JPS62101396A - 熱交換器の製造方法 - Google Patents

熱交換器の製造方法

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JPS62101396A
JPS62101396A JP23955385A JP23955385A JPS62101396A JP S62101396 A JPS62101396 A JP S62101396A JP 23955385 A JP23955385 A JP 23955385A JP 23955385 A JP23955385 A JP 23955385A JP S62101396 A JPS62101396 A JP S62101396A
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brazing
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flux
pigment
potassium
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Tatsuya Fujiyoshi
藤吉 達也
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Marelli Corp
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NIPPON RADIATOR CO Ltd
Nihon Radiator Co Ltd
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3603Halide salts
    • B23K35/3605Fluorides

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  • Inorganic Chemistry (AREA)
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、熱交換器の製造方法に関するものである。詳
しく述ぺると本発明は、そのコア部がフルオロアルミン
酸カリウム錯体(K3AUFaおよびKAΩF4 )の
フラックス(以下、ノコロックフラックスと称する。)
を用いてろう付けされる熱交換器において、ろう付は後
の塗装が省略され得るアルミニウム材製熱交換器の製造
方法に関するものである。
(従来の技術) 近年、自動車用ラジェーター、カークーラー用コンデン
サー等の熱交換器は、その軽量化のために、コア部にア
ルミニウム材(アルミニウムないしアルミニウム合金)
を用いている。
このようなアルミニウム材製熱交換器は、例えばカーク
ーラー用コンデンサーを例にとると、そのコア部は伝熱
フィンをろう材とクラッドしたアルミニウム材で、また
チュニブをアルミニウム材で作り、これらの部材を治具
等により組付けたのち、ろう付けを行うことにより製造
されているが、周知のように、アルミニウム材のろう付
りにおいては、アルミニウム材表面に形成される高融点
を何重る酸化アルミニウム被膜をそのろう付部位におい
て除去することが必要となる。従って、真空または不活
性ガス雰囲気下の特殊な条件下でろう付けする場合(設
備コストが高い。)を除き、チューブとろう材との、少
なくともそのろう付は部位に、酸化アルミニウムを除去
するためのフラックス(融剤)をろう付は前に塗布して
いる。該フラックスとして用いられるものは従来、無機
の塩化物類(例えばアルカリ金属塩化物やアルカリ土類
金属化合物)の混合物である。しかしながらこれらの水
溶性化合物は水分の存在下でアルミニウムに対して腐蝕
性であるため、ろう付は後このろう付けされた熱交換器
のコア部は、この水溶性融剤除去のための清浄操作に付
さなければならなかった。
最近、このような無機の塩化物類の7ラツクスに代、つ
て、ノコロックフラックスが提唱され使用されている。
このノコロックフラックスは、ろう何Cノ前に非吸湿性
でありかつろう付は後に実質的に不水溶性でおるという
特性を有すると共に、ろう材の融点以下の温度で反応性
となって酸化アルミニウムに対する融剤として作用する
が、アルミニウムとは常温では非反応性であるという特
性を有するものである(特公昭58−20.373参照
)。従って、ノコロックフラックスを用いてろう付けを
行った場合には、従来の無機塩化物類のフラックスの場
