JPS63140766A - 耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器の製造方法 - Google Patents

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 この発明は、たとえばカークーラーのコンデンサー、エ
バポレータ等のろう付は仕様によるアルミニウム製熱交
換器の製造方法、特に耐食性を改善しうる製造方法に関
する。

従来の技術 従来、アルミニウム製熱交換器の製造は、一般にアルミ
ニウム材製チューブの表面に予めＺｎをメッキしたのち
、プレージングシートからなるフィンをセットして仮組
状態の熱交換器コアを形成し、次いでフラックスを塗布
した後ろう付は炉に入れて非酸化性雰囲気内で加熱する
ことにより、所定のろう付けを行うと同時にＺｎを拡散
させてチューブの表面に犠牲防食のためのＺｎ拡散層を
形成せしめるものとしていた（例えば特開昭６０−２１
１７６号参照）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記の方法によるときは、ろう付は時の
加熱中にＺｎが３０％以上もの割合で蒸発するため、所
定の防食性を保持せしめるべく充分なｚｎ拡散層′を形
成するためには、チューブ材の表面に予め相当多くのＺ
ｎを析出させておく必要があり、その均一な析出量の制
御が実際上極めて難しかった。また、逆に防食性を良く
するために、ろう付は中に拡散するチュ−ブ材表面での
Ｚｎの拡散層の表面濃度を高くすると、初期腐食が激し
いものとなり、白色の腐食生成物（白さび）を発生して
製品の見栄え価値を低下してしまう難点がある。

このような問題から、近時益々強い耐食性延長への要請
に対し、ｚｎ拡散層による防食処理だけでは対応し難い
ものとなっているのが実情である。

この発明は、上記のような背景のもと、ろう付は加熱時
におけるｚｎ蒸発の抑制による所要Ｚｎ析出量の低減、
Ｚｎ拡散層の初期腐食による白色腐食生成物の発生の抑
制、そしてそれらに基づく耐食性の向上をはかることを
目的としてなされたものである。

問題点を解決する為の手段 この発明は、上記の目的において、チューブ材へのｚｎ
析出処理に加えてその上に更にクロム酸塩処理（クロメ
ート処理）を施すことにより、ろう付は時のＺｎ蒸発を
抑制すると共に、ろう付は後Ｚｎ拡散層の充分な形成に
も拘らずそれからの白色腐食生成物の発生を抑制するよ
うにしたものである。

即ち、この発明による耐食性に優れたアルミニウム製熱
交換器の製造方法は、アルミニウムからなるチューブ材
の表面にＺｎを１〜１５ｇ／ｒｒｔ析出させ、更にその
上に析出Ｃｒ　量１０〜３５０ｍｇ／ｒｒｔのＣｒ酸化
物皮膜を形成した後、該チューブ材をアルミニウム製フ
ィンと組合わせてフッ化物系フラックスを塗布し、非酸
化性雰囲気中で所定温度に加熱し接合用ろう材を溶融し
てろう付けすることを特徴とするものである。

この発明の実施においては、まずアルミニウムよりなる
チューブ材の表面にＺｎを１〜１５９／ｍ析出させるも
のとする。ここにＺｎ析出量を上記の範囲に規定するの
は、下限値１９／ｄ未満のＺｎ析出量ではろう付は時に
チューブ材表面部に充分な深さのＺｎ拡散層を形成する
ことができず、かつチューブ材表面のＺｎａ度が低いも
のとなって所期する十分な犠牲腐食効果を得ることがで
きないためである。反面１５ｇ／ｍをこえてＺｎ析出量
を多くすると、チューブ材表面のＺｎａ度が高くなりす
ぎて、腐食が激しく白粉（腐食生成物）の発生が著しい
ものとなると共に、かえって犠牲防食期間が短縮される
ことになるためである。Ｚｎ析出法としては、化学置換
メッキ、電気メッキ、溶融メッキ等公知の方法のうちの
いずれを採用してもよい。

Ｚｎ析出後のチューブ材は更にこれにクロメート処理を
施し、Ｚｎ層の上にＣｒ酸化物皮膜を形成する。ここに
Ｃｒ酸化物皮膜は、そのＣ「析出量を１０〜３５ｍｇ／
ｒｔｔの範囲とすることが必要である。即ち、下限値１
０ｍｇ／ｍ２未満ではこの発明による所期効果、即ちろ
う付は時におけるＺｎ蒸発の抑制効果、Ｚｎ拡散層によ
る初期腐食の抑制効果、耐食性の延長効果を得ることが
できない。しかしＣｒ析出社を３５０ｍ’Ｊ／扉より多
くしても効果の増大はなく、むしろクロメート処理のた
めの処理時間、コストの増大を招く不利益の方が大きい
。またＣｒ酸化物皮膜が剥離する欠点も派生してくる。

