JPH01201460A - 銅製熱交換器用フィン材の製造方法 - Google Patents
銅製熱交換器用フィン材の製造方法Info
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- JPH01201460A JPH01201460A JP2498388A JP2498388A JPH01201460A JP H01201460 A JPH01201460 A JP H01201460A JP 2498388 A JP2498388 A JP 2498388A JP 2498388 A JP2498388 A JP 2498388A JP H01201460 A JPH01201460 A JP H01201460A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は銅製熱交換器用フィン材の製造方法に関するも
ので、特にフィン材の表層に形成するＺｎの拡散層中に
、Ｓｂを含有させることによりＺｎ拡散層の脱亜鉛耐性
を向上させて、耐食性を改善したものでおる。
ので、特にフィン材の表層に形成するＺｎの拡散層中に
、Ｓｂを含有させることによりＺｎ拡散層の脱亜鉛耐性
を向上させて、耐食性を改善したものでおる。
（従来の技術および発明が解決すべき課題〕銅製熱交換
器、特に自動車用ラジェーターの軽量化に伴なう放熱用
フィン材では薄肉化指向が高まる一方、ＮａＣ！！等の
塩化物を融雪剤として散布する地域や海岸地帯において
、塩化物による激しい腐食損耗による放熱性の低下が問
題となっている。
器、特に自動車用ラジェーターの軽量化に伴なう放熱用
フィン材では薄肉化指向が高まる一方、ＮａＣ！！等の
塩化物を融雪剤として散布する地域や海岸地帯において
、塩化物による激しい腐食損耗による放熱性の低下が問
題となっている。
放熱用フィン材には耐食性と共に熱伝導性や強度等が要
求されているが、Ｃｕ−Ｎｉ系耐食合金の如く、第２．
第３元素の添加によるフィン材そのものの合金化によっ
て塩害腐食に耐え得る耐食性を持たせた場合には、熱伝
導性の大巾な低下を招き、熱交換器用フィン材としては
不適なものとなってしまう。従って薄肉化によっても十
分な熱伝導性と共に苛酷な環境下における優れた耐食性
とを具備した材料が要望されている。
求されているが、Ｃｕ−Ｎｉ系耐食合金の如く、第２．
第３元素の添加によるフィン材そのものの合金化によっ
て塩害腐食に耐え得る耐食性を持たせた場合には、熱伝
導性の大巾な低下を招き、熱交換器用フィン材としては
不適なものとなってしまう。従って薄肉化によっても十
分な熱伝導性と共に苛酷な環境下における優れた耐食性
とを具備した材料が要望されている。
かかる状況下において高導電性の銅又は銅合金条の表層
にＺｎの拡散層を形成し、犠牲陽極的に内部の芯材を保
護し、熱伝導性は芯材にもたせた放熱用フィン材が提案
されているが、Ｚｎ合金特有の脱亜鉛腐食の問題がある
。表層に形成されるＺｎの拡散層は熱伝導性との兼ね合
いにより、片側数μｍ程度に限定される。−方Ｚｎ拡散
層の脱亜鉛腐食が効果的に抑制できれば、更に耐食性に
優れた放熱用フィン材が期待され、また薄肉化が可能と
なる。
にＺｎの拡散層を形成し、犠牲陽極的に内部の芯材を保
護し、熱伝導性は芯材にもたせた放熱用フィン材が提案
されているが、Ｚｎ合金特有の脱亜鉛腐食の問題がある
。表層に形成されるＺｎの拡散層は熱伝導性との兼ね合
いにより、片側数μｍ程度に限定される。−方Ｚｎ拡散
