JPS62185855A

JPS62185855A - アルミニウム製熱交換器用板材

Info

Publication number: JPS62185855A
Application number: JP2781486A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Fujiyoshi; 藤吉　達也
Original assignee: NIPPON RADIATOR CO Ltd; Furukawa Aluminum Co Ltd; Nihon Radiator Co Ltd
Current assignee: NIPPON RADIATOR CO Ltd; Furukawa Aluminum Co Ltd; Marelli Corp
Priority date: 1986-02-13
Filing date: 1986-02-13
Publication date: 1987-08-14

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】ａ１発明の目的（産業上の利用分野）この発明に係るアルミニウム製熱交換器用板材は、自動
車用ラジェータ、或はヒータコア等として使用される熱
交換器のタンク或は座板を構成するのに利用し、上記タ
ンク或は座板が内側から腐食するのを防止するものであ
る。

（従来の技術）自動車用ラジェータ、ヒータコアその他の熱交換器を造
る材料として、近年真鍮に代って安価で且つ軽量なアル
ミニウム材（アルミニウム又はその合金）が使用される
事が多くなった。第４図はこの様なアルミニウム製熱交
換器の１例を示しているが、この熱交換器は、多数のア
ルミニウム材製通液管１．１と、アルミニウム材製の帯
状金属板をジグザグに形成して成るフィン２．２とを交
互に重ね合わせて成るコア部３の上下両端部に、アルミ
ニウム材製の座板４．４を介してそれぞれアルミニウム
材製のタンク５．５を固定している。

この様なアルミニウム材製の熱交換器を構成する各部材
は、互いに接触する部材同士の内掛なくとも一方の部材
を、融点の高いアルミニウム材製の芯材の表面を融点の
低いアルミニウム材製の皮材で覆った所謂クラツド材と
し、皮材が異なる部材同士の間に存在する様に各部材を
仮組み付けした状態で加熱炉中に入れ、この加熱炉内で
仮組付けされた各部材を、真空或は不活性ガス雰囲気中
で加熱して、上記各部材をろう付けして熱交換器とする
。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、上述の様に構成され、造られるアルミニウム
材製の熱交換器に於いては、従来は次に述べる様な不都
合を生じた。

即ち、アルミニウム材は、従来熱交換器を造る場合に利
用されていた真鍮に比べて腐食し易く、タンク、座板或
は通液管を構成するアルミニウム材に腐食による孔が生
じた場合には、熱交換器内の液体が外部に漏洩してしま
う。

この為、従来からフィン２．２を犠牲腐食させる事で伝
熱管１．１の防食を図フたり、或は特開昭５３−１１０
１５２号公報に開示されている様に、アルミニウム材中
に０．０５〜４％の亜鉛（Ｚｎ）を含ませた皮材を、通
常のアルミニウム材製の芯材の表面に被覆する事で、上
記芯材の防食を図る様にしていた。

ところが、上述の様なりラッド材に於いては、皮材を構
成するアルミニウム材中には、珪素（Ｓｉ）を多量（６
〜１０％程度）に含む為、加熱ろう付けによりこの珪素
がアルミニウム材の全体に拡散すると、このアルミニウ
ム材の電位が高く（責と）なり、０．０５〜４％程度の
亜鉛を含有させただけでは、上記皮材を構成するアルミ
ニウム材を十分効果的に犠牲腐食させる事が出来なくな
る。この為、皮材を被覆したアルミニウム材製芯材に孔
食が発生して、上記芯材に孔があく事を十分に防止する
事が出来ない。

本発明のアルミニウム製熱交換器用板材は、上述の様な
不都合を解消するものである。

ｂ、発明の構成（問題を解決するための手段）本発明のアルミニウム製熱交換器用板材は、従来のアル
ミニウム製熱交換器用板材と同様に、融点が高く、加熱
炉内での加熱時に溶融する事がない芯材の表面に、融点
が低く、上記加熱炉内での加熱時に溶融する皮材を被覆
する事で構成されている。

この内の芯材は、はぼＪＩＳの３００３材に相当するも
ので、０．６％以下の珪素（Ｓｉ）と、０゜７％以下の
鉄（Ｆｅ）と、０．５０％以下の銅（Ｃｕ）と、１．０
〜１．５％のマンガン（Ｍｎ）と、０．１０％以下の亜
鉛（Ｚｎ）と、不可避不純物とを含み、残部をアルニミ
ウム（＾ｌ）としている。

一方、この芯材の表面を覆う皮材は１例として、Ｊ　Ｉ
　Ｓ　４３４３材中への亜鉛の添加量を多くした如きも
ので、６〜１３％の珪素と、０．８％以下の鉄と、０．
２５％以下の銅と、０．１％以下のマンガンと、４〜１
０％の亜鉛とを含み、残部をアルミニウムと微量の不可
避不純物としている。

