and these are heated at a temperature at which the liquid phase ratio is 5.0% or more and 35.0% or less. Then, when the joint is observed with a microscope, as described above, the very small amount of the liquid phase generated on the surface of the single-layer brazing sheet in the joint is with the aluminum alloy mating material whose oxide film is destroyed by the action of flux or the like. Fill the gap. Next, the liquid phase near the joint interface between the two alloys moves into the aluminum alloy mating material, and along with this, the crystal grains of the solid phase α phase of the single-layer brazing sheet in contact with the joint interface are the aluminum alloy. It grows toward the inside of the mating material. On the other hand, the crystal grains of the aluminum alloy mating material also grow toward the single-layer brazing sheet side. Then, the structure is formed as if the structure of the single-layer brazing sheet has entered the aluminum alloy mating material near the bonding interface. Therefore, no metal structure other than the single-layer brazing sheet and the aluminum alloy mating material is formed at the bonding interface.

一方、ろう材をクラッドしたブレージングシートを用い、アルミニウム合金相手材とろう付け加熱により接合した場合には、接合部にフィレットが形成され、共晶組織が見られ、単層ブレージングシートを用いてアルミニウム合金相手材とろう付け加熱により接合した場合とは、異なる接合組織が形成される。つまり、ろう材をクラッドしたブレージングシートを用い、アルミニウム合金相手材とろう付け加熱により接合した場合には、接合部を液相ろうが埋めてフィレットを形成するため、接合部は周囲と異なる共晶組織が形成されるのである。また、溶接法においても接合部が局部的に溶融するため、他の部位とは異なる金属組織となる。 On the other hand, when a brazing sheet clad with a brazing material is used and the aluminum alloy mating material is brazed and heated, fillets are formed at the joint and a eutectic structure is observed. A joint structure different from that when the alloy mating material is bonded by brazing heating is formed. In other words, when a brazing sheet clad with a brazing material is used and the aluminum alloy mating material is brazed and heated, the joint is filled with liquid phase brazing to form a fillet, so the joint is eutectic different from the surroundings. Tissue is formed. Further, even in the welding method, since the joint portion is locally melted, the metal structure is different from that of other portions.

このようなことから、単層ブレージングシートを用いて、アルミニウム合金相手材と加熱接合した場合には、接合部の金属組織が両被接合部材のものだけで構成され、或いは、両被接合部材が一体化したもので構成される点で、ろう材がクラッドされたブレージングシートを用いる場合や溶接による場合とは、接合組織が相違する。 For this reason, when a single-layer brazing sheet is used for heat-bonding to an aluminum alloy mating material, the metal structure of the joint is composed of only those of both members to be joined, or both members are joined. The joint structure is different from the case of using a brazing sheet clad with a brazing material or the case of welding in that it is composed of an integrated material.

そして、このような接合挙動のため、単層ブレージングシートを用いて、アルミニウム合金相手材と加熱接合した場合には、接合工程後において接合部位近傍の形状変化がほとんど発生しない。すなわち、溶接法のビードや、ろう付法でのフィレットのような接合後の形状変化が、単層ブレージングシートを用いて、アルミニウム合金相手材と加熱接合した場合には、殆ど発生しない。それにも拘わらず、溶接法やろう付法と同じく金属結合による接合を可能とする。例えば、ろう材がクラッドされたブレージングシート（ろう材クラッド率が片面５％）を用いてドロンカップタイプの積層型熱交換器を組み立てた場合、ろう付け加熱後には溶融したろう材が接合部に集中するため、積層した熱交換器の高さが５～１０％減少する。従って、製品設計においてはその減少分を考慮する必要がある。それに対して、単層ブレージングシートを用いて、アルミニウム合金相手材と加熱接合した場合には、接合後における寸法変化が極めて小さいため、高精度の製品設計が可能となる。 Due to such joining behavior, when a single-layer brazing sheet is used for heat joining with an aluminum alloy mating material, almost no shape change occurs in the vicinity of the joining portion after the joining step. That is, the shape change after joining such as the bead in the welding method and the fillet in the brazing method hardly occurs when the aluminum alloy mating material is heat-bonded by using the single-layer brazing sheet. Nevertheless, it enables joining by metal bonding as in the welding method and brazing method. For example, when a drone cup type laminated heat exchanger is assembled using a brazing sheet in which brazing material is clad (the brazing material clad ratio is 5% on one side), the molten brazing material is attached to the joint after brazing and heating. Due to the concentration, the height of the stacked heat exchangers is reduced by 5-10%. Therefore, it is necessary to consider the decrease in product design. On the other hand, when the single-layer brazing sheet is heat-bonded to the aluminum alloy mating material, the dimensional change after the bonding is extremely small, so that highly accurate product design becomes possible.

本発明では、単層ブレージングシートの加熱中における実際の液相率を測定することは、極めて困難である。そこで、本発明で規定する液相率は平衡計算によって求めるものとする。具体的には、Ｔｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃ Ｓｏｆｔｗａｒｅ ＡＢ社製Ｔｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃ（登録商標）等の熱力学平衡計算ソフトによって合金組成と加熱時の最高到達温度から計算される。 In the present invention, it is extremely difficult to measure the actual liquid phase ratio during heating of the single-layer brazing sheet. Therefore, the liquid phase ratio specified in the present invention shall be obtained by equilibrium calculation. Specifically, it is calculated from the alloy composition and the maximum temperature reached during heating by thermodynamic equilibrium calculation software such as Thermo-Calc (registered trademark) manufactured by Thermo-Calc Software AB.

図４に示す状態図に基づいて、液相率と温度との関係を説明する。図４は、図１を変形したものである。図４において、温度Ｔｅを通って横軸に平行に延びる線（以下、「固相線１」と記載する。）、及びα相との境界を画成しつつ固相線１の左端部から縦軸の６６０℃まで左上方に延びる線（以下、「固相線２」と記する。）は共に固相線を表わす。また、縦軸の６６０℃から右下方に延びて前記固相線１と接する線（以下、「液相線１」と記する。）、及び（Ｓｉ＋液相）との境界を画成しつつ前記接する位置から右上方に延びる線は共に液相線を表わす。
ここで、温度Ｔ２の点をＰ０とし、Ｐ０を通って図の横軸と平行な線を引き、液相線１との交点をＰ１とし、固相線２との交点をＰ２とする。Ｓｉ濃度がＣ１のＡｌ－Ｓｉ合金は温度Ｔ２のもとでは液相と固相が共存している状態にあり、その液相におけるＳｉ濃度は点Ｐ１における濃度ＣＰ１であり、その固相におけるＳｉ濃度は点Ｐ２における濃度ＣＰ２となる。そして、温度Ｔ２における全質量に対する液相の質量の割合、すなわち、液相率は、線分Ｐ１からＰ２の長さに対する線分Ｐ０からＰ２の長さの比となる。 The relationship between the liquid phase ratio and the temperature will be described with reference to the state diagram shown in FIG. FIG. 4 is a modification of FIG. In FIG. 4, a line extending parallel to the horizontal axis through the temperature Te (hereinafter referred to as “solid phase line 1”) and a boundary with the α phase are defined from the left end of the solid phase line 1. The line extending to the upper left up to 660 ° C. on the vertical axis (hereinafter referred to as "solid phase line 2") both represent a solid phase line. Further, while defining the boundary between the line extending downward to the right from 660 ° C. on the vertical axis and tangent to the solid phase line 1 (hereinafter referred to as "liquid phase line 1") and (Si + liquid phase). The lines extending to the upper right from the tangent position both represent liquid phase lines.
Here, the point of the temperature T2 is P0, a line parallel to the horizontal axis in the figure is drawn through P0, the intersection with the liquid phase line 1 is P1, and the intersection with the solid phase line 2 is P2. The Al—Si alloy having a Si concentration of C1 is in a state where a liquid phase and a solid phase coexist under the temperature T2, and the Si concentration in the liquid phase is the concentration CP1 at the point P1 and is in the solid phase. The Si concentration is the concentration CP2 at the point P2 . Then, the ratio of the mass of the liquid phase to the total mass at the temperature T2, that is, the liquid phase ratio is the ratio of the lengths of the line segments P0 to P2 to the lengths of the line segments P1 to P2.