層の脱亜鉛腐食が効果的に抑制できれば、更に耐食性に
優れた放熱用フィン材が期待され、また薄肉化が可能と
なる。
黄銅特有の脱亜鉛腐食を抑制する元素としてＳｂが知ら
れており、Ｚｎ拡散層にＳｂを含有させる方法として、
あらかじめ銅条にＳｂを添加して、Ｚｎ拡散層の形成と
同時にＳｂも拡散浸透させることが検討されたが、Ｃｕ
にＳｂを固溶させた場合には、わずかな添加でも導電率
が低下し、例えばＳｂを０．１１４ｔ％添加すると９０
％ｌＡＣ３に低下する。
れており、Ｚｎ拡散層にＳｂを含有させる方法として、
あらかじめ銅条にＳｂを添加して、Ｚｎ拡散層の形成と
同時にＳｂも拡散浸透させることが検討されたが、Ｃｕ
にＳｂを固溶させた場合には、わずかな添加でも導電率
が低下し、例えばＳｂを０．１１４ｔ％添加すると９０
％ｌＡＣ３に低下する。
表層にＺｎの拡散層を形成するフィン材においては、Ｚ
ｎの拡散層の形成によっても導電率が低下するため、フ
ィン材として好適な放熱性を得るためには、拡散層を形
成する芯材の導電率として９０％Ｉ ＡＣ３以上が望ま
しい。従ってＳｂの添加は表層に形成するＺｎの拡散層
のみに限定する必要がある。しかしながら電気化学的に
、ＺｎとＳｂの還元析出電位は数１００ｍＶの電位差
があり、かつＳｂが員であるため、この電位差によりＳ
ｂが優先析出し易く、従来は電気メッキ法によるＺｎ−
Ｓｂ金合金析出は困難であった。
ｎの拡散層の形成によっても導電率が低下するため、フ
ィン材として好適な放熱性を得るためには、拡散層を形
成する芯材の導電率として９０％Ｉ ＡＣ３以上が望ま
しい。従ってＳｂの添加は表層に形成するＺｎの拡散層
のみに限定する必要がある。しかしながら電気化学的に
、ＺｎとＳｂの還元析出電位は数１００ｍＶの電位差
があり、かつＳｂが員であるため、この電位差によりＳ
ｂが優先析出し易く、従来は電気メッキ法によるＺｎ−
Ｓｂ金合金析出は困難であった。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、銅又は銅合金条の
表層に形成するＺｎの拡散層のみにＳｂを添加し、Ｚｎ
拡散層の脱亜鉛耐性を向上させた耐食性に優れた銅製熱
交換器用フィン材の製造方法を開発したものである。
表層に形成するＺｎの拡散層のみにＳｂを添加し、Ｚｎ
拡散層の脱亜鉛耐性を向上させた耐食性に優れた銅製熱
交換器用フィン材の製造方法を開発したものである。
即ち本発明の一つは銅又は銅合金条の表面にＺｎ又はＺ
ｎ合金をメッキした後、加熱拡散処理により銅又は銅合
金条の表層にＺｎの拡散層を形成する熱交換器用フィン
材の製造において、Ｚｎ又はＺｎ合金メッキ浴にＳｂ化
合物を金属Ｓｂとして１〜３６０ｍ！ｊ／１添加溶解し
て電気メッキすることにより銅又は銅合金条の表面にＳ
ｂを含有するＺｎ又はＺｎ合金をメッキし１１．８しか
る侵加熱拡散処理することにより、Ｚｎ拡散層中にＳｂ
を含有せしめることを特徴とするものである。
ｎ合金をメッキした後、加熱拡散処理により銅又は銅合
金条の表層にＺｎの拡散層を形成する熱交換器用フィン
材の製造において、Ｚｎ又はＺｎ合金メッキ浴にＳｂ化
合物を金属Ｓｂとして１〜３６０ｍ！ｊ／１添加溶解し
て電気メッキすることにより銅又は銅合金条の表面にＳ
ｂを含有するＺｎ又はＺｎ合金をメッキし１１．８しか
る侵加熱拡散処理することにより、Ｚｎ拡散層中にＳｂ
を含有せしめることを特徴とするものである。
また本発明の他の一つは、銅又は銅合金条の表面にＺｎ
又はＺｎ合金をメッキした俊、加熱拡散処理により銅又
