JP2690889B2 - アルミニウム製熱交換器の製造方法 - Google Patents
アルミニウム製熱交換器の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はアルミ製熱交換器の製造方法に関し、特にア
ルミニウム製熱交換器のアルミ部材に犠牲陽極効果を付
与するとともに、該部材の強度を向上せしめるものであ
る。 〔従来技術〕 近年自動車用熱交換器として、ラジエーター、エアコ
ンのエバポレーター、コンデンサー等には、軽量化のた
めにA1又はA1合金が幅広く使用されるようになった。こ
れ等熱交換器は自動車が塩害地域を走行するところから
耐食性が主な特性の一つとなっている。 一般に、アルミ製熱交換器は、A1又はA1合金からなる
芯材の片面又は両面に、これより融点の低いろう合金、
例えばAl−Si合金やAl−Si−Mg合金を張り合せたブレー
ジングシートを用い、これをアルミ部材、例えば押出多
穴チューブと組合せ、複雑な形状のものも、塩化物系フ
ラックスを用いるフラックスろう付け、非腐食性フラッ
クスを用いるフラックスろう付け、真空ろう付け等のろ
う付けにより大量生産されている。 これ等ろう付け加熱により作られたアルミ製熱交換器
は耐食性を確保するのに次の方法が用いられている。 （１）ろう付け加熱にZnCl2入りフラックス（塩化物系
又はフッ化物系）を用い、ろう付けと同時にアルミ部材
の表面にZnを析出拡散させ、この拡散層の犠牲作用でア
ルミ部材の孔食を防止する。この方法は主としてクーラ
ーのコンデンサーに利用されている。 （２）Zn、Sn、In、Al又はAl合金を電気化学的に卑とす
る元素をフィン又はろう材に添加し、この犠牲作用によ
り冷媒等の通路を構成するアルミ部材の孔食を防止す
る。この方法は主としてコンデンサー、エバポレータ
ー、ラジエーター等のフィン材に利用されている。 （３）皮材としてAl−Zn合金やAl−Zn−Mg合金や純Alを
用い、これを各種芯材にクラッドし、皮材の犠牲作用で
芯材の孔食発生を防止する。この方法はラジエーターの
チューブ（電縫管）やヘッダー等、特に水側の耐孔食性
向上に利用されている。 （４）コンデンサーチューブに使用する押出多穴管にあ
らかじめZn溶射、ジンケート処理、Znメッキ等によりZn
被覆層を設け、ろう付け加熱によりZn拡散層を形成させ
て押出多穴管の孔食を防止する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 アルミ部材の表面にZnを濃化させて犠牲効果を付与す
る上記従来方法はそれぞれ下記の問題があり、その改善
が強く望まれている。 上記（１）の方法はフラックス処理のため、水洗等の
後処理が必要となり、これにともなう公害処理等も含む
製造コストが高くなる。上記（２）の方法はフィン材の
防食範囲に制限があり、その適用効果は熱交換器コア全
体に及ばない。ろう材に入れる方法はろう材が溶融する
ため、犠牲層は十分に形成されず、逆にろう材が溜まっ
た部分ではろう材の拡散と共に犠牲層も深く芯材内に入
りこみ耐孔食性を低下することもある。上記（３）の方
法は、犠牲層をあらかじめクラッドしなければならず、
ブレージングシートでは製造可能であるが、押出多穴管
等には適用困難である。また上記（４）の方法はZn処理
のためアルミ部材の表面が異質となり、折り曲げ等によ
る脱落等の問題がある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、ろう付けの段階
において、簡単な方法で、ろう付けにも影響与えずに、
各部分に均一にZnを濃化させ、耐孔食性を向上させるこ
とのできるアルミニウム製熱交換器の製造方法を開発し
たもので、Al又はAl合金部材を組付け、非腐食性フラッ
クスを塗布してろう付けにより接合する熱交換器におい
て、AlもしくはAl合金素材、またはこれらを加工したAl
もしくはAl合金部材、またはこれらAlもしくはAl合金部
材の組み付け品をZn蒸気中でろう付けすることを特徴と
するものである。 通常Zn蒸気は炉中でAl又はAl合金部材とZnを同時に加
熱して発生させるが、別の装置でZnを加熱して発生した
Zn蒸気を使用してもよい。ろう付け炉内でZn蒸気を発生
させる場合には、ろう付け炉内にZn溶湯を適量置けばよ
く、このようにすればろう材表面にも問題なくZnが拡散
する。処理温度はZnの溶融温度（約420℃）以上であれ
ば問題なく、温度が高くなれば表面濃度と拡散深さも大
となる。処理時間も同様に部材表面のZn拡散パターンに
影響を与える。処理雰囲気はN2ガス等不活性ガス中が望
