JPH10263799A - 耐食性に優れた熱交換器の製造方法 - Google Patents

耐食性に優れた熱交換器の製造方法

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JPH10263799A
JPH10263799A JP6648897A JP6648897A JPH10263799A JP H10263799 A JPH10263799 A JP H10263799A JP 6648897 A JP6648897 A JP 6648897A JP 6648897 A JP6648897 A JP 6648897A JP H10263799 A JPH10263799 A JP H10263799A
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JP
Japan
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sprayed
heat exchanger
alloy tube
brazing
alloy
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JP6648897A
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English (en)
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Shu Kuroda
周 黒田
Ken Toma
建 当摩
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MA Aluminum Corp
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Mitsubishi Aluminum Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐食性に優れた熱交換器の製造方法を提供す
る。 【解決手段】 芯材7およびろう材層8からなる波形に
成形したブレージングシート9をZn溶射Al合金チュ
ーブ1のフラット部2に接触するように組み立て、得ら
れた組立体を加熱してブレージングシートとZn溶射A
l合金チューブをろう付けする熱交換器の製造方法にお
いて、前記ブレージングシート9は、芯材およびろう材
層に含まれるZn濃度がいずれも0.1%以下(0を含
む)に制限されており、かつ前記Zn溶射Al合金チュ
ーブ1の表面に形成されるZn溶射被覆層5のZn量は
3〜20g/m2 に制限されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ブレージングシ
ートをZn溶射Al合金チューブの組立体を加熱してブ
レージングシートとZn溶射Al合金チューブをろう付
けすることにより、外面に拡散被覆層を有するAl合金
チューブと芯材およびろう材層からなるフィンをフィレ
ットを介して接合されてなる耐食性に優れた熱交換器を
製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、熱交換器の組立構造材として、図
2に示されるようなフラット部2および両端の曲面部3
からなり複数の穴4が長さ方向に平行に設けられたAl
合金チューブ6の表面にZn溶射被覆層5が形成されて
なる帯状のZn溶射Al合金チューブ1を用いることが
知られており、このZn溶射Al合金チューブは、Al
合金ビレットを押出して内部に複数の穴4を有する帯状
のAl合金チューブを成形した直後に、チューブの表面
にZnを溶射することにより得られることも知られてい
る。これらAl合金チューブは1×××番系、2×××
番系、3×××番系、6×××番系、または7×××番
系のAl合金で作製することができる。
【0003】さらに、熱交換器の組立構造材として、図
3に示されるような芯材7の両面にろう材層8をクラッ
ドしてなるブレージングシート9を用いることも知られ
ている。このブレージングシートの具体的な構成は、J
IS 3003(重量%で、Si:0.6%以下、F
e:0.7%以下、Cu:0.05〜0.20%、M
n:1.0〜1.5%、Zn:0.10%以下、残部:
Alおよび不可避不純物)芯材の両面に、BA4045
(重量%で、Si:9.0〜11.0%、Fe:0.8
%以下、Cu:0.30%以下、Mn:0.05%以
下、Mg:0.05%以下、Zn:0.10%以下、残
部:Alおよび不可避不純物)からなるろう材層をクラ
ッドしてなることも知られている。
【0004】前記帯状のZn溶射Al合金チューブ1と
ブレージングシート9とは、図4に示されるように、波
形に成形したブレージングシート9をZn溶射Al合金
チューブのフラット部2に接触するように組み立て、得
られた組立体を加熱炉に装入し加熱すると、フィレット
11が形成されると同時にZn溶射Al合金チューブ1
のZn溶射被覆層5はAl合金チューブ6に拡散して図
1に示されるような表面に拡散被覆層10を形成する。
従ってろう付けして得られた熱交換器は、表面に拡散被
覆層10を有するAl合金チューブ6と、芯材7および
ろう材層8からなるフィン9´がフィレット11を介し
て接合された構造を有し、これらの構造も既に知られて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】表面に拡散被覆層10
を有するAl合金チューブ6と、芯材7およびろう材層
8からなるフィン9´をフィレット11を介して接合さ
