JPH03254360A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、熱交換器すなわちラジェータの製造方法に関
し、とくにフィンの腐食寿命を向上させることかでき、
しかも十分な強度を保持し得るラジェータの製造方法に
関するものである。

［従来の技術］ 車両用のエンジン部を冷却する熱交換器、すなわち、ラ
ジェータは、一般には冷却水を流す黄銅製のチューブ、
放熱用の調合金製のフィン、チューブ両端のプレート、
タンク等から構成され、Ｐｂ−３ｎはんだメツキを施し
たチューブとフィンを交互に配列し、さらにプレートを
装着してコアを形成し、この状態でコア焼と称する半田
接合のための加熱処理を炉中で施し、さらにタンク等の
必要部材を取付けて製造される。フィンの材質は敢然性
を良くするため、高専電性を有しかつコア焼の加熱の際
に軟化しないようにＣｕに微ＩのＳｎ又はＣｄを添加し
た銅合金が使用されている。

しかし、ラジェータは、外気に直接曝されているばかり
でなく、雨水や結露による濡れ、走行中の最高８０℃に
達する温度上昇と停車時の冷却といったビートサイクル
、振動や風圧などそれ自体が腐食を受は易い状態にある
。

このような状況下において、高温・多湿の海岸地帯の走
行が続いたり、あるいは寒冷地において冬期に道路の凍
結防止剤として塩の散布されている道路を走行したりす
ると、フィン材の表面が走行後２〜３年程度でボロボロ
に腐食しあるいはフィンとチューブの接合部の腐食によ
る離脱が生じ、極端な放熱性の低下を招く現象が見られ
、大きな問題となっている。

従来、これを解決する方法として、 ■　耐食性銅合金をフィン材に使用する方法■　ラジェ
ータ全面に防錆塗装を施してフィンおよび半田等を防食
する方法 等が取られてきた。

［発明が解決しようとする課題］ 上記したような従来のフィン腐食による放熱性の低下等
を防ぐ方法によれば、上記■の耐食性銅合金をフィン材
に使用する方法では、銅合金の耐食性を上げるために合
金元素濃度を増加させる必要があり、これにより熱伝導
性が低下するという問題があった。

また、■のラジェータ全面に防錆塗装を施して、フィン
および半田等を防食する方法の場合、効果的な防食を行
なうためには塗装を厚く總す必要があり、放熱性を低下
させると共に、コスト高になる等の不都合がある。

さらに、最近あらかじめフィン表面にＺｎ又はＺｎ合金
の被覆あるいは拡散層を形成させておき、チューブと接
合し熱交換器とする方法が提案され実施されているが、
この場合フィンの耐食性は向上するものの、フィン製造
コストが高くなるという問題がある。

そのようなコストアップを避けるために、フィンにＺｎ
を被覆しコア焼の際に拡散させようとしても、Ｐｂ−３
ｎはんだを用いてコア焼する場合の温度が低く、Ｚｎを
十分に拡散させることは困難である。

このため、従来のＰｂ−３ｎはんだの接合加熱温度（約
３００〜３５０℃）よりも加熱温度を高くし、４００℃
以上としてＺｎの拡散を十分に行なわせようとすると、
接合に用いているｐｂＳｎはんだから主にＳｎがＣｕ中
に拡散するようになり、脆い金属間化合物を生成し、逆
にフィンの離脱が促進してしまうという問題があった。

本発明の目的は、上記したような従来技術の問題点を解
消し、ラジェータの腐食寿命を向上させしかも製造コス
トに余り影響を及ぼすおそれのない新規な熱交換器の製
造方法を提供しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、Ｃｕ合金製のチューブ及びＣｕ又はＣｕ合金
製のフィン等よりなるコルゲートフィンタイプの熱交換
器の製造において、前記フィンとチューブの接合にはＺ
ｎ基はんだを用い、フィン材としてＣｕ又はＣｕ合金の
表面にＺｎ又はＺｎ合金を被覆した条材を用い、これら
を組上げて所定パターンのコアを形成し、当該コアを前
記Ｚｎ基はんだの融点以上に加熱することにより前記フ
ィンとチューブを接合させる一方、フィンの表面に被覆
したＺｎ又はＺｎ合金をフィン材内部に拡散させ、表面
にＣｕ−Ｚｎ合金層を形成させるものである。

