JPS60177955A - 自動車用銅系ラジエ−タ−の製造法 - Google Patents

自動車用銅系ラジエ−タ−の製造法

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JPS60177955A
JPS60177955A JP3216584A JP3216584A JPS60177955A JP S60177955 A JPS60177955 A JP S60177955A JP 3216584 A JP3216584 A JP 3216584A JP 3216584 A JP3216584 A JP 3216584A JP S60177955 A JPS60177955 A JP S60177955A
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晃 松田
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    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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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】 本発明は自動車用銅系ラジェーターの製造法に関するも
ので、特にフィンの耐食性を改善し、ラジェーターの軽
量化及び高性能化を可能にするものである。
自動車用ラジェーターはエンジンの冷却用熱交換媒体を
空気流により冷却するもので、通常第1図に示すように
多数の偏平チューブ(1)間に放熱面積を飛躍的に拡大
するフィン(2)を設け、冶具等により固定して高温炉
に装入し、ハンダ付けにより接合してコアー(3)を形
成し、該コア−(3)の一端又は両端(図は両端の場合
を示す)に座板(4)、(4′ )をハンダ付けにより
取付け、これにタンク(5)、(5′ )を装着したも
のである。一般にチューブには黄銅などの銅合金を用い
、フィンには高伝熱性の銅又はCu −8n 。
Cu −Cd 、Cu −Zr 、Cu−A(1等の銅
合金製薄板をコルゲート加工やルーバー加工したものを
用い、座板には黄銅板を用いている。またタンクには黄
銅製を用いてハンダ付けにより装着していたが、近年軽
量化のために樹脂製タンクを用い、機械的かしめにより
装着している。
最近自動車の軽量化、高性能化の強い要請から自動車用
ラジェーターにおいても、軽量化と高性能化が検討され
、フィンの薄肉化と高密度化が有効な手段とされており
、フィンには上記高伝熱性の銅合金薄板(厚さ0.02
〜0.05m)が多量に使用されている。銅や銅合金は
本来耐食性が優れたものであるが、近年融雪剤として塩
化物が多量に使用されるようになり、ラジェーターでは
塩害による腐食損耗が大きな問題となっている。即ち多
量に散布される融雪剤がラジェーターに付着し、フィン
を異常な速度で腐食して有効な放熱面積を減少し、ラジ
ェーターの性能を短期間で大巾に低下する。
これを防止するため種々の方法か検討されているが、何
れも不十分なものであった。例えば塗装によって防食す
るためには厚さ0 、01 mm以上の塗膜が必要とな
り、その結果重量増大やコストアップをまねくところか
ら実用性に劣るものである。またフィンをより一層耐食
化するため、耐食性銅合金として知られている。C11
−10%Ni合金でフィンを形成す・ると、同じ板厚で
は放熱性が著しく低下する。即ちヴイーデマンーフラン
ツの法則(W iedemann −Franz−s 
low >として知られている熱伝導率と比例する導電
率によって比較すると、通常のフィン材は90〜80%
lAC3であるのに対し、Cu−10%N1合金では1
0%lAC3以下どなる。
本発明はこれに鑑み種々検討の結果、塩害損耗に耐えて
高い性能を保持し、軽量化の要請に応じることができる
経済的な自動車用銅系ラジェーターの製造法を開発した
ものである。
即ち本発明製造法の一つは、ハンダ接合により熱交換媒
体を流す複数のチューブ外側にフィンを取付けて銅製コ
アーを形成し、該コアーの一端又は両端にハンダ付けに
より座板を取付けてタンクを装着するラジェーターの組
立てにおいて、コアー形成のハンダ接合を非酸化性雰囲
気中で行なうか、又は/及びコアー形成のハンダ接合後
、ラジェーターを組立てる間にコアーを還元性雰囲気中
で加熱還元処理し、ラジェーター組立て後のフィン表面
の酸化皮膜の厚さを1200Å以下とすることを特徴と
するものである。
