JP7012529B2 - Single-sided wax fin material for heat exchangers and heat exchangers and their manufacturing methods - Google Patents

Single-sided wax fin material for heat exchangers and heat exchangers and their manufacturing methods Download PDF

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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/08Accessories for starting the casting procedure
    • B22D11/081Starter bars

Description

本発明は、熱交換器用片面ろうフィン材および熱交換器とその製造方法に関する。 The present invention relates to a single-sided wax fin material for a heat exchanger, a heat exchanger, and a method for manufacturing the same.

アルミニウム熱交換器には、アルミニウム製の偏平チューブとコルゲートフィンを組み合わせてろう付けにより金属接合するろう付けタイプの熱交換器と、銅管及びフィンを組み合わせてから銅管を拡管し、フィンと銅管を機械的に接合する拡管タイプの熱交換器が知られている。
ろう付けタイプの熱交換器は、偏平管を用いてコルゲート型のフィンを上下から挟み込むようにろう付け接合する構成であるのに対し、拡管タイプの熱交換器は、丸孔を設けたフィンに銅管を差し込み、差し込み後に銅管を機械的に拡管することでフィンと銅管を接合する構成を採用している。
The aluminum heat exchanger is a brazing type heat exchanger that combines a flat aluminum tube and corrugated fins and joins them with metal by brazing, and a copper tube and fins are combined and then the copper tube is expanded to expand the fins and copper. A tube expansion type heat exchanger that mechanically joins tubes is known.
The brazed type heat exchanger has a configuration in which corrugated fins are brazed and joined so as to sandwich the corrugated fins from above and below using a flat tube, whereas the expanded tube type heat exchanger has a fin provided with a round hole. A structure is adopted in which the fins and the copper tube are joined by inserting the copper tube and mechanically expanding the copper tube after the insertion.

コルゲート型フィンを用いた熱交換器用プレート材として、Si、Fe、Cu、Mn、Mgを規定量含み、更に、Cr、Zr、Hf、Ti、Bの1種又は2種以上を規定量含むアルミニウム合金からなる芯材の片面又は両面に、Siを規定量以上含むろう材をクラッドしたブレージングシートが知られている(特許文献1参照)。
このブレージングシートは、ろう付け加熱後の強度、ろう付け性、繰り返し曲げ性に優れた上に耐孔食性にも優れるという特徴を有している。
Aluminum containing a specified amount of Si, Fe, Cu, Mn, and Mg as a plate material for a heat exchanger using a corrugated fin, and further containing one or more of Cr, Zr, Hf, Ti, and B in a specified amount. A brazing sheet in which a brazing material containing a specified amount or more of Si is clad on one side or both sides of a core material made of an alloy is known (see Patent Document 1).
This brazing sheet is characterized by being excellent in strength after brazing and heating, brazing property, repeated bending property, and pitting corrosion resistance.

また、コルゲート型のフィンを用いた熱交換器において、コルゲートフィンをアルミニウム合金製のブレージングシートから構成し、ブレージングシートの芯材に含まれるMn、Si、Fe、Znの1種又は2種以上の含有量を規定し、ろう材層に含まれるSi、Znの量を規定した熱交換器が知られている(特許文献2参照)。
この熱交換器は、ブレージングシートをろう付けした場合、ろう材表面にSiが一部残留し、ここに結露水などが存在すると、Si残渣によりろう材層の表面電位が貴となり、フィンの芯材とろう材層との間に電位差が生じ、フィンの腐食摩耗量が多くなるという不具合を改善している。
Further, in a heat exchanger using corrugated fins, the corrugated fins are made of a brazing sheet made of an aluminum alloy, and one or more of Mn, Si, Fe, and Zn contained in the core material of the brazing sheet. A heat exchanger that defines the content and the amount of Si and Zn contained in the brazing filler metal layer is known (see Patent Document 2).
In this heat exchanger, when a brazing sheet is brazed, some Si remains on the surface of the brazing material, and if dew condensation water or the like is present here, the surface potential of the brazing material layer becomes noble due to the Si residue, and the core of the fin. A potential difference is generated between the material and the brazing material layer, and the problem that the amount of corrosion and wear of the fins increases is improved.

特開平02-050934号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 02-05934 特開2014-084521号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-084521

ろう付けタイプの熱交換器に適用される偏平管では、腐食による冷媒の漏れを抑制するため、偏平管の上下両面に亜鉛溶射層などのような犠牲防食層を設けることがなされているが、偏平管の短側面側には亜鉛溶射層を設けていない構成が一般的である。
偏平管の短側面側に犠牲防食層を設けていない場合、偏平管の上下両面に犠牲防食層を設けていたとしても、短側面側の長さや幅の大きさによっては犠牲防食効果が不充分となり、短側面側の一部に腐食を生じるおそれがある。
また、長期間に渡り、熱交換器の性能を維持するためには、腐食によるフィンの脱落やフィンの伝熱面積の減少を抑制する必要がある。
In flat pipes applied to brazing type heat exchangers, sacrificial anticorrosion layers such as zinc sprayed layers are provided on both the upper and lower sides of the flat pipes in order to suppress leakage of refrigerant due to corrosion. Generally, a zinc sprayed layer is not provided on the short side surface of the flat tube.
If the sacrificial anticorrosion layer is not provided on the short side surface side of the flat tube, even if the sacrifice anticorrosion layer is provided on both the upper and lower sides of the flat tube, the sacrifice anticorrosion effect is insufficient depending on the length and width of the short side surface side. Therefore, there is a risk of corrosion on a part of the short side surface.
Further, in order to maintain the performance of the heat exchanger for a long period of time, it is necessary to suppress the falling off of the fins and the decrease in the heat transfer area of the fins due to corrosion.

本願発明は、これらの背景に鑑み、フィンの耐食性に優れ、長時間使用してもフィンの残存面積が大きいとともに、フィンにろう付けされる偏平管の耐食性を優れたものとすることができ、偏平管に貫通孔が形成され難く、ろう付け性に優れた特徴を有する熱交換器用片面ろうフィン材および熱交換器とその製造方法の提供を目的とする。 In view of these backgrounds, the present invention can make the fins excellent in corrosion resistance, have a large remaining area of the fins even after long-term use, and have excellent corrosion resistance of the flat tube brazed to the fins. It is an object of the present invention to provide a single-sided brazing fin material for a heat exchanger, which is difficult to form a through hole in a flat tube and has excellent brazing properties, a heat exchanger, and a method for manufacturing the same.

本発明の熱交換器用片面ろうフィン材は、チューブに複数のフィンがろう付けされた熱交換器に適用された片面ろうフィン材であり、厚さ方向片面側にのみSiの濃度勾配層を有し、厚さ方向片面側でSi濃度が高く、反対面側でSiを含まないかSi含有量0.15質量%以下の領域を有し、表裏面の電位差が10mV以上生成された片面ろうフィン材から前記フィンが構成され、前記チューブが短側面を有する扁平管であり、前記フィンが前記短側面を除く前記チューブの上面あるいは下面にろう付けされ、前記フィンにおいてSiを含まないかSi含有量0.15質量%以下の領域が、更に、質量%で、Mn:0.7~2%、Zn0.2~3%を含み、残部アルミニウムと不可避不純物の組成を有するアルミニウム合金からなり、前記チューブの短側面側と前記フィンの卑側の電位差が10mV以上あり、前記短側面側よりも前記フィンの卑側が卑である熱交換器に設けられたことを特徴とする。 The single-sided wax fin material for a heat exchanger of the present invention is a single-sided wax fin material applied to a heat exchanger in which a plurality of fins are brazed to a tube, and has a Si concentration gradient layer only on one side in the thickness direction. However, one- sided wax fins having a high Si concentration on one side in the thickness direction, no Si on the other side, or a region having a Si content of 0.15% by mass or less, and a potential difference of 10 mV or more on the front and back surfaces are generated. The fins are made of wood , the tube is a flat tube with short sides, the fins are brazed to the top or bottom of the tube except the short sides, and the fins are Si-free or Si content. The region of 0.15% by mass or less further comprises, in mass %, Mn: 0.7 to 2%, Zn 0.2 to 3%, the balance aluminum and an aluminum alloy having a composition of unavoidable impurities , as described above. It is characterized in that the potential difference between the short side surface side of the tube and the base side of the fin is 10 mV or more, and the heat exchanger is provided with the base side of the fin being baser than the short side surface side.

本発明の熱交換器用片面ろうフィン材において、前記チューブが、質量%で、Si:0.05~1.0% 、Mn:0.1~1.5%、Cu:0.1%未満を含有し、残部不可避不純物およびアルミニウムからなるアルミニウム合金からなることが好ましい。
本発明の熱交換器用片面ろうフィン材において、前記フィンがろう付けされた前記チューブの上面または下面に犠牲陽極層を有することが好ましい。
In the single-sided wax fin material for heat exchanger of the present invention, the tube contains Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.1 to 1.5%, Cu: less than 0.1% in mass%. It is preferably made of an aluminum alloy containing, remaining unavoidable impurities and aluminum .
In the single-sided brazed fin material for heat exchangers of the present invention, it is preferable to have a sacrificial anode layer on the upper surface or the lower surface of the tube to which the fins are brazed .

本発明の熱交換器は、複数のフィンと、これら複数のフィンがろう付けされたチューブとを有し、厚さ方向片面側にのみSi濃度勾配層を有し、厚さ方向片面側でSi濃度が高く、反対面側でSiを含まないかSi含有量0.15質量%以下の領域を有し、表裏面の電位差が10mV以上生成された片面ろうフィン材から前記フィンが構成され、前記チューブが短側面を有する扁平管であり、前記フィンが前記短側面を除く上面あるいは下面にろう付けされ、前記チューブの短側面側と前記フィンの卑側の電位差が10mV以上あり、前記短側面側よりも前記フィンの卑側が卑であり、前記フィンにおいてSiを含まないかSi含有量0.15質量%以下の領域が、更に、質量%で、Mn:0.7~2%、Zn0.2~3%を含み、残部アルミニウムと不可避不純物の組成を有するアルミニウム合金からなることを特徴とする。
本発明の熱交換器において、前記チューブが、質量%で、Si:0.05~1.0% 、Mn:0.1~1.5%、Cu:0.1%未満を含有し、残部不可避不純物およびアルミニウムからなるアルミニウム合金からなることが好ましい。
本発明の熱交換器において、前記フィンがろう付けされた前記チューブの上面または下面に犠牲陽極層を有することが好ましい。
The heat exchanger of the present invention has a plurality of fins and a tube to which the plurality of fins are brazed, has a Si concentration gradient layer only on one side in the thickness direction, and Si on one side in the thickness direction. The fin is composed of a single-sided wax fin material having a high concentration , containing no Si on the opposite surface side, or having a region having a Si content of 0.15% by mass or less, and having a potential difference of 10 mV or more on the front and back surfaces. The tube is a flat tube having a short side surface, the fins are brazed to the upper surface or the lower surface excluding the short side surface, the potential difference between the short side surface side of the tube and the base side of the fin is 10 mV or more, and the short side surface side. The base side of the fin is more base than the fin, and the region of the fin containing no Si or having a Si content of 0.15% by mass or less is further mass%, Mn: 0.7 to 2%, Zn0.2. It is characterized by being composed of an aluminum alloy containing up to 3% and having a composition of residual aluminum and unavoidable impurities.
In the heat exchanger of the present invention, the tube contains Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.1 to 1.5%, Cu: less than 0.1% in mass%, and the balance. It is preferably made of an aluminum alloy consisting of unavoidable impurities and aluminum.
In the heat exchanger of the present invention, it is preferable to have a sacrificial anode layer on the upper surface or the lower surface of the tube to which the fins are brazed.

