JPH07115164B2 - アルミニウム合金製熱交換器の製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金製熱交換器の製造方法Info
- Publication number
- JPH07115164B2 JPH07115164B2 JP62202344A JP20234487A JPH07115164B2 JP H07115164 B2 JPH07115164 B2 JP H07115164B2 JP 62202344 A JP62202344 A JP 62202344A JP 20234487 A JP20234487 A JP 20234487A JP H07115164 B2 JPH07115164 B2 JP H07115164B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- heat exchanger
- fin
- tube
- brazing
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、カークーラーの蒸発器や凝縮器、あるいは
オイルクーラー、インタークーラー等に用いられるアル
ミニウム合金製熱交換器の製造方法に関する。
オイルクーラー、インタークーラー等に用いられるアル
ミニウム合金製熱交換器の製造方法に関する。
従来の技術 上記のような熱交換器は、一般に、アルミニウムないし
はアルミニウム合金からなる熱交換媒体流通用のチュー
ブと、熱交換効率向上のために空気流通間隙に配置され
るフィンとを備え、これらチューブとフィンとが接合さ
れてなる構造を有している。
はアルミニウム合金からなる熱交換媒体流通用のチュー
ブと、熱交換効率向上のために空気流通間隙に配置され
るフィンとを備え、これらチューブとフィンとが接合さ
れてなる構造を有している。
而して、かかる熱交換器は、チューブとフィンとの接合
作業を容易にしひいては生産効率を向上するために、フ
ィン材として、芯材の表面に皮材をしてのろう材が被覆
形成されたブレージングシートからなるものを用い、こ
のフィン材とチューブ材とを所定状態に配して一括的に
フラックスろう付することにより製造されていた。
作業を容易にしひいては生産効率を向上するために、フ
ィン材として、芯材の表面に皮材をしてのろう材が被覆
形成されたブレージングシートからなるものを用い、こ
のフィン材とチューブ材とを所定状態に配して一括的に
フラックスろう付することにより製造されていた。
従来、例えば上記チューブ材として表面にZnメッキ層が
被覆されたA1100アルミニウム合金をもって形成された
ものを用いる一方、フィン材としてAl−Mn−Zn系合金芯
材にAl−Si−Zn系合金皮材をクラッドしたブレージング
シートが用いられていた。
被覆されたA1100アルミニウム合金をもって形成された
ものを用いる一方、フィン材としてAl−Mn−Zn系合金芯
材にAl−Si−Zn系合金皮材をクラッドしたブレージング
シートが用いられていた。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、斯る材料構成で、チューブ材の耐食性は
優れているものの、チューブ材とフィン材との接合箇所
に形成されるフィレット部にフィン材からのZnとチュー
ブ材からのZnとが溶融拡散されるため、そのフィレット
部が電気的に最も卑な状態となり、短期間のうちにフィ
レット部の腐食が進行し、ついにはフィンとチューブと
が分離してしまうという問題点があった。
優れているものの、チューブ材とフィン材との接合箇所
に形成されるフィレット部にフィン材からのZnとチュー
ブ材からのZnとが溶融拡散されるため、そのフィレット
部が電気的に最も卑な状態となり、短期間のうちにフィ
レット部の腐食が進行し、ついにはフィンとチューブと
が分離してしまうという問題点があった。
この発明はかかる欠点を解消し、より一層耐食性に優れ
た熱交換器の製造方法を呈示することを目的とするもの
である。
た熱交換器の製造方法を呈示することを目的とするもの
である。
問題点を解決するための手段 上記目的においてこの発明は、ろう付後の状態において
ブレージングシートの芯材＜同皮材≦チューブ材の順で
孔食電位が卑から貴となるようにすると共に、フィレッ
ト部の孔食電位を可及的に貴となるようにしようとする
ものであり、そのために各材料の組成を特定したことを
特徴とするものである。
ブレージングシートの芯材＜同皮材≦チューブ材の順で
孔食電位が卑から貴となるようにすると共に、フィレッ
ト部の孔食電位を可及的に貴となるようにしようとする
ものであり、そのために各材料の組成を特定したことを
