JPH0736950B2 - アルミ製熱交換器の製造法 - Google Patents
アルミ製熱交換器の製造法Info
- Publication number
- JPH0736950B2 JPH0736950B2 JP13266087A JP13266087A JPH0736950B2 JP H0736950 B2 JPH0736950 B2 JP H0736950B2 JP 13266087 A JP13266087 A JP 13266087A JP 13266087 A JP13266087 A JP 13266087A JP H0736950 B2 JPH0736950 B2 JP H0736950B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- brazing
- furnace
- heat exchanger
- manufacturing
- aluminum heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Coating With Molten Metal (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はろう付けによるアルミ製熱交換器の製造法に関
するもので、特に耐孔食性を改善するものである。
するもので、特に耐孔食性を改善するものである。
従来アルミ製熱交換器は、ZnCl2を含有する塩化物系フ
ラックスを用いたろう付けにより造られ、この方法によ
ればフラックスからのZn拡散により耐孔食性は優れたも
のとなるが、腐食性のフラックス残渣を生ずるため、ろ
う付け後に洗浄除去する必要があり、排水処理等に問題
がある。
ラックスを用いたろう付けにより造られ、この方法によ
ればフラックスからのZn拡散により耐孔食性は優れたも
のとなるが、腐食性のフラックス残渣を生ずるため、ろ
う付け後に洗浄除去する必要があり、排水処理等に問題
がある。
近年フッ化物系の非吸湿非腐食性のフラックスを使用し
たろう付け法が開発され、アルミ製熱交換器の製造に広
く用いられるようになった。この方法はフラックスに例
えばKAlF4−K3AlF6の共晶組織を使用し、不活性ガス、
主にN2を導入し、露点−40℃以下、O2の分圧1000ppm以
下に管理された炉中で600℃程度に加熱ろう付けを行な
うもので、ろう付け後の洗浄が不要である。例えばコン
デンサーは押出多穴管（チューブ）とコルゲート加工し
たフィン材を組み合せてろう付けするもので、フィン材
にはJIS 3003＋１％Zn合金からなる芯材の両面にAl−Si
系のJIS 4343合金をろう材として張り合せたブレージン
グシート（厚さ0.16mm）が用いられている。
たろう付け法が開発され、アルミ製熱交換器の製造に広
く用いられるようになった。この方法はフラックスに例
えばKAlF4−K3AlF6の共晶組織を使用し、不活性ガス、
主にN2を導入し、露点−40℃以下、O2の分圧1000ppm以
下に管理された炉中で600℃程度に加熱ろう付けを行な
うもので、ろう付け後の洗浄が不要である。例えばコン
デンサーは押出多穴管（チューブ）とコルゲート加工し
たフィン材を組み合せてろう付けするもので、フィン材
にはJIS 3003＋１％Zn合金からなる芯材の両面にAl−Si
系のJIS 4343合金をろう材として張り合せたブレージン
グシート（厚さ0.16mm）が用いられている。
しかるに自動車が塩害地域を走行するところからアルミ
製熱交換器の外部耐孔食性の改善が重要な課題となって
おり、特に上記非吸湿非腐食性フラックスを使用するろ
う付け法（以下NB法と略記）においては、犠牲フィンの
使用にとどまらず、次のようなチューブ材自体の防食処
理が行なわれている。
製熱交換器の外部耐孔食性の改善が重要な課題となって
おり、特に上記非吸湿非腐食性フラックスを使用するろ
う付け法（以下NB法と略記）においては、犠牲フィンの
使用にとどまらず、次のようなチューブ材自体の防食処
理が行なわれている。
（１）ろう付け前にAl部材をジンケート処理することに
より、チューブ表面にZnを析出させ、ろう付け加熱によ
りZnの拡散を図る。
より、チューブ表面にZnを析出させ、ろう付け加熱によ
りZnの拡散を図る。
（２）フラックス中にZnを添加し、ろう付け加熱により
Al部材にフラックスからZnを拡散させる。
Al部材にフラックスからZnを拡散させる。
ろう付け前のジンケート処理はコスト高となると共に、
チューブ材をエッチングするところからアルカリ液を使
用するため、液がチューブ内部へ侵入するのを防止する
等作業上難点が多い。
チューブ材をエッチングするところからアルカリ液を使
用するため、液がチューブ内部へ侵入するのを防止する
等作業上難点が多い。
フラックス中にZnを入れる方法は、塩化物系フラックス
を使用する方法では50〜60％の高濃度フラックスを使用