本発明に係る熱交換器の製造方法は、質量%で、Mn:0.7~2%、Zn0.2~3%、残部アルミニウムと不可避不純物の組成を有するアルミニウム合金からなる芯材の片面側のみに、質量% で、Si:2~12%、Zn:0.3% 以下、Sr:0.01~0.1%を含むSi含有層を有する熱交換器用片面ろうフィン材を用い、短側面を有する扁平管のチューブに対し、前記短側面を除く上面あるいは下面に前記片面ろうフィン材をろう付けする熱交換器の製造方法であって、ろう付け後に、前記片面ろうフィン材のその厚さ方向片面側でSi濃度が高く、反対面側でSi濃度が低いSiの濃度勾配を生成し、前記片面ろうフィン材の表裏面の電位差を10mV以上生成することを特徴とする
本発明に係る熱交換器の製造方法は、前記チューブとして、質量%で、Si:0.05~1.0% 、Mn:0.1~1.5%、Cu:0.1%未満を含有し、残部不可避不純物およびアルミニウムからなるアルミニウム合金からなるチューブを用いることを特徴とする。
本発明に係る熱交換器の製造方法において、前記フィンがろう付けされた前記チューブの上面または下面に犠牲陽極層を形成することが好ましい。
The method for manufacturing a heat exchanger according to the present invention is one side of a core material made of an aluminum alloy having a composition of Mn: 0.7 to 2%, Zn 0.2 to 3%, balance aluminum and unavoidable impurities in% by mass. Only a single-sided wax fin material for heat exchangers having a Si-containing layer containing Si: 2 to 12%, Zn: 0.3% or less, and Sr: 0.01 to 0.1% in mass% is used and short. A method for manufacturing a heat exchanger in which the one-sided brazing filler metal is brazed to the upper surface or the lower surface excluding the short side surface of a flat tube having a side surface, and the thickness of the one-sided brazing filler metal after brazing. It is characterized in that a concentration gradient of Si having a high Si concentration on one side in the longitudinal direction and a low Si concentration on the opposite side is generated, and a potential difference between the front and back surfaces of the one-sided wax fin material is generated by 10 mV or more .
In the method for manufacturing a heat exchanger according to the present invention, the tube is made of Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.1 to 1.5%, Cu: less than 0.1% in mass%. It is characterized by using a tube containing an aluminum alloy containing unavoidable impurities and aluminum.
In the method for manufacturing a heat exchanger according to the present invention, it is preferable to form a sacrificial anode layer on the upper surface or the lower surface of the tube to which the fins are brazed.

本発明の熱交換器用フィン材であるならば、芯材の片面側のみにSi含有層を有し、ろう付け後に、その厚さ方向片面側でSi濃度が高く、反対面側でSi濃度が低いSiの濃度勾配を生成でき、表裏面の電位差を10mV以上生成するので、フィン材にろう付けされる熱交換器用チューブの電位に対しフィン材を電位的に卑とすることができ、フィン材を面状腐食とすることができる。このため、フィン材にろう付けされるチューブを防食することができ、チューブの腐食が進行し難くなるので、長期間使用しても腐食によりチューブに貫通孔が生成され難い構造を提供できる。よって、チューブからの冷媒漏れなどを生じ難い熱交換器を提供できる。
また、フィンの芯材を電位的に卑として面状腐食とすることができ、フィンの伝熱面積を長期間維持し、優れた熱交換性能を長期間維持することができ、更にフィン脱落も生じ難い熱交換器を提供できる。
In the case of the fin material for heat exchanger of the present invention, the Si-containing layer is provided only on one side of the core material, and after brazing, the Si concentration is high on one side in the thickness direction and the Si concentration is high on the opposite side. Since a low Si concentration gradient can be generated and a potential difference between the front and back surfaces is generated by 10 mV or more, the fin material can be potentially based with respect to the potential of the heat exchanger tube brazed to the fin material. Can be surface corrosion. Therefore, the tube brazed to the fin material can be prevented from corroding, and corrosion of the tube is less likely to proceed. Therefore, it is possible to provide a structure in which through holes are less likely to be formed in the tube due to corrosion even after long-term use. Therefore, it is possible to provide a heat exchanger that is less likely to cause refrigerant leakage from the tube.
In addition, the core material of the fin can be potentially based to cause planar corrosion, the heat transfer area of the fin can be maintained for a long period of time, excellent heat exchange performance can be maintained for a long period of time, and the fin can also fall off. It is possible to provide a heat exchanger that is unlikely to occur.

フィンに偏平管をろう付けした熱交換器を構成した場合、偏平管の表裏面に犠牲陽極層を設けた構成を採用することで偏平管の表裏面側の防食効果を得ることができる。偏平管の短側面側に犠牲陽極層を設けていない場合、偏平管の表裏面側の犠牲防食層の犠牲防食効果が偏平管の短側面側全面には及ばないおそれがある。ここで、偏平管の短側面側の電位より、その周囲のフィンの芯材面が電位的に卑となるのでフィンの芯材が面状に腐食することで偏平管の短側面側の腐食を抑制できる。このため、優れた熱交換性能を長期間維持することができる熱交換器を提供できる。 When a heat exchanger in which a flat tube is brazed to fins is configured, the anticorrosion effect on the front and back sides of the flat tube can be obtained by adopting a configuration in which a sacrificial anode layer is provided on the front and back surfaces of the flat tube. If the sacrificial anode layer is not provided on the short side surface side of the flat tube, the sacrificial anticorrosion effect of the sacrificial anticorrosion layer on the front and back sides of the flat tube may not reach the entire short side surface side of the flat tube. Here, since the core material surface of the fins around it is potentially lower than the potential on the short side surface side of the flat tube, the fin core material corrodes in a planar manner, causing corrosion on the short side surface side of the flat tube. Can be suppressed. Therefore, it is possible to provide a heat exchanger capable of maintaining excellent heat exchange performance for a long period of time.

本発明に係るフィン材をチューブにろう付けして得られた熱交換器の一例を示す正面図である。It is a front view which shows an example of the heat exchanger obtained by brazing the fin material which concerns on this invention to a tube. 同熱交換器において、ヘッダーパイプ、チューブ及びフィン材を組み立ててろう付けした状態を示す部分拡大断面図である。It is a partially enlarged sectional view which shows the state which the header pipe, the tube and the fin material were assembled and brazed in the same heat exchanger. 同熱交換器において、ろう付け前にヘッダーパイプ、チューブ及びフィン材を組み立てた状態を示す部分拡大断面図である。It is a partially enlarged sectional view which shows the state which the header pipe, the tube and the fin material were assembled in the same heat exchanger before brazing. 同熱交換器において、ろう付け前に組み立てたチューブとフィン材を示す部分拡大図である。It is a partially enlarged view which shows the tube and fin material assembled before brazing in the same heat exchanger. 同熱交換器において、ろう付け前に組み立てたチューブとフィン材を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the tube and fin material which were assembled before brazing in the same heat exchanger. 同熱交換器において、ろう付け後のチューブの上に設置されたフィンの一部を示す簡略図である。It is a simplified figure which shows a part of the fins installed on the tube after brazing in the same heat exchanger. 同熱交換器において、ろう付け後のチューブの下に設置されたフィンの一部を示す簡略図である。It is a simplified figure which shows a part of the fins installed under the tube after brazing in the heat exchanger. 実施例に係る熱交換器用フィンにおいてその厚さ方向におけるSiとZnとMnの濃度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the concentration distribution of Si, Zn and Mn in the thickness direction in the fin for a heat exchanger which concerns on an Example. 比較例に係る熱交換器用フィンにおいてその厚さ方向におけるSiとZnとMnの濃度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the concentration distribution of Si, Zn and Mn in the thickness direction in the fin for a heat exchanger which concerns on a comparative example.

以下、添付図面に示す第1実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明に係わるフィン材を適用した熱交換器の一例を示すものである。この熱交換器100は左右に離間し平行に配置されたヘッダーパイプ1、2と、これらのヘッダーパイプ1、2の間に相互に間隔を保って平行に、かつ、ヘッダーパイプ1、2に対して直角に接合された複数の扁平状のチューブ(偏平管)3と、各チューブ3にろう付けされた波形のフィン(コルゲートフィン)4を主体として構成されている。ヘッダーパイプ1、2、チューブ3及びフィン4は、後述するアルミニウム合金から構成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the first embodiment shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an example of a heat exchanger to which a fin material according to the present invention is applied. The heat exchanger 100 is parallel to the header pipes 1 and 2 arranged in parallel to the left and right, and the header pipes 1 and 2 are spaced apart from each other and parallel to the header pipes 1 and 2. It is mainly composed of a plurality of flat tubes (flat tubes) 3 joined at right angles and corrugated fins (corrugated fins) 4 brazed to each tube 3. The header pipes 1 and 2, the tube 3 and the fin 4 are made of an aluminum alloy described later.

より詳細には、ヘッダーパイプ1、2の相対向する側面に図2、図3に示すように複数のスリット6が各パイプの長さ方向に定間隔で形成され、これらヘッダーパイプ1、2の相対向するスリット6にチューブ3の端部を挿通してヘッダーパイプ1、2間にチューブ3が架設されている。また、ヘッダーパイプ1、2間に所定間隔で架設された複数のチューブ3、3の間にフィン4が配置され、これらのフィン4がチューブ3の表面側あるいは裏面側にろう付されている。
即ち、図2に示す如く、ヘッダーパイプ1、2のスリット6に対してチューブ3の端部を挿通した部分においてろう材により第1のフィレット部8が形成され、ヘッダーパイプ1、2に対しチューブ3がろう付されている。また、波形のフィン4において波の頂点の部分を隣接するチューブ3の表面または裏面に対向させてそれらの間の部分に生成されたろう材により第2のフィレット部9が形成され、チューブ3の表面側と裏面側に波形のフィン4がろう付されている。
More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of slits 6 are formed on the opposite side surfaces of the header pipes 1 and 2 at regular intervals in the length direction of each pipe, and the header pipes 1 and 2 have a plurality of slits 6. The tube 3 is erected between the header pipes 1 and 2 by inserting the end portion of the tube 3 into the slits 6 facing each other. Further, fins 4 are arranged between a plurality of tubes 3 and 3 erected between the header pipes 1 and 2 at predetermined intervals, and these fins 4 are brazed to the front surface side or the back surface side of the tubes 3.
That is, as shown in FIG. 2, the first fillet portion 8 is formed by the brazing material at the portion where the end portion of the tube 3 is inserted through the slit 6 of the header pipes 1 and 2, and the tube is formed with respect to the header pipes 1 and 2. 3 is brazed. Further, in the corrugated fin 4, the apex portion of the wave is opposed to the front surface or the back surface of the adjacent tube 3, and the brazing material generated in the portion between them forms the second fillet portion 9, and the surface of the tube 3 is formed. Corrugated fins 4 are brazed on the side and the back surface side.