以上のように、図１及び図４に示されるような２元系合金の状態図に基づいて、合金成分と温度から作図によって液相率が求められる。また、３元系以上の多成分系においても、同様に、状態図に基づいて合金成分と温度から作図することによって、３元系以上の多成分系でも液相率が求められる。なお、３元系以上の多成分系の状態図は、図４のような単純なＸ－Ｙ平面図として表わすことは困難であるが、Ｔｈｅｒｍｏ－Ｃａｌｃの熱力学平衡計算ソフトを用いることにより、コンピューター計算によって液相率を得ることができる。 As described above, the liquid phase ratio is obtained by drawing from the alloy components and temperature based on the state diagrams of the binary alloy as shown in FIGS. 1 and 4. Further, also in the multi-component system of the ternary system or more, the liquid phase ratio can be obtained even in the multi-component system of the ternary system or more by plotting from the alloy component and the temperature based on the state diagram. Although it is difficult to represent the state diagram of a multi-component system of ternary system or more as a simple XY plan view as shown in FIG. 4, by using the thermodynamic equilibrium calculation software of Thermo-Calc, it is possible to use the thermodynamic equilibrium calculation software. The liquid phase ratio can be obtained by computer calculation.

本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金の化学組成は、液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において、単層で加熱接合機能を有するのであれば、特に制限されないが、１．００～５．００質量％のＳｉと、０．０５～２．００質量％のＭｎと、を含有し、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金が好ましい。 The chemical composition of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is such that the single layer has a heat bonding function at a temperature where the liquid phase ratio is 5.0% or more and 35.0% or less. Although not particularly limited, an aluminum alloy containing 1.00 to 5.00% by mass of Si and 0.05 to 2.00% by mass of Mn, and the balance Al and unavoidable impurities is preferable.

本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金は、Ｓｉを含有する。本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＳｉ含有量は、１．００～５．００質量％である。ＳｉはＡｌ－Ｓｉ系の液相を生成し、接合に寄与する元素である。熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＳｉ含有量が上記範囲にあることにより、ＳｉがＡｌ－Ｓｉ系の液相を生成し、接合が可能となる。一方、熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＳｉ含有量が、上記範囲未満だと、十分な量の液相を生成することができず、液相の染み出しが少なくなり、接合が不完全となり、また、上記範囲を超えると、アルミニウム合金材中の液相の生成量が多くなるため、加熱中の材料強度が極端に低下し、熱交換器の形状維持が困難となる。そして、本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＳｉ含有量は、好ましくは１．５０～３．５０質量％であり、より好ましくは２．００～３．００質量％である。なお、染み出す液相の量は板厚が厚く、加熱温度が高いほど多くなるので、加熱時に必要とする液相の量は、製造する熱交換器の構造に応じて、必要となるＳｉ含有量や接合加熱温度を調整することが好ましい。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention contains Si. The Si content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 1.00 to 5.00% by mass. Si is an element that forms an Al—Si-based liquid phase and contributes to bonding. When the Si content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is within the above range, Si forms an Al—Si-based liquid phase, and bonding becomes possible. On the other hand, if the Si content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is less than the above range, a sufficient amount of liquid phase cannot be generated, the liquid phase exudes less, and bonding is not possible. If it becomes complete and exceeds the above range, the amount of liquid phase formed in the aluminum alloy material increases, so that the material strength during heating is extremely lowered, and it becomes difficult to maintain the shape of the heat exchanger. The Si content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is preferably 1.50 to 3.50% by mass, more preferably 2.00 to 3.00% by mass. .. The amount of liquid phase that exudes increases as the plate thickness increases and the heating temperature increases. Therefore, the amount of liquid phase required for heating contains Si, which is required depending on the structure of the heat exchanger to be manufactured. It is preferable to adjust the amount and the bonding heating temperature.

本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金は、Ｍｎを含有する。本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＭｎ含有量は、０．０５～２．００質量％、好ましくは０．１０～２．００質量％、より好ましくは０．３０～１．５０質量％である。Ｍｎは、ＳｉとともにＡｌ－Ｍｎ－Ｓｉ系の金属間化合物を形成し、分散強化として作用し、或いは、アルミニウム母相中に固溶して固溶強化により強度を向上させる重要な添加元素である。熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＭｎ含有量が上記範囲にあることにより、フィン材の強度が高くなる。一方、熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＭｎ含有量が、上記範囲未満だと、上記効果が不十分となり、また、上記範囲を超えると、粗大金属間化合物が形成され易くなり耐食性が低くなる。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention contains Mn. The Mn content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 0.05 to 2.00% by mass, preferably 0.10 to 2.00% by mass, and more preferably 0.30 to 1%. .50% by mass. Mn is an important additive element that forms an Al—Mn—Si-based intermetallic compound together with Si and acts as a dispersion strengthening, or dissolves in an aluminum matrix and improves the strength by solid solution strengthening. .. When the Mn content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is within the above range, the strength of the fin material is increased. On the other hand, if the Mn content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is less than the above range, the above effect is insufficient, and if it exceeds the above range, coarse intermetallic compounds are likely to be formed and the corrosion resistance is improved. It gets lower.

本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金は、Ｆｅを含有することができる。本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＦｅ含有量は、２．００質量％以下、好ましくは０．１０～２．００質量％、より好ましくは０．２０～１．００質量％である。Ｆｅはマトリクスに若干固溶して強度を向上させる効果を有するのに加えて、晶出物として分散して特に高温での強度低下を防ぐ効果を有する。熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＦｅ含有量が上記範囲を超えると、鋳造時に粗大な金属間化合物が生成し、製造性に問題が生じ、また、熱交換器が腐食環境（特に液体が流動するような腐食環境）に曝された場合には耐食性が低くなり、更に、接合時の加熱によって再結晶した結晶粒が微細化して粒界密度が増加するため、接合前後で寸法変化が大きくなる。また、Ｆｅの含有量が少ない方がよい場合には、本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＦｅ含有量は、０．５０質量％以下であることが好ましく、０．３０質量％以下であることがより好ましい。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention can contain Fe. The Fe content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 2.00% by mass or less, preferably 0.10 to 2.00% by mass, and more preferably 0.20 to 1.00% by mass. %. In addition to having the effect of slightly dissolving Fe in the matrix to improve the strength, it also has the effect of dispersing as crystallization to prevent a decrease in strength particularly at high temperatures. If the Fe content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger exceeds the above range, coarse metal-to-metal compounds are generated during casting, which causes a problem in manufacturability, and the heat exchanger is in a corrosive environment (particularly liquid). When exposed to a corrosive environment in which aluminum flows, the corrosion resistance decreases, and the crystal grains recrystallized by heating during joining become finer and the grain boundary density increases, resulting in dimensional changes before and after joining. growing. When it is preferable that the Fe content is low, the Fe content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is preferably 0.50% by mass or less, preferably 0.30. It is more preferably mass% or less.

本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金は、Ｍｇを含有することができる。本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＭｇ含有量は、２．００質量％以下、好ましくは０．０５～２．００質量％、より好ましくは０．１０～１．５０質量％である。Ｍｇは、接合加熱後においてＭｇ２Ｓｉによる時効硬化を生じさせ、この時効硬化によって強度向上の効果を発揮する添加元素である。熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＭｇ含有量が上記範囲にあることにより、フィン材の強度が高くなる。一方、熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＭｇ含有量が上記範囲を超えると、Ｍｇがフラックスと反応して、高融点の化合物を形成し、結果としてフラックスが酸化皮膜に作用できなくなるため、接合が著しく困難となる。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention may contain Mg. The Mg content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 2.00% by mass or less, preferably 0.05 to 2.00% by mass, and more preferably 0.10 to 1.50% by mass. %. Mg is an additive element that causes age hardening with Mg 2 Si after bonding and heating, and exerts the effect of improving strength by this age hardening. When the Mg content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is within the above range, the strength of the fin material is increased. On the other hand, if the Mg content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger exceeds the above range, Mg reacts with the flux to form a compound having a high melting point, and as a result, the flux cannot act on the oxide film. , Joining becomes extremely difficult.

本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金は、Ｃｕを含有することができる。本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＣｕ含有量は、１．５０質量％以下、好ましくは０．０５～１．５０質量％である。Ｃｕは、マトリクス中に固溶して強度向上させる添加元素である。熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＣｕ含有量が上記範囲にあることにより、フィン材の強度が高くなる。一方、熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＣｕ含有量が上記範囲を超えると、耐食性が低くなる。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention can contain Cu. The Cu content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 1.50% by mass or less, preferably 0.05 to 1.50% by mass. Cu is an additive element that dissolves in the matrix to improve its strength. When the Cu content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is within the above range, the strength of the fin material is increased. On the other hand, when the Cu content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger exceeds the above range, the corrosion resistance becomes low.