するため、良好な拡散が得られるのに対し、NB法ではフ
ッ化物の活性が強く、10％程度の低濃度フラックスを使
用するため十分にZnを拡散させることができない。
を使用する方法では50〜60％の高濃度フラックスを使用
するため、良好な拡散が得られるのに対し、NB法ではフ
ッ化物の活性が強く、10％程度の低濃度フラックスを使
用するため十分にZnを拡散させることができない。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、NBろう付け法によ
り簡単かつ低コストによってろう付けするAl部材の表面
にZnを拡散し、耐孔食性を改善したアルミ製熱交換器の
製造法を開発したもので、フッ化物系フラックスを塗布
したAl部材を不活性ガス雰囲気の炉内で加熱ろう付けす
るアルミ製熱交換器の製造において、炉内の430〜620℃
の位置にZnを配置して溶融蒸発せしめ、Al部材の加熱ろ
う付けと同時にAl部材にZn蒸気を接触させてZn拡散処理
することを特徴とするものである。
り簡単かつ低コストによってろう付けするAl部材の表面
にZnを拡散し、耐孔食性を改善したアルミ製熱交換器の
製造法を開発したもので、フッ化物系フラックスを塗布
したAl部材を不活性ガス雰囲気の炉内で加熱ろう付けす
るアルミ製熱交換器の製造において、炉内の430〜620℃
の位置にZnを配置して溶融蒸発せしめ、Al部材の加熱ろ
う付けと同時にAl部材にZn蒸気を接触させてZn拡散処理
することを特徴とするものである。
即ち本発明は熱交換器用Al部材にフッ化物系フラックス
を塗布後、予熱ゾーンで200℃程度に加熱乾燥する。次
に不活性ガス雰囲気のブレージングゾーンで600℃に数
分加熱（実体温度）してろう付けを行なう際、炉内温度
が430〜620℃となる位置にZnを置いて溶融蒸発せしめ、
Al部材の加熱ろう付けと同時にAl部材を発生したZn蒸気
と接触させてZn拡散処理するものである。
を塗布後、予熱ゾーンで200℃程度に加熱乾燥する。次
に不活性ガス雰囲気のブレージングゾーンで600℃に数
分加熱（実体温度）してろう付けを行なう際、炉内温度
が430〜620℃となる位置にZnを置いて溶融蒸発せしめ、
Al部材の加熱ろう付けと同時にAl部材を発生したZn蒸気
と接触させてZn拡散処理するものである。
Al−Si系ろう材は577℃付近で溶融するが、Znの拡散は
表面に付着したフラックスの状況（溶融前後）に関係な
く、これにより低温側から進行し、Al部材のろう付けと
同時にAl部材のZn拡散処理が行なわれる。Znの拡散状況
はZnの蒸気発生状況に左右される。
表面に付着したフラックスの状況（溶融前後）に関係な
く、これにより低温側から進行し、Al部材のろう付けと
同時にAl部材のZn拡散処理が行なわれる。Znの拡散状況
はZnの蒸気発生状況に左右される。
しかして炉内の430〜620℃の位置にZnを配置して溶融蒸
発させるのは、Znの蒸気発生はZnの溶融温度（430℃）
以上でないと無理であり、この温度以上にZnを保持する
必要がある。一方ろう付けと同時にZnの拡散処理を行な
うためには上限温度は620℃である。また炉内の不活性
ガス雰囲気の酸素濃度を1000ppm以下、露点を−30℃以
下としたのは、この範囲内でないと良好なろう付けが得
られないばかりか、Zn蒸気の発生効率が低下するためで
ある。
発させるのは、Znの蒸気発生はZnの溶融温度（430℃）
以上でないと無理であり、この温度以上にZnを保持する
必要がある。一方ろう付けと同時にZnの拡散処理を行な
うためには上限温度は620℃である。また炉内の不活性
ガス雰囲気の酸素濃度を1000ppm以下、露点を−30℃以
下としたのは、この範囲内でないと良好なろう付けが得
られないばかりか、Zn蒸気の発生効率が低下するためで
ある。
また不活性ガスの流量を毎分あたり炉容積の0.1〜１倍
としたのは、ガスの酸素濃度を1000ppm以下、露点を−3
0℃以下に維持するためと、Zn蒸気の発生を促進させる
ためで、下限未満では酸素濃度と露点を上記範囲に維持
することができず、上限を越えると不活性ガスの消費が
増大し、かつZn蒸気の発生も増加して拡散過剰となり、
耐食性を低下させるためである。
としたのは、ガスの酸素濃度を1000ppm以下、露点を−3
0℃以下に維持するためと、Zn蒸気の発生を促進させる
ためで、下限未満では酸素濃度と露点を上記範囲に維持
することができず、上限を越えると不活性ガスの消費が
増大し、かつZn蒸気の発生も増加して拡散過剰となり、
耐食性を低下させるためである。
更にZn溶湯の表面積を炉の単位容積（）あたり、0.05
〜2.5cm2としたのは、Zn蒸気の発生及び効率よい拡散処
理を行なうためにはこの範囲がよいためである。
〜2.5cm2としたのは、Zn蒸気の発生及び効率よい拡散処
理を行なうためにはこの範囲がよいためである。
尚Al部材に均一にZnを拡散させるには、Al部材とZn蒸気
との接触を均一にすることが重要であり、ガスフローだ
