JP4554389B2 - 熱交換器用チューブ、その製造方法及び熱交換器 - Google Patents

Description

この発明は、例えばカーエアコン用冷凍サイクルに用いられるアルミニウム製熱交換器、それに用いられる熱交換器用チューブ、及び熱交換器用チューブの製造方法に関する。

なお、本明細書において、「アルミニウム」の語は、アルミニウム及びその合金を含む意味で用いている。

カーエアコン用冷凍サイクルに用いられるアルミニウム製熱交換器として、複数本の扁平チューブが相互間にフィンを介在させた状態で厚さ方向に積層され、これらチューブの両端に中空ヘッダーが連通接続された構成のマルチフロータイプないしはパラレルフロータイプの熱交換器が周知である。

また、近時注目されているＣＯ２冷媒を用いた次世代の冷凍サイクルでは、回路内の冷媒温度や冷媒圧力が高くなるため、凝縮器等の熱交換器用チューブとして、高耐熱性及び高耐圧性のものが用いられる。

従来、このような高温高圧用の熱交換器用チューブとしては、例えばＪＩＳ３００３合金等のＡｌ−Ｍｎ系合金等からなる合金材をチューブ芯材とするものが多く用いられているが、より一層、耐熱性及び耐圧性の向上を図るために、下記特許文献１、２等においては、上記のＡｌ合金材にＣｕを添加したＣｕ含有のＡｌ合金材を、チューブ芯材とする手法が検討されている。

一方、下記特許文献３には、熱交換器用チューブにろう材層を形成するに際して、チューブ芯材にＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系合金を溶射する技術が開示されている。
特許第２５２８１８７号（請求項２） 特開２０００−１１９７８４号（請求項４） 特開平１０−２６５８８１号（請求項１）

しかしながら、上記特許文献１、２に示すＣｕ含有のＡｌ合金材は、耐熱性及び耐圧性に優れるがために、却って、成形が困難となり、例えば押出成形による成形性が悪く、微細かつ高精度の熱交換器用チューブを押出成形によって製造することが困難であった。

また、Ｃｕが含有された合金材は、Ｃｕ界面で粒界腐食が発生し易いため、特にＣｕが０．０５質量％を超えて含有されるような場合には、腐食が早期に進行してしまい、十分な耐食性を得ることができない恐れがあった。

また、上記特許文献３に示すものは、チューブに低温のろう材層を形成する技術に関するものであり、耐熱性、耐圧性、耐食性に関する技術とは異質のものである。例えば同文献においては、溶射する合金内にＳｉが多く含まれているため、溶射したチューブにおけるＡｌ−Ｓｉ中のＣｕのほとんどがろう材として使用されてフィレットに集まるため、チューブ自体の強度を向上させることはできない。

この発明は、上記従来技術の問題を解消し、耐熱性、耐圧性及び耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器用チューブを押出成形等によって容易に製造することができる製造方法、その製法によって得られる熱交換器用チューブ、及びそのチューブが用いられた熱交換器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を要旨とするものである。

［１］ アルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法であって、
アルミニウム製の扁平なチューブ芯材を準備し、
前記チューブ芯材に、その表面に溶射処理によってＣｕ（Ｃｕ合金を含む）とＺｎ（Ｚｎ合金を含む）、又はＣｕ及びＺｎを含む合金を付着させることにより、Ｃｕ及びＺｎを含み、かつＳｉ含有量が２質量％以下の溶射層を形成するものとしたアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

この発明において、溶射によってチューブ芯材に付着されたＣｕ及びＺｎは、熱交換器作製過程でのろう付け時等の加熱によって、拡散してＣｕ拡散層及びＺｎ拡散層が形成される。そしてＣｕ拡散層によって、チューブの耐熱性及び耐圧性が向上するとともに、Ｚｎ拡散層によって犠牲腐食層が形成されて、十分な耐食性を得ることができる。なお、Ｃｕ及びＺｎの拡散時において、ＣｕがＡｌ材（チューブ芯材）中に拡散する範囲は、ＺｎがＡｌ材中に拡散する範囲に比べて小さいため、ＺｎがＣｕに比べて広い範囲で拡散することにより、Ｚｎ拡散層（犠牲腐食層）内部にＣｕ拡散層が形成されるような拡散層が形成される。従って、粒界腐食が生じ易いＣｕは、その腐食が犠牲腐食層内で生じることになるため、実質的に耐食性が低下することなく、十分に耐久性を維持することができる。