は銅合金条の表層にＺｎの拡散層を形成する熱交換器用
フィン材の製造において、銅又は銅合金条の表面にＳｂ
を電気メッキし、その上にＺｎ又は７−ｎ合金を電気メ
ッキした後、加熱拡散処理するこにとより、Ｚｎ拡散層
中にＳｂを含有せしめることを特徴とするものである。
又はＺｎ合金をメッキした俊、加熱拡散処理により銅又
は銅合金条の表層にＺｎの拡散層を形成する熱交換器用
フィン材の製造において、銅又は銅合金条の表面にＳｂ
を電気メッキし、その上にＺｎ又は７−ｎ合金を電気メ
ッキした後、加熱拡散処理するこにとより、Ｚｎ拡散層
中にＳｂを含有せしめることを特徴とするものである。
（作 用）
本発明は上記の如く電気メッキにより銅又は銅合金条の
表面にＺｎ−３ｂの合金皮膜を形成するか、又はＺｎと
Ｓｂの復層皮膜を形成し、しかる後拡散処理により、Ｚ
ｎの拡散層中にのみにＳｂを含有せしめるものである。
表面にＺｎ−３ｂの合金皮膜を形成するか、又はＺｎと
Ｓｂの復層皮膜を形成し、しかる後拡散処理により、Ｚ
ｎの拡散層中にのみにＳｂを含有せしめるものである。
Ｚｎ−Ｓｂ合金メッキ浴としてはｐＨ７，０以下の酸性
浴にＳｂを金属Ｓｂとして１〜３６０ｍ１／ｆｌ添加し
た浴であれば、一般に用いられている硫酸塩浴、塩化物
浴、ホウフッ化浴等が使用できる。この場合沈澱を生ず
る場合にはロツセル塩等の錯化剤を必要量添加すること
は有効である。メッキ浴のｐＨを７．０以下の酸性浴に
限定したのは菌性領域ではＺｎの還元電流を大きくとれ
ることとあいまって、浴中へのＳｂの添加量によりＳｂ
の還元電流を、Ｓｂの優先単独析出を防止し、Ｚｎ−Ｓ
ｂ合金として析出させる微小電流領域の範囲に制御でき
るためであり、好ましくはｐｉ−１５，０以下が良い。
浴にＳｂを金属Ｓｂとして１〜３６０ｍ１／ｆｌ添加し
た浴であれば、一般に用いられている硫酸塩浴、塩化物
浴、ホウフッ化浴等が使用できる。この場合沈澱を生ず
る場合にはロツセル塩等の錯化剤を必要量添加すること
は有効である。メッキ浴のｐＨを７．０以下の酸性浴に
限定したのは菌性領域ではＺｎの還元電流を大きくとれ
ることとあいまって、浴中へのＳｂの添加量によりＳｂ
の還元電流を、Ｓｂの優先単独析出を防止し、Ｚｎ−Ｓ
ｂ合金として析出させる微小電流領域の範囲に制御でき
るためであり、好ましくはｐｉ−１５，０以下が良い。
一方ジンケート浴の如きアルカリ性浴ではＺｎの還元電
流を大きくとれないことと、Ｓｂの還元電流の濃度依存
性が非常に小さく、極微量添加によってもＳｂの還元電
流は大きくなってしまい、Ｓｂのみの単独析出となって
しまう。またシアン浴の場合にはＳｂとＣｕの置換反応
が起きてしまうため、Ｃｕを浸漬しただけでＳｂがＣｕ
表面に析出してしまうため、Ｚｎ−Ｓｂ金合金して析出
させることは、アルカリ浴では困難である。
流を大きくとれないことと、Ｓｂの還元電流の濃度依存
性が非常に小さく、極微量添加によってもＳｂの還元電
流は大きくなってしまい、Ｓｂのみの単独析出となって
しまう。またシアン浴の場合にはＳｂとＣｕの置換反応
が起きてしまうため、Ｃｕを浸漬しただけでＳｂがＣｕ
表面に析出してしまうため、Ｚｎ−Ｓｂ金合金して析出
させることは、アルカリ浴では困難である。
またメッキ浴中へのＳｂの添加量を金属Ｓｂとして１
ＩＩ〜３６０ ｍＦｌ／ １としたのは、本来熱平衡的
にはＺｎ中へのＳｂの固溶度はないが、電気メッキ浴に
より析出するＺｎ−Ｓｂ合金はＳｂを過飽和に固溶した
過飽和固溶体となって析出するが、３６０ ｒｎｙ／
１以上添加するとＳｂが単独析出し易くなり、−旦Ｓｂ