ましいが、大気中でもZn濃化は可能である。圧力は大気
圧程度で十分であるが、真空中でZn蒸気を発生させても
よい。またZn蒸気で処理する対象物は、上記の通りAlも
しくはAl合金素材、これらを加工したAlもしくはAl合金
部材、これらを熱交換器コアとして組み付けたもののい
ずれでもよい。そしてZn蒸気処理はろう付けで一体接合
して得られるアルミニウム製熱交換器の製造工程のろう
付け工程の段階で実施される。 〔作用〕 Znを溶湯温度以上に加熱し、発生するZn蒸気中でAl又
はAl合金部材を加熱すると、ZnはAl又はAl合金部材の表
面から内部に拡散し、該部材に犠牲効果を付与する。Zn
拡散は表面が最も濃度が高い拡散パターンを示し、耐孔
食性は最良となる。Zn拡散はフッ化物系のフラックスを
用いたろう付けにおいてもフラックスの影響を受けな
い。 更にAl−Mg合金等に適用し、表層をAl−Mg−Zn合金化
して、合金の強度を向上することができる。また、ろう
付け工程でZn蒸気処理を行うため、Zn蒸気処理炉やこの
ための材料加熱等が不要であり、ろう付け前、またはろ
う付け後のZn蒸気処理のための加熱による材料表面の酸
化等の心配もなく、設備、コスト、作業性、効果等にお
いて顕著な効果が認められる。 〔実施例〕 JIS3003相当の芯材の片面にJIS4343相当のろう材をク
ラッドしたブレージングシート（板厚0.4mm、クラッド
率10％）を用い、電縫加工により内側（水側）にJIS300
3からなる芯材が向くチューブ（外寸法；厚さ2.5mm,巾1
3mm）とした。同じく、ろう材クラッド率７％のブレー
ジングシート（厚さ1.6mm）をヘッダー加工（チューブ
をさしこむ穴をあける、樹脂タンクをつけるフランジ、
かしめのツメ等を設ける加工）を行った。一方JIS3003
相当のフィン材（板厚0.1mm,巾16mm）を10mm高さのコル
ゲート加工してフィンを形成した。上記チューブ、ヘッ
ダー及びフィンを組付け、非腐食性フラックスを５％濃
度で塗布し、乾燥後N2雰囲気中600℃で３分間ろう付け
加熱した。続いて別の炉でZnを500℃に加熱溶融して発
生させたZn蒸気とN2ガスをキャリア（担体）として温度
を低下させることなくろう付け炉に導入し、ろう付けと
同時にZn蒸気処理を施してラジエーターを作製した。次
にJIS3003相当の芯材の片面にJIS4343相当のろう材をク
ラッド（クラッド率10％）し、他面に耐食性の優れたJI
S7072相当の皮材をクラッド（クラッド率10％）したブ
レージングシート（板厚0.4mm）を用い、電縫加工によ
り内側（水側）にJIS7072からなる芯材が向くチューブ
（外寸法：厚さ2.5mm、巾13mm）とした。同じくJIS7072
相当の皮材とJIS4343相当のろう材をクラッドした厚さ
1.6mmのブレージングシートをヘッダー加工した。またJ
IS3003相当のフィン材（厚さ0.1mm、巾16mm）を10mmの
高さにコルゲート加工してフィンを作製した。これ等チ
ューブ、ヘッダー及びフィンを組付け、上記と同様にろ
う付けし、一台はろう付けと同時にZn蒸気処理し、一台
はZn蒸気処理を行なわなかった。このようにして作製し
た３台のラジエーターに、それぞれ樹脂製タンクを取付
け、水道水にCu2+イオンを10ppm添加した腐食波を内部
循環させて腐食試験を行った。試験は80℃で８時間、室
温で16時間を１サイクルとし、３カ月間このサイクルの
繰返しを継続した。腐食液の流速は40/minとした。試
験終了後、本発明処理を施したラジエーターのチューブ
材の最大孔食深さはいずれも0.07mmであったが、Zn蒸気
処理を施さないもの（耐食性の優れたJISA7072相当の皮
材を使用）では最大孔食深さが0.15mmであり、Zn蒸気処
理を施すことにより、耐孔食性が著しく向上することが
判る。 〔発明の効果〕 このように、本発明によれば、簡単な設備によりろう
付け工程中にZn蒸気処理を行うので、Zn蒸気処理炉や蒸
気処理のための加熱を必要とせず、アルミニウム製熱交
換器のAlもしくはAl合金素材、これらを加工したAlもし
くはAl合金部材、これらの熱交換器部材の組み付け品を
対象部材として、その耐孔食性を著しく向上させるZnの
犠牲層を容易に形成することができるとともに設備、コ
スト、作業性、材料表面酸化防止等において工業上顕著
な効果を奏するものである。
ルミニウム製熱交換器のアルミ部材に犠牲陽極効果を付
与するとともに、該部材の強度を向上せしめるものであ
る。 〔従来技術〕 近年自動車用熱交換器として、ラジエーター、エアコ