またチューブ芯材に、Ｃｕ及びＺｎを溶射して付着させるものであるため、チューブ芯材のＣｕ含有量を低く抑制することができる。このため、Ｃｕ含有による成形材料における成形時の高温高強度化を防止でき、押出成形等の金属加工を容易に行うことができ、高い生産効率を得ることができる。

また本発明においては、以下の［２］〜［１６］の構成を採用することにより、上記の作用効果をより確実に得ることができる。

［２］ 前記溶射層のＣｕ付着量を１〜１０ｇ／ｍ² に調整するものとした前項１に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［３］ 前記溶射層のＺｎ付着量を１〜２０ｇ／ｍ² に調整するものとした前項１又は２に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［４］ 前記溶射層の平均厚さを０．４〜５０μｍに調整するものとした前項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［５］ 前記チューブ芯材は、Ｃｕ含有量が０．０５質量％以下のアルミニウム合金材をもって構成されてなる前項１〜４のいずれか１項に記載されたアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［６］ 前記チューブ芯材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金をもって構成されてなる前項１〜５のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［７］ 前記チューブ芯材は、ＪＩＳ３００３合金をもって構成されてなる前項１〜６のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［８］ 前記チューブ芯材は、押出成形によって形成されてなる前項１〜７のいずれかに１項記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［９］ 前記溶射処理は、アーク溶射によって行われる前項１〜８のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［１０］ 前記溶射処理は、Ａｌ−Ｃｕ−Ｚｎ系合金を溶射することによって行われる前項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［１１］ 前記溶射処理は、Ｃｕ−Ｚｎ合金を溶射することによって行われる前項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［１２］ 前記溶射処理は、Ｃｕ合金を溶射するＣｕ溶射処理と、Ｚｎを溶射するＺｎ溶射処理とを有する前項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［１３］ 前記Ｃｕ溶射処理と、前記Ｚｎ溶射処理とを同時に行うものとした前項１２に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［１４］ 前記Ｃｕ溶射処理と、前記Ｚｎ溶射処理とを時間をずらせて行って、前記チューブ芯材の表面にＣｕとＺｎを付着させることにより、前記溶射層を形成するものとした前項１２に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［１５］ 前記溶射処理は、Ｃｕ合金線及びＺｎ線を介してアークを発生させて、Ｃｕ合金及びＺｎを溶射するものとした前項１２〜１４のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［１６］ 前記溶射処理を不活性ガス雰囲気中で行うものとした前項１〜１５のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。

［１７］ 前項１〜１６のいずれか１項に記載された製造方法によって製造されてなることを特徴とするアルミニウム製熱交換器用チューブ。

この発明の熱交換器用チューブによれば、上記と同様に、押出成形等によって容易に製造できる上、耐熱性、耐圧性及び耐食性に優れている。

［１８］ アルミニウム製の熱交換器用チューブがアルミニウム製のコルゲートフィンと組み合わされてろう付け接合されてなるアルミニウム製熱交換器であって、
前記熱交換器用チューブが、前項１〜１６のいずれか１項に記載された製造方法によって製造されたアルミニウム製熱交換器用チューブにより形成されてなることを特徴とするアルミニウム製熱交換器。

この発明のアルミニウム製熱交換器の製造方法によれば、上記と同様に、チューブを押出成形等によって容易に製造できる上、耐熱性、耐圧性及び耐食性に優れている。

また同項［１８］記載の熱交換器においては、以下の構成［１９］〜［２０］を好適に採用することができる。

［１９］ 前記熱交換器用チューブは、Ｃｕ拡散層と、犠牲腐食用のＺｎ拡散層とを有する前項１８に記載のアルミニウム製熱交換器。

［２０］ 前記Ｚｎ拡散層中に、前記Ｃｕ拡散層が設けられてなる前項１９記載の熱交換器用チューブ。

［２１］ 圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮器により凝縮し、その凝縮冷媒を減圧器に通過させて減圧し、その減圧冷媒を蒸発器により蒸発させて前記圧縮機に戻すようにした冷凍サイクルであって、
前記凝縮器が、前項１８〜２０のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器によって構成されることを特徴とする冷凍サイクル。