本実施形態の熱交換器100は、後述する製造方法において詳述するように、ヘッダーパイプ1、2とそれらの間に架設された複数のチューブ3と複数のフィン材4Aとを組み付けて図3に示す如く熱交換器組立体101を形成し、これを加熱してろう付けすることにより製造されたものである。なお、ろう付け時の加熱によってチューブ3の表面側と裏面側には後に詳述するZn溶融拡散層からなる犠牲陽極層3Eが形成されている。また、フィン材4Aはろう付けによりフィン4となる。 In the heat exchanger 100 of the present embodiment, as described in detail in the manufacturing method described later, the header pipes 1 and 2 and a plurality of tubes 3 erected between them and a plurality of fin materials 4A are assembled in FIG. 3 As shown in the above, the heat exchanger assembly 101 is formed, and the heat exchanger assembly 101 is heated and brazed to obtain the heat exchanger assembly 101. By heating during brazing, a sacrificial anode layer 3E made of a Zn melt diffusion layer, which will be described in detail later, is formed on the front surface side and the back surface side of the tube 3. Further, the fin material 4A becomes a fin 4 by brazing.

ろう付前のチューブ3には、図3、図4に示すようにフィン材4Aが当接される表面側と裏面側に、Si粉末:1~5g/m、Zn含有フラックス(KZnF):3.0~20g/m、バインダー(例えば、アクリル系樹脂):0.5~8.5g/mからなるろう付用塗膜7が塗布されている。また、ろう付け前のフィン材4Aは、芯材4aの片面側にのみSi含有層4bが形成されている。図3に示す形態ではチューブ3の下方に組み付けられているフィン材4Aの上端部にSi含有層4bが配置され、チューブ3の上方に組み付けられているフィン材4Aの下端部にSi含有層4bが配置されている。このため、チューブ3の上面側のフィン材4においてその下端部の芯材4aがろう付用塗膜7に接するように配置され、チューブ3の下面側のフィン材4においてその上端部のSi含有層4bがろう付用塗膜7に接するように配置されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the tube 3 before brazing has Si powder: 1 to 5 g / m 2 and a Zn-containing flux (KZnF 3 ) on the front surface side and the back surface side where the fin material 4A is abutted. A brazing coating film 7 composed of: 3.0 to 20 g / m 2 and a binder (for example, acrylic resin): 0.5 to 8.5 g / m 2 is applied. Further, in the fin material 4A before brazing, the Si-containing layer 4b is formed only on one side of the core material 4a. In the form shown in FIG. 3, the Si-containing layer 4b is arranged at the upper end of the fin material 4A assembled below the tube 3, and the Si-containing layer 4b is arranged at the lower end of the fin material 4A assembled above the tube 3. Is placed. Therefore, the core material 4a at the lower end of the fin material 4 on the upper surface side of the tube 3 is arranged so as to be in contact with the brazing coating film 7, and the fin material 4 on the lower surface side of the tube 3 contains Si at the upper end. The layer 4b is arranged so as to be in contact with the brazing coating film 7.

本実施形態のチューブ3は、図5に示すように幅に対して高さ(厚さ)が小さい偏平管形状であり、その内部に複数の冷媒通路3Cが形成されるとともに、平坦な表面(上面)3A及び裏面(下面)3Bと、これら表面3A及び裏面3Bに隣接する短側面3Dとを具備する偏平多穴管とされている。チューブ3において左右に隣接する冷媒通路3Cの間は隔壁3Fにより仕切られている。本実施形態にあっては、ろう付前のチューブ3の表面3Aと裏面3Bにろう付用塗膜7が塗布されているが、短側面3Dにはろう付用塗膜7が塗布されていない。 As shown in FIG. 5, the tube 3 of the present embodiment has a flat tube shape having a small height (thickness) with respect to the width, a plurality of refrigerant passages 3C are formed therein, and a flat surface (a flat surface). It is a flat multi-hole tube including an upper surface) 3A and a back surface (lower surface) 3B, and a short side surface 3D adjacent to the front surface 3A and the back surface 3B. In the tube 3, the refrigerant passages 3C adjacent to the left and right are partitioned by a partition wall 3F. In the present embodiment, the brazing coating film 7 is applied to the front surface 3A and the back surface 3B of the tube 3 before brazing, but the brazing coating film 7 is not applied to the short side surface 3D. ..

以下、ろう付用塗膜7を構成する組成物について説明する。
<Si粉末>
Si粉末は、チューブ3を構成するAlと反応し、フィン4とチューブ3を接合するろうを形成するが、ろう付時にSi粉末が溶融してろう液となる。このろう液にフラックス中のZnが拡散し、チューブ3の表面に均一に広がる。液相であるろう液内でのZnの拡散速度は固相内の拡散速度より著しく大きいので、チューブ3表面のZn濃度がほぼ均一となり、これにより均一なZn溶融拡散層(犠牲陽極層)3Eが形成され、チューブ3の耐食性を向上することができる。
Hereinafter, the composition constituting the brazing coating film 7 will be described.
<Si powder>
The Si powder reacts with Al constituting the tube 3 to form a wax that joins the fin 4 and the tube 3, but the Si powder melts into a brazing liquid at the time of brazing. Zn in the flux diffuses in this waxy liquid and spreads uniformly on the surface of the tube 3. Since the diffusion rate of Zn in the brazing solution, which is the liquid phase, is significantly higher than the diffusion rate in the solid phase, the Zn concentration on the surface of the tube 3 becomes almost uniform, whereby the uniform Zn melt diffusion layer (sacrificial anode layer) 3E. Is formed, and the corrosion resistance of the tube 3 can be improved.

「Si粉末塗布量:1~5g/m
Si粉末の塗布量が1g/m未満であると、ろう付性が低下する。一方、Si粉末の塗布量が5g/mを超えると、過剰なろう形成によりフィレットにZnが濃縮しやすくなり、未反応Si残渣が発生するとともに、チューブの腐食深さが大きくなり、フィンの分離を防止しようとする目的の効果が得られない。このため、塗膜におけるSi粉末の含有量は1~5g/mとする。好ましくは、塗膜におけるSi粉末の含有量は、1.5~4.5g/m、より好ましくは2.0~4.0g/mである。ここで用いるSi粉末の粒径は、一例としてD(99)で15μm以下である。D(99)は小径粒側からの体積基準の積算粒度分布が99%となる径である。
"Si powder coating amount: 1 to 5 g / m 2 "
If the coating amount of Si powder is less than 1 g / m 2 , the brazing property is lowered. On the other hand, when the coating amount of Si powder exceeds 5 g / m 2 , Zn is likely to be concentrated in the fillet due to excessive brazing, unreacted Si residue is generated, the corrosion depth of the tube is increased, and the fins are formed. The desired effect of trying to prevent separation cannot be obtained. Therefore, the content of Si powder in the coating film is set to 1 to 5 g / m 2 . Preferably, the content of the Si powder in the coating film is 1.5 to 4.5 g / m 2 , more preferably 2.0 to 4.0 g / m 2 . The particle size of the Si powder used here is, for example, D (99) of 15 μm or less. D (99) is a diameter at which the volume-based integrated particle size distribution from the small diameter grain side is 99%.

<Zn含有フラックス、非Zn含有フラックス>
Zn含有フラックスは、ろう付に際し、チューブ3の表面に犠牲陽極層3Eを形成し、耐孔食性を向上させる効果がある。また、ろう付時にチューブ3の表面の酸化物を除去し、ろうの広がり、ぬれを促進してろう付性を向上させる作用を有する。このZn含有フラックスは、Znを含まないフラックスに比べ活性度が高いので、比較的微細なSi粉末を用いても良好なろう付け性が得られる。
非Zn含有フラックスは、KAlF6+KAlFなる組成のものや、LiF、KF、CaF、AlF、K2SiF6等のフッ化物系に加えて、KCl、BaCl、NaCl等の塩化物系がある。市販されている商品(製品)では、例えば、フッ化物系フラックスあるいはフルオロアルミン酸カリウム系のフラックスがあり、4フッ化カリウムアルミニウムを主成分とするフラックスであり、添加物を加えた種々の組成が知られており、KAlF6+KAlFなる組成のものや、Cs(x)(y)(z)などを例示できる。また、他に、LiF、KF、CaF、AlF、KAlF・5HO等のフッ化物を添加したフッ化物系フラックスあるいはフルオロアルミン酸カリウム系のフラックスを用いることもできる。
Zn含有フラックスを用いるか、Zn含有フラックスに加えてこれらの非Zn含有フラックスを添加することでろう付け性向上に寄与する。
<Zn-containing flux, non-Zn-containing flux>
The Zn-containing flux has the effect of forming a sacrificial anode layer 3E on the surface of the tube 3 during brazing and improving pitting corrosion resistance. Further, it has an effect of removing oxides on the surface of the tube 3 at the time of brazing, promoting the spread and wetting of the brazing, and improving the brazing property. Since this Zn-containing flux has higher activity than the Zn-free flux, good brazing property can be obtained even if a relatively fine Si powder is used.
The non-Zn-containing flux has a composition of K 3 AlF 6 + KAlF 4 , or a fluoride system such as LiF, KF, CaF 2 , AlF 3 , K 2 SiF 6 , and chlorides such as KCl, BaCl, and NaCl. There is a system. Commercially available products (products) include, for example, a fluoride-based flux or a potassium fluoroaluminate-based flux, which is a flux containing potassium tetrafluoroaluminum as a main component and has various compositions to which additives are added. It is known, and examples thereof include those having a composition of K 3 AlF 6 + KAlF 4 and Cs (x) K (y) F (z) . In addition, a fluoride-based flux or a potassium fluoroaluminate-based flux to which a fluoride such as LiF, KF, CaF 2 , AlF 3 , K 2 AlF 5.5H 2 O or the like is added can also be used.
By using a Zn-containing flux or adding these non-Zn-containing fluxes in addition to the Zn-containing flux, it contributes to the improvement of brazing property.