本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金は、Ｚｎを含有することができる。本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＺｎ含有量は、６．００質量％以下、好ましくは０．０５～６．００質量％である。Ｚｎの添加は、犠牲防食作用による耐食性向上に有効である。Ｚｎはマトリクス中にほぼ均一に固溶しているが、液相が生じるとその中に溶け出して液相のＺｎが濃化する。液相が表面に染み出すと、その部分はＺｎ濃度が上昇するため、犠牲陽極作用によって耐食性が向上する。また、熱交換器に用いるフィン材として、本発明に係る熱交換器用フィン材をフィンに使うことで、チューブ等を防食する犠牲防食作用を働かせることもできる。熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＺｎ含有量が上記範囲にあることにより、フィン材が適切な犠牲防食作用を有することとなる。一方、熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＺｎ含有量が上記範囲を超えると、腐食速度が速くなり自己耐食性が低くなる。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention may contain Zn. The Zn content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 6.00% by mass or less, preferably 0.05 to 6.00% by mass. The addition of Zn is effective in improving the corrosion resistance due to the sacrificial anticorrosion action. Zn is almost uniformly solid-solved in the matrix, but when a liquid phase is formed, it dissolves in the liquid phase and the Zn of the liquid phase is concentrated. When the liquid phase exudes to the surface, the Zn concentration in that portion increases, so that the sacrificial anode action improves the corrosion resistance. Further, by using the fin material for heat exchanger according to the present invention as the fin material used for the heat exchanger, the sacrificial anticorrosion action for anticorrosion of the tube or the like can be exerted. When the Zn content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is within the above range, the fin material has an appropriate sacrificial anticorrosion action. On the other hand, when the Zn content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger exceeds the above range, the corrosion rate becomes high and the self-corrosion resistance becomes low.

本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金は、Ｔｉ及び／又はＶを含有することができる。本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＴｉ含有量は、０．３０質量％以下、好ましくは０．０５～０．３０質量％である。また、本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＶ含有量は、０．３０質量％以下、好ましくは０．０５～０．３０質量％である。Ｔｉ及びＶは、マトリクス中に固溶して強度向上させる他に、層状に分布して板厚方向の腐食の進展を防ぐ効果がある。熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＴｉ又はＶ含有量が上記範囲にあることにより、強度が高くなり、また、板厚方向の腐食の進展を遅延させることができる。一方、熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＴｉ又はＶ含有量が上記範囲を超えると、粗大晶出物が発生し、成形性、耐食性を阻害する。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention may contain Ti and / or V. The Ti content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 0.30% by mass or less, preferably 0.05 to 0.30% by mass. The V content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 0.30% by mass or less, preferably 0.05 to 0.30% by mass. In addition to dissolving Ti and V in the matrix to improve the strength, they are distributed in layers and have the effect of preventing the progress of corrosion in the plate thickness direction. When the Ti or V content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is in the above range, the strength can be increased and the progress of corrosion in the plate thickness direction can be delayed. On the other hand, if the Ti or V content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger exceeds the above range, coarse crystallization is generated, which impairs moldability and corrosion resistance.

本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金は、Ｚｒを含有することができる。本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＺｒ含有量は、０．３０質量％以下、好ましくは０．０５～０．３０質量％である。ＺｒはＡｌ－Ｚｒ系の金属間化合物として析出し、分散強化によって接合後の強度を向上させる効果を発揮し、また、Ａｌ－Ｚｒ系の金属間化合物は加熱中の結晶粒粗大化に作用する。熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＺｒ含有量が上記範囲にあることにより、強度が高くなる。一方、熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＺｒ含有量が上記範囲を超えると、粗大な金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性が低くなる。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention can contain Zr. The Zr content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 0.30% by mass or less, preferably 0.05 to 0.30% by mass. Zr is precipitated as an Al—Zr-based intermetallic compound and exerts an effect of improving the strength after bonding by strengthening the dispersion, and the Al—Zr-based intermetallic compound acts on the coarsening of crystal grains during heating. .. When the Zr content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is within the above range, the strength is increased. On the other hand, when the Zr content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger exceeds the above range, it becomes easy to form a coarse intermetallic compound, and the plastic workability becomes low.

本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金は、Ｃｒを含有することができる。本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＣｒ含有量は、０．３０質量％以下、好ましくは０．０５～０．３０質量％である。Ｃｒは、固溶強化により強度を向上させ、またＡｌ－Ｃｒ系の金属間化合物の析出により、加熱後の結晶粒粗大化に作用する。熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＣｒ含有量が上記範囲にあることにより、強度が高くなる。一方、熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＣｒ含有量が上記範囲を超えると、粗大な金属間化合物を形成し易くなり、塑性加工性が低くなる。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention may contain Cr. The Cr content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 0.30% by mass or less, preferably 0.05 to 0.30% by mass. Cr improves the strength by strengthening the solid solution, and acts on the coarsening of crystal grains after heating by precipitating an Al—Cr-based intermetallic compound. When the Cr content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is within the above range, the strength is increased. On the other hand, when the Cr content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger exceeds the above range, it becomes easy to form a coarse intermetallic compound, and the plastic workability becomes low.

本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金は、Ｎｉを含有することができる。本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＮｉ含有量は、２．００質量％以下、好ましくは０．０５～２．００質量％である。Ｎｉは、金属間化合物として晶出又は析出し、分散強化によって接合後の強度を向上させる効果を発揮する。熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＮｉ含有量が上記範囲にあることにより、強度が高くなる。一方、熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＮｉ含有量が上記範囲を超えると、粗大な金属間化合物を形成し易くなり、加工性が低くなり自己耐食性が低くなる。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention may contain Ni. The Ni content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 2.00% by mass or less, preferably 0.05 to 2.00% by mass. Ni crystallizes or precipitates as an intermetallic compound, and exerts the effect of improving the strength after bonding by strengthening the dispersion. When the Ni content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is within the above range, the strength is increased. On the other hand, when the Ni content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger exceeds the above range, it becomes easy to form a coarse intermetallic compound, the processability becomes low, and the self-corrosion resistance becomes low.

本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金は、Ｓｎ及び／又はＩｎを含有することができる。本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＳｎ含有量は、０．３０質量％以下、好ましくは０．０５～０．３０質量％である。また、本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＩｎ含有量は、０．３０質量％以下、好ましくは０．０５～０．３０質量％である。Ｓｎ及びＩｎ、犠牲陽極作用を発揮する効果がある。熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＳｎ又Ｉｎ含有量が上記範囲にあることにより、熱交換器の耐食性が向上する。一方、熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＳｎ又はＩｎ含有量が上記範囲を超えると、腐食速度が速くなり自己耐食性が低くなる。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention may contain Sn and / or In. The Sn content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 0.30% by mass or less, preferably 0.05 to 0.30% by mass. The In content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 0.30% by mass or less, preferably 0.05 to 0.30% by mass. Sn and In have the effect of exerting a sacrificial anode action. When the Sn or In content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is within the above range, the corrosion resistance of the heat exchanger is improved. On the other hand, when the Sn or In content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger exceeds the above range, the corrosion rate becomes high and the self-corrosion resistance becomes low.

本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金は、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｎａ及びＣａから選択される１種又は２種以上を含有することができる。本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＢｅ含有量は、０．１０質量％以下、好ましくは０．００１～０．１０質量％である。また、本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＳｒ含有量は、０．１０質量％以下、好ましくは０．００１～０．１０質量％である。また、本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＮａ含有量は、０．１０質量％以下、好ましくは０．００１～０．１０質量％である。また、本発明に係る熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＣａ含有量は、０．０５質量％以下、好ましくは０．００１～０．０５質量％である。これらの微量元素はＳｉ粒子の微細分散、液相の流動性向上等によって接合性を向上させることができる。熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＢｅ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｎａ又はＣａ含有量が上記範囲にあることにより、接合性が高くなる。一方、熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金のＢｅ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｎａ又はＣａ含有量が上記範囲を超えると、耐食性が低くなる等の弊害を生じる場合がある。なお、Ｂｅ、Ｓｒ、Ｂｉ、Ｎａ及びＣａから選択される１種が添加される場合においても、２種以上が添加される場合においても、いずれの元素も上記成分範囲内で添加される。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention may contain one or more selected from Be, Sr, Bi, Na and Ca. The Be content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 0.10% by mass or less, preferably 0.001 to 0.10% by mass. The Sr content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 0.10% by mass or less, preferably 0.001 to 0.10% by mass. The Na content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 0.10% by mass or less, preferably 0.001 to 0.10% by mass. The Ca content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger according to the present invention is 0.05% by mass or less, preferably 0.001 to 0.05% by mass. These trace elements can improve the bondability by finely dispersing Si particles, improving the fluidity of the liquid phase, and the like. When the Be, Sr, Bi, Na or Ca content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger is within the above range, the bondability is improved. On the other hand, if the Be, Sr, Bi, Na or Ca content of the aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger exceeds the above range, adverse effects such as low corrosion resistance may occur. In addition, when one kind selected from Be, Sr, Bi, Na and Ca is added, and when two or more kinds are added, any element is added within the above component range.