［２２］ 前項２１に記載の冷凍サイクルを備えたことを特徴とするカーエアコン。

第１発明の熱交換器用チューブの製造方法によれば、耐熱性、耐圧性及び耐食性に優れた熱交換器用チューブを押出成形等によって容易に製造できるという効果がある。

第２発明の熱交換器用チューブによれば、押出成形等によって容易に製造できる上、耐熱性、耐圧性及び耐食性に優れているという効果がある。

第３発明の熱交換器によれば、耐熱性、耐圧性及び耐食性に優れているという効果がある。

第４発明の冷凍サイクルによれば、耐熱性、耐圧性及び耐食性に優れているという効果がある。

第５発明のカーエアコンによれば、耐熱性、耐圧性及び耐食性に優れているという効果がある。

図１はこの発明の実施形態であるアルミニウム製熱交換器（１）を示す正面図である。同図に示すように、この熱交換器（１）は、自動車用エアコンにおける冷凍サイクルのコンデンサとして用いられるものであって、マルチフロータイプの熱交換器を構成するものである。

この熱交換器（１）は、平行に配置された垂直方向に沿う一対の中空ヘッダー（４）（４）間に、熱交換管路として、水平方向に沿う多数本の扁平な熱交換器用チューブ（２）が、各両端を両中空ヘッダー（４）（４）に連通接続した状態で上下方向に並列に配置されるとともに、これらのチューブ（２）の各間及び最外側のチューブ（２）の外側にコルゲートフィン（３）が配置され、更に最外側のコルゲートフィン（３）の外側にサイドプレート（１０）が配置されている。

この熱交換器（１）は、チューブ（２）として、アルミニウム（その合金を含む、以下同じ）製のものが用いられるとともに、フィン（３）及びヘッダー（４）として、少なくとも片面にろう材がクラッドされたアルミニウムブレージングシート製のものが用いられている。そして、チューブ（２）、フィン（３）、ヘッダー（４）及びサイドプレート（１０）を、熱交換器形状に仮組した後、その仮組製品を炉中にて一括ろう付けされることにより、全体が接合一体化されるものである。

図２に示すように、チューブ（２）は、アルミニウム材の押出成形品をチューブ芯材とし、その芯材の少なくとも片面に、Ｃｕ（その合金を含む）及びＺｎ（その合金を含む）を含有する溶射層（２０）が形成されている。

チューブ（２）の芯材としては、高耐圧性（高強度）及び高耐熱性を有するＡｌ−Ｍｎ合金からなるもの、例えばＪＩＳ３００３合金からなるものを好適に用いることができる。なお、チューブ芯材としては、その耐食性を考慮すると、Ｃｕの含有量が０．０５質量％以下のものを用いるのが好ましい。

本実施形態においては、この合金材を押出成形することによって、チューブ芯材として形成されるものである。

チューブ芯材に形成される溶射層（２０）は、溶射処理によってＣｕ及びＺｎを付着させることによって形成されるものである。

ここで、溶射層（２０）に含まれるＣｕ及びＺｎは、熱交換器製作過程での一括ろう付け時の加熱によって拡散して、Ｃｕ拡散層及びＺｎの拡散層を形成する。このうちＣｕ拡散層は、高耐熱性及び高耐圧性を有し、このＣｕ拡散層の形成によって、チューブ全体の耐熱性及び耐圧性（強度）が向上されるものである。更にＺｎ拡散層は、犠牲腐食層として形成されて、チューブ（２）の耐腐食性、ひいては耐久性が向上されるものである。

本実施形態において、チューブ芯材の表面にＣｕ及びＺｎを溶射する方法は、特に限定されるものではないが、好ましくはアーク溶射を用いるのが良い。例えばアーク溶射機の溶射ガンをチューブ芯材に対し走査する方法や、コイル状に巻き取られた芯材を巻き戻しながら溶射する方法が採用され、例えばチューブ芯材が押出材の場合には、押出ダイスの直後に溶射ガンを配置しておき、押出と溶射とを連続的に行う方法等を採用することができる。特に押出と溶射とを連続して行う場合には、生産効率を向上させることができる。