が単独析出すると酸性浴ではＺｎとＳｂの電位差により
Ｚｎが析出することができず、Ｓｂのみのメッキとなっ
てしまい実際上Ｚｎ−３ｂの合金メッキ膜が形成されな
くなるためである。また１ｍｇ／ｌ以下では脱亜鉛腐食
を抑制するのに十分なＳｂをＺｎ中に合金化できないた
めである。Ｓｂの浴中への添加口は３７ｊ１ｇ〜１８０
ｍｙ／ｊ！が望ましい。
ＩＩ〜３６０ ｍＦｌ／ １としたのは、本来熱平衡的
にはＺｎ中へのＳｂの固溶度はないが、電気メッキ浴に
より析出するＺｎ−Ｓｂ合金はＳｂを過飽和に固溶した
過飽和固溶体となって析出するが、３６０ ｒｎｙ／
１以上添加するとＳｂが単独析出し易くなり、−旦Ｓｂ
が単独析出すると酸性浴ではＺｎとＳｂの電位差により
Ｚｎが析出することができず、Ｓｂのみのメッキとなっ
てしまい実際上Ｚｎ−３ｂの合金メッキ膜が形成されな
くなるためである。また１ｍｇ／ｌ以下では脱亜鉛腐食
を抑制するのに十分なＳｂをＺｎ中に合金化できないた
めである。Ｓｂの浴中への添加口は３７ｊ１ｇ〜１８０
ｍｙ／ｊ！が望ましい。
ＺｎとＳｂの複層メッキを形成する場合、Ｓｂを先に形
成し、その上にＺｎ層を形成し、かつＺｎＢを形成する
メッキ浴をアルカリ性としたのは、Ｚｎ上にＳｂ層を形
成しようとする場合には、全ｐＨ域において、ＺｎとＳ
ｂの置換反応が起きてしまい、密着性の悪い状態となっ
てしまうためであり、またＳｂ上に酸性浴を用いてメッ
キを施そうとすると、Ｓｂ上に析出したＺｎがＳｂとの
電位差によりメッキ液中に再溶解しやすく、健全な復層
メッキを形成できないためである。
成し、その上にＺｎ層を形成し、かつＺｎＢを形成する
メッキ浴をアルカリ性としたのは、Ｚｎ上にＳｂ層を形
成しようとする場合には、全ｐＨ域において、ＺｎとＳ
ｂの置換反応が起きてしまい、密着性の悪い状態となっ
てしまうためであり、またＳｂ上に酸性浴を用いてメッ
キを施そうとすると、Ｓｂ上に析出したＺｎがＳｂとの
電位差によりメッキ液中に再溶解しやすく、健全な復層
メッキを形成できないためである。
実施例（１）
厚さ０．０７ｍのＣｄ Ｏ，０６ｗｔ％を含む耐熱銅条
（導電率９５．７％ＩＡＣ３）を用い、この条に下記メ
ッキ浴に金属Ｓｂとして３．６ ｆｆ１ｇ／ １ 、３
６ＱＦ／ １ 。
（導電率９５．７％ＩＡＣ３）を用い、この条に下記メ
ッキ浴に金属Ｓｂとして３．６ ｆｆ１ｇ／ １ 、３
６ＱＦ／ １ 。
１８０！ｒ１ｇ／ｉとなるように酒石酸アンチモニルカ
リウムを添加した浴を用い、ＺｎとＳｂからなる厚さ２
．４μｍの電気メッキを施し、３５０℃で３０分間拡散
加熱処理した債、圧延加工により厚さ０．０３８ｍｍの
フィン材とした。
リウムを添加した浴を用い、ＺｎとＳｂからなる厚さ２
．４μｍの電気メッキを施し、３５０℃で３０分間拡散
加熱処理した債、圧延加工により厚さ０．０３８ｍｍの
フィン材とした。
これ等のフィン材についてＺｎに対するＳｂ量を化学分
析により求めた。また下記腐食試験を行ない、重量法に
より平均腐食量を求めるとともに表面の脱亜鉛状態を観
察した。これ等の結果を浴中へのＳｂ添加量Ｑ、 ０．
５ 、４００ｍｇ／ｌのものと比較して第１表に示す。
析により求めた。また下記腐食試験を行ない、重量法に
より平均腐食量を求めるとともに表面の脱亜鉛状態を観
察した。これ等の結果を浴中へのＳｂ添加量Ｑ、 ０．
５ 、４００ｍｇ／ｌのものと比較して第１表に示す。
腐食試験はＪＩＳ Ｚ ２３７１に基づき、塩水噴霧を
１時間行なった後、６０℃、９５％ＲＨの恒温恒湿槽中
に２３時間保持することを３０回繰り返した。
