JPH0346547B2

JPH0346547B2 -

Info

Publication number: JPH0346547B2
Application number: JP56102010A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Fujoshi; Shoji Wada; Katsuyuki Hashimoto
Original assignee: Calsonic Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1981-06-30
Filing date: 1981-06-30
Publication date: 1991-07-16
Also published as: JPS583987A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、表面に炉中ろう付け用ろう材が被
覆されている冷却フインを用いて、非腐食性フラ
ツクスを使用する炉中ろう付けによつて通液管と
前記冷却フインをろう付け結合するアルミニウム
製熱交換器コアの製造方法に関する。

近時、自動車用のラジエータやコンデンサ、或
はエバポレータのどの熱交換器では、従来の、熱
伝導器、耐食性の点で良好である銅合金材から、
軽量で材料費も安価であり、熱伝導率も高いアル
ミニウム材（アルミニウム合金材も含め）によつ
て構成する割合が高くなりつつある。

しかし乍ら、このアルミニウム材によつて構成
される熱交換器は、軽量化、コスト・ダウンを要
求される自動車のフアクターとして有効なもので
あるが、アルミニウム材は腐食し易く、特に電食
や塩害に対して弱い性質を有していることから、
自動車用ラジエータやカークーラ用コンデンサの
如き高温になり、かつ、腐食の促進媒体となる塵
埃のどの存在する雰囲気中に設置される熱交換器
では、孔食が短期間のうちに多発し、熱交換機能
を劣化、更には不能とする問題を有している。

ところで、アルミニウム製熱交換器において孔
食の多発する場所は、第１図に示す如く、熱交換
器コアａを構成する通液管ｂ部分に集中してい
る。これは、通液管ｂに冷却フインｃが接合して
おり、通常両者は自然電極電位の異なる異種アル
ミニウム材（例えば通液管ｂはJIS Ａ 1050、冷
却フインｃはJIS BA12PC）によつて構成される
ものであるから、その電位差により、第２図に示
す如く、冷却フインｃの皮材によつて構成される
フイレツトｄ附近に孔食ｅが生じる。このため、
従来では、通液管ｂ、冷却フインｃ及び座板ｆ、
f′をろう付けによつて一体結合し、熱交換器ａを
構成後、その表面にクロメート処理や電着塗装な
どを施して保護被膜を形成したり、或はろう付時
に使用するフラツクス中にZn化合物を混入して
Zn拡散層を形成し、これにより上記孔食ｅの発
生を防止する対策としている。

しかし、上記保護被膜を形成するものでは、完
全な保護被膜が形成された上、これが恒久的にそ
のまま状態を維持しているのであれば、孔食ｅの
発生防止の目的は達せられるが、実際には欠陥の
ない保護被膜の形成は困難であり、その上、熱交
換器の運搬或は設置時など、取り扱い的に物理的
な原因によつて保護被膜の一部を剥離してしまう
ことがある。また、Zn拡散層を形成するもので
は、腐食性の高いフラツクスを用いるため、ろう
付け後にフラツクスが残存せぬよう十分な洗浄を
要する上、ろう付け時のフラツクス残査によつて
仮組治具の消耗が著しく、コスト高になる。加え
て、フラツクス中のZnであることから、塗布す
る際にバラツキがあると、全体の均一な耐食効果
が期待できない欠点を有しており、何れのものも
根本的な問題の解決策になり得ない。

昨今、上記の如き問題に対処するため、冷却フ
インｃの芯材に所定量のZnを含有させ、これに
より冷却フインｃの電位を下げ、冷却フインｃを
積極的に腐食させて、通液管ｂに孔食ｅが生じな
いようにする方法（例えば特開昭53−4250号公
報、特開昭56−10699号公報参照）が見られるが、
これでは、通液管ｂと冷却フインｃの接合構造
上、電解質のある腐食環境にむらが生じ、従つ
て、通液管ｂにも孔食の発生する可能性が高く、
実用上芳しいものではない。

また、上記の如き問題は、最近開発された非腐
食性フラツクスを使用して炉中ろう付けを行なう
アルミニウム製熱交換器であつても避け得なかつ
た。

そこでこの発明は、非腐食性フラツクスを使用
して炉中ろう付けを行なう際の加熱作用で孔食の
発生を防止するZn拡散層が形成される通液管を
有すると同時に前記Zn拡散層の層厚は比較的小
さなものであつても所望とする腐食遅延効果を期
待することの可能なアルミニウム製熱交換器コア
の製造方法を提供することを目的とする。