Ｃｕ及びＺｎを溶射するに際しては、Ｃｕ溶射と、Ｚｎ溶射とは時間や溶射位置をずらせて個別に行っても、同時に行っても良く、更にはＣｕ及びＺｎを含む合金を溶射するようにしても良い。

Ｃｕ溶射とＺｎ溶射とを個別に行う場合、Ｃｕ溶射とＺｎ溶射とのいずれを先に行っても良く、例えばＣｕ合金をアーク溶射によりチューブ芯材に溶射した後、その溶射位置に、Ｚｎをアーク溶射により溶射しても良く、逆に、Ｚｎをアーク溶射した後、Ｃｕ合金を溶射するようにしても良い。

またＣｕ溶射とＺｎ溶射とを同時に行う場合、例えばＣｕ合金線とＺｎ線とを用いて同時にアークを発生させて、擬似的なＣｕ−Ｚｎ合金を溶射するようにしても良い。

Ｃｕ及びＺｎを含む合金を溶射する場合、例えばＡｌ−Ｃｕ−Ｚｎ系合金を、アーク溶射機により溶射したり、Ｃｕ−Ｚｎ系合金を、フレーム溶射機により溶射するようにすれば良い。

溶射処理は、アルミニウム材（芯材）表面に形成される溶射層（２０）の酸化を可及的に防止するために、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気（非酸化雰囲気）で行うのが良い。

また溶射層（２０）は、チューブ芯材の片面のみに形成しても良く、上下両面に形成するようにしても良い。言うまでもなく、チューブ両面に溶射層（２０）を形成する場合には、チューブ芯材の上下両側に溶射ガンを配置するのが良い。

本実施形態において、溶射処理によるチューブ（２）へのＣｕ付着量は、１〜１０ｇ／ｍ² （上限値及び下限値を含む、以下同じ）に調整するのが良く、より好ましくは、２〜５ｇ／ｍ² に調整するのが良い。すなわちＣｕ付着量が少な過ぎる場合には、耐熱性及び耐圧性を十分に確保することが困難になる恐れがある。逆にＣｕ付着量が多過ぎる場合には、チューブ表層（Ｃｕ拡散層）の電位がチューブ芯材に対し貴となり、チューブ芯材が優先的に腐食されて、耐久性が低下する恐れがあり、好ましくない。

チューブ（２）へのＺｎ付着量は、１〜２０ｇ／ｍ² に調整するのが良く、より好ましくは、２〜１２ｇ／ｍ² に調整するのが良い。すなわちＺｎ付着量が少な過ぎる場合には、Ｚｎ拡散層、つまり犠牲腐食層を十分に形成できず、耐腐食性が低下する恐れがある。逆にＺｎ付着量が多過ぎる場合には、犠牲腐食層内のＺｎ量が過度に多くなり、犠牲腐食層が早期に腐食してしまい、長期間に防食性を維持できず、耐久性が低下する恐れがあり、好ましくない。

本実施形態において、溶射層（２０）は、Ｓｉ含有量を２質量％以下に調整する必要があり、好ましくはＳｉ含有量を、０．５質量％以下に抑制するのが好ましい。すなわちＳｉ含有量が多過ぎる場合、ろう付け部に溶射層が引き込まれて、所定の強度や耐食性を得ることができない可能性が高くなる。例えばチューブ芯材に、Ｃｕ及びＺｎを含む合金を溶射するに際して、Ｓｉ含流量が２質量％庁のＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系合金を用いる場合には、Ａｌ−Ｓｉ中のＣｕがほとんどろう材として使用されて、Ｃｕがフィレットに高濃度で含有されるため、チューブの強度を向上させることは困難である。

本発明において、溶射される金属元素は、以上の通りであるが、溶射材料には、不可避的不純物として、他の元素が、影響のない程度に少量含有されていても良い。例えばＦｅは０．６質量％以下であれば含有されていても良い。

またＭｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ等の元素もろう付け性等に悪影響を及ばさない範囲であれば溶射用金属材に含有されていても良い。

本実施形態において、チューブ全表面に対する溶射面積の割合は、５０％以上、より好ましくは６０％以上に設定するのが良い。すなわちこの面積割合が少な過ぎる場合には、Ｃｕ及びＺｎの含有領域が少なくなり、十分な強度や耐熱性を得ることができなくなるとともに、十分な大きさの犠牲腐食層を形成することができず、良好な耐食性を得ることが困難になるので、好ましくない。