また本発明製造法の他の一つは、上記工程においてコア
ー形成のハンダ接合を非酸化性雰囲気中で行なうか、又
は/及びコアー形成のハンダ接合後、ラジェーターを組
立てる間にコアーを還元性雰囲気中で加熱還元処理した
あと、フィン表面に防錆インヒビターを吸着又は付着処
理し、ラジェーター組立て後のフィン表面の酸化皮膜の
厚さを5− 1200Å以下とすることを特徴とするものである。
本発明においてラジェーター組立て後のフィン表面の酸
化皮膜の厚さを1200Å以下としたのは、前記塩害腐
食の実態とこれに関与する各種要因を綜合的に鋭意実験
解析した結果、フィン表面に形成される酸化皮膜が腐食
促進の大きな要因となっていることを知見し、更に実験
解析の結果、フィン表面の酸化皮膜の厚さが1200人
を越えると塩害腐食を加速し、その度合は膜厚の増加と
共に増進することが判明したためである。
また上記製造工程においてコアー形成のハンダ接合を非
酸化性雰囲気中で行なうか、又は/及びコアー形成のハ
ンダ接合後ラジェーターを組立てる間にコアーを還元性
雰囲気中で加熱還元処理するのは、ラジェーター組立て
後のフィン表面の酸化皮膜の厚さを1200Å以下とす
るためである。即ち製造工程においてコアー形成のハン
ダ接合を行なう高温炉は300〜400℃であり、フィ
ン表面には厚さ2000〜1oooo人の酸化皮膜を発
生する。この炉はフラックスの蒸気などで若干希薄され
るも、6− 実質的には大気雰囲気であるため、フィンは容易に酸化
する。また座板とコアーのハンダ接合は通常局部的加熱
にとどまる場合が多いが、若干の酸化は不可避である。
更に最終工程で一般に黒色の防眩用塗装を行なうため、
100〜200℃の乾燥炉を通過させるところから銅酸
化物が(q加されることになる。これをコアー形成のハ
ンダ接合を非酸化性雰囲気中で行なうことによりフィン
の酸化を防止するか、又は/及びコアー形成のハンダ接
合後、ラジェーターを組立てる間にコアーを還元性雰囲
気中で加熱還元処理することによりフィン表面の酸化皮
膜を還元するものである。非酸化性雰囲気としては、N
2 、Hz 、CO,COz 、N20又はこれ等の混
合ガスを用いる。還元性雰囲気としてはN2 、GO又
はこれ等を有効成分とするガスを用い、150°C以上
に加熱して還元する。
更に本発明は上記非酸化性雰囲気中でのハンダ接合又は
/及び加熱還元処理後にフィン表面に防錆用インヒビタ
ーを吸着又は付着処理することにより、自動車の実使用
まで又は使用中のフィン表面の酸化皮膜の生成を抑止す
ることができるので一層効果的にフィンの塩害腐食を防
止することができる。このようなインヒビターとしては
、ベンゾトリアゾール(BTAl)、トリルトリアゾー
ル(TTA)、エチルベンゾトリアゾールやこれらとア
ミン、カルボン酸などの高級アミン、メルカプトベンゾ
チアゾール又は石ケンなどの高級脂肪酸塩であり、市販
品として各種調合させた薬剤が入手できる。これ等は水
溶液又は有機溶剤として使用する。
以上の本発明製造法により組立てたラジェーターは、従
来のラジェーターに比べて塩害による腐食を20〜50
%程度抑制することができる。銅酸化物は通常大気酸化
や硫化腐食に対し、保護性を有することが知られている
が、塩害腐食では逆に促進の原因となっており、その理
由は未だ解明されていないが、銅酸化物はクラックや細
孔を有しており、これが電気化学的に銅素地に対してカ
ソードとして作用するものと考えられ、本発明製造法で
は組立てたラジェーターのフィン表面の酸化皮膜の厚さ
を1200Å以下とすることにより塩害腐食を有効に防
止したものである。
以下本発明を実施例について詳細に説明する。
実施例(1) ハンダ被覆した黄銅製偏平チューブ(肉厚0.12mm
、巾10、厚さ3 m >と、CU −0,15%3n
 −0,01%P合金薄板(厚さ0.04m、巾8.5
mm)をコルゲートフィンしたフィンとを重ね合わせ、
鉄枠で固定してN2−1%N2からなる非酸化性雰囲気
中で310℃に10分間保持してハンダ接合した後、同
雰囲気中の120℃の冷温部に15分間保持してから大
気中に取り出し、]コアを形成した。
実施例(2) 実施例(1)においてN z 196 Hzに代えて1
00%NZの非酸化性雰囲気を用いた。
実施例(3) 実施例(1)により形成した]アーをBTAo、25%
水溶液に1分間浸漬した後、乾燥した。
実施例(4) 実施例(1)により形成した]アーをメルカプ9− 1〜ベンゾチアゾールの0.5%アルコール溶液に1分
間浸漬した後、乾燥した。
実施例(5) 実轡例(1)と同様にして黄銅製偏平チューブとコルゲ
ートフィンを重ね合わせ、鉄枠で固定して大気中でハン