特徴とするものである。
即ちこの発明は、チューブ材として、表面に厚さ0.3〜
3.0μｍのZnメッキ層が被覆されたアルミニウム合金か
らなるものを用いる一方、 フィン材として、Mn:0.5〜2.0wt％を含有し、Cu:0.05wt
％以下にその含有量が規制され、残部がアルミニウム及
び不可避不純物からなるアルミニウム合金を芯材とし、
かつその表面にSi:5.0〜15wt％、Cu:0.05〜0.20wt％を
含有し、Zn:0.05wt％以下にその含有量が規制され、残
部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウ
ム合金を皮材として被覆されたブレージングシートを用
い、 これら両部材を所定状態に組付けた後、不活性雰囲気中
にてフラックスろう付することを特徴とするアルミニウ
ム合金製熱交換器の製造方法を要旨とするものである。
3.0μｍのZnメッキ層が被覆されたアルミニウム合金か
らなるものを用いる一方、 フィン材として、Mn:0.5〜2.0wt％を含有し、Cu:0.05wt
％以下にその含有量が規制され、残部がアルミニウム及
び不可避不純物からなるアルミニウム合金を芯材とし、
かつその表面にSi:5.0〜15wt％、Cu:0.05〜0.20wt％を
含有し、Zn:0.05wt％以下にその含有量が規制され、残
部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウ
ム合金を皮材として被覆されたブレージングシートを用
い、 これら両部材を所定状態に組付けた後、不活性雰囲気中
にてフラックスろう付することを特徴とするアルミニウ
ム合金製熱交換器の製造方法を要旨とするものである。
チューブ材を構成するアルミニウム合金において、表面
にZnメッキ層を被覆形成せしめたのは、チューブ材の表
面部にアルミニウム合金母材の表面に孔食電位の卑なZn
拡散層を形成せしめることによりアルミニウム母材を犠
牲防食せしめるためである。而して、Znメッキ層の厚さ
が0.3μｍ以下であると充分な犠牲防食効果を得ること
ができず、逆に3.0μｍ以上であると自己腐食が多くな
り、また塑性加工性やろう付性が劣化するばかりか、ろ
う付後に形成されるフィン材とチューブ材との接合部に
形成されるフィレット部に多量のZnが溶融拡散され該部
が電気的に最も卑な状態となり早期腐食を招く。従っ
て、Znメッキ層の厚さは、0.3〜3.0μｍの範囲に限定す
べきである。また、チューブ材の母材としては、例えば
Al−Mn系またはAl−Mn−Cu系等の耐食性に優れたアルミ
ニウム合金からなるものが好適に用いられる。
にZnメッキ層を被覆形成せしめたのは、チューブ材の表
面部にアルミニウム合金母材の表面に孔食電位の卑なZn
拡散層を形成せしめることによりアルミニウム母材を犠
牲防食せしめるためである。而して、Znメッキ層の厚さ
が0.3μｍ以下であると充分な犠牲防食効果を得ること
ができず、逆に3.0μｍ以上であると自己腐食が多くな
り、また塑性加工性やろう付性が劣化するばかりか、ろ
う付後に形成されるフィン材とチューブ材との接合部に
形成されるフィレット部に多量のZnが溶融拡散され該部
が電気的に最も卑な状態となり早期腐食を招く。従っ
て、Znメッキ層の厚さは、0.3〜3.0μｍの範囲に限定す
べきである。また、チューブ材の母材としては、例えば
Al−Mn系またはAl−Mn−Cu系等の耐食性に優れたアルミ
ニウム合金からなるものが好適に用いられる。
フィン材を構成するブレージングシートの芯材におい
て、Mnはフィンの強度向上に寄与するものである。しか
し、0.5wt％未満ではその効果がなく高温においてフィ
ンが座屈を生ずる危険がある。逆に2.0wt％を超えて含
有されると、圧延が困難となる。好ましいMnの含有範囲
は0.8〜1.2wt％である。また芯材はその孔食電位を最も
卑なるものとなされるために、Cuの含有量は不純物とし
ても0.05wt％以下に抑制されなければならない。Cuが0.
05wt％を超えて含有されると、芯材の孔食電位が皮材の
それよりも貴となり、本発明の目的を達成できなくなる
からである。なお0.05wt％以下とはCuを含有しない場合
を含むものである。
て、Mnはフィンの強度向上に寄与するものである。しか
し、0.5wt％未満ではその効果がなく高温においてフィ
ンが座屈を生ずる危険がある。逆に2.0wt％を超えて含
有されると、圧延が困難となる。好ましいMnの含有範囲
は0.8〜1.2wt％である。また芯材はその孔食電位を最も
卑なるものとなされるために、Cuの含有量は不純物とし
ても0.05wt％以下に抑制されなければならない。Cuが0.