（作　　　用）上述の様な組成を有する本発明のアルミニウム製熱交換
器用板材は、熱交換器を構成するタンク或は座板として
組み付けるが、この場合に於いては、第１図に示す様に
（第１図に於いては本発明の板材をタンク５に使用して
いる。）、芯材６が外側（空気に接触する側）に位置し
、皮オフ７が内側（タンク内の液体に接触する側）に位
置し、しかもこの皮材７の一部がタンク用板材として使
用する本発明の板材と座板４を構成するアルミニウム板
材との間に位置する様にする。

上記第１図の様に組み付けた本発明の熱交換器用板材と
他のアルミニウム板材とは、加熱炉中で加熱する事で熱
交換器用板材表面の皮材を溶融し、上記熱交換器用板材
と他のアルミニウム板材とをろう付けする。

ろう付は後に於いては、上記皮材７は冷却固化して芯材
６の表面を覆うが、この皮材中には４〜１０％と比較的
多量の亜鉛が含まれている為、皮材７の金属電位は芯材
６の金属電位に比べて十分に低くなり、タンク５（或は
座板４）を構成する熱交換器用板オオに内側からの腐食
が発生した場合に於いても、上記皮材７が犠牲的に腐食
して、芯材６に迄腐食が及ぶ事を防止出来る。

（実施例）次に、本発明の効果を確認する為に実施例に就いて行な
った実験の結果を、従来品と比較しつつ説明する。

第一実施例芯材として、珪素を０．２６％と、鉄を０．６％と、銅
を０．１５％と、マンガンを１．１％と、マグネシウム
を０．０１％と、亜鉛を０．０２％と、チタンを０．０
２％とを含み、残りをアルミニウムとしたものを使用し
た。

上記芯材に被覆する皮材として、珪素を７．５％と、鉄
を０．４％と、銅を０．１％と、マンガンを０．０１％
と、マグネシウムを０．０１％と、亜鉛を４．６％と、
チタンを０．０１％とを含み、残りをアルミニウムとし
たものを使用した。

上記皮材と前記芯材との合計厚さは０．８ｍｍとし、そ
の内の皮材の厚さは０．０８ｍｍ（クラツド率１０％）
とした。

この第一実施例のアルミニウム製熱交換器用板材を試験
片として、塩素イオン（Ｃ１−）を２００ｐｐｍ、硫酸
イオン（５０４’−）を６０　ｐｐｍ　。

銅イオン（Ｃｕ”）を１　ｐｐｍ　、第一鉄イオン（Ｆ
ｅ”）を３０ｐｐｍそれぞれ含む腐食液による腐食試験
に供したが、腐食試験を行なうのに先立って、上記試験
片を不活性ガス：囲気（大気圧条件）中で５分間、６０
０℃に迄加熱した。

腐食試験は、８８℃に加温した上記腐食液を３０１７ｍ
１ｎで循環させた中に上記試験片を８時間浸漬し、その
後１６時間放置する作業を２週間行なった（合計１４サ
イクル）。

この腐食試験の結果、第２図の点■に示す様に、試験片
の１　ｃｍ２当り約１３ｍｇの腐食に伴なう重量の減少
が有った。又、この際に発生した孔食の内で最も深く上
達したものの深さは、第３図の点■に示す様に、約０．
１ｍｍであった。

第二実施例芯材としては、上記第一実施例と同じ組成のものを使用
した。

上記芯材に被覆する皮材として、珪素を７゜５％と、鉄
を０．４％と、銅を０．１％と、マンガンを０．０１％
と、マグネシウムを０．０１％と、亜鉛を６．１％と、
チタンを０．０１％とを含み、残りをアルミニウムとし
たものを使用した。　この板材を第一実施例に於ける場
合と同様のクラツド材として、第一実施例と同様の腐食
試験を行なった。

この結果、腐食量は第２図の点■に示す様に、約１６　
ｍｇ／ｃｍ’、最大孔食深さは３４３図の点■に示す様
に、約０．１ｍｍとなった。

第三実施例芯材としては、上記第一〜二実施例と同じ組成のものを
使用した。

上記芯材に被覆する皮材として、珪素を７゜７％と、鉄
を０，３％と、銅を０．１％と、マンガンを０．０１％
と、マグネシウムを０．０１％と、亜鉛を９．９％とを
含み、残りをアルミニウムとしたものを使用した。

この板材を第一〜二実施例に於ける場合と同様のクラツ
ド材として、第一〜二実施例と同様の腐食試験を行なフ
た。

この結果、腐食量は第２図の点■に示す様に、約１７　
ｍｇ／ｃｍ２、最大孔食深さは第３図の点■に示す様に
、約０．１ｍｍとなった。

本発明によるアルミニウム製熱交換器用板材の耐腐食性
能は上述の通りであるが、次に本発明の効果を明らかに
する為に行なった比較試験の結果に就いて説明する。

比較試験は、ａ　−”　ｄの４種類の比較片に就いて行
なったが、何れの比較片も芯材については本発明品と同
じ組成を有するものを使用し、皮材の組成のみを変えて
、本発明品と全く同様の腐食試験を行なった。

