JPS60205195A - 耐食性が良好なアルミニウム合金製熱交換器のコア - Google Patents

耐食性が良好なアルミニウム合金製熱交換器のコア

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JPS60205195A
JPS60205195A JP5937684A JP5937684A JPS60205195A JP S60205195 A JPS60205195 A JP S60205195A JP 5937684 A JP5937684 A JP 5937684A JP 5937684 A JP5937684 A JP 5937684A JP S60205195 A JPS60205195 A JP S60205195A
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JP
Japan
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aluminum alloy
core
fin
surface area
series
Prior art date
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Pending
Application number
JP5937684A
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English (en)
Inventor
Riki Hagiwara
萩原 理樹
Hiroshi Irie
宏 入江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • F28F19/00Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers
    • F28F19/02Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings
    • F28F19/06Preventing the formation of deposits or corrosion, e.g. by using filters or scrapers by using coatings, e.g. vitreous or enamel coatings of metal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

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】 技術分野 本発明は、Z11含有アルミニウム合金からなるフィン
材を耐食性アルミニウム合金からなる水管その他の作動
流体通路材と組み合わせて、10”’ Torr以下の
雰囲気圧の下でろう付けして組み立てたアルミニウム合
金製のラジェータその他の熱交換器のコアに関づるもの
である。
従来技術 従来より、アルミニウム合金製熱交換器コアの防食のた
め、Zn含有アルミニウム合金を犠牲陽極材として、フ
ィン材に用いて耐食性アルミニウム合金からなる木管そ
の他の作動流体通路材と組み合わせて、大気圧下でろう
付けして熱交換器のコアに組み立てている。
例えば、フィン材に7072合金を用いてコアの耐食性
を向上している。
しかしながら、このような熱交換器コアの組み立てを真
空ろう付けによって行なう場合には、従来のZn含有ア
ルミニウム合金では、7nの高い蒸気圧により、ろう付
は中に含有Z0が蒸発飛散してしまい、このため組み立
てた熱交換器コアは、該合金による所期の防食効果が期
待されない。そこで7−nの蒸発を抑制する元素を発見
し、これをZn含有アルミニウム合金に添加することが
考えられる。
しかるところ、現在までznの犠!PL陽極効果を奏し
得る、真空ろう付けした熱交換器コアは提供されていな
い。
l−一致 本発明は、Zn含有アルミニウム合金からなるフィン材
を水管その他の作動流体通路と組み合わせてろう付けに
より組み立てたアルミニウム合金製熱交換器のコアにお
いて、真空ろう付けした後に該合金のフィン材の犠牲陽
極効果を十分に発揮し得るようにした、耐食性が良好な
、真空ろう付けにより組み立てたラジェータ等の熱交換
器コアを提供することを目的とする。
構成 本発明者らは、アルミニウム合金製の熱交換器コア用の
フィン材として、真空ろう付は加熱の際にZnの蒸発を
抑制して、加熱後において犠牲陽極効果を十分に発揮し
得るようにしたZn含有アルミニウム合金の組成につい
て、種々研究した結果、次に示づ組成の合金を得た。
Sl :50.4%、Fe : 0.10〜0.5%、
Cu :50.20%、Mn : 0.7〜1.5%、
ZO:0.8〜1.2%、L i : 0.005〜0
.2%、Ca :0.008〜0.1%、残部:実質的