ダ接合してコアーを形成した後、該コアーをN2−50
%COからなる還元性雰囲気中で180℃に5分間保持
し、同雰囲気中の120℃の冷温部に10分間保持して
から大気中に取出し、コアーを還元処理した。
実施例(6) 実施例(5)により形成したコアーをBTAo、25%
水溶液に1分間浸漬した後、乾燥した。
従来法 実施例(1)においてNz−1%N2からなる非酸化性
雰囲気に代えて、大気中でハンダ接合し1こ 。
このようにして製造した各ファーについて、フィン表面
の酸化皮膜の厚さを測定した後、JISZ −2371
に基づく5%塩水噴霧試験を0.5時間と、−1〇− 温度60℃、湿度95%の加湿試験を23.5時間とを
40回繰返してから、フィンの一部を切り出し、腐食量
を測定した。これ等の結果を第1表に示す。尚フィン表
面の酸化皮膜の厚さはカソード還元法により測定し、腐
食量は5%HzSO÷水溶液に超音波をかけながら1分
間浸漬し、その前後の重量より算出した。
第 1 表 次に実施例(1)により製造したコアーを350°Cの
エアーバス中に3分乃至30分間酸化処理し、同様′に
して酸化皮膜の厚さと腐食間を測定し、酸化皮膜と腐食
量との関係を調べた。その結果を第2表に示す。
第 2 表 更に実施例(1)、(3)、(4)及び従来法により製
造した]アーを温度60℃、湿度95%の加湿状態に3
00時間保持した後、同様にして酸化皮膜の厚さを測定
し、しかる後上記塩水噴霧試験と加熱試験を40回繰返
してから腐食量を測定した。
その結果を第3表に示す。
第 3 表 第1表から明らかなように、従来法では腐食量が12.
5%であるの対し、本発明の実施例(1)〜(6)では
何れも7%前後と小さくなっていることが判る。また第
2表からフィンの腐食量はフィンの酸化皮膜の厚さと共
に増大し、特に酸化皮膜の厚さが1400Å以上で顕著
に増加することが判る。
更に第3表から明らかなように本発明製造法においてハ
ンダ接合を非酸化性雰囲気中で行なうか、又はハンダ接
合後に還元性雰囲気中で加熱還元処理するだけよりも、
更に防錆インヒビターを吸着又は付着処理したものは酸
化し難く、腐食量も少なくなっており、ラジェーターが
出荷されてから実使用迄の間及び実使用中にお【プる環
境において表面変質を抑制し得ることが判る。
このように本発明は従来通常の大気環境において全く問
題視されず、むしろ保護的作用を有するものと考えられ
ていた製造工程におる酸化皮膜の生成を抑制することに
より、塩害腐食を有効に防止したもので、自動車の軽量
化に答え得る高性能ラジェーターを経済的に製造するこ
とができるも13− ので、■乗上顕著な効果を秦するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は自動車用ラジェーターの一例を示す正面図であ
る。 1 ・・・・・・・・・・・・ チューブ2 ・・・・
・・・・・・・・ フィン3 ・・・・・・・・・・・
・ ]]7−44′ ・・・ 座 板 5.5′ ・・・ タンク 14−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ハンダ接合により熱交換媒体を流す複数のチュー
    ブ外側にフィンを取付けて銅製コアーを形成し、該コア
    ーの一端又は両端にハンダ接合により座板を取付けてタ
    ンクを装着するラジェーターの組立てにおいて、コアー
    形成のハンダ接合を非酸化性雰囲気中で行なうか、又は
    /及びコアー形成のハンダ接合後、ラジェーターを組立
    てる間にコアーを還元性雰囲気中で加熱還元処理し、ラ
    ジェーター組立て後のフィン表面の酸化皮膜の厚さを1
    200Å以下とすることを特徴とする自動車用銅系ラジ
    ェーターの製造法。
  2. (2)ハンダ接合により熱交換媒体を流す複数のチュー
    ブ外側にフィンを取付けて銅製コアーを形成し、該コア
    ーの一端又は両端にハンダ接合により座板を取付けてタ
    ンクを装着するラジェーターの組立てにおいて、コアー
    形成のハンダ接合を非酸化性雰囲気中で行なうか、又は
    /及びファー形成のハンダ接合後、ラジェーターを組立
    てる間に]アーを還元性雰囲気中で加熱還元処理し、し
    かる後フィン表面に防錆インヒビターを吸着又はイ」管
    処理し、ラジェーター組立て後のフィン表面の酸化皮膜
    の厚さを1200Å以下とすることを特徴とする自動車
    用銅系ラジェーターの製造法。
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