本実施形態において、溶射層（２０）の平均厚さは、特に限定されるものではないが、０．４〜５０μｍに調整するのが良く、より好ましくは０．５〜２０μｍに調整するのが良い。すなわち、溶射層（２０）を過度に薄くしようとした場合、溶射材料の付着量を制御するのが困難となるため、付着量にばらつきが生じて、所望の性能を得ることができない恐れがある。逆に、厚過ぎる場合には、厚さに見合う効果が認められないばかりか、５０μｍを超える厚さまで溶射できないこともあり、好ましくない。

一方、上記本実施形態の熱交換チューブ（２）は、中空ヘッダー（４）（４）、コルゲートフィン（３）及びサイドプレート（１０）等の他の熱交換器構成部品と共に用いられて、熱交換器形状に仮組される。その後、この仮組製品にフラックスを塗布して乾燥した後、その仮組製品を窒素ガス雰囲気内の加熱炉において加熱し、これにより仮組製品の構成部材間を一括ろう付けして、全体を接合一体化するものである。

本実施形態において、このろう付け時の加熱によって、上記したようにチューブ（２）の溶射層（２０）に含まれるＣｕ及びＺｎが拡散して拡散層が形成される。この拡散時には、ＣｕがＡｌ材（チューブ芯材）中に拡散する範囲は、ＺｎがＡｌ材中に拡散する範囲に比べて小さいため、ＺｎがＣｕに比べて広い範囲で拡散することにより、Ｚｎ拡散層（犠牲腐食層）内部にＣｕ拡散層が形成されるような拡散層が形成される。そしてＣｕの拡散によって、上記したようにチューブ（２）の耐熱性及び強度（耐圧性）が向上するとともに、Ｚｎ拡散層によって犠牲腐食層が形成される。ここで、Ｃｕは粒界腐食が生じ易いものの、その腐食は犠牲腐食層内で生じるため、実質的に耐食性が低下することなく、十分に耐久性を維持することができる。従って、熱交換器用チューブ（２）は、優れた耐熱性、耐圧性及び耐食性を得ることができる。

このようにチューブ（２）が耐熱性、耐圧性及び耐久性（耐腐食性）に優れるものであるため、本実施形態においては、熱交換器全体の耐熱性、耐圧性及び耐久性を向上させることができる。

また本実施形態においては、押出成形によって得られたチューブ芯材に、Ｃｕ及びＺｎを溶射して付着させるものであるため、チューブ芯材、つまり押出材料中のＣｕ含有量を可及的に低く抑制することができる。このため、Ｃｕ含有による押出材料の高強度化及び高温化を防止でき、押出成形等の金属加工を容易に行うことができ、高い生産効率を得ることができる。

以下、本発明に関連した実施例、及びその効果を検証するための比較例について説明する。

＜実施例１＞
Ａｌ合金（Ｃｕ０．０２質量％含有、Ｍｎ１質量％含有、残部Ａｌ）からなる押出材料を用いて押出機により幅１６ｍｍ、高さ３ｍｍ、肉厚０．５ｍｍの多孔扁平なチューブ芯材を押出成形する一方、押出機出口の上下に、アーク溶射機の溶射ガンを配置し、押出チューブの上下両面に、Ａｌ−Ｃｕ−Ｚｎ合金を溶射して溶射層を形成した。その後、その溶射チューブ（熱交換器用チューブ）を、冷却用水槽で冷却した後、コイル状に巻き取った。

なお、下表１に示すように、上記の溶射処理においては、Ｃｕの付着量を０．５ｇ／ｍ² 、Ｚｎの付着量を１６ｇ／ｍ² に調整した。

更に上記の熱交換器用チューブを用いて、上記実施形態に示すマルチフロータイプの熱交換器（図１参照）と同じ構成の熱交換器を仮組状態に組み立てた。

その後、この熱交換器仮組製品に、フラックスを水に懸濁させた懸濁液をスプレーにより塗布し、乾燥させた後、加熱路において窒素ガス雰囲気下で６００℃×１０分間加熱して、ろう付けを行って、全体を接合一体化して、アルミニウム製熱交換器サンプルを作製した。