合に見られた残留フラックスによるアルミニウムの腐食
ということは実質的に解消される。
さて、このようなノコロックフラックスを用いてろう付
けを行った熱交換器においても現在、ろう付は後に塗装
が施されている。しかしながらこの場合、上記に述べた
ようにノコロックフラックスがアルミニウム材に対して
腐蝕性を示さないこと、また実際本発明者の行った台上
試験においても、ノコロックスフラックスを用いてろう
付けされた熱交換器について塗装の有無による耐食性の
差異はほとんど認められなかったことからして、塗装は
耐介性向上の面よりもむしろ、主にアルミニウム材の光
沢に対する防眩性および商品性の面から要望を満たすた
めに施す必要が生じていることが判明した。
したがって、単に防眩性おにび商品性の向上のためにの
み熱交換器に塗装を施すことは、非常に不経演であると
考え、このような不経演でかつ製品製造時間を遅延させ
て0°る塗装工程を省略しうる熱交換器を開発すること
が努められ、先に、アルミニウム材製のチューブとアル
ミニウム材製の伝熱フィンとをろう材により接合するこ
とによりコア部を形成するようにした熱交換器において
、該コア部表面の少なくとも一部は、顔料を含有するヘ
キサフルオロアルミン酸カリウム(K3AUFa )と
テトラフルオロアルミン酸カリウム(KAQF4)の両
鏡体の相を有する無機焼結層により被覆されていること
を特徴する熱交換器が見出された(特願昭59−169
,243号)。
すなわち、この熱交換器は、ろう付けの際に用いられる
フラックスとしてヘキサフルオロアルミン酸カリウムと
テトラフルオロアルミンムの混合物よりなるフラツス(
ノコロックフラックス)を使用した場合、ろう付けの後
に該ノコロックフラックスを塗布したアルミニウム材表
面にはヘキサフルオロアルミン酸カリウムとテトラフル
オロアルミン酸カリウムの両鏡体の相を有する水不溶性
の堅い無機焼結層が形成されることに着目し、該ノコロ
ックフラックス中に顔料を添加し、この顔料を該無機焼
結層中へ含有させてアルミニウム材表面に焼結させるこ
とで防眩効果を有する着色無機焼結層を形成ざUたもの
である。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような熱交換器を製造するにあたり
、上記のようにノコロックフラックス中に顔料を添加し
この顔料を該無機焼結層中へ含有させる方法では、ノコ
ロックフラックスの分散媒である水性溶液にカーボンブ
ラック等の顔料が一般に不溶であるために、顔料をスラ
リー状のフラックス中に分散させるため攪拌を行なう必
要が生じ、また得られる着色無機焼結層に色むらが生じ
る虞れがあった。
従って本発明は、このような問題点を解消しにつとする
ものである。ずなわら本発明は、そのコア部がノコロッ
クフラックスを用いてろう付(プされている熱交換器の
製造方法において、塗装をその表面部位に施さなくとも
十分高い防眩性を有する熱交換器をより容易にかつ製品
性高く製造し得る熱交換器の製造方法を提供することを
目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上記目的は、アルミニウム材製のチューブとアルミニウ
ム材製の伝熱フィンとをろう材ににり接合することによ
りコア部を形成するようにしだ熱交換器の製造方法にお
いて、顔料形成性水溶性化合物を溶解してなる水性溶液
にフルオロアルミン酸カリウム錯体を懸濁させたフラッ
クスを用いてろう(=Iを行なうことを特徴とする熱交
換器の製造方法により達成される。
なお本明細出中において用いられる「顔料形成性水溶性
化合物」とはコないしそれ以上の水溶性の無機化合物で
あって、ろう付時の加熱温度によって反応し水不溶性の
安定な有色物質へと変化するものを示す。なおこの顔料
形成性水溶性化合物はもちろんアルミニウム材に対して
腐蝕性のものであってはならない。
(作用) 本発明においては、ノコロックフラックスの分散媒であ
る水性溶液中に溶解し得る顔料形成性水溶性化合物を用
いるために、撹拌処理などを行なわなくともフラックス
中において顔料形成性水溶性化合物は均一に分散されて
おり、従って該フラックスが塗布された面上において、
該化合物がろう付時の加熱温度によって反応して生成し
た顔料も、ヘキサフルオロアルミン フルオロアルミン酸カリウムの両錯体の相を有する水不
溶性の無機焼結層中に均一に分布して含有されるものと
なり、該無機焼結結晶は、良好な防眩効果および商品性
