JP5877739B2 - 熱交換器用アルミニウム合金扁平管及びその製造方法並びに熱交換器コア及びその製造方法 - Google Patents
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Description
ΣDt=ΣD0・exp(−Q/(R・Tn))・Δtn (1)
(式中、Tnは、予備拡散加熱を開始して温度が200℃に到達した時から予備拡散加熱を終了して温度が200℃に到達した時までの総加熱時間を、微小時間Δtn(秒)で区切ったときの各微小時間の温度(K)であり、D0は、1.77×10−5(m2/s)であり、Qは、117000(kJ/mol)であり、Rは、8.3145(J/mol・K)である。)
ΣDt=ΣD0・exp(−Q/(R・Tn))・Δtn (2)
(式中、Tnは、ろう付け加熱を開始して温度が200℃に到達した時からろう付け加熱を終了して温度が200℃に到達した時までの総加熱時間を、微小時間Δtn(秒)で区切ったときの各微小時間の温度(℃)であり、D0は、1.77×10−5(m2/s)であり、Qは、117000(kJ/mol)であり、Rは、8.3145(J/mol・K)である。)
ΣDt=ΣD0・exp(−Q/(R・Tn))・Δtn (1)
(式中、Tnは、予備拡散加熱を開始して温度が200℃に到達した時から予備拡散加熱を終了して温度が200℃に到達した時までの総加熱時間を、微小時間Δtn(秒)で区切ったときの各微小時間の温度(℃)であり、D0は、1.77×10−5(m2/s)であり、Qは、117000(kJ/mol)であり、Rは、8.3145(J/mol・K)である。)
ΣDt=ΣD0・exp(−Q/(R・Tn))・Δtn (1)
(式中、Tnは、予備拡散加熱を開始して温度が200℃に到達した時から予備拡散加熱を終了して温度が200℃に到達した時までの総加熱時間を、微小時間Δtn(秒)で区切ったときの各微小時間の温度(℃)であり、D0は、1.77×10−5(m2/s)であり、Qは、117000(kJ/mol)であり、Rは、8.3145(J/mol・K)である。)
D=Do・exp(−Q/RT) (3)
で求められる。ここで、Do=1.77×10−5(m2/s)、Q=117000(kJ/mol)、R=8.3145(J/mol・K)である。そして、総拡散量ΣDtは、拡散係数に時間を乗じることにより求められる。
アルミニウム合金部が、0.1〜0.7質量%のCuと、Znと、を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金であり、
該アルミニウム合金部の外縁から深さ95〜250μmの位置まで、亜鉛が拡散されており、該アルミニウム合金部の平坦面の表面の亜鉛濃度が、1.5〜15%であること、を特徴とする熱交換器用アルミニウム合金扁平管である。なお、表面の亜鉛濃度とは、最表層(表面)における、全金属に対する亜鉛の質量割合(質量%)であり、例えば、EMPAによる表面の元素濃度分析による質量比換算で求められる。
ΣDt=ΣD0・exp(−Q/(R・Tn))・Δtn (2)
(式中、Tnは、ろう付け加熱を開始して温度が200℃に到達した時からろう付け加熱を終了して温度が200℃に到達した時までの総加熱時間を、微小時間Δtn(秒)で区切ったときの各微小時間の温度(℃)であり、D0は、1.77×10−5(m2/s)であり、Qは、117000(kJ/mol)であり、Rは、8.3145(J/mol・K)である。)
連続鋳造により表1及び表3に示す組成のφ80mmのアルミニウム合金のビレットを作製し、得られたビレットを600℃で6時間保持する均質化処理を行った。
次いで、このビレットを550℃で加熱し、熱間押出して、図11に示す断面形状の肉厚0.4mmの押出扁平管211を作製した。押出直後に、扁平管の平坦部に所定量の純亜鉛を溶射し、コイル状に整列巻取りした。その後、コイルを巻きほぐしながら、管軸が直線状の直管とし、所定寸法に切断した後、平坦面同士が重なるように整列させた状態で束ねた。
この束ねた直管の亜鉛溶射押出扁平管を、あるいは、コイル状に整列巻取りしたままのコイル状の亜鉛溶射押出扁平管を、空気雰囲気中で加熱し、亜鉛の予備拡散加熱処理を行った。この時の実体温度を測定し、ΣDtを計算した。