「Zn含有フラックス塗布量:3.0~20g/m
Zn含有フラックスの塗布量が3.0g/m未満であると、犠牲陽極層の形成が不十分になり、第1のフィレット部8の耐食性が低下する。一方、塗布量が20g/mを超えると、フィレット部におけるZn濃縮が顕著になり、フィレット部の耐食性が低下して、フィン分離を加速する。このため、Zn含有フラックスの塗布量を3.0~20g/mとする。
Zn含有フラックスは、KZnFを主体として用いることが好ましいが、KZnFに、必要に応じて、K1-3AlF4-6、Cs0.021-2AlF4-5、AlF、KF、KSiFなどのZnを含有しないフラックスを混合した混合型のフラックスを用いても良い。塗布量はZn含有フラックスが3.0~20g/mの範囲であれば良い。
なお、本明細書において数値範囲を表示するために、上限値と下限値を「~」を用いて連続表記した場合、特に説明しない限り、上限値と下限値を含むものとする。このため、3.0~20g/mは3.0g/m以上20g/m以下を意味する。
"Zn-containing flux coating amount: 3.0 to 20 g / m 2 "
If the coating amount of the Zn-containing flux is less than 3.0 g / m 2 , the formation of the sacrificial anode layer becomes insufficient, and the corrosion resistance of the first fillet portion 8 is lowered. On the other hand, when the coating amount exceeds 20 g / m 2 , Zn concentration in the fillet portion becomes remarkable, the corrosion resistance of the fillet portion is lowered, and fin separation is accelerated. Therefore, the coating amount of the Zn-containing flux is set to 3.0 to 20 g / m 2 .
It is preferable to use KZnF 3 as the main component of the Zn-containing flux, but KZnF 3 can be used as K1-3 AlF 4-6 , Cs 0.02 K1-2 AlF 4-5 , AlF 3 , if necessary. A mixed type flux in which a Zn-free flux such as KF or K 2 SiF 6 is mixed may be used. The coating amount may be as long as the Zn-containing flux is in the range of 3.0 to 20 g / m 2 .
In addition, in order to display the numerical range in the present specification, when the upper limit value and the lower limit value are continuously expressed by using "-", the upper limit value and the lower limit value are included unless otherwise specified. Therefore, 3.0 to 20 g / m 2 means 3.0 g / m 2 or more and 20 g / m 2 or less.

「非Zn含有フラックス塗布量:1~10g/m
非Zn含有フラックス塗布量が1g/m未満であると、非Zn含有フラックスを添加した効果が得られず、非Zn含有フラックス塗布量が10g/mを超えると、ろうの流動性が過剰に向上する事によって想定以上のZnがフィレットに濃縮して、フィン剥離に繋がる問題がある。
"Non-Zn-containing flux coating amount: 1 to 10 g / m 2 "
If the non-Zn-containing flux coating amount is less than 1 g / m 2 , the effect of adding the non-Zn-containing flux cannot be obtained, and if the non-Zn-containing flux coating amount exceeds 10 g / m 2 , the fluidity of the wax is excessive. There is a problem that Zn is concentrated in the fillet more than expected due to the improvement to the above, which leads to fin peeling.

<バインダー>
ろう付用塗膜7には、Si粉末、Zn含有フラックス、非Zn含有フラックスに加えてバインダーを含む。また、非Zn含有フラックスは略しても良い。バインダーの例としては、好適にはアクリル系樹脂を挙げることができる。
「バインダー塗布量:0.2~8.3g/m
バインダーの塗布量が0.2g/m未満であると、塗膜硬度が低下し、加工性(耐塗膜剥離性)が低下する。一方、バインダーの塗布量が8.3g/mを超えると、塗膜未反応によるフィレット未形成の影響でろう付性が低下する。このため、バインダーの塗布量は、0.2~8.3g/mとすることが好ましい。なお、バインダーは、通常、ろう付の際の加熱により蒸散する。
<Binder>
The brazing coating film 7 contains a binder in addition to Si powder, a Zn-containing flux, and a non-Zn-containing flux. Further, the non-Zn-containing flux may be omitted. As an example of the binder, an acrylic resin can be preferably mentioned.
"Binder coating amount: 0.2 to 8.3 g / m 2 "
When the coating amount of the binder is less than 0.2 g / m 2 , the hardness of the coating film is lowered and the processability (peeling resistance of the coating film) is lowered. On the other hand, when the coating amount of the binder exceeds 8.3 g / m 2 , the brazing property is lowered due to the influence of the fillet not formed due to the unreacted coating film. Therefore, the coating amount of the binder is preferably 0.2 to 8.3 g / m 2 . The binder is usually transpired by heating during brazing.

Si粉末、Zn粉末、Zn含有フラックス及びバインダー、あるいはこれらに非Zn含有フラックスを添加したろう付組成物の塗布方法は、本発明において特に限定されるものではなく、スプレー法、シャワー法、フローコータ法、ロールコータ法、刷毛塗り法、浸漬法、静電塗布法などの適宜の方法によって行うことができる。また、ろう付組成物の塗布領域は、チューブ3の全表面としてもよく、また、チューブ3の一部表面または裏面とするものであってもよく、要は、少なくともフィン4をろう付するのに必要なチューブ3の表面領域または裏面領域に塗布されていればよい。また、前記ろう付け用組成物をチューブ3に塗布するために、ろう付け用組成物に3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノールやイソプロピルアルコールなどの溶剤を適宜添加して粘度を調整し、上述の塗布法によって塗布できるようにすることが好ましい。 The method for applying the brazed composition obtained by adding Si powder, Zn powder, Zn-containing flux and binder, or non-Zn-containing flux to these is not particularly limited in the present invention, and the spray method, shower method, and flow coater are not particularly limited. It can be carried out by an appropriate method such as a method, a roll coater method, a brush coating method, a dipping method, or an electrostatic coating method. Further, the coating region of the brazing composition may be the entire front surface of the tube 3 or a partial front surface or back surface of the tube 3, and the point is that at least the fins 4 are brazed. It suffices if it is applied to the front surface region or the back surface region of the tube 3 required for the above. Further, in order to apply the brazing composition to the tube 3, a solvent such as 3-methoxy-3-methyl-1-butanol or isopropyl alcohol is appropriately added to the brazing composition to adjust the viscosity. It is preferable to enable coating by the above-mentioned coating method.

チューブ3は、質量%で、Si:0.05~1.0%、Mn:0.1~1.5%、Cu:0.1%未満を含有し、残部不可避不純物およびアルミニウムからなるアルミニウム合金などからなる。チューブ3は、これらのアルミニウム合金を押出し加工することによって作製されたものである。
以下、チューブ3を構成するアルミニウム合金の各構成元素の限定理由について説明する。
The tube 3 is an aluminum alloy containing Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.1 to 1.5%, Cu: less than 0.1% by mass, and the balance is unavoidable impurities and aluminum. And so on. The tube 3 is made by extruding these aluminum alloys.
Hereinafter, the reasons for limiting each constituent element of the aluminum alloy constituting the tube 3 will be described.

<Si:0.05~1.0%>
SiはMnと同様に強度向上効果を有する元素である。
Siの含有量が0.05%未満では、強度向上の効果が不十分である。一方、Siが1.0%を超えて含有されると、押出性が低下する。従って本発明におけるチューブ3のSi含有量は、0.05~1.0%に設定することが好ましい。
<Mn:0.1~1.5%>
Mnは、チューブ3の耐食性を向上するとともに、機械的強度を向上させる元素である。また、Mnは、押出し成形時の押出性を向上する効果をも有する。更にMnは、ろうの流動性を抑制し、フィレットとチューブ表面のZn濃度差を小さくする効果がある。
Mnの含有量が0.1%未満では、耐食性及び強度向上の効果が不十分であり、ろうの流動性を抑制する効果も低下する。一方、Mnを1.5%を超えて含有させると、押出圧力増により押出性が低下する。従って本発明におけるMn含有量は、0.1~1.5%にすることが好ましい。
<Si: 0.05-1.0%>
Si is an element having a strength improving effect like Mn.
If the Si content is less than 0.05%, the effect of improving the strength is insufficient. On the other hand, if Si is contained in an amount of more than 1.0%, the extrudability is lowered. Therefore, the Si content of the tube 3 in the present invention is preferably set to 0.05 to 1.0%.
<Mn: 0.1-1.5%>
Mn is an element that improves the corrosion resistance of the tube 3 and also improves the mechanical strength. Mn also has the effect of improving the extrudability during extrusion molding. Further, Mn has the effect of suppressing the fluidity of wax and reducing the difference in Zn concentration between the fillet and the tube surface.
If the Mn content is less than 0.1%, the effect of improving corrosion resistance and strength is insufficient, and the effect of suppressing the fluidity of wax is also reduced. On the other hand, if Mn is contained in an amount of more than 1.5%, the extrudability is lowered due to the increase in extrusion pressure. Therefore, the Mn content in the present invention is preferably 0.1 to 1.5%.

<Cu:0.1%未満>
Cuは、チューブ3の耐食性に影響を与える元素であり、0.1%未満では問題ないが0.1%以上含有させると自己腐食速度の増加により耐食性が低下し、チューブ表面の犠牲陽極層作製が困難になる傾向となる。
<Cu: less than 0.1%>
Cu is an element that affects the corrosion resistance of the tube 3, and if it is less than 0.1%, there is no problem, but if it is contained in 0.1% or more, the corrosion resistance decreases due to the increase in the self-corrosion rate, and a sacrificial anode layer on the tube surface is prepared. Tends to be difficult.

次に、フィン材4Aについて説明する。ろう付け前のフィン材4Aは、芯材4aと芯材4aの片面側のみに積層されたSi含有層4bとからなる。
芯材4aは、質量%で、Mn:0.7~2%を含有し、残部不可避不純物およびアルミニウムからなるアルミニウム合金から形成されていることが好ましい。また、芯材4aは、質量%で、Mn:0.7~2%、Zn:0.2~3%を含有し、残部不可避不純物およびアルミニウムからなるアルミニウム合金から形成されていても良い。なお、前記アルミニウム合金において、Fe:0.2%以下、あるいは、Si:0.15%以下であることが好ましい。
以下、芯材4aを構成するアルミニウム合金の各構成元素含有量とそれらの限定理由について個別に説明する。
Next, the fin material 4A will be described. The fin material 4A before brazing is composed of a core material 4a and a Si-containing layer 4b laminated only on one side of the core material 4a.
The core material 4a preferably contains Mn: 0.7 to 2% in mass% and is formed of an aluminum alloy composed of the balance unavoidable impurities and aluminum. Further, the core material 4a may be formed of an aluminum alloy containing Mn: 0.7 to 2% and Zn: 0.2 to 3% in mass%, and the balance is unavoidable impurities and aluminum. In the aluminum alloy, Fe: 0.2% or less, or Si: 0.15% or less is preferable.
Hereinafter, the content of each constituent element of the aluminum alloy constituting the core material 4a and the reasons for their limitation will be individually described.