ンのエバポレーター、コンデンサー等には、軽量化のた
めにA1又はA1合金が幅広く使用されるようになった。こ
れ等熱交換器は自動車が塩害地域を走行するところから
耐食性が主な特性の一つとなっている。 一般に、アルミ製熱交換器は、A1又はA1合金からなる
芯材の片面又は両面に、これより融点の低いろう合金、
例えばAl−Si合金やAl−Si−Mg合金を張り合せたブレー
ジングシートを用い、これをアルミ部材、例えば押出多
穴チューブと組合せ、複雑な形状のものも、塩化物系フ
ラックスを用いるフラックスろう付け、非腐食性フラッ
クスを用いるフラックスろう付け、真空ろう付け等のろ
う付けにより大量生産されている。 これ等ろう付け加熱により作られたアルミ製熱交換器
は耐食性を確保するのに次の方法が用いられている。 （１）ろう付け加熱にZnCl2入りフラックス（塩化物系
又はフッ化物系）を用い、ろう付けと同時にアルミ部材
の表面にZnを析出拡散させ、この拡散層の犠牲作用でア
ルミ部材の孔食を防止する。この方法は主としてクーラ
ーのコンデンサーに利用されている。 （２）Zn、Sn、In、Al又はAl合金を電気化学的に卑とす
る元素をフィン又はろう材に添加し、この犠牲作用によ
り冷媒等の通路を構成するアルミ部材の孔食を防止す
る。この方法は主としてコンデンサー、エバポレータ
ー、ラジエーター等のフィン材に利用されている。 （３）皮材としてAl−Zn合金やAl−Zn−Mg合金や純Alを
用い、これを各種芯材にクラッドし、皮材の犠牲作用で
芯材の孔食発生を防止する。この方法はラジエーターの
チューブ（電縫管）やヘッダー等、特に水側の耐孔食性
向上に利用されている。 （４）コンデンサーチューブに使用する押出多穴管にあ
らかじめZn溶射、ジンケート処理、Znメッキ等によりZn
被覆層を設け、ろう付け加熱によりZn拡散層を形成させ
て押出多穴管の孔食を防止する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 アルミ部材の表面にZnを濃化させて犠牲効果を付与す
る上記従来方法はそれぞれ下記の問題があり、その改善
が強く望まれている。 上記（１）の方法はフラックス処理のため、水洗等の
後処理が必要となり、これにともなう公害処理等も含む
製造コストが高くなる。上記（２）の方法はフィン材の
防食範囲に制限があり、その適用効果は熱交換器コア全
体に及ばない。ろう材に入れる方法はろう材が溶融する
ため、犠牲層は十分に形成されず、逆にろう材が溜まっ
た部分ではろう材の拡散と共に犠牲層も深く芯材内に入
りこみ耐孔食性を低下することもある。上記（３）の方
法は、犠牲層をあらかじめクラッドしなければならず、
ブレージングシートでは製造可能であるが、押出多穴管
等には適用困難である。また上記（４）の方法はZn処理
のためアルミ部材の表面が異質となり、折り曲げ等によ
る脱落等の問題がある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明はこれに鑑み種々検討の結果、ろう付けの段階
において、簡単な方法で、ろう付けにも影響与えずに、
各部分に均一にZnを濃化させ、耐孔食性を向上させるこ
とのできるアルミニウム製熱交換器の製造方法を開発し
たもので、Al又はAl合金部材を組付け、非腐食性フラッ
クスを塗布してろう付けにより接合する熱交換器におい
て、AlもしくはAl合金素材、またはこれらを加工したAl
もしくはAl合金部材、またはこれらAlもしくはAl合金部
材の組み付け品をZn蒸気中でろう付けすることを特徴と
するものである。 通常Zn蒸気は炉中でAl又はAl合金部材とZnを同時に加
熱して発生させるが、別の装置でZnを加熱して発生した
Zn蒸気を使用してもよい。ろう付け炉内でZn蒸気を発生
させる場合には、ろう付け炉内にZn溶湯を適量置けばよ
く、このようにすればろう材表面にも問題なくZnが拡散
する。処理温度はZnの溶融温度（約420℃）以上であれ
ば問題なく、温度が高くなれば表面濃度と拡散深さも大
となる。処理時間も同様に部材表面のZn拡散パターンに
影響を与える。処理雰囲気はN2ガス等不活性ガス中が望
ましいが、大気中でもZn濃化は可能である。圧力は大気
圧程度で十分であるが、真空中でZn蒸気を発生させても
よい。またZn蒸気で処理する対象物は、上記の通りAlも
しくはAl合金素材、これらを加工したAlもしくはAl合金
部材、これらを熱交換器コアとして組み付けたもののい
ずれでもよい。そしてZn蒸気処理はろう付けで一体接合
して得られるアルミニウム製熱交換器の製造工程のろう