れてなる従来の熱交換器は、長期間使用すると、ろう付
け部のフィレット11が腐食してフィンとチューブが離
れ、それによって熱交換器の効率が低下し、特に、海岸
などの空気に塩分を含む地帯、または工場地帯などの空
気に腐食性ガスを含む地帯など過酷な環境下において走
る車に搭載された熱交換器の熱交換効率の低下が著しい
という問題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで本発明者らは、従
来よりもフィレットの耐食性が優れかつ熱交換効率の低
下することのない熱交換器の製造方法を得るべく研究を
行った結果、(a)従来の製造方法で得られた熱交換器
は、ろう付け時にAl合金チューブの表面に形成された
Zn溶射被覆層がフィレットに拡散移動し、さらにブレ
ージングシートの芯材およびろう材層に含まれるZnも
フィレットに拡散移動することによりフィレットのZn
濃度が増加し、Zn濃度が増加したフィレットは優先的
に腐食されるためにフィンとチューブが剥離し、それに
より熱交換効率を低下させる、(b)Zn溶射被覆層の
Zn量を3〜20g/m2 に制限したZn溶射Al合金
チューブを使用し、さらにブレージングシートの芯材お
よびろう材層に含まれるZn濃度を0.1重量%以下に
制限したブレージングシートを使用し、これらZn溶射
Al合金チューブとブレージングシートの組立体を加熱
炉にいれてろう付けすることにより得られた熱交換器
は、Al合金チューブの表面に形成された拡散被覆層の
最表面のZn濃度が1〜5重量%となってAl合金チュ
ーブの十分な耐食性を維持し、さらにフィレットにZn
が濃縮されることが少なって、フィレットの腐食がなく
なり、フィレットの腐食によって発生するフィンとチュ
ーブが剥離することがなく、従って熱交換効率を低下さ
せることはない、という知見を得たのである。
【0007】この発明は、かかる知見に基づいて成され
たものであって、芯材およびろう材層からなる波形に成
形したブレージングシートをZn溶射Al合金チューブ
のフラット部に接触するように組み立て、得られた組立
体を加熱してブレージングシートとZn溶射Al合金チ
ューブをろう付けする熱交換器の製造方法において、前
記ブレージングシートは、芯材およびろう材層に含まれ
るZn濃度がいずれも0.1%以下(0を含む)に制限
されており、かつ前記Zn溶射Al合金チューブの表面
に形成されるZn溶射被覆層のZn量は3〜20g/m
2 に制限されている耐食性に優れた熱交換器の製造方
法、に特徴を有するものである。
【0008】この発明の熱交換器の製造方法で用いるA
l合金チューブはいかなる組成の押出し可能なAl合金
で作製しても良いが、JIS規格1×××系のZn濃度
が0.1%以下(好ましくは0.05%以下)に制限さ
れた純Al系合金であることが好ましく、このAl合金
チューブの表面に形成されるZn溶射被覆層のZn量は
3〜20g/m2 (一層好ましくは、7〜15g/
2 )の範囲内で被覆したZn溶射Al合金チューブを
用いることが必要である。Zn溶射被覆層のZn量が3
g/m2 未満では熱交換器のAl合金チューブの拡散被
覆層の最表面のZn濃度が1重量%未満となり、Al合
金チューブの防食上有効な電位分布が形成できなくなっ
てAl合金チューブの耐食性が低下するのでので好まし
くなく、一方、Al合金チューブのZn溶射被覆層のZ
n量が20g/m2 を越えると、ろう付け後の熱交換器
の拡散被覆層の最表面のZn濃度が5重量%を越えるよ
うになり、拡散被覆層のZnが大量にフィレットに拡散
移動してフィレットのZn濃度が増加し、優先的に腐食
されてフィンとチューブが剥離することにより熱交換効
率を低下させるので好ましくない。この発明の製造方法
で得られた熱交換器のAl合金チューブの拡散被覆層の
最表面のZn濃度は1〜5重量%(一層好ましくは2〜
4重量%)の範囲内にあることが好ましい。
【0009】また、この発明で用いるブレージングシー
トの芯材およびろう材層のZn濃度は少ない方が好まし
く、Zn:0.1%以下(一層好ましくはZn:0.0
5%以下)のAl合金であればいかなる合金でも良い
が、特にZn:0.1%以下と規定されているJIS
3003を芯材として用いることが好ましく、この芯材
の片面または両面にクラッドするろう材はJIS BA
4343、JIS BA4045において、Zn含有量
が0.1%以下(一層好ましくはZn:0.05%以
下)と規定されているろう材を被覆したブレージングシ
ートを用いることが好ましい。
【0010】前記帯状のZn溶射Al合金チューブと波
形に成形したブレージングシートを図4に示されるよう
にZn溶射Al合金チューブのフラット部に接触するよ
うに組み立て、得られた組立体を加熱炉に装入し加熱す
ると、Zn溶射被覆層5はAl合金チューブの表面から
拡散して拡散被覆層10となり、図1に示されるように
拡散被覆層10を有するAl合金チューブと芯材7およ
びろう材層8からなるフィン9´をフィレット11を介
して接合した熱交換器が得られる。そしてこの発明の製
造方法で得られたAl合金チューブの外面の拡散被覆層
10は最表面のZn濃度が1〜5重量%の範囲内にあ
り、最表面から内部に行くにしたがってZn濃度がAl
合金チューブのZn濃度に近付くように減少している。
【0011】
【発明の実施の形態】表1に示す成分組成のAl合金芯
材(イ)〜(ト)を、表2に示す成分組成のろう材
(い)〜(と)に表3に示される組み合わせで複合させ
たブレージングシートa〜jを用意した。
【0012】さらに、重量%で、Si:0.25%、F
e:0.3%以下、Cu:0.05%、Mn:0.05
%、Mg:0.05%、Zn:0.05%、Ti:0.