<Mn:0.7~2%>
Mnはフィン3を構成するアルミニウム合金の強度に影響があり、0.7%未満では強度低下によりプレス成型性に劣り、2%を超える含有量では強度が高くプレス成型性に劣り、生産性に問題を生じ易い。
<Zn:0.2~3%>
Znはフィン3を構成するアルミニウム合金の耐食性(犠牲防食効果)に影響があり、0.2%未満では犠牲防食効果が不足し、3%を超える含有量では自己腐食速度の劣化から、犠牲防食効果の不足になり易いなどの問題がある。
<Mn: 0.7-2%>
Mn affects the strength of the aluminum alloy constituting the fin 3, and if it is less than 0.7%, the strength is lowered and the press formability is inferior. Prone to problems.
<Zn: 0.2 to 3%>
Zn affects the corrosion resistance (sacrificial anticorrosion effect) of the aluminum alloy constituting the fin 3. If the content is less than 0.2%, the sacrificial anticorrosion effect is insufficient, and if the content exceeds 3%, the self-corrosion rate deteriorates. There is a problem that the effect tends to be insufficient.

<Fe:0.2%以下>
Feはフィン3を構成するアルミニウム合金の自己耐食性に影響があり、0.2%を超える含有量では自己腐食速度の劣化から、犠牲防食効果の不足になり易い。
<Si:0.15%以下>
Siはフィン3を構成するアルミニウム合金の強度に影響があり、0.15%を超える含有量では、心材との電位差が得られにくくなるという面で問題がある。
<Fe: 0.2% or less>
Fe has an effect on the self-corrosion resistance of the aluminum alloy constituting the fin 3, and if the content exceeds 0.2%, the self-corrosion rate deteriorates, and the sacrificial anticorrosion effect tends to be insufficient.
<Si: 0.15% or less>
Si affects the strength of the aluminum alloy constituting the fin 3, and if the content exceeds 0.15%, there is a problem in that it becomes difficult to obtain a potential difference from the core material.

以下、Si含有層4bを構成するアルミニウム合金の各構成元素含有量とそれらの限定理由について説明する。
Si含有層4bは、質量%でSi:2~12%を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物の組成を有するアルミニウム合金からなることが好ましい。また、このアルミニウム合金において、Zn:0.3%以下、あるいは、Sr:0.01~0.1%を含んでいても良い。
<Si:2~12%>
SiはSi含有層4b中にSi粒子として含まれる。Si含有層4b中にSiを2~12%含有させるのは、SiがSi含有層4bの融点を下げ、溶融ろうとしての流動性を高めるとともに、ろう付け時の加熱温度で溶融したSi含有層から芯材4aの厚さ方向にSiを拡散させ、ろう付け後のフィン4の厚さ方向にSi濃度の傾斜を生成するためである。Si濃度の傾斜を生成することでSi含有層4bを設けた側のフィン4の表面とSi含有層4bを設けていない側のフィン4の表面の電位差を10mV以上生成することができる。
Hereinafter, the content of each constituent element of the aluminum alloy constituting the Si-containing layer 4b and the reason for their limitation will be described.
The Si-containing layer 4b is preferably made of an aluminum alloy containing Si: 2 to 12% by mass and having a composition of the balance aluminum and unavoidable impurities. Further, in this aluminum alloy, Zn: 0.3% or less, or Sr: 0.01 to 0.1% may be contained.
<Si: 2-12%>
Si is contained as Si particles in the Si-containing layer 4b. The reason why Si is contained in the Si-containing layer 4b at 2 to 12% is that Si lowers the melting point of the Si-containing layer 4b, enhances the fluidity to be melted, and is the Si-containing layer melted at the heating temperature at the time of brazing. This is because Si is diffused in the thickness direction of the core material 4a to generate an inclination of the Si concentration in the thickness direction of the brazed fin 4. By generating the inclination of the Si concentration, the potential difference between the surface of the fin 4 on the side provided with the Si-containing layer 4b and the surface of the fin 4 on the side not provided with the Si-containing layer 4b can be generated by 10 mV or more.

<Zn:0.3%以下>
Zn含有量を0.3%以下とするのは、Si含有層との電位差を取りやすくし、面状腐食の効果を得るためである。
<Sr:0.01~0.1%>
Srは、Si含有層4b中に添加することによりSi粒子を微細化する効果を奏する。また、SrはマトリックスのSi固溶量を大きくするので、電位を貴にできる。これにより、フィン4とチューブ3の電位差を設け易くすることができる。
<Zn: 0.3% or less>
The reason why the Zn content is set to 0.3% or less is that the potential difference from the Si-containing layer can be easily taken and the effect of planar corrosion can be obtained.
<Sr: 0.01-0.1%>
Sr has the effect of miniaturizing Si particles by adding it to the Si-containing layer 4b. Further, since Sr increases the amount of Si solid solution in the matrix, the potential can be increased. This makes it easy to provide a potential difference between the fin 4 and the tube 3.

フィン材4Aは、上記組成を有する芯材4a用のアルミニウム合金とSi含有層4b用のアルミニウム合金を個々に常法により溶製し、熱間圧延工程、冷間圧延工程などを経て、積層し、積層板を必要幅に切断後、波形形状に加工して得られる。なお、フィン材4Aの製造方法は、本発明としては特に限定をされるものではなく、既知の製法を適宜採用することができる。 In the fin material 4A, an aluminum alloy for the core material 4a and an aluminum alloy for the Si-containing layer 4b having the above composition are individually melted by a conventional method, and laminated through a hot rolling step, a cold rolling step, and the like. , It is obtained by cutting the laminated plate to the required width and then processing it into a corrugated shape. The method for producing the fin material 4A is not particularly limited in the present invention, and a known production method can be appropriately adopted.

「ヘッダーパイプ」
ヘッダーパイプ1、2を構成するアルミニウム合金は、Al-Mn系をベースとしたアルミニウム合金が好ましい。
例えば、Mn:0.05~1.50%を含有することが好ましく、他の元素として、Cu:0.05~0.8%、Zr:0.05~0.15%を含有することができる。
"Header pipe"
The aluminum alloy constituting the header pipes 1 and 2 is preferably an aluminum alloy based on an Al—Mn system.
For example, it is preferable to contain Mn: 0.05 to 1.50%, and as other elements, Cu: 0.05 to 0.8% and Zr: 0.05 to 0.15% may be contained. can.

次に、以上説明したヘッダーパイプ1、2チューブ3及びフィン4を主たる構成要素とする熱交換器100の製造方法について説明する。
図3は、フィン材4Aとの接合面にろう付用塗膜7を塗布したチューブ3を使用し、ヘッダーパイプ1、2、チューブ3及びフィン材4Aを組み立てた状態を示す熱交換器組立体101の部分拡大図であって、ろう付けする前の状態を示している。
図3に示す熱交換器組立体101において、チューブ3はその一端をヘッダーパイプ1に設けたスリット6に挿入し取り付けられている。また、ヘッダーパイプ1、2の芯材11の表面側にろう材層13が設けられている。
Next, a method of manufacturing the heat exchanger 100 having the header pipes 1, 2 tubes 3 and fins 4 as the main components described above will be described.
FIG. 3 shows a heat exchanger assembly showing a state in which the header pipes 1, 2 and the tube 3 and the fin material 4A are assembled using the tube 3 in which the brazing coating film 7 is applied to the joint surface with the fin material 4A. It is a partially enlarged view of 101, and shows the state before brazing.
In the heat exchanger assembly 101 shown in FIG. 3, the tube 3 is attached by inserting one end thereof into a slit 6 provided in the header pipe 1. Further, a brazing material layer 13 is provided on the surface side of the core material 11 of the header pipes 1 and 2.

図3に示すように組み立てられた熱交換器組立体101をろう材の融点以上の温度に加熱し、加熱後に冷却すると、ろう材層13、ろう付用塗膜7が溶けた後に固化して図2に示すようにヘッダーパイプ1とチューブ3、チューブ3とフィン4が各々接合され、図1と図2に示す構造の熱交換器100が得られる。なお、Si含有層4bからはろう付け時に主にSiが芯材4a側に拡散する。 When the heat exchanger assembly 101 assembled as shown in FIG. 3 is heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the brazing material and cooled after heating, the brazing material layer 13 and the brazing coating film 7 are melted and then solidified. As shown in FIG. 2, the header pipe 1 and the tube 3, the tube 3 and the fin 4 are joined to each other, and the heat exchanger 100 having the structures shown in FIGS. 1 and 2 is obtained. From the Si-containing layer 4b, Si mainly diffuses to the core material 4a side at the time of brazing.

ろう付けの際、ヘッダーパイプ1、2の内周面のろう材層13は溶融してスリット6近傍に流れ、第1のフィレット部8を形成してヘッダーパイプ1、2とチューブ3とが接合される。また、チューブ3の表裏面のろう付用塗膜7は溶融してAl-SiろうあるいはAl-Si-Znろうとなり、毛管力によりフィン材4A近傍に流れ、第2のフィレット部9を形成してチューブ3とフィン4とが接合される。また、ヘッダーパイプ1、2の表面に設けられていたろう材層13はろう付け後に僅かに表面に残留する。 At the time of brazing, the brazing material layer 13 on the inner peripheral surface of the header pipes 1 and 2 melts and flows in the vicinity of the slit 6 to form the first fillet portion 8 and the header pipes 1 and 2 and the tube 3 are joined to each other. Will be done. Further, the brazing coating film 7 on the front and back surfaces of the tube 3 melts into Al-Si brazing or Al-Si-Zn brazing, which flows in the vicinity of the fin material 4A due to the capillary force to form the second fillet portion 9. The tube 3 and the fin 4 are joined together. Further, the brazing material layer 13 provided on the surfaces of the header pipes 1 and 2 slightly remains on the surface after brazing.