ここにいうＺｎ基はんだとしては、Ｚｎをベースとして
、これにＡＪ　、Ｓｎ、Ａｇ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｔｉ
　、Ｃｕ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｍｇのなかから一種又は二種以
上を総量で１０％程度以下添加した合金が用いられる。

はんだを溶融させる隙の加熱雰囲気は非酸化雰囲気とす
ることが望ましい。

［作用］ コア焼はラジェータ製造において不可欠の工程であるが
、このコア焼工程を利用し、はんだとしてＺｎ基はんだ
を使用してフィンとチューブを接合させれば、必然的に
コア焼の加熱温度か高くなり、フィン表面に被覆したＺ
ｎ又はＺｎ合金をフィン材内に十分拡散させることかで
き、フィンの表面にＣｕ−Ｚｎ合金層を形成し、十分な
耐食性を発揮させることができる。しかもＺｎ基はんだ
の接合部の機械的特性はＰｂ−８ｎはんだより優れてお
り、強度の上でも信頼性と健全性を保有させることがで
きる。

［実斃例］ 以下に、本発明について実施例及び比較例としての従来
例を参照し、具体的に説明する。

フィン材として、Ｃｕ−０，１％Ｓｎ合金（板厚４６μ
ｍ、１６ｘ巾）の表面にＺｎメツキを２μｍ施したもの
を用い、亜鉛基はんだとしてはＺｎ−５ＡＪ（融点的３
８０℃）用いて、４３０℃で２分間加熱してコア焼を行
なった。この時フィン表面のＺｎは拡散してフィン表面
濃度５１％Ｚｎ、片面的２μｍの拡散合金層が生成され
た。

次に作製したコアからサンプルを切り出し、塩水墳霧を
３０分、８０℃水蒸気雰囲気７．５時間、大気乾燥１６
時間をｌサイクルとするフィンの腐食試験を行ない、第
１図に矢印をもって示すように腐食供試品のフィンｌを
両開のチューブ２，２間で圧縮し、その時の最大荷重を
測定し、初期値からの残存率を求めることにより耐食性
の評価を行なった。比較のため実施例と同じ板厚のＣｕ
−０，１％Ｓｎ合金製のフィンをＰｂ−３ｎはんだでチ
ューブと接合した従来品を比較例とし、上記同様の方法
により耐食性を評価した。

腐食試験の結果を第２図のグラフに示した。

本発明に係る試供品は、フィン１の表面にＣｕＺｎ合金
の被膜が形成されており防食効果を発揮すると共に、チ
ューブ上のＺｎ基はんだメツキが犠牲陽極として作用し
、フィンを防食するため、従来品に比較して著しく耐食
性が向上していることを、この第２図によって知ること
ができる。

また、はんだ接合部については、腐食試験後もフィンと
チューブが離脱するということはなく、実用上十分な強
度を保有することも確認された。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明に係る熱交換器の製造方法に
よれば、フィンの表面にＺｎ被膜及びＣｕ−Ｚｎ合金層
を有するため、フィンの耐食性を一段と向上させること
ができ、またＺｎ基はんだを使用したことにより、はん
だ接合部の耐食性も向上させることができるばかりでな
く、接合部の強度を十分に保有させることができ、さら
に、フィンへのＺｎの拡散とはんだ接合を一つの工程で
同時に実施できるためコスト低減をも達成することが可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は腐食試験における強度測定法を示す説明図、第
２図は腐食試験結果を示す線図である。 ｌ：フィン、 ２：チューブ。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｃｕ合金製のチューブ及びＣｕ又はＣｕ合金製の
   フィン等よりなるコルゲートフィンタイプの熱交換器の
   製造において、前記フィンとチューブの接合にはＺｎ基
   はんだを用い、フィン材としてＣｕ又はＣｕ合金の表面
   に Ｚｎ又はＺｎ合金を被覆した条材を用い、これらを組上
   げて所定パターンのコアを形成し、当該コアを前記Ｚｎ
   基はんだの融点以上に加熱することにより前記フィンと
   チューブを接合させる一方、フィンの表面に被覆したＺ
   ｎ又はＺｎ合金をフィン材内部に拡散させ、表面にＣｕ
   −Ｚｎ合金層を形成させる熱交換器の製造方法。