本発明に係る熱交換器用フィン材は、如何なる方法で製造されたものであってもよく、例えば、以下に示す方法によって製造される。 The fin material for a heat exchanger according to the present invention may be manufactured by any method, and is manufactured by, for example, the method shown below.

アルミニウム合金鋳塊を、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｈｉｌｌ）鋳造法を用いて鋳造する場合は、鋳造時のスラブの鋳造速度を下記のように制御する。鋳造速度は、冷却速度に影響を及ぼすので、２０～１００ｍｍ／分とする。鋳造速度が２０ｍｍ／分未満の場合は、十分な冷却速度が得られず、Ｓｉ系金属間化合物やＡｌ－Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ系金属間化合物といった晶出する金属間化合物が粗大化する。一方、１００ｍｍ／分を超える場合は、鋳造時にアルミニウム材が十分に凝固せず、正常な鋳塊が得られない。好ましくは、３０～８０ｍｍ／分である。
ＤＣ連続鋳造時の鋳塊（スラブ）厚さは、６００ｍｍ以下が好ましい。スラブ厚さが６００ｍｍを超える場合は、十分な冷却速度を得られず金属間化合物が粗大になる。より好ましいスラブ厚さは、５００ｍｍ以下である。
ＤＣ鋳造法でスラブを製造した後は、均質化処理、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍を必要に応じて、通常行われる工程を行い、本発明に係る熱交換器用フィン材を得る。また、用途に応じて調質が行われる。この調質は、通常はエロージョン防止のためにＨ１ｎ又はＨ２ｎとするが、形状や使用方法によっては軟質材（Ｏ材）を使用しても良い。 When the aluminum alloy ingot is cast by the DC (Direct Current) casting method, the casting speed of the slab at the time of casting is controlled as follows. Since the casting speed affects the cooling speed, it is set to 20 to 100 mm / min. If the casting speed is less than 20 mm / min, a sufficient cooling rate cannot be obtained, and crystallized intermetallic compounds such as Si-based intermetallic compounds and Al—Fe—Mn—Si-based intermetallic compounds become coarse. On the other hand, if it exceeds 100 mm / min, the aluminum material does not sufficiently solidify during casting, and a normal ingot cannot be obtained. It is preferably 30 to 80 mm / min.
The ingot (slab) thickness at the time of continuous DC casting is preferably 600 mm or less. If the slab thickness exceeds 600 mm, a sufficient cooling rate cannot be obtained and the intermetallic compound becomes coarse. A more preferable slab thickness is 500 mm or less.
After the slab is manufactured by the DC casting method, homogenization treatment, hot rolling, cold rolling, and annealing are performed as necessary, and the usual steps are performed to obtain a fin material for a heat exchanger according to the present invention. In addition, tempering is performed according to the application. This tempering is usually set to H1n or H2n to prevent erosion, but a soft material (O material) may be used depending on the shape and usage.

本発明に係る熱交換器用フィン材を、連続鋳造法を用いて製造することもできる。その場合の製造方法としては、双ロール式連続鋳造圧延法や双ベルト式連続鋳造法等の連続的に板材を鋳造する方法であれば特に限定されるものではない。双ロール式連続鋳造圧延法とは、耐火物製の給湯ノズルから一対の水冷ロール間にアルミニウム溶湯を供給し、薄板を連続的に鋳造圧延する方法であり、ハンター法や３Ｃ法等が知られている。また、双ベルト式連続鋳造法は、上下に対峙し水冷されている回転ベルト間に溶湯を注湯してベルト面からの冷却で溶湯を凝固させてスラブとし、ベルトの反注湯側より該スラブを連続して引き出してコイル状に巻き取る連続鋳造方法である。双ロール式連続鋳造圧延法では、鋳造時の冷却速度がＤＣ鋳造法に比べて数倍～数百倍速い。例えば、ＤＣ鋳造法の場合の冷却速度が０．５～２０℃／秒であるのに対し、双ロール式連続鋳造圧延法の場合の冷却速度は１００～１０００℃／秒である。そのため、鋳造時に生成する分散粒子が、ＤＣ鋳造法に比べて微細かつ高密度に分布する特徴を有する。この高密度に分布した分散粒子は、接合時においてこれら分散粒子の周囲のマトリクスと反応し、多量の液相を生成し易くすることができ、それによって良好な接合性が得られる。
双ロール式連続鋳造圧延法で鋳造する際の圧延板の速度は０．５ｍ／分以上、３ｍ／分以下が好ましい。鋳造速度は、冷却速度に影響を及ぼす。鋳造速度が０．５ｍ／分未満の場合は、十分な冷却速度が得られず化合物が粗大になる。また、鋳造速度が３ｍ／分を超える場合は、鋳造時にロール間でアルミニウム材が十分に凝固せず、正常な板状鋳塊が得られない。
双ロール式連続鋳造圧延法で鋳造する際の溶湯温度は、６５０～８００℃の範囲が好ましい。溶湯温度は、給湯ノズル直前にあるヘッドボックスの温度である。溶湯温度が６５０℃未満の温度では、給湯ノズル内に巨大な金属間化合物の分散粒子が生成し、それらが鋳塊に混入することで冷間圧延時の板切れの原因となる。溶湯温度が８００℃を超えると、鋳造時にロール間でアルミニウム材が十分に凝固せず、正常な板状鋳塊が得られない。より好ましい溶湯温度は６８０～７５０℃である。
また、鋳造する板厚は２ｍｍ～１０ｍｍが好ましい。この厚さ範囲においては、板厚中央部の凝固速度も速く、均一な組織が得られ易い。鋳造板厚が２ｍｍ未満であると、単位時間当たりに鋳造機を通過するアルミニウム量が少なく、安定して溶湯を板幅方向に供給することが困難になる。一方、鋳造板厚が１０ｍｍを超えると、ロールによる巻取りが困難になる。より好ましい鋳造板厚は、４ｍｍ～８ｍｍである。
得られた鋳造板材を最終板厚に圧延加工し、本発明に係る熱交換器用フィン材を得る。最終板厚に圧延加工する工程中では、焼鈍を１回以上行っても良い。調質は用途に応じて適切な調質を選定する。通常はエロージョン防止のためにＨ１ｎ又はＨ２ｎ調質とするが、形状や使用方法によっては焼鈍材（Ｏ材）を使用しても良い。 The fin material for a heat exchanger according to the present invention can also be manufactured by using a continuous casting method. In that case, the manufacturing method is not particularly limited as long as it is a method of continuously casting a plate material such as a double roll type continuous casting and rolling method and a double belt type continuous casting method. The double-roll continuous casting and rolling method is a method in which molten aluminum is continuously cast and rolled by supplying molten aluminum between a pair of water-cooled rolls from a refractory hot water supply nozzle, and the Hunter method, 3C method, etc. are known. ing. In the twin-belt type continuous casting method, molten metal is poured between rotating belts that face each other up and down and are water-cooled, and the molten metal is solidified by cooling from the belt surface to form a slab. This is a continuous casting method in which the slab is continuously pulled out and wound into a coil. In the double-roll type continuous casting and rolling method, the cooling rate at the time of casting is several to several hundred times faster than that of the DC casting method. For example, the cooling rate in the case of the DC casting method is 0.5 to 20 ° C./sec, whereas the cooling rate in the case of the double-roll type continuous casting and rolling method is 100 to 1000 ° C./sec. Therefore, the dispersed particles generated during casting have the characteristic of being finely and densely distributed as compared with the DC casting method. The densely distributed dispersed particles can react with the matrix around these dispersed particles at the time of bonding to facilitate the formation of a large amount of liquid phase, whereby good bonding properties can be obtained.
The speed of the rolled plate when casting by the double-roll type continuous casting rolling method is preferably 0.5 m / min or more and 3 m / min or less. The casting rate affects the cooling rate. If the casting speed is less than 0.5 m / min, a sufficient cooling rate cannot be obtained and the compound becomes coarse. Further, when the casting speed exceeds 3 m / min, the aluminum material is not sufficiently solidified between the rolls during casting, and a normal plate-shaped ingot cannot be obtained.
The molten metal temperature when casting by the double-roll type continuous casting rolling method is preferably in the range of 650 to 800 ° C. The molten metal temperature is the temperature of the head box immediately before the hot water supply nozzle. When the molten metal temperature is less than 650 ° C., huge dispersed particles of intermetallic compounds are generated in the hot water supply nozzle, and they are mixed in the ingot, which causes plate breakage during cold rolling. If the molten metal temperature exceeds 800 ° C., the aluminum material does not sufficiently solidify between the rolls during casting, and a normal plate-shaped ingot cannot be obtained. A more preferable molten metal temperature is 680 to 750 ° C.
Further, the plate thickness to be cast is preferably 2 mm to 10 mm. In this thickness range, the solidification rate at the center of the plate thickness is high, and a uniform structure can be easily obtained. If the thickness of the cast plate is less than 2 mm, the amount of aluminum passing through the casting machine per unit time is small, and it becomes difficult to stably supply the molten metal in the plate width direction. On the other hand, if the cast plate thickness exceeds 10 mm, winding by a roll becomes difficult. A more preferable cast plate thickness is 4 mm to 8 mm.
The obtained cast plate material is rolled to the final plate thickness to obtain a fin material for a heat exchanger according to the present invention. Annealing may be performed once or more in the process of rolling to the final plate thickness. For tempering, select an appropriate tempering according to the application. Normally, H1n or H2n tempering is used to prevent erosion, but an annealed material (O material) may be used depending on the shape and usage.