にA1゜また、上記組成の合金を更にラジェータ・コア
用の水管材の心材に対する内皮材に用いた場合、心材内
面の耐食性も一層向上することをvIl認した。
更に、上記組成のZn含有アルミニウム合金をフィン材
として真空ろう付けで組み立てたアルミニウム合金製熱
交換器コアにおいて、フィン材の表面積と水管又は他の
作動流体通路材の外側表面積との止どコアの耐食性との
関係を調べた結果、フィン材表面積が作動流体通路材の
外側表面積の2.5倍以上の場合、フィン材の犠牲陽極
効果が十分に得られることが分かった。
次いで、フィンのピッチとコアの耐食性との関係を調べ
たところ、フィンのピッチが10tillを越りとフィ
ン材の犠牲陽極効果が寄られないことが分かった。
本発明の(1)、(2)及び(3)は、以上の知見をも
って得たものであり、それら発明の要旨は、以下に記載
するとおりのものである。
(11Si:50.4%、Fe : 0.10〜0.5
%、Cu:50.20%、Mn : 0.7〜1.5%
、Zn:0.8〜1.2%、L i : 0.005〜
0.2%、Ca:o、ooa〜0,1%、残部:実質的
にA1よりなる組成のアルミニウム合金を心材に、Al
−3i系あるいはAI −81−Mg系のアルミニウム
合金ろうを皮材としたプレージングシートからなるフィ
ン材を、純△l 、AI −Cu系、AI −1yln
系のアルミニウム合金からなる作動流体通路材と、前記
フィン材の表面積が前記作動流体通路材の外表面面積の
2.5倍以上であり、かつ前記フィン材のピッチが10
1Ba+g、下であるようにして組み合せ、10’ T
orr IJ下の雰囲気圧下でろう付けしてなることを
特徴とする耐食性が良好なアルミニウム合金製熱交換器
のコア。
121si:50.4%、Fe : 0.10〜0.5
%、Cu :50.20%、Mn : 0.7〜1.5
%、ZO;0.8〜1.2%、l i : 0.005
〜0.2%、Ca :0.008〜0.1%、残部:実
質的にA1よりなる組成のアルミニウム合金からなるフ
ィン材を、Al−Mn系、AI −Mn−Cu系等のア
ルミニウム合金を心材に、Al−3i系あるいはAm−
8i−IVHI系のアルミニウム台金ろうを皮材に、か
つAl−Zn系、Al−8n系等の犠牲陽極効果をもつ
アルミニウム合金を内皮材として構成した三重管からな
る水管材と、前記フィン材の表面積が前記水管材の外表
面面積の2,5倍以上であり、かつ前記フィン材のピッ
チが10mm以下であるようにして組み合せ、10’ 
7 orr以下の雰囲気圧下でろう付けしてなることを
特徴とする耐食性が良好なアルミニウム合金製ラジエニ
タのコア。
G1.Si:≦ 0.4%、l: e : 0.10〜
0.5%、Cu :50.20%、Mn:0.7〜1.
5%、zn:0.8〜1.2 %、l i : 0.0
05〜0.2 %、ca :o、 ooa〜0.1%、
残部:実質的にA1よりなる組成のアルミニウム合金か
らなるフィン材を、同相酸のアルミニウム合金を内皮材
に、Al−Mn系、AI−MローCu系等のアルミニウ
ム合金を心材に、Al−8i系あるいはAI −s+−
Mll系のアルミニウム合金ろうを外皮材としC構成し
た三il!<からなる水管材と、前記フィン材の表面積
が前記水管材の外表面面積の2.5倍以上であり、かつ
前記フィン材のピッチが10mm以下であるようにして
和み合わせ、10−2丁orr以下の雰囲気圧下でろう
付けしてなることを特徴とづる耐食性が良好なアルミニ
ウム合金製ラジェータのコア。
以下、本発明(1)、(2)及び3)について詳しく説
明する。
まず、フィン材のZn含有アルミニウム合金における成
分元素の意義は、次に記載するとおりである。
Zn:フィンの電位を卑にして、その犠牲IIl極効果
を高める。この効果は、添加量が下限より少ないと小さ
く、上限を越えるとフィンの自己腐食性を増す。
Ll、Ca : 高真空時にお(ブる。7nの蒸発を抑えるとともに、フ
ィン材の電位を卑にする。この効果は、添加間が下限よ
り少ないと小さく、上限を越えるとフィンの酸化性が増
えて、そのため自己腐食性を高める。
Mn、Fe、Si: 各成分とも材料の強度を高める。Mll。
1”eの添加量が下限J:り少ないとこの効果は小さく
、各成分とも上限を越すと成形加工性を悪くする。
Cu :材料の強度を高める。しかし添加量が上限を越
すとフィン材の電位を高めるため、lnの犠牲陽極効果
を損なう。
このZn含有アルミニウム合金は、真空中で加熱し!ζ
際にznの蒸発がほぼ完全に抑制されるので、加熱後に
おいても犠牲陽極材の性能を保持することができる。し
たがって、この合金を熱交換器コアのフィン材に適用し
て、純AI 、Al−Cu系、AI −Mn系、AI 
−1yln−Cu系等の耐食性アルミニウム合金からな
る作動流体通路と組み合わせて、10’Torr以下の
真空雰囲気中でろう付けして得る、アルミニウム合金製
熱交換器のコアは、その構成材の外面にフィン材の犠牲