けでなく適度に攪拌することが望ましい。
との接触を均一にすることが重要であり、ガスフローだ
けでなく適度に攪拌することが望ましい。
長さ9m、マッフル間口300mm、高さ100mm、容積270の
連続雰囲気炉と乾燥炉を用い、外寸法70×200mmのコン
デンサーコアのろう付けを行った。チューブにはJIS 10
50合金からなる第１図に示す厚さ5mm巾22mmの４穴押出
型材を用い、これを折り曲げ加工した。またフィンには
JIS 4343合金をろう付け材としJIS 3003合金からなる芯
材の両面にクラッド（板厚0.16mm、ろう材クラッド率10
％）したブレージングシートを用い、これをコルゲート
加工した。このチューブとフィンを第２図に示すように
チューブ（２）間にフィン（１）を配置し、治具で固定
し、脱脂後5wt％濃度のフッ化物系フラックスを塗布
し、200℃の乾燥炉で水分を除去した。これを連続雰囲
気炉に入れてろう付けを行なった。
連続雰囲気炉と乾燥炉を用い、外寸法70×200mmのコン
デンサーコアのろう付けを行った。チューブにはJIS 10
50合金からなる第１図に示す厚さ5mm巾22mmの４穴押出
型材を用い、これを折り曲げ加工した。またフィンには
JIS 4343合金をろう付け材としJIS 3003合金からなる芯
材の両面にクラッド（板厚0.16mm、ろう材クラッド率10
％）したブレージングシートを用い、これをコルゲート
加工した。このチューブとフィンを第２図に示すように
チューブ（２）間にフィン（１）を配置し、治具で固定
し、脱脂後5wt％濃度のフッ化物系フラックスを塗布
し、200℃の乾燥炉で水分を除去した。これを連続雰囲
気炉に入れてろう付けを行なった。
連続雰囲気炉は予熱部とろう付部と冷却部からなり、予
熱部は350℃、ろう付部は550℃と600℃に保持し、冷却
部は水冷ジャケット構造として300℃程度まで冷却可能
とし、炉内にはN2ガスを流した。このようにして炉中に
保持される時間を20分、ろう付部に15分保持し、ろう付
部の550℃保持部に表面積10〜800cm2の容器に溶融Znを
入れたものを置き、N2ガス流量20〜350/minとしてろ
う付けと同時にZn拡散処理を行なった。これ等について
Zn拡散状況を調べると共にキャス試験を500時間行なっ
た。その結果を第１表に示す。
熱部は350℃、ろう付部は550℃と600℃に保持し、冷却
部は水冷ジャケット構造として300℃程度まで冷却可能
とし、炉内にはN2ガスを流した。このようにして炉中に
保持される時間を20分、ろう付部に15分保持し、ろう付
部の550℃保持部に表面積10〜800cm2の容器に溶融Znを
入れたものを置き、N2ガス流量20〜350/minとしてろ
う付けと同時にZn拡散処理を行なった。これ等について
Zn拡散状況を調べると共にキャス試験を500時間行なっ
た。その結果を第１表に示す。
Zn拡散状況はEPMAにより各コアの５点を分析し、その平
均値を示した。またキャス試験は腐食生成物を除去した
後、焦点深度法により最大孔食深さを求めた。
均値を示した。またキャス試験は腐食生成物を除去した
後、焦点深度法により最大孔食深さを求めた。
第１表から明らかなように、本発明法No.1〜９は何れも
表面Zn濃度が2.1〜9.5％、Zn拡散深さ110〜160μｍのZn
拡散パターンがチューブ表面に形成され、キャス試験に
よる耐食試験においても優れた耐孔食性を示す。
表面Zn濃度が2.1〜9.5％、Zn拡散深さ110〜160μｍのZn
拡散パターンがチューブ表面に形成され、キャス試験に
よる耐食試験においても優れた耐孔食性を示す。
一方条件の異なる比較法No.10ではZn溶湯表面積が小さ
いところから表面Zn濃度が低く、耐孔食性が劣り、比較
法No.11では露点が高く、フィン材のろう付けが一部不
十分であった。また比較法No.12はZn溶湯表面積が大き
く、比較法No.13はN2流量が大きいため、何れも表面Zn
濃度が高く、拡散深さも深く、深い孔食が発生すること
が判る。
いところから表面Zn濃度が低く、耐孔食性が劣り、比較
法No.11では露点が高く、フィン材のろう付けが一部不
十分であった。また比較法No.12はZn溶湯表面積が大き
く、比較法No.13はN2流量が大きいため、何れも表面Zn
濃度が高く、拡散深さも深く、深い孔食が発生すること
が判る。
〔発明の効果〕 このように本発明によれば非腐食性フラックスを使用し
たろう付けにおいて、ろう付けと同時に耐孔食性の良好
なZn拡散パターンをAl部材に容易に形成することができ
るもので、ろう付け前のジンケート処理に比較し、作業
工程が著しく少なく、製造コストを低減することができ
る等工業上顕著な効果を奏するものである。
たろう付けにおいて、ろう付けと同時に耐孔食性の良好
なZn拡散パターンをAl部材に容易に形成することができ
るもので、ろう付け前のジンケート処理に比較し、作業
工程が著しく少なく、製造コストを低減することができ