一方、上記チューブ芯材と同じ組成（０．０２質量％Ｃｕ−１質量％Ｍｎ−残部Ａｌ）の合金材からなる厚さ４００μｍの板材に対し、上記と同様に溶射を行った後、上記と同様のろう付け条件（６００℃×１０分）で加熱することにより、板材サンプルを作製した。

＜実施例２〜１６＞
上表１に示すように、溶射処理におけるＣｕ及びＺｎの付着量を、同表に示す量に調整した以外は、上記と同様の処理を行って、熱交換器サンプル及び板材サンプルを作製した。

＜実施例１７＞
溶射処理を行うに際して、溶射線としてＣｕ合金線とＺｎ線を用いて同時にアークを発生させて、擬似的なＣｕ−Ｚｎ合金を溶射することにより、溶射層を形成した。このとき、下表２に示すように、Ｃｕの付着量を２ｇ／ｍ² 、Ｚｎの付着量を４ｇ／ｍ² に調整した。これ以外は、上記実施例と同様に、熱交換器サンプル及び板材サンプルを作製した。

＜実施例１８〜２３＞
上表２に示すように、溶射処理におけるＣｕ及びＺｎの付着量を、同表に示す量に調整した以外は、上記実施例１７と同様の処理を行って、熱交換器サンプル及び板材サンプルを作製した。

＜比較例＞
溶射処理を行うに際して、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系合金（Ｓｉ：１０質量％含有、Ｃｕ：４質量％含有、Ｚｎ：４質量％含有、残部Ａｌ）を溶射して溶射層を形成した。これ以外は、上記と同様に、熱交換器サンプル及び板材サンプルを作製した。

＜評価試験＞
上記実施例及び比較例の各熱交換器サンプルに対し、ＳＷＡＡＴ（Synthetic sea Water Acetic Acid salt spray Test）を行った。すなわちＡＳＴＭ Ｄ１１４１による腐食試験液を０．５時間噴霧して、湿潤状態で１．５時間放置するというサイクルを、９６０時間繰り返し行った。

そして、サンプルの腐食状況を観察し、腐食が犠牲腐食層内の設計基準範囲（７０〜１５０μｍ）内にとどまり、良好な耐食性を示したものを「◎」、腐食が犠牲腐食層内の設計基準範囲内にとどまっているものの、腐食試験後のフィン接合残存率が７０％未満であり、腐食によるフィン剥がれ耐食性が若干劣るものを「○」、粒界腐食が発生しているものを「△」、腐食が犠牲腐食層内の設計基準範囲を大幅に超えてしまい、例えば貫通孔食が発生しているものを「×」として評価した。その結果を上表１、２に併せて示す。なお腐食試験後のフィン残存率とは、腐食試験前のサンプルに対し、腐食試験後におけるサンプルのチューブとフィンが接合されている割合を百分率で示したものである。

また上記実施例及び比較例における各板材サンプルの高温強度（２００℃における引張強さ）を測定した。更に溶射処理を行わないこと以外は、上記と同様に処理した板材（非溶射基準板材）を準備し、その基準板材の高温強度（２００℃における引張強さ）を測定した。

そして、非溶射基準板材に対し各板材サンプルにおける高温強度の上昇割合（強度向上度合）を百分率（％）で測定し、板材サンプルの強度向上度合が１０％以上のものを「◎」、４％以上、１０％未満のものを「○」、２％以上、４％未満のものを「△」、２％未満のものを「×」として評価した。その結果を上表１、２に併せて示す。

上表１、２から明らかなように、本発明に関連した実施例のものでは、ＳＷＡＡＴ及び高温引張試験において、満足な結果が得られ、耐食性（耐久性）、耐圧性及び耐熱性の全てにおいて優れているのが判る。

これに対し、比較例のものは、耐食性に関してはまずまずの評価が得られるものの、高温強度（耐圧性及び耐熱性）の点で満足な結果を得ることができなかった。これは、溶射金属中のＳｉ含有量が多いため、Ａｌ−Ｓｉ中のＣｕがほとんどろう材として使用されてしまい、Ｃｕがフィレットに集中することにより、チューブの強度や耐熱性を低下させたものと考えられる。

