JP7519238B2 - アルミニウム合金押出チューブ及び熱交換器 - Google Patents
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Description
6KZnF3+4Al→3KAlF4+K3AlF6+6Zn(555℃以上)
すなわち、本発明(1)は、自動車用熱交換器に用いられるアルミニウム合金製の押出チューブであり、
0.20~0.90質量%のMnを含有し、Ti含有量が0.10質量%以下であり、残部Al及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなるチューブ本体と、
該チューブ本体の表面に形成されている塗膜と、
を有し、
該塗膜は、Al-Si合金ろう材粉末と、Zn非含有フッ化物系フラックス粉末と、バインダと、を含有しており、
600℃±10℃で3分間保持し、室温まで冷却した後の平均結晶粒径を測定する加熱試験において、加熱試験後のチューブ本体の平均結晶粒径が150μm以上であること、
を特徴とする熱交換器用アルミニウム合金押出チューブを提供するものである。
チューブ本体を形成しているアルミニウム合金の平均結晶粒径が150μm以上であること、
を特徴とする熱交換器を提供するものである。
Mnを含有するアルミニウム合金からなるチューブ本体と、
該チューブ本体の表面に形成されている塗膜と、
を有し、
該塗膜は、Al-Si合金ろう材粉末と、Zn非含有フッ化物系フラックス粉末と、バインダと、を含有しており、
600℃±10℃で3分間保持し、室温まで冷却した後の平均結晶粒径を測定する加熱試験において、加熱試験後のチューブ本体の平均結晶粒径が150μm以上であること、
を特徴とする熱交換器用アルミニウム合金押出チューブである。
チューブ本体を形成しているアルミニウム合金の平均結晶粒径が150μm以上であること、
を特徴とする熱交換器である。
表1に示す化学成分を有するビレットを、600℃で10時間加熱して、均質化処理を行い、次いで、均質化処理が完了したビレットを室温まで冷却した。次いで、ビレットを450℃まで再加熱し、熱間押出加工を行い、押出方向に垂直な断面が扁平な形状を呈し、複数の冷媒流路を備えたチューブ本体を作製した。
また、Al-Si合金ろう材粉末、Zn非含有フッ化物系フラックス粉末及びバインダを溶剤に混合し、塗膜形成用のペーストを調製した。次いで、得られたペーストを、上記チューブ本体の平坦面に、ロールコーターを用いて塗布し、表2に示す塗布量の塗膜を形成させ、塗膜が形成された熱交換器用アルミニウム合金押出チューブを得た。
・Zn非含有フッ化物系フラックス粉末:K-Al-F系フラックス、電子線マイクロアナライザによるZn分析において、Znは検出下限未満であった。
・バインダ:アクリル樹脂
Mn:1.2質量%、Zn:1.5質量%のアルミニウム合金からなる厚さ0.1mmの板材に、コルゲート加工を施し、コルゲート形状を有するフィンを作製した。なお、フィンピッチは3mm、フィン高さは7mmであった。
図1に示すように、フィンの上下をチューブで挟む形で積層し、所定の形状に組み付けた。この状態で、窒素ガス雰囲気下で、チューブ及びフィンを加熱し、500℃までは、平均30℃/分の昇温速度で、500℃以上の温度域では、平均10℃/分の昇温速度で600℃まで昇温させ、600℃で3分間保持した後、室温まで降温させて、ろう付を行うことにより、チューブ及びフィンを接合し、熱交換器を模擬したミニコアを得た。
得られたミニコアを用いて、ろう付性の評価を行った。その結果を表3に示す。
なお、ミニコア作製のための熱履歴は、加熱試験の熱履歴に相当する。
ろう付後のチューブの断面観察を行い、エッチングを施し、平均結晶粒径を測定した。測定は、試験片を電解研磨した後、倍率100倍の偏光顕微鏡により、各断面の顕微鏡像を得て、円相当径を測定して行った。
また、目視観察により、フィンの接合状態、変色等の外観不良の有無、フィンの溶融の有無、チューブ表面のエロージョンの有無を確認した。
各試験体に、ASTM-G85-Annex A3に規定されたSWAAT試験を960時間実施した。試験完了後の試験材を目視で観察することにより、フィンの剥離の有無を判定した。
本発明の実施例1は、ろう付後の平均結晶粒径が400μm以上と充分大きく、ろう付不具合を生じず、エロージョンも生じず、合格であった。また、ろう付後のチューブの肉厚は、ろう付前の肉厚と比べて、大きく変化していないことから、顕著な溶融が起こっていないことが確認された。また、耐食性試験の結果、フィン剥がれが生じておらず、良好な耐食性を有していた。
一方、比較例1は、ろう付後の平均結晶粒径は充分に大きかったが、フラックス粉末が不足しており、Al-Si合金ろう材粉末及びチューブ外表面の酸化皮膜破壊が不充分であったため、フィレットが形成されず、不合格であった。
比較例2は、同様にろう付後の平均結晶粒径は充分に大きかったが、Al-Si合金ろう材粉末が不足しており、充分なフィレットを形成することできず、不合格であった。
比較例3は、ろう付後の平均結晶粒径が120μmと小さく、ろう付後にフィレット周辺でエロージョンが生じていた。フィレットは形成されていたものの、そのサイズが小さく、フィンの接合強度が不足しているため、実使用時に早期にフィンの剥離を生じる懸念があり、不合格とした。また、耐食性試験の結果は、フィン剥がれが生じておらず、良好な耐食性を有していた。
なお、耐食性試験については、フィンとチューブが接合された実施例1及び比較例3のみで実施した。
Claims (3)
- 自動車用熱交換器に用いられるアルミニウム合金製の押出チューブであり、
0.20~0.90質量%のMnを含有し、Ti含有量が0.10質量%以下であり、残部Al及び不可避不純物からなるアルミニウム合金からなるチューブ本体と、
該チューブ本体の表面に形成されている塗膜と、
を有し、
該塗膜は、Al-Si合金ろう材粉末と、Zn非含有フッ化物系フラックス粉末と、バインダと、を含有しており、
600℃±10℃で3分間保持し、室温まで冷却した後の平均結晶粒径を測定する加熱試験において、加熱試験後のチューブ本体の平均結晶粒径が150μm以上であること、
を特徴とする熱交換器用アルミニウム合金押出チューブ。 - 前記Al-Si合金ろう材粉末の塗布量が10.0~25.0g/m2であり、前記Zn非含有フッ化物系フラックス粉末の塗布量が3.0~12.0g/m2であり、前記バインダの塗布量が1.0~13.0g/m2であることを特徴とする請求項1記載の熱交換器用アルミニウム合金押出チューブ。
- 請求項1又は2記載の熱交換器用アルミニウム合金押出チューブと、Znを含有するアルミニウム合金からなるフィンと、のろう付接合物であり、
チューブ本体を形成しているアルミニウム合金の平均結晶粒径が150μm以上であること、
を特徴とする熱交換器。
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