03%、残部:Alおよび不可避不純物からなる組成を
有し、チューブの表面と穴との厚さが表3に示される厚
さを有するAl合金チューブにZnを表3に示される量
のZnを溶射したZn溶射Al合金チューブA〜Jを用
意した。
【0013】
【表1】 (*印はこの発明の範囲から外れた値を示す)
【0014】
【表2】 (*印はこの発明の範囲から外れた値を示す)
【0015】
【表3】 (*印はこの発明の範囲から外れていることを示す)
【0016】表3に示されるブレージングシートa〜j
を波形に成形し、このブレージングシートと表3に示さ
れるZn溶射Al合金チューブA〜Jを表4〜表6に示
されるごとく組合わせて図4に示される組立体を作製
し、これを620℃に保持された加熱炉に5分間保持す
ることにより図1に示される接合部構造を有する熱交換
器を作製し、本発明熱交換器の製造方法(以下、本発明
法という)1〜14および比較熱交換器の製造方法(以
下、比較法という)1〜7を実施した。これら本発明法
1〜14および比較法1〜7で得られた熱交換器のAl
合金チューブの拡散被覆層の最表面のZn濃度、フィレ
ットに含まれるZn濃度を測定し、その結果を表4〜表
6に示した。
【0017】さらに、このようにして得られた熱交換器
を50℃の温度雰囲気下で腐食液(3.5%NaCl)
を8時間噴霧した後、50℃の温度雰囲気下で前記腐食
液に4時間湿潤させ、さらに50℃の温度雰囲気下で乾
燥させる工程を1サイクルとし、これを100サイクル
繰り返し施した後、取り出し、Al合金チューブに発生
した孔食深さを測定し、さらにフィレットの腐食により
フィンとAl合金チューブが剥離した割合(以下、剥離
率という)を測定し、それらの結果を表4〜表6に示し
た。
【0018】
【表4】
【0019】
【表5】
【0020】
【表6】
【0021】
【発明の効果】表1〜表6に示される結果から、本発明
法1〜14により得られた熱交換器は、比較法1〜7に
より得られた熱交換器比べて、表面からの孔食深さが極
めて小さく、さらにフィレットの腐食による剥離も全く
見られないところから、耐食性に優れることが分かる。
上述のように、この発明の熱交換器の製造方法は、耐食
性に優れ、過酷な条件の雰囲気下で使用しても長期間性
能が低下することのない熱交換器を提供することができ
るので、産業の発展に大いに貢献し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】接合部の構造を示す断面図である。
【図2】Zn溶射Al合金チューブの斜視図である。
【図3】ブレージングシートの断面図である。
【図4】フィンとチューブの組立体の斜視図である。
【符号の説明】
1 Zn溶射Al合金チューブ 2 フラット部 3 曲面部 4 穴 5 Zn溶射被覆層 6 Al合金チューブ 7 芯材 8 ろう材層 9 ブレージングシート 9´ フィン 10 拡散被覆層 11 フィレット

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芯材およびろう材層からなるブレージン
    グシートを波形に成形し、これをZn溶射Al合金チュ
    ーブのフラット部に接触するように組み立て、得られた
    組立体を加熱してブレージングシートとZn溶射Al合
    金チューブをろう付けする熱交換器の製造方法におい
    て、 前記ブレージングシートは、芯材およびろう材層に含ま
    れるZn濃度がいずれも0.1%以下(0を含む)に制
    限されており、かつ前記Zn溶射Al合金チューブの表
    面に形成されるZn溶射被覆層のZn量は3〜20g/
    2 に制限されていることを特徴とする耐食性に優れた
    熱交換器の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記Zn溶射Al合金チューブは、断面
    が偏平な帯状のチューブ形状を有することを特徴とする
    請求項1記載の耐食性に優れた熱交換器の製造方法。
JP6648897A 1997-03-19 1997-03-19 耐食性に優れた熱交換器の製造方法 Pending JPH10263799A (ja)

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