陽極効果によって良好な耐食性が与えられる。
また、ラジェータにおけるコアの場合には、Al−Mn
系、AI −1yln−CLI系等の耐食性アルミニウ
ム合金を心材に、Al−Zn系、AI −8n系等の通
常の犠牲陽極材を内皮材に、かつAl−3i系、AI 
−s+−Mg系等のアルミニウム合金ろうを外皮材とし
た三重管を水管材に用いることができる。この場合、三
重管の上記内皮材を、上記フィン材の本発明によるアル
ミニウム合金に代えることによって、ラジェータ・コア
の水管材は、その心材内面の耐食性が外面と共に良好と
なる。
しかして、フィン材表面積が水管材及び他の作動流体通
路の外表面の2.5倍以上であり、かつフィンのピッチ
が10Illl以下であるように組み立てることにより
、コアに対してフィン材の犠牲陽極効果を有効に与える
ことができる。
以下、本発明(1)、(2)、[31の実施例を挙げる
実施例1 表1に示す合金を各個に心材とし、△1−10%3i−
0.6%Mgのアルミニウム合金ろうをそれらの皮材と
したプレージングシートからなるフィン材のそれぞれと
、表2に示す各合金のそれぞれからなる作動流体通tB
月とを、表4に示すとおりの組み合わ1!並びに両者の
面積比とフィンのピッチで、5.Ox 1O−6T o
rrにてろう付けして、13TIの熱交換器のコアに組
み立てた。
このようにして組み立てた各熱交換器コアを下記の腐食
試験に供した。
なお別に、各プレージングシートの心材及び各作動流体
通路の構成材について、その自然電極電位を3%NaC
l水溶液中で飽和カロメル電極を基準電極として測定し
た。
材料の自然電極電位を表3に、熱交換器コアの腐食試験
の結果を表4に示す。
CASS試験: J I S H86811,:準L;
、 1ケ月間試験を行なって、試験後の管の外 面から最大深さを測る。その0.20 IllII以下を良とする。
交互浸漬試験: 3%NaCl水溶液(11H−3>中
に40″C×30分浸漬し、次いで5゜’CX30分乾
燥する操作を繰り返し て 1ケ月間行ない、試験後の管外 面からの最大深さを測る。その 0.111Ill以下を良とする。
表 1 フィン材の合金 表 3 自然電8A電位 表 4 腐食試験結果 表3に示すように、本発明によるフィン材の電位は作動
流体通路材のそれより著しく卑であり、真空加熱後にお
いてその変化はほとんど無い。したがって、真空加熱中
のZnの蒸発がほぼ完全に抑制されていることが明らか
である。これに対して比較合金によるものは、真空加熱
後に著しく電位が上がっており、znの蒸発が多量であ
ることが分かる。
表4は、本発明(1)によるコアの耐食性が良好である
のに対し、比較例のコアは耐食性が著しく悪いことを示
している。なお、No、12、No、13は、コア材の
組み合わせ自体は本発明(1)に従っているが、面積比
とフィンピッチの1方又は両方が本発明(1)の条件を
外れている。
実施例2 表1の合金を各個にフィン材とし、表2の各合金を各個
に三重管とする水管材の心材に、これら心材の内皮材に
表1の各合金を用い、同じくその外皮材にAl−10%
5i−0,6%MΩ合金ろうを用いて、これらのフィン
材と水管材とを表5に示すとおりの組み合わせ並びに両
者の面積比とフィンのピッチで、それぞれ5x 1O−
5T orrでろう付けして12種のラジェータ・コア
を組み立てた。なお、各フィンは肉厚が0,111I1
mtで各水管材は肉厚0.4IIIIt1幅13.2m
m、高さ2.5mmの偏平溶接管であり、そのクラツド
率は内皮材、外皮材ともに10%とした。
このようにして得たラジェータ・コア12種について下
記の腐食試験を実施した。この結果は表5に示すとおり
であった。
腐食試験 CASS試験 実施例1と同じ 交互浸漬試験 環流試験 ASTMx10+10Cu ” ” (10
00ppm+ CI −,1oooppn HCo 5
−110001)l)OI S O4−−,101)I
)ifCu++)溶液を60cm/ secの速度で水
管内に環流させる。これを2ケ 月間行なう。腐食は水管内面からの 腐食である。上記の試験と番よ別個に 行なう。
表 5 ラジェータ・コアの祠わ1組み合わけと腐食試
験結果糸 フィン材面積/水管材外面積の比 表5によれば、本発明(2)又は[31に係るラジェー
タ・コアのN001〜NO36はいづれも耐食性が良好
であり、特にN084〜N006は、水管材の内皮材に
も本発明による/n含有アルミニウム合金材を用いてい
るため、水管材の内面の耐食性が一段と良好であること
が分かる。
これに対し、比較例中No、7とN o、8は、水管材
の内皮材のみ本発明によるアルミニウム合金材からなる
ため、水管の内面の耐食性は良好であるが、外面の耐食
性は不良となっている。No、10とN o、11は共
にフィン材が本発明によるアルミニウム合金材からなる
ものであるが、フィンピッチが本発明(2)、β)等で