を示し、得られる熱交換器は何らろう付後の塗装を必要
としないものとなる。
以下、本発明の熱交換器の製造方法を実m態様に基づき
より詳細に説明する。
本発明において使用ざ゛れるアルミニウム材は何ら限定
されることはないが、例えば1050,1100、30
03,3004.3005,3200、5005.69
51等のアルミニウム合金が含まれ得る。ろう材はチュ
ーブおよびフィン材として用いられるアルミニウム材よ
り低い融点を有するアルミニウム材であり、通常AΩ−
4,5〜13、5重量%3i系合金である。これらの合
金として例えば4034 (Si 4.5〜6.0重量
%>、4045 (Si 9.O〜11.0@量%)、
4343 (Si 6.8〜8.2重量%)、4047
 (s;  ’n.o〜13.0重量%)等のアルミニ
ウム材がある。これらのろう材は通常作業性の点から、
接合されるべき部材の少なくとも一方のアルミニウム材
にクラッドして使用される。
本発明においーC使用されるノコロックフラックスは、
フッ化カリウム(KF)とフッ化アルミニウム(AUF
3)との3旧本であるテトラフルオロアルミン酸カリウ
ム(FΔ111F4)とへキサフルオロアルミン酸カリ
ウム(K3 An Fe )との混合物であり、通常水
性スラリーの形で使用され、水性スラリーの場合類フル
オロアルミン酸カリウム錯体混合物と水性溶液との配合
比は約2:100〜約20: 100程度のものである
。このような水性スラリーは、正確な比率で八Ω’F3
とKFとを一緒に溶融し、この混合物を冷却し、ついで
この冷却した物質を適当な粒径、通常100メツシユ以
下、好ましくは150メツシユ以下、ざらに好ましくは
200メツシユ以下に粉砕し、これを所定の配合比で水
性溶液に配合し、水性溶液中に薄いスラリーの形で懸濁
させることで得られる。
また、テトラフルオロアルミン酸カリウムとへキサフル
オロアルミン酸カリウムとを別々に”ATxし、これら
を所定の比率で混合することもできる。なおテトラフル
オロアルミン酸カリウムの製法は、ブローセット[Br
oset ]のrz.Δnorg.△1gem.Che
mie j 239, 30 1〜304 ( 1 9
38)に記載されている。
ノコロックフラックスの代表的製法としては、2重量部
の水性溶液を1@量部の粉砕物に加えて薄いスラリーと
し、この際必要により少量の界面活性剤を加える。ノコ
ロツクスの′lIJ造に使用するKFおよびAUF:+
の相対比はできるだけ共融点に近づけることが好ましい
。したがってノコロツクツラックスはKF/AUFs 
 (重量比)が40:50〜50 : 50であるよう
な量のに3AfJFeおよびKAΩF4の混合物から実
質的になり未反応のKFは実質的に含有されていない。
さて、本発明においては、このようにして得られたノコ
ロックフラックスには、顔料形成性水溶性化合物が添加
される。この顔料形成性水溶性化合物は、フルオロアル
ミン酸カリウム錯体を懸濁させる蒸溜水、脱イオン水ム
との水性溶液中に溶解される。この顔料形成性水溶性化
合物としては、フラックスによる酸化アルミニウム被膜
の除去を阻害するものでなく、かつアルミニウム材に対
して非腐蝕性でないものでおれば、いずれのものであっ
てもよいが、好ましくは黒〜黒紫色の顔料を形成するも
のが望ましく例えば硫酸ニッケル(Nis()+  ・
6H20)とモリブデン酸カリウム(K2 MO04)
、との組合せなどが用いられる。
この硫酸ニッケルとモリブデン酸カリウムはろう付の際
の加熱により反応して黒色のニッケルモリブデン酸塩を
形成する。硫酸ニッケルとモリブデン酸カリウムを用い
る場合、スラリー中に含まれるに3ΔΩF6とKAρ1
:4の混合物に対して、それぞれの化合物が1.0〜3
0.0重量%、好ましくは10.0〜20.0重量%の
割合で添加される。すなわち1.0重量%以下であると
、アルミニウム表面に無機焼結層が形成された場合に防
眩性を発揮するのに不十分な着色となる虞れがあり、一
方30.0重量%以上であると、形成される顔料の存在
のためにろう付が完全に行なわれ得ない虞れがあるため
である。
カークーラー用コンデンサーの場合を例にとると、前記
アルミニウム材の両面にろう材をクラッドしているクラ
ツド材でコルゲートフィン等の伝熱フィンを形成し、前
記アルミニウム材で作られたチューブで、必要により冶
具を用いて所定の構造に組付けたのち、顔料形成性水溶
性化合物を添加してなる前記フラックスを2〜5a /
rdの割合で塗布する。この場合、該フラックスは必ず