この発明に係るアルミニウム製熱交換器コアの
製造方法は、表面に炉中ろう付け材が被覆されて
いる冷却フインを用いて、非腐食性フラツクスを
使用する炉中ろう付けによつて通液管と前記冷却
フインをろう付け結合するアルミニウム製熱交換
器コアの製造方法において、芯材及び炉中ろう付
け用ろう材、又はその何かれ一方に0.5〜２％の
Znを添加した冷却フインと、外表面に予めZn層
が施された通液管とを組み付け、非腐食性フラツ
クスを施し、炉中ろう付けによつて通液管と冷却
フインをろう付け結合すると共に、このろう付け
時の加熱作用で、通液管の外表面に予め施された
Zn層がZn拡散層を形成するようにしたものであ
る。

この発明においては、芯材及び炉中ろう付け用
ろう材、又はその何れか一方に0.5〜２％のZnを
添加した冷却フインと、外表面に予めZn層が施
された通液管とを組み付けた後、この仮組体に非
腐食性フラツクスを施し、次に、これを炉中に入
れ、炉中ろう付けによつて通液管と冷却フインを
ろう付け結合すると共に、このろう付け時の加熱
作用で、通液管の外表面に予め施されたZn層が
Zn拡散層を形成する。

以下、この発明を第３図及び第４図に基づき具
体的に説明する。

この熱交換器コア１は、公知のものと同様に、
多数の通液管２と冷却フイン３とを交互に重ね合
わせ、その両端に座板４，４′を設置しており、
これらの各フアクターは互いにろう付けによつて
一体結合される構造となつている。そして、前記
通液管２と冷却フイン３との結合は、冷却フイン
３の皮材（炉中ろう付け用ろう材）３１が加熱に
よつて溶融することによつて両者の結合が為され
る。

ここでは、通液管２のアルミニウム材料として
A1050を使用し、冷却フイン３のアルミニウム材
料として、芯材３０はA3003を、また、皮材３１
はBA4045を使用しており、これの被覆率は10％
とされ、かつ、芯材３０及び皮材３１には夫々１
％のZnが添加されると同時に通液管２の外表面
側にはZn拡散層５が施されている。

上記の如くして構成される熱交換器コア１の通
液管２は組立て前にNaOH50％の水溶液によつ
て脱脂洗浄をした後、ZnO60ｇ／、NaOH350
ｇ／、27℃のジンケート浴に15分間浸漬する、
ジンケート処理を施し、次いで水洗し、乾燥す
る。次いで第３図のように、通液管２、冷却フイ
ン３及び座板４，４′を治具にて仮組し、これを
KAlF₄−K₃AlF₆の組成の非腐食性フラツクスを
10％の濃度としたフラツクス水溶液中に浸漬す
る、フラツクス処理を施し、しかる後、600℃に
温度上昇された加熱炉にて５分間加熱し、各フア
クターのろう付け結合を行なう。

前記通液管２に施されるZn層は、各フアクタ
ーのろう付け結合時の加熱作用で、50μ以上の深
さを有し、かつ、この深さの最大値は通液管２の
内部にZnに拡散しない部分が肉厚と50％以上残
存する範囲とされ、表面のZn濃度が2.5％〜10％
の範囲とされるZn拡散層５が得られるように施
される。

従つて、上記の如く構成されている熱交換器コ
ア１の通液管２では、Zn拡散層５が犠牲電極と
なり、しかもZn層５全体に亘つて徐々に犠牲腐
食が為された後に芯材の腐食が生ずるという腐食
の進行プロセスを構成すると同時に冷却フイン３
もZn拡散層５と同時の電位を有することから、
単にZn拡散層５のみに犠牲腐食が為される場合
よりも通液管５の芯材までに腐食の発生する時間
が大巾に遅延され、従つて高寿命となる。

なお、通液管２に形成されるZn拡散層５の深
さを50μ以上としたのは、ろう付け時の加熱作用
によつてZn拡散を実施するので、50μ以下とした
場合は、ろう付け不良等が発生し、また、50μ未
満であると犠牲腐食層が薄くなり過ぎて、使用後
短期間でZn拡散層５が全面的に犠牲腐食される
からである。

また、Zn拡散していない部分が通液管２の肉
厚の50％以上残存するようにしたのは、50％未満
になると、Zn拡散層５が犠牲腐食した後におい
て通液管２が非常に脆弱なものとなつて振動、圧
力等の影響で亀裂が生じ易くなるためである。

更に、Zn拡散層５の表面のZnd濃度の下限を
2.5％としたのは、2.5％未満であるとろう付け時
にできるフイレツト６及び冷却フイン３と電食に
より消耗が激しく耐食性に問題があるからであ
り、かつ、上限を10％としたのは、10％を越えて
も耐食性を更に高められることがない上、コスト
高となるからである。

また、冷却フイン３の芯材３０及び皮材３１に
添加されるZnは１％としたが、これに限らず、
0.5〜２％内に設定されればよい。0.5％以上であ
ることは、これ以下であると犠牲効果が不十分で
あり、また、２％未満であることは、２％以上で
あると腐食速度が高められ、短時間のうちにフイ
ン機能が劣化するがらである。