限定するピッチ条件に従っていないので、共に水管の外
面耐食性が悪くなっていることが分かる。
効 果 本発明の(1)又は■による、真空ろう付けして組み立
てたアルミニウム合金製の熱交換器コア又はラジェータ
は、真空ろう付tプ中Znの蒸発をほぼ完全に抑止でき
る特定組成の7n含有アルミニウム合金を、そのフィン
材に用いたものであり、該合金の犠牲陽極効果によって
、コアの耐食性は良好である。
本発明(3)による、真空ろう付けして組み立てたアル
ミニウム合金製ラジェータのコアは、上記アルミニウム
合金をフィン材に用いるとともに、水管材の内皮材にも
同合金を用いたものであり、コアの内面及び外面ともに
耐食性が良好である。
特許出願人 住友軽金属工業株式会社 代理人 弁理士 小松 秀岳 代理人 弁即1 旭 宏

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 [11Si:50.4%、Fe : 0.10−0.5
    %、Cu:50.20%、Mn : 0,7〜1.5%
    、Zn:0.8〜1.2%、l i : 0.005〜
    0.2%、Ca :o、ooa〜0.1%、残部:実質
    的にA1よりなる組成のアルミニウム合金を心材′に、
    Al−8i系あるいはAI −5t−11/IQ系のア
    ルミニウム合金ろうを皮材としたプレージングシートか
    らなるフィン材を、純AI、Al−Cu系、Al−Mn
    系のアルミニウム合金からなる作動流体通路材と、前記
    フィン材の表面積が前記作動流体通路材の外表面面積の
    2.5倍以上であり、かつ前記フィン材のピッチが10
    1DlllJ:J、下であるようにして組み合せ、10
    ’ Torr以上の雰囲気圧下でろう付けしてなること
    を特徴とする耐食性が良好なアルミニウム合金製熱交換
    器のコア。 (21’Si:50.4%、Fe : 0.10〜0.
    5 %、Cu:≦0.20%、Mn + 0.7〜1.
    5%、Zn二0.8〜1.2%、L i : 0.00
    5〜0.2%、Ca;o、ooa〜0.1%、残部:実
    質的にA1よりなる組成のアルミニ・クム合金からなる
    フィン材を、AI−Mll系、Al −Mll−Cu系
    等のアルミニウム合金を心材に、△1−8i系あるいは
    AI −31−M1ll系のアルミニウム合金ろうを皮
    材に、かつAl−Zn系、Al−3n系等の犠牲陽極効
    果をもつアルミニウム合金を内皮材として構成した三重
    管からなる水管材と、前記フィン材の表面積が前記水管
    材の外表面面積の2.5倍以上であり、かつ前記フィン
    拐のピッチが10III11以下であるようにして組み
    合せ、10”’Torr以下の雰囲気圧下でろう付けし
    てなることを特徴とづ”る耐食性が良好なアルミニウム
    合金製ラジェータのコア。 [31Si:50.4%、Fe : 0,10〜0.5
    %、Cu : 50.20%、Mn : 0.7〜1.
    5 %、Zn :0.8〜1.2 %、L i : 0
    .005〜0.2 %、Ca :0.008〜0.1%
    、残部:実質的にA1よりなる組成のアルミニウム合金
    からなるフィン材を、同組成のアルミニウム合金を内皮
    材に、Al−Mn系、AI −Mn−Cu系等(7) 
    7 /L。 ミニラム合金を心材に、Al−8i系あるいはAI −
    si−Mjl系のアルミニウム合金ろうを外皮材として
    構成した三重管からなる水管材と、前記フィン材の表面
    積が前記水管材の外表面面積の2.5倍以上であり、か
    つ前記フィン材のピッチが10Illll以下であるよ
    うにして組み合わ@ 、 1O−2T orr以下の雰
    囲気圧下でろう付けしてなることを特徴とする耐食性が
    良好なアルミニウム合金製ラジェータのコア。
JP5937684A 1984-03-29 1984-03-29 耐食性が良好なアルミニウム合金製熱交換器のコア Pending JPS60205195A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5476725A (en) * 1991-03-18 1995-12-19 Aluminum Company Of America Clad metallurgical products and methods of manufacture
US6957762B2 (en) * 2003-02-10 2005-10-25 Delphi Technologies, Inc. Vacuum brazing method for aluminum-based material

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