１時間行なった後、６０℃、９５％ＲＨの恒温恒湿槽中
に２３時間保持することを３０回繰り返した。
メッキ浴
ＺｎＳＯ４・７Ｈ２０２５０ｇ／Ｉ
Ｎａｚ ３０４ １００ ｇ／１ｐ）ｌ
１．５ （硫酸で調整）浴温
５０℃ 電流密度 ７Ａ／ｄｍ 第１表から明らかなように比較法のＳｂを添加しないも
の、添加しても１１１１ｇ／ｉ以下のもの（Ｎα４〜５
）は何れも腐食試験後金面に脱亜鉛が認められるのに対
し、本発明法Ｎα１〜３は脱亜鉛が極わずかであり、ま
た腐食量も小ざくなっており、耐食性が向上しているこ
とが判る。
１．５ （硫酸で調整）浴温
５０℃ 電流密度 ７Ａ／ｄｍ 第１表から明らかなように比較法のＳｂを添加しないも
の、添加しても１１１１ｇ／ｉ以下のもの（Ｎα４〜５
）は何れも腐食試験後金面に脱亜鉛が認められるのに対
し、本発明法Ｎα１〜３は脱亜鉛が極わずかであり、ま
た腐食量も小ざくなっており、耐食性が向上しているこ
とが判る。
一方Ｓｂを４００ ｒａｙ／ １添加した比較法では析
出するメッキ膜がメッキ液に溶解しやすくなってしまい
、健全なメッキ膜を得ることができなかった。
出するメッキ膜がメッキ液に溶解しやすくなってしまい
、健全なメッキ膜を得ることができなかった。
実施例（２）
厚さ０．０６１１１１１のＣ：、 ｄ ０．０６ｗｔ％
を含む耐熱鋼条（導電率９５．７％ＩＡＣ３）を用い、
この条に下記メッキ浴により厚さ０．０１μｍのＳｂの
電気メッキを施し、更にその上に厚さ２．４μｍのＺｎ
電気メッキを施した債、４５０℃で５分間加熱拡散処理
し、その後圧延加工により厚さ０．０３５ｍのフィン材
とした。
を含む耐熱鋼条（導電率９５．７％ＩＡＣ３）を用い、
この条に下記メッキ浴により厚さ０．０１μｍのＳｂの
電気メッキを施し、更にその上に厚さ２．４μｍのＺｎ
電気メッキを施した債、４５０℃で５分間加熱拡散処理
し、その後圧延加工により厚さ０．０３５ｍのフィン材
とした。
これについて実施例（１）と同様の腐食試験を行なった
。その結果を２．４μｍ厚さのＺｎメッキのみを施し、
４５０℃で５分間加熱拡散処理した後、圧延加工により
厚さ０．０３５ａｎとしたフィン材と比較して第２表に
示す。
。その結果を２．４μｍ厚さのＺｎメッキのみを施し、
４５０℃で５分間加熱拡散処理した後、圧延加工により
厚さ０．０３５ａｎとしたフィン材と比較して第２表に
示す。
Ｓｂメッキ浴
ＫＯ２８４０Ｂ （ＳｂＯ）祿ＨｚＯ８０９／Ｊｌ
ロツセル塩 ５０９／Ｉ
Ｎａｚ ３０４ １００９／ｌＨ２ＳＯ４５０
ｇ／ｌ 浴温 ５０℃ 電流密度 ２Ａ／ｄ７ｄ Ｚｎメッキ浴 ＺｎＯ２０９／ｌ ＮａＯ８１８０ｇ／、ｅ 浴温 ３０℃ 電流密度 ５Ａ／ｄＴｄ 第 ２ 表 第２表から明らかなように、Ｓｂの下地メッキを行なっ
てＺｎメッキを施した後、加熱拡散処理する本発明法に
よるものは、Ｓｂ下地メッキを行なわない比較法に比し
、脱亜鉛は極くわずかで、腐食量も少なくなっており、
耐食性が改善されていることが判る。
ｇ／ｌ 浴温 ５０℃ 電流密度 ２Ａ／ｄ７ｄ Ｚｎメッキ浴 ＺｎＯ２０９／ｌ ＮａＯ８１８０ｇ／、ｅ 浴温 ３０℃ 電流密度 ５Ａ／ｄＴｄ 第 ２ 表 第２表から明らかなように、Ｓｂの下地メッキを行なっ
てＺｎメッキを施した後、加熱拡散処理する本発明法に
よるものは、Ｓｂ下地メッキを行なわない比較法に比し
、脱亜鉛は極くわずかで、腐食量も少なくなっており、
耐食性が改善されていることが判る。
このように本発明によるものは、Ｚｎの拡散層のみにＳ
ｂを含有せしめたもので、優れた耐食性と熱伝導性を有