本発明の熱交換器は、本発明に係る熱交換器用チューブ材と、本発明に係る熱交換器用フィン材と、ヘッダー等の必要に応じて組み合わされる部材と、を組み合わせ、次いで、得られる組み合わせ体を、フィン材の液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において加熱することにより、本発明に係る熱交換器用チューブ材と本発明に係る熱交換器用フィン材を接合して得られるものである。本発明に係る熱交換器用チューブ材と、本発明に係る熱交換器用フィン材と、ヘッダー等の必要に応じて組み合わされる部材からなる組み合わせ体を加熱するときの加熱接合条件としては、４００℃以上の領域を平均１０℃／分の昇温速度で加熱し、５９０～６１０℃、好ましくは６００℃で３分間保持し、１００℃以下まで冷却する条件が、好ましい。加熱接合時の加熱雰囲は、特に制限されない。Ｓｉは、固相線温度に影響を与えるため、本発明に係る熱交換器用チューブ材と、本発明に係る熱交換器用フィン材と、ヘッダー等の必要に応じて組み合わされる部材と、を組み合わせた組み合わせ体を加熱接合するときの加熱温度は、Ｓｉの含有量により、適宜選択される。また、Ｓｉ以外に、Ｚｎ及びＣｕも、固相線温度に影響を与えるため、本発明に係る熱交換器用フィン材が、Ｓｉに加え、Ｚｎ及び／又はＣｕを含有する場合は、本発明に係る熱交換器用チューブ材と、本発明に係る熱交換器用フィン材と、ヘッダー等の必要に応じて組み合わされる部材と、を組み合わせた組み合わせ体を加熱接合するときの加熱温度は、Ｓｉと、Ｚｎ及び／又はＣｕの含有量により、適宜選択される。 The heat exchanger of the present invention is a combination of a heat exchanger tube material according to the present invention, a heat exchanger fin material according to the present invention, and a member to be combined as needed, such as a header, and then a combination obtained. By heating the body at a temperature at which the liquid phase ratio of the fin material is 5.0% or more and 35.0% or less, the heat exchanger tube material according to the present invention and the heat exchanger fin material according to the present invention are joined. It is obtained by doing. The heat bonding condition for heating a combination of the heat exchanger tube material according to the present invention, the heat exchanger fin material according to the present invention, and a member to be combined as needed, such as a header, is 400 ° C. or higher. It is preferable that the region is heated at an average heating rate of 10 ° C./min, held at 590 to 610 ° C., preferably 600 ° C. for 3 minutes, and cooled to 100 ° C. or lower. The heating atmosphere at the time of heat joining is not particularly limited. Since Si affects the solidus temperature, a tube material for a heat exchanger according to the present invention, a fin material for a heat exchanger according to the present invention, and a member to be combined as needed, such as a header, are combined. The heating temperature at which the combination is heat-bonded is appropriately selected depending on the Si content. In addition to Si, Zn and Cu also affect the solidus temperature. Therefore, when the fin material for a heat exchanger according to the present invention contains Zn and / or Cu in addition to Si, the present invention is used. The heating temperatures for heat-bonding a combination of the heat exchanger tube material, the heat exchanger fin material according to the present invention, and a member to be combined as needed, such as a header, are Si and Zn. And / or appropriately selected depending on the content of Cu.

本発明の熱交換器は、単層で加熱接合機能を有するフィン材を用いて加熱接合されるので、フィンとチューブの間に形成されるフィレット断面積は、ろう材がクラッドされたブレージングシートを用いるものよりも小さい。そして、本発明の熱交換器では、チューブ材の表面に形成されているＺｎ含有膜のＺｎ含有量が１．０～４．５ｇ／ｍ２と適切な範囲内に定められているため、フィレットへのＺｎ濃縮が抑制され、フィレット電位が最も卑にはならないか、あるいは、最も卑になったとしても他部位との電位差が４０ｍＶ以内になるため、フィレットの優先腐食が防止され、長期間に亘りコアとしての耐食性及び熱交換性能が担保される。 Since the heat exchanger of the present invention is heat-bonded using a single-layer fin material having a heat-bonding function, the fillet cross-sectional area formed between the fin and the tube is a brazing sheet clad with a brazing material. Smaller than the one used. In the heat exchanger of the present invention, the Zn content of the Zn-containing film formed on the surface of the tube material is set to 1.0 to 4.5 g / m 2 , which is within an appropriate range. Zn concentration to zinc is suppressed, and the fillet potential is not the lowest, or even if it is the lowest, the potential difference from other parts is within 40 mV, so preferential corrosion of the fillet is prevented and the fillet is prevented from being preferentially corroded for a long period of time. Corrosion resistance and heat exchange performance as a core are guaranteed.

また、本発明の熱交換器は、本発明に係る熱交換器用チューブ材と、本発明に係る熱交換器用フィン材と、ヘッダー等の必要に応じて組み合わされる部材と、を組み合わせ、次いで、得られる組み合わせ体を、フィン材の液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において加熱することにより、本発明に係る熱交換器用チューブ材と本発明に係る熱交換器用フィン材を接合して得られたものである。本発明に係る熱交換器用チューブ材及び本発明に係る熱交換器用フィン材は、前記したものと同様である。 Further, the heat exchanger of the present invention combines the heat exchanger tube material according to the present invention, the heat exchanger fin material according to the present invention, and a member to be combined as needed, such as a header, and then obtains. By heating the combined body at a temperature at which the liquid phase ratio of the fin material is 5.0% or more and 35.0% or less, the tube material for the heat exchanger according to the present invention and the fin material for the heat exchanger according to the present invention are heated. It was obtained by joining. The heat exchanger tube material according to the present invention and the heat exchanger fin material according to the present invention are the same as those described above.

つまり、本発明の熱交換器は、作動流体が流通するアルミニウム合金製のチューブと、該チューブに金属的に接合されたアルミニウム合金製のフィンと、を有する熱交換器であり、
少なくとも、アルミニウム合金からなるチューブ材本体と、該チューブ材本体の外表面に形成されており、原子換算で１．０～４．５ｇ／ｍ２のＺｎを含有するＺｎ含有膜と、を有する熱交換器用チューブ材と、アルミニウム合金からなり、液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において、単層で加熱接合機能を有する熱交換器用フィン材と、を組み合わせ、次いで、得られる組み合わせ体を、該熱交換器用フィン材の液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において加熱して、該熱交換器用チューブ材と該熱交換器用フィン材を接合して得られたものであること、
を特徴とする熱交換器である。 That is, the heat exchanger of the present invention is a heat exchanger having an aluminum alloy tube through which a working fluid flows and an aluminum alloy fin metal-bonded to the tube.
A heat having at least a tube material main body made of an aluminum alloy and a Zn-containing film formed on the outer surface of the tube material main body and containing Zn of 1.0 to 4.5 g / m 2 in atomic terms. A tube material for a exchanger and a fin material for a heat exchanger, which is made of an aluminum alloy and has a liquid phase ratio of 5.0% or more and 35.0% or less, and has a heat bonding function in a single layer, are combined, and then The obtained combination is heated at a temperature at which the liquid phase ratio of the fin material for the heat exchanger is 5.0% or more and 35.0% or less, and the tube material for the heat exchanger and the fin material for the heat exchanger are joined. That it was obtained by
It is a heat exchanger characterized by.