05wt％を超えて含有されると、芯材の孔食電位が皮材の
それよりも貴となり、本発明の目的を達成できなくなる
からである。なお0.05wt％以下とはCuを含有しない場合
を含むものである。
ブレージングシートの皮材において、Siは該皮材をろう
材として機能させるとともに、フィンとチューブの接合
部の強度向上にも寄与するものである。しかしこの含有
量が5.0wt％未満ではろう材として機能せずろう付が困
難となり、逆に15wt％超えて含有されると圧延が不可能
となる。好ましいSiの含有範囲は８〜12wt％である。ま
たCuの添加含有量は0.05〜0.20wt％に設定されなければ
ならない。0.05wt％未満では皮材の孔食電位が芯材のそ
れよりも貴とならずこの発明の目的を達成できないから
であり、逆に0.20wt％を超えて含有された場合には、皮
材自体ひいてはフィレット部の耐食性が劣化するからで
ある。皮材における好ましいCu含有量は0.10〜0.15wt％
である。また、Znは皮材の孔食電位を卑とするので、0.
05wt％を超えて含有されると、芯材の孔食電位が皮材の
それより貴となるばかりか、フィレット部にZnが多量に
溶融拡散され該部の孔食電位が最も卑となり、本発明の
目的を達成できない。従って、Znの含有量は不純物とし
ても0.05wt％以下に抑制されなければならない。なお、
ここに0.05wt％以下とはZnを含有しない場合を含むもの
である。
材として機能させるとともに、フィンとチューブの接合
部の強度向上にも寄与するものである。しかしこの含有
量が5.0wt％未満ではろう材として機能せずろう付が困
難となり、逆に15wt％超えて含有されると圧延が不可能
となる。好ましいSiの含有範囲は８〜12wt％である。ま
たCuの添加含有量は0.05〜0.20wt％に設定されなければ
ならない。0.05wt％未満では皮材の孔食電位が芯材のそ
れよりも貴とならずこの発明の目的を達成できないから
であり、逆に0.20wt％を超えて含有された場合には、皮
材自体ひいてはフィレット部の耐食性が劣化するからで
ある。皮材における好ましいCu含有量は0.10〜0.15wt％
である。また、Znは皮材の孔食電位を卑とするので、0.
05wt％を超えて含有されると、芯材の孔食電位が皮材の
それより貴となるばかりか、フィレット部にZnが多量に
溶融拡散され該部の孔食電位が最も卑となり、本発明の
目的を達成できない。従って、Znの含有量は不純物とし
ても0.05wt％以下に抑制されなければならない。なお、
ここに0.05wt％以下とはZnを含有しない場合を含むもの
である。
フィン材とチューブ材との接合は、これら両部材を所定
状態に組付けた後、常法に従って不活性雰囲気中にてフ
ラックスろう付することにより行なえば良い。
状態に組付けた後、常法に従って不活性雰囲気中にてフ
ラックスろう付することにより行なえば良い。
発明の効果 この発明は上述したように、チューブ材とフィン材を構
成するブレージングシートの芯材及び皮材それぞれの合
金組成を特定することにより、後述の実施例の参酌によ
っても明らかなように、フィン材とチューブ材とが皮材
たるろう材を介してろう付一体化された熱交換器におい
ては、芯材が優先的に腐食されることとなり、従来のよ
うに、皮材特にフィレット部が優先的に腐食されること
によりチューブとフィンとが分離してチューブに孔食が
生ずる危険性を長期にわたって回避でき、耐食性に優れ
長期使用に耐えうる長寿命の熱交換器の提供が可能とな
る。
成するブレージングシートの芯材及び皮材それぞれの合
金組成を特定することにより、後述の実施例の参酌によ
っても明らかなように、フィン材とチューブ材とが皮材
たるろう材を介してろう付一体化された熱交換器におい
ては、芯材が優先的に腐食されることとなり、従来のよ
うに、皮材特にフィレット部が優先的に腐食されること
によりチューブとフィンとが分離してチューブに孔食が
生ずる危険性を長期にわたって回避でき、耐食性に優れ
長期使用に耐えうる長寿命の熱交換器の提供が可能とな
る。
実施例 次にこの発明の実施例を説明する。
第１図に示すような熱交換器、即ち偏平多孔押出形材か
らなるチューブ材（１）を蛇行状に曲成するとともに、
その平行部間に、第２図に示すように芯材（2a）の両面
に皮材（ろう材）（2b）がクラッドされたブレージング
シートからなるコルゲート状のフィン材（２）を配置さ
れたサーペンタイン型熱交換器を製作するに際し、チュ
ーブ材（１）、フィン材（２）として下記第１表に示す
組成のものを用意した。
らなるチューブ材（１）を蛇行状に曲成するとともに、
その平行部間に、第２図に示すように芯材（2a）の両面
に皮材（ろう材）（2b）がクラッドされたブレージング
シートからなるコルゲート状のフィン材（２）を配置さ
れたサーペンタイン型熱交換器を製作するに際し、チュ
ーブ材（１）、フィン材（２）として下記第１表に示す
組成のものを用意した。
次いで上記各チューブ材、フィン材を下記第２表のよう
に組合せて第１図、第２図に示す熱交換器に組立てたの
ち、フッ化物質フラックスの10％水性懸濁液中に浸漬し
てフラックスを塗布したのち、N2ガス雰囲気中で600℃
×５分間のろう付処理してチューブ材（１）とフィン材
（２）とを接合一体化した。
に組合せて第１図、第２図に示す熱交換器に組立てたの
ち、フッ化物質フラックスの10％水性懸濁液中に浸漬し
てフラックスを塗布したのち、N2ガス雰囲気中で600℃
×５分間のろう付処理してチューブ材（１）とフィン材