この発明は、カーエアコン用冷凍サイクルに用いられるアルミニウム製熱交換器及びその製造方法に適用可能である。

この発明の実施形態であるアルミニウム製熱交換器を示す正面図である。 実施形態の熱交換器におけるチューブとフィンとの接合部周辺を拡大して示す斜視図である。

符号の説明

１…熱交換器
２…チューブ
２０…溶射層

Claims (22)

1. アルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法であって、
   アルミニウム製の扁平なチューブ芯材を準備し、
   前記チューブ芯材に、その表面に溶射処理によってＣｕ（Ｃｕ合金を含む）とＺｎ（Ｚｎ合金を含む）、又はＣｕ及びＺｎを含む合金を付着させることにより、Ｃｕ及びＺｎを含み、かつＳｉ含有量が２質量％以下の溶射層を形成するものとしたアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
2. 前記溶射層のＣｕ付着量を１〜１０ｇ／ｍ^２に調整するものとした請求項１に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
3. 前記溶射層のＺｎ付着量を１〜２０ｇ／ｍ^２に調整するものとした請求項１又は２に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
4. 前記溶射層の平均厚さを０．４〜５０μｍに調整するものとした請求項１〜３のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
5. 前記チューブ芯材は、Ｃｕ含有量が０．０５質量％以下のアルミニウム合金材をもって構成されてなる請求項１〜４のいずれか１項に記載されたアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
6. 前記チューブ芯材は、Ａｌ−Ｍｎ系合金をもって構成されてなる請求項１〜５のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
7. 前記チューブ芯材は、ＪＩＳ３００３合金をもって構成されてなる請求項１〜６のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
8. 前記チューブ芯材は、押出成形によって形成されてなる請求項１〜７のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
9. 前記溶射処理は、アーク溶射によって行われる請求項１〜８のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
10. 前記溶射処理は、Ａｌ−Ｃｕ−Ｚｎ系合金を溶射することによって行われる請求項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
11. 前記溶射処理は、Ｃｕ−Ｚｎ合金を溶射することによって行われる請求項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
12. 前記溶射処理は、Ｃｕ合金を溶射するＣｕ溶射処理と、Ｚｎを溶射するＺｎ溶射処理とを有する請求項１〜９のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
13. 前記Ｃｕ溶射処理と、前記Ｚｎ溶射処理とを同時に行うものとした請求項１２に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
14. 前記Ｃｕ溶射処理と、前記Ｚｎ溶射処理とを時間をずらせて行って、前記チューブ芯材の表面にＣｕとＺｎを付着させることにより、前記溶射層を形成するものとした請求項１２に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
15. 前記溶射処理は、Ｃｕ合金線及びＺｎ線を介してアークを発生させて、Ｃｕ合金及びＺｎを溶射するものとした請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
16. 前記溶射処理を不活性ガス雰囲気中で行うものとした請求項１〜１５のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器用チューブの製造方法。
17. 請求項１〜１６のいずれか１項に記載された製造方法によって製造されてなることを特徴とするアルミニウム製熱交換器用チューブ。
18. アルミニウム製の熱交換器用チューブがアルミニウム製のコルゲートフィンと組み合わされてろう付け接合されてなるアルミニウム製熱交換器であって、
    前記熱交換器用チューブが、請求項１〜１６のいずれか１項に記載された製造方法によって製造されたアルミニウム製熱交換器用チューブにより形成されてなることを特徴とするアルミニウム製熱交換器。
19. 前記熱交換器用チューブは、Ｃｕ拡散層と、犠牲腐食用のＺｎ拡散層とを有する請求項１８に記載のアルミニウム製熱交換器。
20. 前記Ｚｎ拡散層中に、前記Ｃｕ拡散層が設けられてなる請求項１９に記載のアルミニウム製熱交換器。
21. 圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮器により凝縮し、その凝縮冷媒を減圧器に通過させて減圧し、その減圧冷媒を蒸発器により蒸発させて前記圧縮機に戻すようにした冷凍サイクルであって、
    前記凝縮器が、請求項１８〜２０のいずれか１項に記載のアルミニウム製熱交換器によって構成されることを特徴とする冷凍サイクル。
22. 請求項２１に記載の冷凍サイクルを備えたことを特徴とするカーエアコン。
    

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