付け工程の段階で実施される。 〔作用〕 Znを溶湯温度以上に加熱し、発生するZn蒸気中でAl又
はAl合金部材を加熱すると、ZnはAl又はAl合金部材の表
面から内部に拡散し、該部材に犠牲効果を付与する。Zn
拡散は表面が最も濃度が高い拡散パターンを示し、耐孔
食性は最良となる。Zn拡散はフッ化物系のフラックスを
用いたろう付けにおいてもフラックスの影響を受けな
い。 更にAl−Mg合金等に適用し、表層をAl−Mg−Zn合金化
して、合金の強度を向上することができる。また、ろう
付け工程でZn蒸気処理を行うため、Zn蒸気処理炉やこの
ための材料加熱等が不要であり、ろう付け前、またはろ
う付け後のZn蒸気処理のための加熱による材料表面の酸
化等の心配もなく、設備、コスト、作業性、効果等にお
いて顕著な効果が認められる。 〔実施例〕 JIS3003相当の芯材の片面にJIS4343相当のろう材をク
ラッドしたブレージングシート（板厚0.4mm、クラッド
率10％）を用い、電縫加工により内側（水側）にJIS300
3からなる芯材が向くチューブ（外寸法；厚さ2.5mm,巾1
3mm）とした。同じく、ろう材クラッド率７％のブレー
ジングシート（厚さ1.6mm）をヘッダー加工（チューブ
をさしこむ穴をあける、樹脂タンクをつけるフランジ、
かしめのツメ等を設ける加工）を行った。一方JIS3003
相当のフィン材（板厚0.1mm,巾16mm）を10mm高さのコル
ゲート加工してフィンを形成した。上記チューブ、ヘッ
ダー及びフィンを組付け、非腐食性フラックスを５％濃
度で塗布し、乾燥後N2雰囲気中600℃で３分間ろう付け
加熱した。続いて別の炉でZnを500℃に加熱溶融して発
生させたZn蒸気とN2ガスをキャリア（担体）として温度
を低下させることなくろう付け炉に導入し、ろう付けと
同時にZn蒸気処理を施してラジエーターを作製した。次
にJIS3003相当の芯材の片面にJIS4343相当のろう材をク
ラッド（クラッド率10％）し、他面に耐食性の優れたJI
S7072相当の皮材をクラッド（クラッド率10％）したブ
レージングシート（板厚0.4mm）を用い、電縫加工によ
り内側（水側）にJIS7072からなる芯材が向くチューブ
（外寸法：厚さ2.5mm、巾13mm）とした。同じくJIS7072
相当の皮材とJIS4343相当のろう材をクラッドした厚さ
1.6mmのブレージングシートをヘッダー加工した。またJ
IS3003相当のフィン材（厚さ0.1mm、巾16mm）を10mmの
高さにコルゲート加工してフィンを作製した。これ等チ
ューブ、ヘッダー及びフィンを組付け、上記と同様にろ
う付けし、一台はろう付けと同時にZn蒸気処理し、一台
はZn蒸気処理を行なわなかった。このようにして作製し
た３台のラジエーターに、それぞれ樹脂製タンクを取付
け、水道水にCu2+イオンを10ppm添加した腐食波を内部
循環させて腐食試験を行った。試験は80℃で８時間、室
温で16時間を１サイクルとし、３カ月間このサイクルの
繰返しを継続した。腐食液の流速は40/minとした。試
験終了後、本発明処理を施したラジエーターのチューブ
材の最大孔食深さはいずれも0.07mmであったが、Zn蒸気
処理を施さないもの（耐食性の優れたJISA7072相当の皮
材を使用）では最大孔食深さが0.15mmであり、Zn蒸気処
理を施すことにより、耐孔食性が著しく向上することが
判る。 〔発明の効果〕 このように、本発明によれば、簡単な設備によりろう
付け工程中にZn蒸気処理を行うので、Zn蒸気処理炉や蒸
気処理のための加熱を必要とせず、アルミニウム製熱交
換器のAlもしくはAl合金素材、これらを加工したAlもし
くはAl合金部材、これらの熱交換器部材の組み付け品を
対象部材として、その耐孔食性を著しく向上させるZnの
犠牲層を容易に形成することができるとともに設備、コ
スト、作業性、材料表面酸化防止等において工業上顕著
な効果を奏するものである。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．A1又はA1合金部材を組付け、非腐食性フラックスを
塗布してろう付けにより接合する熱交換器の製造方法に
おいて、A1もしくはA1合金素材、またはこれらを加工し
たA1もしくはA1合金部材またはこれらA1もしくはA1合金
部材の組み付け品をZn蒸気中でろう付けすることを特徴
とするアルミニウム製熱交換器の製造方法。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273175A JP2690889B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | アルミニウム製熱交換器の製造方法 |