ろう付に際し、不活性雰囲気などの適切な雰囲気で適温に加熱して、ろう付用塗膜7、ろう材層13を溶融させる。そうすると、フラックスの活性度が上がって、フラックス中のZnがチューブ3の表面側または下面側に拡散し、それらの肉厚方面に拡散するのに加え、ろう材及び被ろう付材の双方の表面の酸化皮膜を破壊してろう材と被ろう付材との間のぬれを促進する。
ろう付の条件は特に限定されない。一例として、炉内を窒素雰囲気とし、熱交換器組立体101を昇温速度5℃/分以上でろう付温度(実体到達温度)580~620℃に加熱し、ろう付温度で必要時間保持し、ろう付温度から常温まで冷却すればよい。
At the time of brazing, the brazing coating film 7 and the brazing material layer 13 are melted by heating at an appropriate temperature in an appropriate atmosphere such as an inert atmosphere. Then, the activity of the flux increases, and Zn in the flux diffuses to the front surface side or the lower surface side of the tube 3 and diffuses to their wall thicknesses, and in addition, the surfaces of both the brazing material and the brazed material are surfaced. It destroys the oxide film of the wax and promotes wetting between the brazing material and the brazed material.
The conditions for brazing are not particularly limited. As an example, the inside of the furnace is set to a nitrogen atmosphere, the heat exchanger assembly 101 is heated to a brazing temperature (substantial reaching temperature) of 580 to 620 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min or higher, and maintained at the brazing temperature for a required time. , It suffices to cool from the brazing temperature to normal temperature.

チューブ3の上面側と下面側ではろう付によってフラックス中のZnが拡散してチューブ3の表面側または下面側にZn溶融拡散層からなる犠牲陽極層3Eが形成され、チューブ表面側または下面側でZnの拡散を受けている領域がチューブ3の肉厚方向の内部側(Znの拡散を受けていない領域)よりも卑になる。ここで、チューブ3の肉厚方向の内部側とは犠牲陽極層3Eが形成されているチューブ3の表面領域あるいは裏面領域よりチューブ3の肉厚方向に深い領域を示す。
なお、ろう付け時の加熱によりSi含有層4bに含まれているSiが芯材4a側に拡散される。
On the upper surface side and the lower surface side of the tube 3, Zn in the flux is diffused by brazing to form a sacrificial anode layer 3E made of a Zn melt diffusion layer on the front surface side or the lower surface side of the tube 3, and on the surface side or the lower surface side of the tube. The region where Zn is diffused becomes lower than the inner side (region where Zn is not diffused) in the wall thickness direction of the tube 3. Here, the inner side of the tube 3 in the wall thickness direction indicates a region deeper in the wall thickness direction of the tube 3 than the front surface region or the back surface region of the tube 3 in which the sacrificial anode layer 3E is formed.
The Si contained in the Si-containing layer 4b is diffused to the core material 4a side by heating during brazing.

第2のフィレット部9に含まれるZn量は、ろう付け用塗膜7に含まれるZn量とチューブ3に含まれるZn量に応じて変化し、塗膜7からのZnの拡散とチューブ3からのZnの拡散に影響を受ける。フィン4にはZnが多く含まれているのでチューブ3より電位は低くなる。また、フィン4の芯材4aにはSi含有層4bからSiとZnが拡散され、芯材4aにはその厚さ方向にSiの濃度勾配が形成される。
即ち、芯材4aの厚さ方向においてSi含有層4bを形成していた側に高い濃度のSiが含有され、芯材4aの厚さ方向においてSi含有層4bを形成していない側には殆どSiが拡散されず、殆どSiを有していないか、芯材4aに元々含まれていたSiが存在する。一例として、後述する実施例において得られたSiの濃度勾配について図8に示すように、芯材4aの厚さ方向一側のみの厚さ半分ほどの領域にSiの濃度勾配を有するSi拡散層が形成される。
The amount of Zn contained in the second fillet portion 9 varies depending on the amount of Zn contained in the brazing coating film 7 and the amount of Zn contained in the tube 3, and the diffusion of Zn from the coating film 7 and the amount of Zn from the tube 3 It is affected by the diffusion of Zn. Since the fin 4 contains a large amount of Zn, the potential is lower than that of the tube 3. Further, Si and Zn are diffused from the Si-containing layer 4b into the core material 4a of the fin 4, and a concentration gradient of Si is formed in the core material 4a in the thickness direction thereof.
That is, a high concentration of Si is contained on the side where the Si-containing layer 4b was formed in the thickness direction of the core material 4a, and almost all on the side where the Si-containing layer 4b is not formed in the thickness direction of the core material 4a. Si is not diffused and has almost no Si, or Si originally contained in the core material 4a is present. As an example, as shown in FIG. 8 regarding the Si concentration gradient obtained in the examples described later, a Si diffusion layer having a Si concentration gradient in a region of about half the thickness of only one side in the thickness direction of the core material 4a. Is formed.

以上説明した構成の熱交換器100においては、腐食環境において使用されると、貴な部分に対し、より卑な部分から腐食が進行する。
ろう付けがなされて構成された熱交換器100において、上述の組成のチューブ3とフィン4と犠牲陽極層3Eであるならば、一例として、芯材4aの表面電位が-767mV~-770mV、チューブ3の表面の犠牲陽極層3Eの表面電位が-900mV、チューブ3において短側面側の表面電位が-710mV~-740mVの電位関係とすることができる。
In the heat exchanger 100 having the above-described configuration, when used in a corrosive environment, corrosion progresses from a lesser part to a noble part.
In the heat exchanger 100 configured by brazing, if the tube 3 and fin 4 and the sacrificial anode layer 3E having the above composition are used, as an example, the surface potential of the core material 4a is -767 mV to -770 mV, and the tube. The surface potential of the sacrificial anode layer 3E on the surface of No. 3 can be set to -900 mV, and the surface potential on the short side surface side of the tube 3 can be set to a potential relationship of -710 mV to -740 mV.

本実施形態の構造において、ろう付け後に得られるフィン4の表面電位(フィン4の厚さ方向においてSi含有層4bを設けていなかった側の表面電位)とチューブ3の短側面側の表面電位との差が10mV以上となる電位バランスを有することが好ましい。
このような電位バランスを有することにより、耐食性に優れた熱交換器100とすることができる。具体的には、腐食環境にあると、フィン4が面状腐食となるので、フィン4に近い位置であるチューブ3の短側面側を防食できる。
フィン4の表面電位とチューブ3の短側面側の表面電位の差が10mV未満の場合、フィン3を面状に腐食させる効果が不足し、チューブ3の短側面側の孔食に繋がるおそれがある。
In the structure of the present embodiment, the surface potential of the fin 4 obtained after brazing (the surface potential on the side where the Si-containing layer 4b is not provided in the thickness direction of the fin 4) and the surface potential on the short side surface side of the tube 3 are used. It is preferable to have a potential balance in which the difference between the two is 10 mV or more.
By having such a potential balance, the heat exchanger 100 having excellent corrosion resistance can be obtained. Specifically, in a corroded environment, the fins 4 become planarly corroded, so that the short side surface side of the tube 3 located near the fins 4 can be protected from corrosion.
If the difference between the surface potential of the fin 4 and the surface potential of the short side surface of the tube 3 is less than 10 mV, the effect of corroding the fin 3 in a planar manner is insufficient, which may lead to pitting corrosion on the short side surface of the tube 3. ..

また、上述の構造によりフィン4のろう付け部分をフィン4と同じもしくは若干卑になるようにすることで、フィン4に覆われていない部位の犠牲陽極層を充実化し、この部位にて耐食目標前に貫通孔があくことを抑制できる。例えば、チューブ3の短側面壁表面を防食できる。
図6にチューブ3の上面側にろう付けされているフィン4についてSi含有層4bが設けられていた側の位置を鎖線で示し、図7にチューブ3の下面側にろう付けされているフィン4についてSi含有層4bが設けられていた側の位置を鎖線で示す。
図6に示す構造において、チューブ3の短側面3D側にろう付け前にろう付塗膜7が形成されていないため、チューブ3の短側面3D側には犠牲陽極層3Eが形成されていない。このため、チューブ3の短側面側の電位は近傍のフィン4の電位よりも貴となる。
図7に示す構造においても、チューブ3の短側面3D側には犠牲陽極層3Eが形成されていないため、チューブ3の短側面3D側の電位は近傍のフィン4の電位より貴となる。
従って、図6に示す構造と図7に示す構造のいずれにおいてもチューブ3の短側面3D側に対し近傍のフィン4を面状腐食とすることができ、チューブ3の短側面3D側に腐食による貫通孔を生成し難い構造を提供できる。このため、腐食環境において長期間使用してもチューブ3に貫通孔の生成し難い、冷媒漏れの生じ難い熱交換器100を提供できる。
Further, by making the brazed portion of the fin 4 the same as or slightly lower than that of the fin 4 by the above-mentioned structure, the sacrificial anode layer of the portion not covered by the fin 4 is enriched, and the corrosion resistance target is achieved at this portion. It is possible to suppress the opening of a through hole in the front. For example, the surface of the short side wall of the tube 3 can be protected from corrosion.
FIG. 6 shows the position of the fin 4 brazed on the upper surface side of the tube 3 on the side where the Si-containing layer 4b is provided, and FIG. 7 shows the fin 4 brazed on the lower surface side of the tube 3. The position on the side where the Si-containing layer 4b was provided is indicated by a chain line.
In the structure shown in FIG. 6, since the brazed coating film 7 is not formed on the short side surface 3D side of the tube 3 before brazing, the sacrificial anode layer 3E is not formed on the short side surface 3D side of the tube 3. Therefore, the potential on the short side surface side of the tube 3 is noble than the potential of the nearby fin 4.
Even in the structure shown in FIG. 7, since the sacrificial anode layer 3E is not formed on the short side surface 3D side of the tube 3, the potential on the short side surface 3D side of the tube 3 is higher than the potential of the nearby fins 4.
Therefore, in both the structure shown in FIG. 6 and the structure shown in FIG. 7, the fins 4 in the vicinity of the short side surface 3D side of the tube 3 can be subjected to planar corrosion, and the short side surface 3D side of the tube 3 is corroded. It is possible to provide a structure in which it is difficult to form a through hole. Therefore, it is possible to provide a heat exchanger 100 in which through holes are less likely to be formed in the tube 3 and refrigerant leakage is less likely to occur even if the tube 3 is used for a long period of time in a corrosive environment.

図1に示す構成の熱交換器100では、ろう付け前のフィン材4Aの片面側にのみSi含有層4bを設けた。フィン材4Aを金型により打ち抜き加工あるいは切断加工で所定幅に加工して製造する場合、フィン材4Aの両面にSi含有層4bを設けた構造より、片面側にのみ設けた構造の方が金型摩耗を抑制できる。
Si含有層4bにはろう付け前の状態でSi粒子が含まれており、Si粒子は硬度が高い。このため、金型による打ち抜き加工を想定すると、Si粒子を含むSi含有層4bをフィン材4Aの両面に形成する構造よりも片面側にのみ形成する構造の方が金型の摩耗を抑制することができる。
In the heat exchanger 100 having the configuration shown in FIG. 1, the Si-containing layer 4b is provided only on one side of the fin material 4A before brazing. When the fin material 4A is processed to a predetermined width by punching or cutting with a die, the structure provided on only one side of the fin material 4A is better than the structure provided with the Si-containing layers 4b on both sides of the fin material 4A. Mold wear can be suppressed.
The Si-containing layer 4b contains Si particles in a state before brazing, and the Si particles have high hardness. Therefore, assuming punching with a die, a structure in which the Si-containing layer 4b containing Si particles is formed on both sides of the fin material 4A is more likely to suppress wear of the die than a structure in which the Si-containing layer 4b is formed on only one side. Can be done.