（２）とを接合一体化した。
こうして得られた各熱交換器につき、耐食性を調査する
ため、JISH8681に準じるCASS試験を行い、フィン材とチ
ューブ材とが分離する時間を測定すると共に、チューブ
材に孔食を生じて液洩れに至るまでの時間を測定した。
その結果を併せて第２表に示す。
ため、JISH8681に準じるCASS試験を行い、フィン材とチ
ューブ材とが分離する時間を測定すると共に、チューブ
材に孔食を生じて液洩れに至るまでの時間を測定した。
その結果を併せて第２表に示す。
上記の結果から明らかなように、各元素が本発明組成範
囲に含有されたチューブ材とフィン材とのろう付により
形成された本発明熱交換器は、従来品と同様に耐食性に
優れたものであると同時に、チューブに孔食が生ずるま
での時間よりフィンとチューブが分離するまでの時間の
方が長く、フィンの脱落が効果的に防止されていること
を確認しえた。
囲に含有されたチューブ材とフィン材とのろう付により
形成された本発明熱交換器は、従来品と同様に耐食性に
優れたものであると同時に、チューブに孔食が生ずるま
での時間よりフィンとチューブが分離するまでの時間の
方が長く、フィンの脱落が効果的に防止されていること
を確認しえた。
第１図はこの発明に係る熱交換器の一例を示す正面図、
第２図はフィン材の拡大断面図である。 （１）……チューブ材、（２）……フィン材、（2a）…
…芯材、（2b）……皮材。
第２図はフィン材の拡大断面図である。 （１）……チューブ材、（２）……フィン材、（2a）…
…芯材、（2b）……皮材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２８Ｆ 21/08
Claims (1)
- 【請求項１】チューブ材として、表面に厚さ0.3〜3.0μ
ｍのZnメッキ層が被覆されたアルミニウム合金からなる
ものを用いる一方、 フィン材として、Mn:0.5〜2.0wt％を含有し、Cu:0.05wt
％以下にその含有量が規制され、残部がアルミニウム及
び不可避不純物からなるアルミニウム合金を芯材とし、
かつその表面にSi:5.0〜15wt％、Cu:0.05〜0.20wt％を
含有し、Zn:0.05wt％以下にその含有量が規制され、残
部がアルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウ
ム合金を皮材として被覆されたブレージングシートを用
い、 これら両部材を所定状態に組付けた後、不活性雰囲気中
にてフラックスろう付することを特徴とするアルミニウ
ム合金製熱交換器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62202344A JPH07115164B2 (ja) | 1987-08-13 | 1987-08-13 | アルミニウム合金製熱交換器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62202344A JPH07115164B2 (ja) | 1987-08-13 | 1987-08-13 | アルミニウム合金製熱交換器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6448665A JPS6448665A (en) | 1989-02-23 |
| JPH07115164B2 true JPH07115164B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=16455983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62202344A Expired - Lifetime JPH07115164B2 (ja) | 1987-08-13 | 1987-08-13 | アルミニウム合金製熱交換器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07115164B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4804901B2 (ja) * | 2005-01-26 | 2011-11-02 | 古河スカイ株式会社 | 熱交換器及び当該熱交換器用フィン材 |
| CN108225427B (zh) * | 2018-01-10 | 2020-07-28 | 浙江银轮机械股份有限公司 | 一种油冷器在低真空条件下的钎焊评价系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5252839A (en) * | 1975-10-27 | 1977-04-28 | Sumitomo Light Metal Ind | Shearadizing of aluminum material |
| JPS6050861B2 (ja) * | 1982-01-21 | 1985-11-11 | 古河アルミニウム工業株式会社 | ろう付け用アルミニウム材 |
-
1987
- 1987-08-13 JP JP62202344A patent/JPH07115164B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6448665A (en) | 1989-02-23 |
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