本発明に係る熱交換器用チューブ材と、本発明に係る熱交換器用フィン材と、ヘッダー等の必要に応じて組み合わされる部材と、からなる組み合わせ体を、加熱接合するときの加熱温度は、フィン材の液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度であり、加熱接合条件は、好ましくは４００℃以上の領域を平均１０℃／分の昇温速度で加熱し、５９０～６１０℃、好ましくは６００℃で３分間保持し、１００℃以下まで冷却するとの条件が好ましい。Ｓｉは、固相線温度に影響を与えるため、本発明に係る熱交換器用チューブ材と、本発明に係る熱交換器用フィン材と、ヘッダー等の必要に応じて組み合わされる部材と、を組み合わせた組み合わせ体を加熱接合するときの加熱温度は、Ｓｉの含有量により、適宜選択される。また、Ｓｉ以外に、Ｚｎ及びＣｕも、固相線温度に影響を与えるため、本発明に係る熱交換器用フィン材が、Ｓｉに加え、Ｚｎ及び／又はＣｕを含有する場合は、本発明に係る熱交換器用チューブ材と、本発明に係る熱交換器用フィン材と、ヘッダー等の必要に応じて組み合わされる部材と、を組み合わせた組み合わせ体を加熱接合するときの加熱温度は、Ｓｉと、Ｚｎ及び／又はＣｕの含有量により、適宜選択される。 The heating temperature at the time of heat-bonding a combination of a heat exchanger tube material according to the present invention, a heat exchanger fin material according to the present invention, and a member to be combined as needed, such as a header, is a fin. The temperature is such that the liquid phase ratio of the material is 5.0% or more and 35.0% or less, and the heat bonding conditions are preferably such that a region of 400 ° C. or higher is heated at an average temperature rise rate of 10 ° C./min to 590 to. The condition that the temperature is maintained at 610 ° C., preferably 600 ° C. for 3 minutes and cooled to 100 ° C. or lower is preferable. Since Si affects the solidus temperature, a tube material for a heat exchanger according to the present invention, a fin material for a heat exchanger according to the present invention, and a member to be combined as needed, such as a header, are combined. The heating temperature at which the combination is heat-bonded is appropriately selected depending on the Si content. In addition to Si, Zn and Cu also affect the solidus temperature. Therefore, when the fin material for a heat exchanger according to the present invention contains Zn and / or Cu in addition to Si, the present invention is used. The heating temperatures for heat-bonding a combination of the heat exchanger tube material, the heat exchanger fin material according to the present invention, and a member to be combined as needed, such as a header, are Si and Zn. And / or appropriately selected depending on the content of Cu.

また、本発明の熱交換器の製造方法は、本発明に係る熱交換器用チューブ材と、本発明に係る熱交換器用フィン材と、ヘッダー等の必要に応じて組み合わされる部材と、を組み合わせ、次いで、得られる組み合わせ体を、フィン材の液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において加熱することにより、本発明に係る熱交換器用チューブ材と本発明に係る熱交換器用フィン材を接合し、熱交換機を得ることを特徴とする熱交換器の製造方法である。なお、本発明に係る熱交換器用チューブ材及び本発明に係る熱交換器用フィン材は、前記したものと同様である。 Further, in the method for manufacturing a heat exchanger of the present invention, a tube material for a heat exchanger according to the present invention, a fin material for a heat exchanger according to the present invention, and a member to be combined as needed, such as a header, are combined. Next, by heating the obtained combination at a temperature at which the liquid phase ratio of the fin material is 5.0% or more and 35.0% or less, heat exchange between the tube material for heat exchanger according to the present invention and the heat exchange according to the present invention is performed. It is a method for manufacturing a heat exchanger, which comprises joining dexterous fin materials to obtain a heat exchanger. The heat exchanger tube material according to the present invention and the heat exchanger fin material according to the present invention are the same as those described above.

以下に、実施例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は、以下に示す実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples shown below.

（参考例及び比較例）
表１に示す化学成分を有する合金を用いて押出チューブ材を作製した。また、表２に示す化学成分を有する合金を用いてフィン材を作製した。その後、得られたチューブ材及びフィン材を用いて、図５に示すような熱交換器を模擬したミニコアを組み立てて加熱接合し、得られたミニコアの耐食性について評価を行った。 (Reference example and comparative example)
An extruded tube material was prepared using an alloy having the chemical components shown in Table 1. Further, a fin material was produced using an alloy having the chemical components shown in Table 2. Then, using the obtained tube material and fin material, a mini core simulating a heat exchanger as shown in FIG. 5 was assembled and heat-bonded, and the corrosion resistance of the obtained mini core was evaluated.

（実施例１～３、比較例１～２）
＜チューブ材の作製＞
表１に示す化学成分を有するビレットを６００℃で１０時間加熱して均質化処理を行った。均質化処理が完了したビレットを室温まで冷却した後、５００℃まで再加熱し、熱間押出加工を行った。以上により、押出方向に垂直な断面が扁平な形状を呈し、複数の冷媒流路を備えたチューブ本体を作製した。
次いで、Ｚｎ含有膜のＺｎ含有量が表３に示す量となるように、チューブ本体の表面にＺｎを付与した。実施例１～３のチューブ材においては、チューブ本体の平坦面にロールコーターを用いて、Ｋ－Ｚｎ－Ｆ系化合物よりなるフラックス粉末を含有する塗料を塗布し、乾燥した。また、比較例１～２のチューブ材においては、押出直後にＺｎ溶射を施し、チューブ本体の表面にＺｎを溶射した。なお、表３中、Ｚｎ含有膜のＺｎ含有量は、加熱接合前の含有量である。 (Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 2)
<Making tube material>
Billets having the chemical components shown in Table 1 were heated at 600 ° C. for 10 hours for homogenization. After the billet having been homogenized was cooled to room temperature, it was reheated to 500 ° C. and hot extrusion was performed. As described above, a tube body having a flat cross section perpendicular to the extrusion direction and having a plurality of refrigerant flow paths was produced.
Next, Zn was added to the surface of the tube body so that the Zn content of the Zn-containing film was the amount shown in Table 3. In the tube materials of Examples 1 to 3, a paint containing a flux powder made of a K—Zn—F compound was applied to a flat surface of the tube body using a roll coater, and dried. Further, in the tube materials of Comparative Examples 1 and 2, Zn spraying was performed immediately after extrusion, and Zn was sprayed on the surface of the tube body. In Table 3, the Zn content of the Zn-containing film is the content before heat bonding.

＜フィンの作製＞
表２に示す合金成分を連続鋳造にて厚さ６ｍｍの板厚に鋳造した後、材料軟化のために中間焼鈍を実施し、冷間圧延にて０．２０ｍｍまで板厚を減少させ、最終焼鈍を実施し、供試材とした。得られた板材にコルゲート加工を施し、コルゲート形状を有するフィン材を作製した。なお、フィンピッチは３ｍｍ、フィン高さは１０ｍｍとした。 <Making fins>
After casting the alloy components shown in Table 2 to a plate thickness of 6 mm by continuous casting, intermediate annealing was performed to soften the material, and the plate thickness was reduced to 0.20 mm by cold rolling, and final annealing was performed. Was carried out and used as a test material. The obtained plate material was corrugated to produce a fin material having a corrugated shape. The fin pitch was 3 mm and the fin height was 10 mm.

Figure 2022099678000002
Figure 2022099678000002

Figure 2022099678000003
Figure 2022099678000003

Figure 2022099678000004
Figure 2022099678000004

（実施例４～６、比較例３～４）
＜ミニコアの組み立て＞
フィン材の上下をチューブ材で挟む形で積層し、図５に示す所定の形状に組み付けた。この状態で加熱して接合を行うことにより、チューブ材及びフィン材を接合し、熱交換器を模擬したミニコアを得た。なお、加熱は窒素ガス雰囲気下にて行い、チューブ材及びフィン材を４００℃以上の領域を平均１０℃毎分の昇温速度で６００℃まで昇温させ、６００±３℃の温度を３分間保持した後室温まで降温させることにより行った。
以上により得られた５種のミニコア（試験体１～５）を用いて、耐食性評価を行った。その結果を表４に示す。
なお、フィン材Ｂの組成に基づいて、フィン材Ｂの６００℃における液相率を、本明細書に記載の方法で求めたところ、１６．６％と算出された。 (Examples 4 to 6, Comparative Examples 3 to 4)
<Assembly of mini core>
The upper and lower parts of the fin material were laminated so as to be sandwiched between the tube materials, and assembled into a predetermined shape shown in FIG. By heating and joining in this state, the tube material and the fin material were joined, and a mini core simulating a heat exchanger was obtained. The heating is performed in a nitrogen gas atmosphere, the temperature of the tube material and the fin material is raised to 600 ° C. in the region of 400 ° C. or higher at an average heating rate of 10 ° C. per minute, and the temperature of 600 ± 3 ° C. is raised for 3 minutes. After holding, the temperature was lowered to room temperature.
Corrosion resistance was evaluated using the five types of mini cores (test bodies 1 to 5) obtained as described above. The results are shown in Table 4.
Based on the composition of the fin material B, the liquid phase ratio of the fin material B at 600 ° C. was determined by the method described in the present specification and was calculated to be 16.6%.