しも全面に塗布する必要はな(少なくともろう何部位を
含みかつ防眩性を発揮するのに十分な無機焼結層を形成
されるように塗布すれば十分である。ついでこれを加熱
炉に入れ、約595°〜620℃の温度でろう付けを行
う。この場合、ろう付けの雰囲気は非酸化性雰囲気、特
に窒素ガスによる非酸化性雰囲気が好ましい。
このようにして本発明の熱交換器は製造され得るが、そ
の表面部位において、フラックスの残留した部分には、
層厚的1〜10μmの顔料形成性物質の反応によって形
成された顔料により着色されてなる無機焼結層が形成さ
れており、また該焼結層は比較的強くアルミニウム材表
面に焼結しておりかつ堅く不水溶性で必るのでアルミニ
ウム材表面より安易に剥離することはない。
(実施例) ざらに本発明の製造方法を実施例を挙げてより具体的に
説明する。
実施例1〜3および参考例1〜2 フルオロアルミン酸カリウム錯体混合物の粉砕物(平均
粒径70μm)’10重量部に対して、脱イオン水90
重量部を加えて10@ff1%のノコロックフラックス
スラリーを調製した。このノコロックフラックススラリ
ー中へ第1表に示す割合のNiSO4・6H20および
に2 MO04を添加し水性相へ溶解した。このNi5
O4・6H20およびに2 MO04を添加してなるノ
コロックフラックスをアルミニウム製熱交換器のろう何
部に5g/尻の割合で塗布し、ついで加熱炉にいれN2
ガス非酸化性雰囲気中で600 ’Cでろう付を行なっ
た。
この結果得られた熱交換器の表面には、いずれも層厚2
〜3μ蛮の焼結層が形成されていたが、実施例1〜3の
ものがろう付性、防眩性共に良好であったのに対し、参
考例1のものは焼結層がほとんど黒色とならず、防眩性
が得られず、また参考例2のものは熱交換器のチューブ
とフィンのろう付性が不良であった。
果1人 参考例1     0.5       (15実施例
1     1.0      1.0実施例2   
 10.0     10.0実施例3    30.
0     30.0参考例2    35.0   
  35.0(発明の効果) 以上述べたように本発明は、アルミニウム材製のチュー
ブとアルミニウム材製の伝熱フィンとをろう材により接
合することによりコア部形成する、ようにした熱交換器
の製造方法において、顔料形成性水溶性化合物を溶解し
てなる水性溶液にフルオロアルミン酸カリウム錯体を懸
濁させたフラックスを用いてろう付を行なうことを特徴
とする熱交換器の製造方法でおるから、得られる熱交換
器の少なくとも1部は、ヘキサフルオロアルミン酸カリ
ウムとテトラフルオロアルミン酸カリウムの両錯体の相
を有する無機焼結層により被覆され、該焼結層は、顔料
形成性水溶性化合物がろう何時の熱により反応して生成
した顔料により着色されており、ざらに塗装等により表
面処理を行わなくとも、防眩性は十分であり、かつその
顔料形成性水溶性化合物が、フラックス中に均一に分散
されているために無機焼結層における顔料の分布も均一
で、色むらもなく外観的にも商品性の非常に高いもので
ある。またこのような着色無機焼結層は、何ら特別な工
程を必要とぜず、単にフラックスとしてその水性相に顔
料形成性水溶性化合物を溶解したノコロックフラックス
を使用する以外は、通常の製造方法と同様にして得られ
るものであり、塗装工程を必要としない分、従来の製造
方法よりその工程を短縮化することができ、また熱交換
器を安価なものとして提供し得る。ざらに本発明の製造
方法は、ノコロックフラックス中に顔料を添加する方法
と比較して該フラックス中に添加される顔料形成性水溶
性化合物はより容易にかつより均一に分散され、従って
得られる着色無機焼結層における色むらもない。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アルミニウム材製のチユーブとアルミニウム材製
    の伝熱フィンとをろう材により接合することによりコア
    部を形成するようにした熱交換器の製造方法において、
    顔料形成性水溶性化合物を溶解してなる水性溶液にフル
    オロアルミン酸カリウム錯体を懸濁させたフラックスを
    用いてろう付を行なうことを特徴とする熱交換器の製造
    方法。
  2. (2)顔料形成性水溶性化合物が、硫酸ニッケルとモリ
    ブデン酸カリウムの混合物である特許請求の範囲第1項
    に記載の製造方法。
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