し、銅製熱交換器用フィン材として、その使用寿命を向
上すると共に、薄肉軽量化を可能にする等、工業上顕著
な効果を奏するものである。
ｂを含有せしめたもので、優れた耐食性と熱伝導性を有
し、銅製熱交換器用フィン材として、その使用寿命を向
上すると共に、薄肉軽量化を可能にする等、工業上顕著
な効果を奏するものである。
Claims (5)
- （１） 銅又は銅合金条の表面にＺｎ又はＺｎ合金をメ
ッキした後、加熱拡散処理により銅又は銅合金条の表層
にＺｎの拡散層を形成する熱交換器用フィン材の製造に
おいて、Ｚｎ又はＺｎ合金メッキ浴にＳｂ化合物を金属
Ｓｂとして１〜３６０ｍｇ／ｌ添加溶解して電気メッキ
することにより、銅又は銅合金条の表面にＳｂを含有す
るＺｎ又はＺｎ合金をメッキし、しかる後加熱拡散処理
することにより、Ｚｎ拡散層中にＳｂを含有せしめるこ
とを特徴とする銅製熱交換器用フィン材の製造方法。 - （２） Ｓｂを添加したＺｎ又はＺｎ合金メッキ浴のｐ
Ｈを７．０以下とする請求項１記載の銅製熱交換器用フ
ィン材の製造方法。 - （３） Ｚｎ又はＺｎ合金メッキ層中のＳｂ含有率を０
．００５〜１％とする請求項１又は２記載の銅製熱交換
器用フィン材の製造方法。 - （４） 銅又は銅合金条の表面にＺｎ又はＺｎ合金をメ
ッキした後、加熱拡散処理により銅又は銅合金条の表層
にＺｎの拡散層を形成する熱交換器用フィン材の製造に
おいて、銅又は銅合金条の表面にＳｂを電気メッキし、
その上にＺｎ又はＺｎ合金を電気メッキした後、加熱拡
散処理することにより、Ｚｎ拡散層中にＳｂを含有せし
めることを特徴とする銅製熱交換器用フィン材の製造方
法。 - （５） Ｓｂ層上に電気メッキするＺｎ又はＺｎ合金の
メッキ浴にアルカリ性メッキ浴を用いる請求項４記載の
銅製熱交換器用フィン材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2498388A JPH01201460A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 銅製熱交換器用フィン材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2498388A JPH01201460A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 銅製熱交換器用フィン材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01201460A true JPH01201460A (ja) | 1989-08-14 |
Family
ID=12153217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2498388A Pending JPH01201460A (ja) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | 銅製熱交換器用フィン材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01201460A (ja) |
-
1988
- 1988-02-05 JP JP2498388A patent/JPH01201460A/ja active Pending
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