質量%でSi:0.35%、Fe0.25%、Mn:0.30%、Mg:0.01%、Zn:0.01%、Ti:0.02%を含有し、残部がAl及び不可避不純物からなるアルミニウム合金(供試材と称する)から、押出加工により厚さ4mm、外壁厚さ0.5mm、内柱太さ0.5mm、穴幅2mm、孔高さ3mm、孔数6のチューブ(偏平管)を製造した。
表1に示す組成のアルミニウム合金からなる厚さ0.13mm、幅17mmのコルゲートフィンを複数作成した。また、コルゲートフィンの片面に表1に示す組成のSi含有層(アルミニウム合金層)をクラッド層として貼り合わせた。
By mass%, it contains Si: 0.35%, Fe 0.25%, Mn: 0.30%, Mg: 0.01%, Zn: 0.01%, Ti: 0.02%, and the balance is Al and From an aluminum alloy (referred to as a test material) made of unavoidable impurities, a thickness of 4 mm, an outer wall thickness of 0.5 mm, an inner column thickness of 0.5 mm, a hole width of 2 mm, a hole height of 3 mm, and a number of holes of 6 are extruded. A tube (flat tube) was manufactured.
A plurality of corrugated fins having a thickness of 0.13 mm and a width of 17 mm made of an aluminum alloy having the composition shown in Table 1 were prepared. Further, a Si-containing layer (aluminum alloy layer) having the composition shown in Table 1 was bonded to one side of the corrugated fin as a clad layer.

Si含有層付きのコルゲートフィンとチューブを6段、図1、図3に示す構造と同じように、上下に交互に重なるように組み付け、熱交換器のミニコア試験体を作製した。 A mini-core test piece of a heat exchanger was prepared by assembling a corrugated fin with a Si-containing layer and a tube in six stages so as to be alternately overlapped on the upper and lower sides in the same manner as in the structures shown in FIGS. 1 and 3.

各ミニコア試験体に対し、100%窒素を満たした加熱炉において600℃に3分間加熱後、冷却するろう付け処理を行ってろう付け構造の熱交換器を得た。
得られた熱交換器について、vsカロメル飽和電極による電位測定(2.67%AlCl水溶液)、耐食性、貫通孔発生時期、金型摩耗、ろう付け性について試験した。
「フィン材面積減少率」
SWAAT試験(40日)後の評価を行った。腐食によるフィン材面積の残存率は投射面積で評価を行い、SWAAT試験40日後の残存率90%以上は合格と判断できる。
Each mini-core test piece was heated to 600 ° C. for 3 minutes in a heating furnace filled with 100% nitrogen, and then cooled by brazing to obtain a heat exchanger having a brazed structure.
The obtained heat exchanger was tested for potential measurement (2.67% AlCl 3 aqueous solution) using a vs. caromel saturated electrode, corrosion resistance, through-hole generation time, mold wear, and brazing property.
"Fin material area reduction rate"
Evaluation was performed after the SWAAT test (40 days). The residual rate of the fin material area due to corrosion is evaluated by the projection area, and it can be judged that the residual rate of 90% or more after 40 days of the SWAAT test is acceptable.

「貫通孔発生日数」
SWAAT試験により偏平管(前述の供試材からなる偏平管)に貫通孔が発生した日数を計測した。200日以上であれば合格と判断できる。
「金型摩耗性」
10万ショット切断加工を行い切断金型の直角部が摩耗し丸みを帯びるため、表面粗さ径で任意の箇所の丸みの形状を測定し10万ショット前の形状と比較し、摩耗面積を求める。A1200(JIS)を比較材として測定し、A1200の摩耗量を100とし、供試材の摩耗面積)が80以上の場合、金型摩耗性を良好と判断した。
「ろう付け性」
ろう付けされた各フィンをチューブからはぎ取り、チューブ表面に残存するフィン接合跡を観察した。そして、未接合箇所(ろう付を行なったが接合部跡が残らなかった箇所)の数をカウントした。一つの試験体に対して100か所の観察を行ない、90か所以上(90%以上)が正常に接合されているものを良好なろう付性を有すると判断した。
「プレス成型性」
コルゲートフィン成型において、所定のフィンピッチが得られているかを評価し、設定値に対し±3%以内であれば○と判断し、±3%を超える場合は×と判断した。
"Days of through hole occurrence"
The number of days when a through hole was generated in the flat tube (flat tube made of the above-mentioned test material) was measured by the SWAAT test. If it is 200 days or more, it can be judged as passing.
"Mold wear resistance"
Since the right-angled part of the cutting die is worn and rounded after 100,000 shot cutting, the rounded shape of any part is measured with the surface roughness diameter and compared with the shape before 100,000 shots to obtain the worn area. .. A1200 (JIS) was measured as a comparative material, and when the wear amount of A1200 was 100 and the wear area of the test material) was 80 or more, it was judged that the mold wearability was good.
"Brazing"
Each brazed fin was peeled off from the tube, and the fin joint trace remaining on the tube surface was observed. Then, the number of unjoined parts (places where brazing was performed but no joint traces remained) was counted. 100 observations were made on one test piece, and those in which 90 or more (90% or more) were normally bonded were judged to have good brazing property.
"Press formability"
In corrugated fin molding, it was evaluated whether a predetermined fin pitch was obtained, and if it was within ± 3% of the set value, it was judged as ◯, and if it exceeded ± 3%, it was judged as ×.

Figure 0007012529000001
Figure 0007012529000001

Figure 0007012529000002
Figure 0007012529000002

表1のNo.1の試料はSi含有層のSi含有量を低くした試料であるが、フィン表裏面の電位差を10mV以上にできないため、フィン残存面積が小さく、貫通に至る日数が短く耐食性に問題を生じた。
表1のNo.7の試料はSi含有層のSi含有量を多くした試料であるが、金型摩耗が増加した。
The No. 1 sample in Table 1 is a sample in which the Si content of the Si-containing layer is low, but since the potential difference between the front and back surfaces of the fins cannot be 10 mV or more, the remaining fin area is small, the number of days until penetration is short, and corrosion resistance is achieved. I had a problem.
The sample No. 7 in Table 1 is a sample in which the Si content of the Si-containing layer is increased, but the mold wear is increased.

表1のNo.9の試料はSi含有層のZn含有量を多くした試料であるが、フィン表裏面の電位差を10mV以上にできないため、フィン残存面積が小さく、貫通に至る日数が短く、耐食性に問題を生じた。
表1のNo.9の試料はSi含有層のSr含有量を少なくした試料であるが、フィン表裏面の電位差を10mV以上にできないため、フィン残存面積が小さく、貫通に至る日数が短く、耐食性に問題を生じた。
The sample No. 9 in Table 1 is a sample in which the Zn content of the Si-containing layer is increased, but since the potential difference between the front and back surfaces of the fins cannot be 10 mV or more, the remaining fin area is small, the number of days until penetration is short, and the corrosion resistance. Caused a problem.
The sample No. 9 in Table 1 is a sample in which the Sr content of the Si-containing layer is reduced, but since the potential difference between the front and back surfaces of the fins cannot be 10 mV or more, the remaining fin area is small, the number of days until penetration is short, and the corrosion resistance. Caused a problem.

表1のNo.16の試料はSi含有層のSr含有量を多くした試料であるが、貫通に至る日数が短く、耐食性に問題を生じた。
表1のNo.17の試料は芯材のMn含有量を少なくした試料であるが、強度が低く、プレス成型性が劣る結果となった。
The sample No. 16 in Table 1 was a sample in which the Sr content of the Si-containing layer was increased, but the number of days until penetration was short, which caused a problem in corrosion resistance.
The sample No. 17 in Table 1 was a sample in which the Mn content of the core material was reduced, but the strength was low and the press moldability was inferior.

表2のNo.22の試料は芯材のMn含有量を多くした試料であるが、Mnの過剰添加により強度が増加し、プレス成型性に劣る結果となった。
表2のNo.23の試料は芯材のZn含有量を低くした試料であるが、フィン表裏面の電位差を10mV以上にできず、偏平管とフィンの電位差を10mV以上にできないため、フィン残存面積が小さく、貫通に至る日数が短く、耐食性に問題を生じた。
表2のNo.31の試料は芯材のZn含有量を多くした試料であるが、フィン残存面積が小さく、貫通に至る日数が短く、耐食性に問題を生じた。
表2のNo.32の試料は、Si含有層を両面に形成した例である。この例では金型摩耗が増加した。
The sample of No. 22 in Table 2 is a sample in which the Mn content of the core material is increased, but the strength is increased due to the excessive addition of Mn, and the result is that the press moldability is inferior.
The sample No. 23 in Table 2 is a sample in which the Zn content of the core material is low, but the potential difference between the front and back surfaces of the fins cannot be 10 mV or more, and the potential difference between the flat tube and the fins cannot be 10 mV or more. The area was small, the number of days to penetrate was short, and there was a problem with corrosion resistance.
The sample No. 31 in Table 2 is a sample in which the Zn content of the core material is increased, but the remaining fin area is small, the number of days until penetration is short, and there is a problem in corrosion resistance.
The sample No. 32 in Table 2 is an example in which Si-containing layers are formed on both sides. In this example, mold wear increased.

これらの試料に対し、表1、表2に示すNo.2~6の試料と、No.8、No.11~15、18~21、24~30の試料は、芯材の片面側のみに適正量のSi、Zn、Srを含むSi含有層を設け、芯材に適量のMnを含み、ろう付け後に芯材表裏面の電位差を10mV以上に調整した熱交換器である。このため、ろう付け部分のろう付け性に優れ、耐食性に優れ、貫通孔に至る日数が長く、溝部形成時の金型摩耗も少ない特徴を有する熱交換器を提供できる。 With respect to these samples, the samples of Nos. 2 to 6 shown in Tables 1 and 2 and the samples of Nos. 8, Nos. 11 to 15, 18 to 21, and 24 to 30 were placed on only one side of the core material. This is a heat exchanger in which a Si-containing layer containing an appropriate amount of Si, Zn, and Sr is provided, an appropriate amount of Mn is contained in the core material, and the potential difference between the front and back surfaces of the core material is adjusted to 10 mV or more after brazing. Therefore, it is possible to provide a heat exchanger having excellent brazing property of the brazed portion, excellent corrosion resistance, a long number of days to reach the through hole, and less mold wear at the time of forming the groove.