＜耐食性評価＞
各試験体にＡＳＴＭ－Ｇ８５－ＡｎｎｅｘＡ３に規定されたＳＷＡＡＴ試験を９６０時間実施した。試験完了後の試験材を目視で観察することにより、フィンの剥離の有無を判定した。また、リークチェックを行い、チューブの貫通有無を確認した。 <Corrosion resistance evaluation>
Each specimen was subjected to the SWAAT test specified in ASTM-G85-AnnexA3 for 960 hours. By visually observing the test material after the test was completed, it was determined whether or not the fins were peeled off. In addition, a leak check was performed to confirm whether or not the tube had penetrated.

Figure 2022099678000005
Figure 2022099678000005

実施例４～６および比較例３～４ともにチューブの腐食貫通は生じていなかった。
これに加え、実施例４～６はフィレットの優先腐食およびフィンの早期脱落を生じておらず、過酷な腐食環境下でも優れた耐食性を示した。
一方、比較例３～４は、フィレットの優先腐食を生じ、フィンが早期に脱落したため、耐食性が劣る結果となった。 No corrosion penetration of the tube occurred in Examples 4 to 6 and Comparative Examples 3 to 4.
In addition, Examples 4 to 6 did not cause preferential corrosion of fillets and premature shedding of fins, and showed excellent corrosion resistance even in a harsh corrosive environment.
On the other hand, in Comparative Examples 3 and 4, preferential corrosion of the fillet occurred and the fins fell off at an early stage, resulting in inferior corrosion resistance.

Claims (20)

作動流体が流通するアルミニウム合金製のチューブと、該チューブに金属的に接合されたアルミニウム合金製のフィンと、を有する熱交換器であり、
該チューブは、アルミニウム合金からなるチューブ材本体と、該チューブ材本体の外表面に形成されており、原子換算で１．０～４．５ｇ／ｍ２のＺｎを含有するＺｎ含有膜と、を有する熱交換器用チューブ材を用いて形成され、
該フィンは、アルミニウム合金からなり、液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において、単層で加熱接合機能を有する熱交換器用フィン材を用いて形成されたこと、
を特徴する熱交換器。 A heat exchanger having an aluminum alloy tube through which a working fluid flows and aluminum alloy fins metallically bonded to the tube.
The tube has a tube material body made of an aluminum alloy and a Zn-containing film formed on the outer surface of the tube material body and containing Zn of 1.0 to 4.5 g / m 2 in terms of atoms. Formed using the heat exchanger tube material that has
The fin was made of an aluminum alloy and was formed by using a fin material for a heat exchanger having a single layer and a heat bonding function at a temperature where the liquid phase ratio is 5.0% or more and 35.0% or less.
A heat exchanger that features. 前記チューブ材本体を形成するアルミニウム合金が、０．１０～１．２０質量％のＭｎを含有し、Ｔｉ含有量が０．１０質量％以下であり、残部がＡｌ及び不可避的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記載の熱交換器。 The aluminum alloy forming the main body of the tube material contains 0.10 to 1.20% by mass of Mn, has a Ti content of 0.10% by mass or less, and the balance is Al and an unavoidable impurity. The heat exchanger according to claim 1, wherein the heat exchanger is characterized by the above. 前記チューブ材本体を形成するアルミニウム合金が、更に、０．６０質量％以下のＣｕ、０．７０質量％以下のＳｉ及び０．５０質量％以下のＦｅから選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項２記載の熱交換器。 The aluminum alloy forming the main body of the tube material further contains one or more selected from Cu of 0.60% by mass or less, Si of 0.70% by mass or less, and Fe of 0.50% by mass or less. The heat exchanger according to claim 2, wherein the heat exchanger is contained. 前記Ｚｎ含有膜が、Ｚｎを含有する化合物からなるフラックス粉末を含有することを特徴とする請求項１～３いずれか１項記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the Zn-containing film contains a flux powder made of a Zn-containing compound. 前記フラックス粉末が、Ｋ－Ｚｎ－Ｆ系化合物からなることを特徴とする請求項４記載の熱交換器。 The heat exchanger according to claim 4, wherein the flux powder is made of a K—Zn—F-based compound. 前記Ｚｎ含有膜が、純Ｚｎ粉末を含有することを特徴とする請求項１～３いずれか１項記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the Zn-containing film contains pure Zn powder. 前記Ｚｎ含有膜が、亜鉛溶射により形成された亜鉛溶射膜であることを特徴とする請求項１～３いずれか１項記載の熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein the Zn-containing film is a zinc sprayed film formed by spraying zinc. 前記熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金が、１．００～５．００質量％のＳｉと、０．０５～２．００質量％のＭｎと、を含有し、Ｆｅの含有量が２．００質量％以下であり、残部Ａｌ及び不可避的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１～７いずれか１項記載の熱交換器。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger contains 1.00 to 5.00% by mass of Si and 0.05 to 2.00% by mass of Mn, and the Fe content is 2. The heat exchanger according to any one of claims 1 to 7, wherein the heat exchanger is 00% by mass or less and is an aluminum alloy composed of the balance Al and unavoidable impurities. 前記熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金が、更に、２．００質量％以下のＭｇ、１．５０質量％以下のＣｕ、６．００質量％以下のＺｎ、０．３０質量％以下のＴｉ、０．３０質量％以下のＶ、０．３０質量％以下のＺｒ、０．３０質量％以下のＣｒ及び２．００質量％以下のＮｉから選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項８記載の熱交換器。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger further includes Mg of 2.00% by mass or less, Cu of 1.50% by mass or less, Zn of 6.00% by mass or less, and Ti of 0.30% by mass or less. , V of 0.30% by mass or less, Zr of 0.30% by mass or less, Cr of 0.30% by mass or less, and Ni of 2.00% by mass or less. 8. The heat exchanger according to claim 8. 前記熱交換器用フィン材を形成するアルミニウム合金が、更に、０．３０質量％以下のＳｎ、０．３０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＢｅ、０．１０質量％以下のＳｒ、０．１０質量％以下のＢｉ、０．１０質量％以下のＮａ及び０．５０質量％以下のＣａから選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項８又は９記載の熱交換器。 The aluminum alloy forming the fin material for the heat exchanger further contains Sn of 0.30% by mass or less, In of 0.30% by mass or less, Be of 0.10% by mass or less, and Sr of 0.10% by mass or less. 8 or 9 comprising, one or more selected from 0.10% by mass or less of Bi, 0.10% by mass or less of Na and 0.50% by mass or less of Ca. The heat exchanger described. 請求項１記載の熱交換器用のチューブ材であり、
０．１０～１．２０質量％のＭｎを含有し、Ｔｉ含有量が０．１０質量％以下であり、残部がＡｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなるチューブ材本体と、該チューブ材本体の外表面に形成されており、原子換算で１．０～４．５ｇ／ｍ２のＺｎを含有するＺｎ含有膜と、を有することを特徴とする熱交換器用チューブ材。 The tube material for the heat exchanger according to claim 1.
A tube material main body containing 0.10 to 1.20% by mass of Mn, a Ti content of 0.10% by mass or less, and an aluminum alloy having an balance of Al and unavoidable impurities, and the tube material main body. A tube material for a heat exchanger, which is formed on the outer surface of the aluminum alloy and has a Zn-containing film containing Zn of 1.0 to 4.5 g / m 2 in terms of atoms. 更に、０．６０質量％以下のＣｕ、０．７０質量％以下のＳｉ及び０．５０質量％以下のＦｅから選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１１記載の熱交換器用チューブ材。 The eleventh aspect of claim 11, further comprising one or more selected from Cu of 0.60% by mass or less, Si of 0.70% by mass or less, and Fe of 0.50% by mass or less. Tube material for heat exchangers. 前記Ｚｎ含有膜が、Ｚｎを含有する化合物からなるフラックス粉末を含有することを特徴とする請求項１１又は１２記載の熱交換器用チューブ材。 The tube material for a heat exchanger according to claim 11 or 12, wherein the Zn-containing film contains a flux powder made of a Zn-containing compound. 前記フラックス粉末が、Ｋ－Ｚｎ－Ｆ系化合物からなることを特徴とする請求項１３記載の熱交換器用チューブ材。 The tube material for a heat exchanger according to claim 13, wherein the flux powder is made of a K—Zn—F-based compound. 前記Ｚｎ含有膜が、Ｚｎ粉末を含有することを特徴とする請求項１１又は１２記載の熱交換器用チューブ材。 The tube material for a heat exchanger according to claim 11 or 12, wherein the Zn-containing film contains Zn powder. 前記Ｚｎ含有膜が、亜鉛溶射層により形成された亜鉛溶射膜であることを特徴とする請求項１１又は１２記載の熱交換器用チューブ材。 The tube material for a heat exchanger according to claim 11 or 12, wherein the Zn-containing film is a zinc sprayed film formed by a zinc sprayed layer. 請求項１記載の熱交換器用のフィン材であり、
１．００～５．００質量％のＳｉと、０．０５～２．００質量％のＭｎと、を含有し、Ｆｅ含有量が２．００質量％以下であり、残部Ａｌ及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金からなり、
液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において、単層で加熱接合機能を有すること、
を特徴とする熱交換器用フィン材。 The fin material for the heat exchanger according to claim 1.
It contains 1.00 to 5.00% by mass of Si and 0.05 to 2.00% by mass of Mn, and has a Fe content of 2.00% by mass or less, from the balance Al and unavoidable impurities. Made of aluminum alloy
Having a heat bonding function in a single layer at a temperature where the liquid phase ratio is 5.0% or more and 35.0% or less.
A fin material for heat exchangers. 前記アルミニウム合金が、更に、２．００質量％以下のＭｇ、１．５０質量％以下のＣｕ、６．００質量％以下のＺｎ、０．３０質量％以下のＴｉ、０．３０質量％以下のＶ、０．３０質量％以下のＺｒ、０．３０質量％以下のＣｒ及び２．００質量％以下のＮｉから選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１７記載の熱交換器用フィン材。 The aluminum alloy further contains 2.00% by mass or less of Mg, 1.50% by mass or less of Cu, 6.00% by mass or less of Zn, 0.30% by mass or less of Ti, and 0.30% by mass or less. 17. Claim 17, which comprises one or more selected from V, Zr of 0.30% by mass or less, Cr of 0.30% by mass or less, and Ni of 2.00% by mass or less. Fin material for heat exchanger. 前記アルミニウム合金が、更に、０．３０質量％以下のＳｎ、０．３０質量％以下のＩｎ、０．１０質量％以下のＢｅ、０．１０質量％以下のＳｒ、０．１０質量％以下のＢｉ、０．１０質量％以下のＮａ及び０．５０質量％以下のＣａから選択される１種又は２種以上を含有することを特徴とする請求項１７又は１８記載の熱交換器用フィン材。 The aluminum alloy further contains Sn of 0.30% by mass or less, In of 0.30% by mass or less, Be of 0.10% by mass or less, Sr of 0.10% by mass or less, and 0.10% by mass or less. The fin material for a heat exchanger according to claim 17 or 18, which contains Bi, one or more selected from 0.10% by mass or less of Na and 0.50% by mass or less of Ca. 作動流体が流通するアルミニウム合金製のチューブと、該チューブに金属的に接合されたアルミニウム合金製のフィンと、を有する熱交換器であり、
少なくとも、アルミニウム合金からなるチューブ材本体と、該チューブ材本体の外表面に形成されており、原子換算で１．０～４．５ｇ／ｍ２のＺｎを含有するＺｎ含有膜と、を有する熱交換器用チューブ材と、アルミニウム合金からなり、液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において、単層で加熱接合機能を有する熱交換器用フィン材と、を組み合わせ、次いで、得られる組み合わせ体を、該熱交換器用フィン材の液相率が５．０％以上３５．０％以下となる温度において加熱し、該熱交換器用チューブ材と該熱交換器用フィン材を接合して得られたものであること、
を特徴とする熱交換器。 A heat exchanger having an aluminum alloy tube through which a working fluid flows and aluminum alloy fins metallically bonded to the tube.
A heat having at least a tube material main body made of an aluminum alloy and a Zn-containing film formed on the outer surface of the tube material main body and containing Zn of 1.0 to 4.5 g / m 2 in atomic terms. A tube material for a exchanger and a fin material for a heat exchanger, which is made of an aluminum alloy and has a liquid phase ratio of 5.0% or more and 35.0% or less, and has a heat bonding function in a single layer, are combined, and then The obtained combination is heated at a temperature at which the liquid phase ratio of the fin material for the heat exchanger is 5.0% or more and 35.0% or less, and the tube material for the heat exchanger and the fin material for the heat exchanger are joined. That it was obtained
A heat exchanger featuring.
JP2020213617A 2020-12-23 2020-12-23 Heat exchanger, heat exchanger tube material and heat exchanger fin material Pending JP2022099678A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020213617A JP2022099678A (en) 2020-12-23 2020-12-23 Heat exchanger, heat exchanger tube material and heat exchanger fin material
PCT/JP2021/045164 WO2022138171A1 (en) 2020-12-23 2021-12-08 Heat exchanger, heat-exchanger tube material, and heat-exchanger fin material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020213617A JP2022099678A (en) 2020-12-23 2020-12-23 Heat exchanger, heat exchanger tube material and heat exchanger fin material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022099678A true JP2022099678A (en) 2022-07-05