比較品ａ芯材に被覆する皮材として、珪素を７．５％と、鉄を０
．５％と、銅を０．０７％と、マンガンを０，０２％と
、マグネシウムを０．０１％と、亜鉛を０．０１％とを
含み、残りをアルミニウムとしたものを使用した。

この比較品ａについて腐食試験を行なった結果、腐食量
は第２図の点■に示す様に、約６ｌｌ１ｇ／ｃｍ２、最
大孔食深さは第３図の点■に示す様に、約０．７３ｍｍ
となった。

この試験結果を考察した場合、腐食量は少ないが、最大
孔食深さが大きく、０．８ｍｍの試験片を貫通する寸前
で、熱交換器に使用するのに不適であることが解る。

比較量す芯材に被覆する皮材として、珪素を７．３％と、鉄を０
，５％と、銅を０．１％と、マンガンを０．０１％と、
マグネシウムを０．０１％と、亜鉛を２．０％とを含み
、残りをアルミニウムとしたものをイ吏用した。

この比較量すについて腐食試験を行なった結果、腐食量
は第２図の点■に示す様に、約９ｍｇ／ｃｍ２、最大孔
食深さは第３図の点■に示す様に、約０．４１ｍｍとな
フた。

この試験結果を考察した場合、腐食量は比較的少ないが
、最大孔食深さが依然として大きく、使用が長期に亘る
熱交換器に使用するのに不適であることが解る。

比較量Ｃ芯材に被覆する皮材として、珪素を７．４％と、鉄を０
，３％と、銅を０．１％と、マンガンを００１％と、マ
グネシウムを０．０１％と、亜鉛を４．０％と、チタン
を０．０１％とを含み、残りをアルミニウムとしたもの
を使用した。

この比較量Ｃについて腐食試験を行なった結果、腐食量
は第２図■の点に示す様に、約１１ｍｇ／ｃｍ’、最大
孔食深さは第３図の０点に示す様に、約０．１６ｍｍと
なった。

この試験結果を考察した場合、腐食量は比較的少ないが
、最大孔食深さが未だ大きく、使用が長期に亘る熱交換
器に使用するのに十分な耐腐食性を有するとは言えない
。

比較量ｄ芯材に被覆する皮材として、珪素を７．２％と、鉄を０
．３％と、銅を０．１％と、マンガンを０．０１％と、
マグネシウムを０．０１％と、亜鉛を１１．０％とを含
み、残りをアルミニウムとしたものを使用した。

この比較量ｄについて腐食試験を行なった結果、腐食量
は第２図の点■に示す様に、約２７Ｂ／ｃｍ２、最大孔
食深さは第３図の点■に示す様に、約０．１ｍｍとなっ
た。

この試験結果を考察した場合、最大孔食深さは小さいが
、腐食量が相当に多く、使用が長期に亘る熱交換器に使
用した場合、多量に発生する腐食生成物で熱交換器の伝
熱管が詰まったりする原因となる為、熱交換器を造るの
に好適とは言えない。

以上に述べた本発明の第一〜第三実施例と、比較例ａ　
”−ｄとの組成は別表にまとめて示している。

Ｃ０発明の効果本発明のアルミニウム製熱交換器用板材は、以上に述べ
た通り構成され実施されるが、熱交換器のタンク或は座
板を構成するのに使用した場合に於いて、液体に接触す
る内側から部分的に腐食が進行する所謂孔食を有効に防
止し、耐久性に優れた熱交換器を得る事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアルミニウム製熱交換器用板材の使用
状態を示す部分断面図、第２図は亜鉛添加量と腐食量と
の関係を示す線図、第３図は亜鉛添加量と孔食深さとの
関係を示す線図、第４図は本発明の板材が使用される熱
交換器の１例を示す正面図である。１：通液管、２：フィン、３：コア部、４：座板、５：
タンク、６：芯材、７：皮材。特　許　出　願　人　日本ラヂヱーター株式会社代　　
理　　人　小山欽造（ほか１名）別　　　表（注）表中の数字の単位は重量％である。第１図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

　０．６％以下の珪素と、０．７％以下の鉄と、０．５
０％以下の銅と、１．０〜１．５％のマンガンと、０．
１０％以下の亜鉛と、不可避不純物とを含み、残部をア
ルニミウムとした芯材の表面に、６〜１３％の珪素と、
０．８％以下の鉄と、０．２５％以下の銅と、０．１％
以下のマンガンと、４〜１０％の亜鉛とを含み、残部を
アルミニウムと微量の不可避不純物とした皮材を被覆し
て成るアルミニウム製熱交換器用板材。