図8は表1に示すNo.4の試料のフィンにおける芯材について、その厚さ方向にSiとZnとMnの濃度分布を調べた結果を示す。
No.4の試料の芯材の厚さ方向について、Si含有層に近い側にピーク濃度2.0%前後、ピーク幅20μm程度、Si分布幅40μm程度のSi濃度勾配層が形成されていることが判る。また、この試料の芯材に含まれているZn濃度は0.5質量%前後であり、Mn含有量は1.5質量%前後であることがわかる。
FIG. 8 shows the results of examining the concentration distributions of Si, Zn, and Mn in the thickness direction of the core material in the fin of the sample of No. 4 shown in Table 1.
Regarding the thickness direction of the core material of the No. 4 sample, a Si concentration gradient layer having a peak concentration of about 2.0%, a peak width of about 20 μm, and a Si distribution width of about 40 μm is formed on the side close to the Si-containing layer. I understand. Further, it can be seen that the Zn concentration contained in the core material of this sample is around 0.5% by mass, and the Mn content is around 1.5% by mass.

図9は表2に示すNo.32の試料のフィンにおける芯材について、その厚さ方向にSiとZnとMnの濃度分布を調べた結果を示す。
No.32の試料の芯材の厚さ方向について、ろう材層に近い側とろう材層から離れた側の両方にピーク濃度を示すようにSiが含有され、芯材に含まれているZn濃度は0.5質量%前後であり、Mn含有量は1.5質量%前後であることがわかる。
これらの対比から明らかなように、芯材の両面側にろう材層を設けた場合、両方のろう材層からSiが芯材側に拡散され、芯材の表裏面両側にSi濃度のピークを生じるため、芯材の表裏面に電位差10mV以上を確保できないことがわかる。
FIG. 9 shows the results of examining the concentration distributions of Si, Zn, and Mn in the thickness direction of the core material in the fin of the sample of No. 32 shown in Table 2.
Regarding the thickness direction of the core material of the sample of No. 32, Si is contained so as to show a peak concentration on both the side near the brazing material layer and the side away from the brazing material layer, and Zn contained in the core material. It can be seen that the concentration is around 0.5% by mass and the Mn content is around 1.5% by mass.
As is clear from these comparisons, when brazing filler metal layers are provided on both sides of the core material, Si is diffused from both brazing filler metal layers to the core material side, and peaks of Si concentration are generated on both the front and back surfaces of the core material. Therefore, it can be seen that a potential difference of 10 mV or more cannot be secured on the front and back surfaces of the core material.

100…熱交換器、3…チューブ(偏平管)、3A…上面、3B…下面、3C…冷媒通路、3D…短側面、3E…犠牲陽極層、4…フィン、4A…フィン材、4a…芯材、4b…Si含有層、7…ろう付用塗膜、8…第1のフィレット部、9…第2のフィレット部、13…ろう材層、101…熱交換器組立体。 100 ... heat exchanger, 3 ... tube (flat tube), 3A ... top surface, 3B ... bottom surface, 3C ... refrigerant passage, 3D ... short side surface, 3E ... sacrificial anode layer, 4 ... fins, 4A ... fin material, 4a ... core Material, 4b ... Si-containing layer, 7 ... Brazing coating, 8 ... First fillet part, 9 ... Second fillet part, 13 ... Wax material layer, 101 ... Heat exchanger assembly.

Claims (9)

チューブに複数のフィンがろう付けされた熱交換器に適用された片面ろうフィン材であり、
厚さ方向片面側にのみSiの濃度勾配層を有し、厚さ方向片面側でSi濃度が高く、反対面側でSiを含まないかSi含有量0.15質量%以下の領域を有し、表裏面の電位差が10mV以上生成された片面ろうフィン材から前記フィンが構成され
前記チューブが短側面を有する扁平管であり、前記フィンが前記短側面を除く前記チューブの上面あるいは下面にろう付けされ、
前記フィンにおいてSiを含まないかSi含有量0.15質量%以下の領域が、更に、質量%で、Mn:0.7~2%、Zn0.2~3%を含み、残部アルミニウムと不可避不純物の組成を有するアルミニウム合金からなり、
前記チューブの短側面側と前記フィンの卑側の電位差が10mV以上あり、前記短側面側よりも前記フィンの卑側が卑である熱交換器に設けられたことを特徴とする熱交換器用片面ろうフィン材。
A single-sided brazed fin material applied to heat exchangers with multiple fins brazed to the tube.
It has a Si concentration gradient layer only on one side in the thickness direction, has a high Si concentration on one side in the thickness direction, and has a region containing no Si or a Si content of 0.15% by mass or less on the opposite side. The fin is composed of a single-sided wax fin material having a potential difference of 10 mV or more on the front and back surfaces.
The tube is a flat tube having a short side surface, and the fins are brazed to the upper surface or the lower surface of the tube excluding the short side surface.
In the fin, the region containing no Si or having a Si content of 0.15% by mass or less further contains Mn: 0.7 to 2% and Zn 0.2 to 3% in mass %, and the balance aluminum and unavoidable impurities. It consists of an aluminum alloy with the composition of
One-sided heat exchanger wax provided in a heat exchanger in which the potential difference between the short side surface side of the tube and the base side of the fin is 10 mV or more, and the base side of the fin is baser than the short side surface side. Fin material.
前記チューブが、質量%で、Si:0.05~1.0% 、Mn:0.1~1.5%、Cu:0.1%未満を含有し、残部不可避不純物およびアルミニウムからなるアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器用片面ろうフィン材。 The tube is an aluminum alloy containing Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.1 to 1.5%, Cu: less than 0.1% by mass, and the balance is unavoidable impurities and aluminum. The single-sided wax fin material for a heat exchanger according to claim 1, which comprises. 前記フィンがろう付けされた前記チューブの上面または下面に犠牲陽極層を有する請求項1または請求項2に記載の熱交換器用片面ろうフィン材。 The single-sided wax fin material for a heat exchanger according to claim 1 or 2, which has a sacrificial anode layer on the upper surface or the lower surface of the tube to which the fins are brazed. 複数のフィンと、これら複数のフィンがろう付けされたチューブとを有し、
厚さ方向片面側にのみSi濃度勾配層を有し、厚さ方向片面側でSi濃度が高く、反対面側でSiを含まないかSi含有量0.15質量%以下の領域を有し、表裏面の電位差が10mV以上生成された片面ろうフィン材から前記フィンが構成され、
前記チューブが短側面を有する扁平管であり、前記フィンが前記短側面を除く上面あるいは下面にろう付けされ、
前記チューブの短側面側と前記フィンの卑側の電位差が10mV以上あり、前記短側面側よりも前記フィンの卑側が卑であり、
前記フィンにおいてSiを含まないかSi含有量0.15質量%以下の領域が、更に、質量%で、Mn:0.7~2%、Zn0.2~3%を含み、残部アルミニウムと不可避不純物の組成を有するアルミニウム合金からなることを特徴とする熱交換器。
It has a plurality of fins and a tube to which these multiple fins are brazed.
It has a Si concentration gradient layer only on one side in the thickness direction, has a high Si concentration on one side in the thickness direction, and has a region containing no Si or a Si content of 0.15% by mass or less on the opposite side. The fin is composed of a single-sided wax fin material having a potential difference of 10 mV or more on the front and back surfaces.
The tube is a flat tube having a short side surface, and the fins are brazed to the upper surface or the lower surface excluding the short side surface.
The potential difference between the short side surface side of the tube and the base side of the fin is 10 mV or more, and the base side of the fin is baser than the short side surface side.
In the fin, the region containing no Si or having a Si content of 0.15% by mass or less further contains Mn: 0.7 to 2% and Zn 0.2 to 3% in mass %, and the balance aluminum and unavoidable impurities. A heat exchanger characterized by being made of an aluminum alloy having the composition of.
前記チューブが、質量%で、Si:0.05~1.0% 、Mn:0.1~1.5%、Cu:0.1%未満を含有し、残部不可避不純物およびアルミニウムからなるアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項4に記載の熱交換器。 The tube is an aluminum alloy containing Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.1 to 1.5%, Cu: less than 0.1% by mass, and the balance is unavoidable impurities and aluminum. The heat exchanger according to claim 4, wherein the heat exchanger comprises. 前記フィンがろう付けされた前記チューブの上面または下面に犠牲陽極層を有する請求項4または請求項5に記載の熱交換器。 The heat exchanger according to claim 4 or 5, which has a sacrificial anode layer on the upper surface or the lower surface of the tube to which the fins are brazed. 質量%で、Mn:0.7~2%、Zn0.2~3%、残部アルミニウムと不可避不純物の組成を有するアルミニウム合金からなる芯材の片面側のみに、質量% で、Si:2~12%、Zn:0.3% 以下、Sr:0.01~0.1%を含むSi含有層を有する熱交換器用片面ろうフィン材を用い、
短側面を有する扁平管のチューブに対し、前記短側面を除く上面あるいは下面に前記片面ろうフィン材をろう付けする熱交換器の製造方法であって、
ろう付け後に、前記片面ろうフィン材のその厚さ方向片面側でSi濃度が高く、反対面側でSi濃度が低いSiの濃度勾配を生成し、前記片面ろうフィン材の表裏面の電位差を10mV以上生成することを特徴とする熱交換器の製造方法。
By mass%, Mn: 0.7 to 2%, Zn 0.2 to 3%, and Si: 2 to 12 by mass% only on one side of the core material made of an aluminum alloy having the composition of the balance aluminum and unavoidable impurities. Using a single-sided wax fin material for heat exchangers having a Si-containing layer containing%, Zn: 0.3% or less and Sr: 0.01 to 0.1%.
A method for manufacturing a heat exchanger in which a single-sided brazing fin material is brazed to an upper surface or a lower surface excluding the short side surface of a flat tube having a short side surface.
After brazing, a concentration gradient of Si having a high Si concentration on one side in the thickness direction of the single-sided brazing fin material and a low Si concentration on the opposite side is generated, and the potential difference between the front and back surfaces of the single-sided brazing fin material is 10 mV. A method for manufacturing a heat exchanger, which comprises producing the above.
前記チューブとして、質量%で、Si:0.05~1.0% 、Mn:0.1~1.5%、Cu:0.1%未満を含有し、残部不可避不純物およびアルミニウムからなるアルミニウム合金からなるチューブを用いることを特徴とする請求項7に記載の熱交換器の製造方法。 The tube is an aluminum alloy containing Si: 0.05 to 1.0%, Mn: 0.1 to 1.5%, Cu: less than 0.1% in mass%, and the balance is unavoidable impurities and aluminum. The method for manufacturing a heat exchanger according to claim 7, wherein a tube made of the same material is used. 前記フィンがろう付けされた前記チューブの上面または下面に犠牲陽極層を形成することを特徴とする請求項8に記載の熱交換器の製造方法。 The method for manufacturing a heat exchanger according to claim 8, wherein a sacrificial anode layer is formed on the upper surface or the lower surface of the tube to which the fins are brazed.
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