Family

ID=82157758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020213617A Pending JP2022099678A (en) 2020-12-23 2020-12-23 Heat exchanger, heat exchanger tube material and heat exchanger fin material

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2022099678A (en)
WO (1) WO2022138171A1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2613590T3 (en) * 2011-12-02 2017-05-24 Uacj Corporation Aluminum alloy material and aluminum alloy structure and their production process
CN104540635B (en) * 2012-08-01 2016-10-12 株式会社Uacj There is the manufacture method of the aluminium-alloy pipe sacrificing corrosion-resistant coating and bonding layer and there is the heat exchanger of this aluminium-alloy pipe
JP2019168145A (en) * 2018-03-22 2019-10-03 株式会社Uacj Tube for heat exchanger and method for manufacturing heat exchanger

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022138171A1 (en) 2022-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103930577B (en) Aluminum alloy material and aluminum alloy structure and production process therefor
EP3459676B1 (en) Brazing sheet for flux-free brazing, flux-free brazing method and method for producing heat exchanger
JP5750237B2 (en) Method for producing aluminum alloy heat exchanger
JP5670100B2 (en) Method for producing aluminum alloy heat exchanger
JP6726370B1 (en) Aluminum brazing sheet for flux-free brazing
JP6438019B2 (en) Heat exchanger tubes and heat exchangers and brazing pastes
JP6726371B1 (en) Aluminum alloy plate for brazing and aluminum brazing sheet
CN1982047A (en) Method of producing an aluminum alloy brazing sheet
KR20120111946A (en) Heat exchanger made from aluminum alloy, and process for production of coolant passage tube for use in the heat exchanger
JP2005254329A (en) Clad material, manufacturing method thereof and equipment for manufacturing clad material
JP6315365B2 (en) Brazing sheet for heat exchanger and method for producing the same
WO2017141921A1 (en) Aluminum alloy brazing sheet, manufacturing method therefor, and manufacturing method for vehicle heat exchanger using said brazing sheet
JP2008188616A (en) Aluminum alloy-brazing sheet for heat exchanger having excellent brazability and corrosion resistance, and heat exchanger tube having excellent corrosion resistance
JP6909028B2 (en) Aluminum alloy fin material and aluminum alloy brazing sheet using it, and heat exchanger using the fin material or brazing sheet for fins
JP2012051028A (en) Structure using aluminum alloy material and joining method for the same
JP2009161826A (en) Brazing sheet for tube material of heat exchanger, heat exchanger, and method for producing the same
JP5632140B2 (en) Aluminum alloy automotive heat exchanger and method of manufacturing the same
WO2022138171A1 (en) Heat exchanger, heat-exchanger tube material, and heat-exchanger fin material
WO2015029552A1 (en) Method for brazing aluminum alloy material and method for manufacturing brazed structure
JP6738667B2 (en) Aluminum alloy heat exchanger excellent in corrosion resistance in atmospheric environment and method of manufacturing aluminum alloy heat exchanger
JP6307331B2 (en) Aluminum alloy fin material for heat exchanger excellent in room temperature strength, high temperature strength and corrosion resistance after brazing heat and method for producing the same
JP2009046705A (en) Extruded flat perforated pipe for heat exchanger having excellent corrosion resistance, and heat exchanger
JP7282468B2 (en) Flux-free brazing method for aluminum brazing sheets and aluminum members
JP2022042317A (en) Aluminum alloy extruded tube and heat exchanger
CN116848277A (en) Aluminum alloy sheet, method for producing same, and heat exchanger

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230904