次いで、予備拡散加熱処理を行った後の亜鉛溶射押出扁平管を、窒素ガス雰囲気中で単独で最高到達温度600℃で5〜20分間のろう付け加熱を行った。ろう付け加熱時にも実体温度を測定し、同様にΣDtを計算した。
得られたろう付け後の単管について、CASS試験を1500時間実施し、貫通腐食の発生有無で耐食性を評価した。CASS試験結果を表2、表3、表5及び表6に示す。
コイル整列:純亜鉛を溶射した後のコイル状に整列巻取りした形態
2)Zn拡散深さ:断面のEPMA分析により、表層からのZn濃度分布を測定し、Zn濃度が0.2質量%となる深さを拡散深さとする。
3)平坦面のZn濃度:表面のEPMA分析により、表層のZnの質量濃度を測定した。
4)亜鉛の残存率:(拡散Zn総質量/亜鉛溶射によるZn付着量)×100(%)で求めた。拡散Znは断面のZn濃度分布より計算した。
直管単独:直管の平坦面同士を重ね合わせずに、1本1本バラバラにした形態
2)Zn拡散深さ:断面のEPMA分析により、表層からのZn濃度分布を測定し、Zn濃度が0.2質量%となる深さを拡散深さとする。
3)平坦面のZn濃度:表面のEPMA分析により、表層のZnの質量濃度を測定した。
4)亜鉛の残存率:(拡散Zn総質量/亜鉛溶射によるZn付着量)×100(%)で求めた。拡散Znは断面のZn濃度分布より計算した。
Claims (5)
- 0.1〜0.7質量%のCuを含有し、残部アルミニウム及び不可避的不純物からなるアルミニウム合金の扁平管の平坦面に、5〜20g/m2の亜鉛溶射層を設けた亜鉛溶射素管の平坦面同士を重ね合わせ、最高到達温度が430〜550℃で、下記式(1)に示す亜鉛の総拡散量ΣDtが0.8×10−9〜4.6×10−9(m2)の範囲になるように加熱する予備拡散加熱処理を行うことを特徴する熱交換器用アルミニウム合金扁平管の製造方法。
ΣDt=ΣD0・exp(−Q/(R・Tn))・Δtn (1)
(式中、Tnは、予備拡散加熱を開始して温度が200℃に到達した時から予備拡散加熱を終了して温度が200℃に到達した時までの総加熱時間を、微小時間Δtn(秒)で区切ったときの各微小時間の温度(K)であり、D0は、1.77×10−5(m2/s)であり、Qは、117000(kJ/mol)であり、Rは、8.3145(J/mol・K)である。) - 前記予備拡散加熱処理を、空気雰囲気中で行うことを特徴する請求項1記載の熱交換器用アルミニウム合金扁平管の製造方法。
- 前記アルミニウム合金が、更に、0.1〜1.2質量%のSi及び0.1〜1.8質量%のMnのうちの1種又は2種を含有することを特徴とする請求項1又は2いずれか1項記載の熱交換器用アルミニウム合金扁平管の製造方法。
- 前記アルミニウム合金が、更に、0.01〜0.3質量%のCr、0.01〜0.3質量%のZr及び0.01〜0.3質量%のTiのうちの1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の熱交換器用アルミニウム合金扁平管の製造方法。
- 請求項1〜4いずれか1項記載の熱交換器用アルミニウム合金扁平管の製造方法により熱交換器用アルミニウム合金扁平管を得、次いで、得られた熱交換器用アルミニウム合金扁平管と、Al−Mn系合金の両面にAl−Si系のろう材をクラッドしたアルミニウム合金製ブレージングフィン材と、を組み合わせた熱交換器コアを、前記予備拡散加熱処理における亜鉛の総拡散量と、該熱交換器コアのろう付け加熱における下記式(2)に示す亜鉛の総拡散量と、の合計が、2×10−9〜5×10−9m2の範囲になるような温度と時間で加熱するろう付け加熱処理を行うことを特徴とする熱交換器コアの製造方法。
ΣDt=ΣD0・exp(−Q/(R・Tn))・Δtn (2)
(式中、Tnは、ろう付け加熱を開始して温度が200℃に到達した時からろう付け加熱を終了して温度が200℃に到達した時までの総加熱時間を、微小時間Δtn(秒)で区切ったときの各微小時間の温度(℃)であり、D0は、1.77×10−5(m2/s)であり、Qは、117000(kJ/mol)であり、Rは、8.3145(J/mol・K)である。)
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