る等工業上顕著な効果を奏するものである。
第１図は実施例に使用したチューブの一例を示す断面
図、第２図は実施例に使用したコンデンサーコアの一例
を示す説明図である。 １……フィン ２……チューブ
図、第２図は実施例に使用したコンデンサーコアの一例
を示す説明図である。 １……フィン ２……チューブ
Claims (2)
- 【請求項１】フッ化物系フラックスを塗布したAl部材を
不活性ガス雰囲気の炉内で加熱ろう付けするアルミ製熱
交換器の製造において、炉内の430〜620℃の位置にZnを
配置して溶融蒸発せしめ、Al部材の加熱ろう付けと同時
にAl部材にZn蒸気を接触させてZn拡散処理することを特
徴とするアルミ製熱交換器の製造法。 - 【請求項２】炉内の酸素濃度を1000ppm以下、露点を−3
0℃以下、不活性ガスの流量を毎分あたり炉容積の0.1〜
１倍、Zn溶湯の表面積を炉の単位容積（）あたり0.05
〜2.5cm2とする特許請求の範囲第１項記載のアルミ製熱
交換器の製造法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13266087A JPH0736950B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | アルミ製熱交換器の製造法 |
| PCT/JP1987/000886 WO1988003851A1 (en) | 1986-11-17 | 1987-11-16 | Process for manufacturing heat exchanger |
| AU82745/87A AU8274587A (en) | 1986-11-17 | 1987-11-16 | Process for manufacturing heat exchanger |
| EP87907531A EP0292565B1 (en) | 1986-11-17 | 1987-11-16 | Process for manufacturing heat exchanger |
| DE87907531T DE3787644T2 (de) | 1986-11-17 | 1987-11-16 | Verfahren zur herstelung eines wärmeaustauschers. |
| KR1019880700838A KR0139548B1 (ko) | 1986-11-17 | 1987-11-16 | 열교환기의 제조방법 |
| CA000566900A CA1295114C (en) | 1987-05-28 | 1988-05-16 | Method of manufacturing a heat-exchanger |
| US07/357,673 US4911351A (en) | 1986-11-17 | 1989-05-30 | Method of manufacturing heat-exchanger |
| AU70077/91A AU7007791A (en) | 1986-11-17 | 1991-01-30 | Method of manufacturing heat-exchanger |
| AU52131/93A AU669755B2 (en) | 1986-11-17 | 1993-12-03 | Method of manufacturing heat-exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13266087A JPH0736950B2 (ja) | 1987-05-28 | 1987-05-28 | アルミ製熱交換器の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63295058A JPS63295058A (ja) | 1988-12-01 |
| JPH0736950B2 true JPH0736950B2 (ja) | 1995-04-26 |
Family
ID=15086517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13266087A Expired - Lifetime JPH0736950B2 (ja) | 1986-11-17 | 1987-05-28 | アルミ製熱交換器の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736950B2 (ja) |
-
1987
- 1987-05-28 JP JP13266087A patent/JPH0736950B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63295058A (ja) | 1988-12-01 |
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