上記実施例によつて得られた通液管２なZn拡
散層５は、Ｘ線マイクロアナライザーによつて検
査したところ、80μの深さを有し、かつ、表面の
Zn濃度が2.5％のものであつたが、これの耐食性
をCASSテストにより1000hr実験した結果、孔食
部分は発見されず、また30Kg／cm²で気密テストを
実施したところ異常はなく、良好な結果が得られ
た。

因に、上記において、冷却フイン３の芯材３０
及び皮材３１の何れにもZnを添加しないものに
ついて同一条件のテストを行なつた処、通液管２
には孔食が見られた。従つて、これにより通液管
２を延命とする冷却フイン３の犠牲効果が認めら
れる。

次に、上記実施例のものにおいて、冷却フイン
３の芯材３０のみに１％のZnを添加した場合を
実施した処、これも異常は見られなかつた。ま
た、冷却フイン３の皮材３１のみに１％のZnを
添加した場合を実施した処、やはり異常は見られ
なかつた。

なお、上記実施例では、通液管の外表面側に施
されたZn拡散層は、ろう付結合前に予め施され
たZnメツキがろう付け結合時に加熱溶融されて
形成されるものであるが、このZn拡散層を得る
には前記無電解処理のZnメツキに限らず電解処
理のZnメツキ、又はZn薄板の接着、或いはZn粉
末によつても可能であるし、また、その他の処理
方法なども任意に変更可能であり、要は特許請求
の範囲の技術的思想を逸脱しない範囲内において
種々設計的変更可能である。

以上要するに、この発明の係るアルミニウム製
交換器コアの製造方法は、表面に炉中ろう付け用
ろう材が被覆されている冷却フインを用いて、非
腐食性フラツクスを使用する炉中ろう付けによつ
て通液管と前記冷却フインをろう付け結合するア
ルミニウム製熱交換器コアの製造方法において、
芯材及び炉中ろう付け用ろう材、又は、その何れ
か一方に0.5〜２％のZnを添加した冷却フインと、
外表面に予めZn層が施された通液管とを組み付
け、非腐食性フラツクスを施し、炉中ろう付けに
よつて通液管と冷却フインをろう付け結合すると
共に、このろう付け時の加熱作用で、通液管の外
表面に予め施されたZn拡散層を形成するように
したものであるから、従来の保護被膜を形成する
もの、或はZn化合物を混入してZn拡散層を形成
するもののような問題なくして実施例で述べた如
くZn拡散層が犠牲電極となり、しかもZn拡散層
全体に亘つて徐々に犠牲腐食が為された後に芯材
の腐食が生ずるという腐食進行プロセスを構成す
ると同時に、冷却フインも通液管のZn拡散層と
同等の電位を有することから、単にZn拡散層の
みに犠牲腐食が為される場合よりも通液管の芯材
までに腐食の発生する時間が大巾に遅延され、従
つて高寿命となり、孔食の発生が防止され、熱交
換器コアの機能劣化、更には不能を来すことがな
くなる。

また、この発明では冷却フインの犠牲腐食が通
液管の腐食発生時間を遅延する可能を有すること
から、通液管に形成されるZn拡散層の層厚を小
さくすることが可能となり、このためコスト低減
が図れることは勿論のこと、Zn層の構成に当つ
て時間の短縮並びに通液管への密着性が高められ
る。

加えて、Zn拡散層はろう付け結合時の加熱作
用によつて形成されるため、通液管には単にZn
メツキなどによつてZn層を施しておくのみで良
く、何等Zn拡散層の形成のための特別の加熱作
業を必要としていないメリツトがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来構造の熱交換器コアの側面図、第
２図は同要部拡大側面図、第３図はこの発明の実
施例の側面図、第４図は同要部拡大側面図であ
る。１……熱交換器コア、２……通液管、３……冷
却フイン、５……Zn拡散層、３０……芯材、３
１……皮材（炉中ろう付け用ろう材）。

Claims

【特許請求の範囲】

１表面に炉中ろう付け用ろう材が被覆されてい
る冷却フインを用いて、非腐食性フラツクスを使
用する炉中ろう付けによつて通液管と前記冷却フ
インをろう付け結合するアルミニウム製熱交換器
コアの製造方法において、芯材及び炉中ろう付け
用ろう材、又はその何れか一方に0.5〜２％のZn
を添加した冷却フインと、外表面に予めZn層が
施された通液管とを組み付け、非腐食性フラツク
スを施し、炉中ろう付けによつて通液管と冷却フ
インをろう付け結合すると共に、そのろう付け時
の加熱作用で、通液管の外表面に予め施された
Zn層がZn拡散層を形成するようにしたことを特
徴とするアルミニウム製熱交換器コアの製造方
法。