| PCT/JP1987/000886 WO1988003851A1 (en) | 1986-11-17 | 1987-11-16 | Process for manufacturing heat exchanger |
| AU82745/87A AU8274587A (en) | 1986-11-17 | 1987-11-16 | Process for manufacturing heat exchanger |
| EP87907531A EP0292565B1 (en) | 1986-11-17 | 1987-11-16 | Process for manufacturing heat exchanger |
| DE87907531T DE3787644T2 (de) | 1986-11-17 | 1987-11-16 | Verfahren zur herstelung eines wärmeaustauschers. |
| KR1019880700838A KR0139548B1 (ko) | 1986-11-17 | 1987-11-16 | 열교환기의 제조방법 |
| US07/357,673 US4911351A (en) | 1986-11-17 | 1989-05-30 | Method of manufacturing heat-exchanger |
| AU70077/91A AU7007791A (en) | 1986-11-17 | 1991-01-30 | Method of manufacturing heat-exchanger |
| AU52131/93A AU669755B2 (en) | 1986-11-17 | 1993-12-03 | Method of manufacturing heat-exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273175A JP2690889B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | アルミニウム製熱交換器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63128163A JPS63128163A (ja) | 1988-05-31 |
| JP2690889B2 true JP2690889B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=17524144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61273175A Expired - Lifetime JP2690889B2 (ja) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | アルミニウム製熱交換器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2690889B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6031333B2 (ja) * | 2012-11-13 | 2016-11-24 | 昭和電工株式会社 | 熱交換器の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS524451Y2 (ja) * | 1972-06-30 | 1977-01-29 | ||
| JPS5465141A (en) * | 1977-11-04 | 1979-05-25 | Kawasaki Steel Co | Rust preventing treatment of cold rolling steel plate |
| JP2762120B2 (ja) * | 1989-07-27 | 1998-06-04 | 東邦レーヨン株式会社 | パイプ端部と端部部材とを同軸固着する方法 |
-
1986
- 1986-11-17 JP JP61273175A patent/JP2690889B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63128163A (ja) | 1988-05-31 |
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