チューブ材に上記のＺｎ析出処理及びＣｒ酸塩処理を施
したのち、これにフィン、及び必要に応じて更に他の被
接合部材を組合わせて仮組状態の熱交換器コアを形成し
、次いでこれにフン化物系フラックスを塗布しかつ乾燥
してろう付けを行うものとする。

ここに用いるフッ化物系フラックスは、塩化物系のフラ
ックスを用いる場合に較べ、ろう付は後の残渣が非腐食
性でありろう付後の洗浄を不要とする点で有利なもので
ある。該フッ化物系フラックスは、ＫＦとＡｇＦ２の共
晶混合物（英国特許第１．、Ｏ５５，９１４号明細書参
照）を基本とし、それらの錯体であるＫＡΩＦ４とに３
ＡＱＦ６の混合物が良く知られるところである（例えば
特公昭５８−２７０３７号公報）。

もちろんこれらのフラックスが適用可能であることはい
うまでもないが、更に好適にはＫＡＱＦ４　　：８０〜
９９．８ｗｔ％とＫＦ：２０〜Ｏ。

２ｖｔ％を混合した混合物からなるフラックスを用いう
る。即ち、該フラックスは残渣の非腐食性、溶融温度範
囲等において、前記のに３ＡＱＦ６及びＫＡｌＦ４を組
成物とするフラックスと同等の特性を保有する一方、Ｋ
ＡｌＦ３、ＫＦとも市販品として入手容易であるため、
これらを単に混合することによってその調製を簡易に行
いうる点で有利である。前記ＫＡＱＦ４とに３ＡＱＦ６
からなるフラックスの製造は、実際に工業的に生産して
使用に供する場合、一般的にＡＱＦ３とＫＦとを出発物
質とし、該出発物質を、その共晶混合物であるＫＡｌＦ
３とに３、’ｌＦｅとが共晶点に近い比率となるような
適正な比率で乾燥状態にて混合し、この混合物を一旦溶
融し、さらにその溶融混合物を冷却凝固せしめて製造す
る方法が採用されているため、工数が多く調製が面倒で
あるというような問題がある。従って、かかる問題のな
い調製簡易なＫＡｌＦ３−ＫＦ系フラックスを用いるの
が有利である。このＫＡｌＦ３−ＫＦ系フラックスの混
合割合を上記の範囲とすべき理由は、その融点を低いも
のとしてろう付加熱部にフラツクスを何効に作用せしめ
１りるためであり、ＫＦが許容下限値未満ではその効果
に乏しく、逆に許容上限値を超えて過多に混合された場
合にも、特に完全融解温度（液相線）Ｈ度）の上昇を招
いて良好なろう付を行うことができなくなるとともに、
甚しくはフラックスの反応温度が接合部材としてのアル
ミニウムの融点以上になってろう付自体が不可能になる
おそれがあるためである。またフラックスは、水性懸濁
液の形にして塗布するのが一般的であり、懸濁に際して
は、フラックス成分の粉末粒径は、懸濁および塗布を行
い易くし、ひいてはろう付性を良好にするため、概ね２
００μｍ以下のものとするのが良い。塗布の手段は、噴
霧あるいははけ塗り等を適用することも可能であるが、
２産性に適した均一な塗布手段として浸漬法を用いるこ
とが推奨される。

フラックスの懸濁液の塗布乾燥後、ろう付けを行うが、
該ろう付けは接合部材より融点の低いアルミニウム合金
ろう材を用いて、不活性ガス雰囲気等の非酸化性雰囲気
中で、上記チューブ及びフィンの融点より低く、かつフ
ラックスの融点よりも高い約５８０〜６２０℃に加熱す
ることにより、ろう材を溶融して行われる。上記ろう材
にはＳｌ含有量約４．５〜１３．５ｖｔ％程度のＡρ−
８ｉ系合金が用いられるのが普通であり、該ろう材は作
業性の点から、通常接合されるべき部材の少なくとも一
方のアルミニウム製構成部材にクラッドして使用される
のが望ましい。このろう何工程における加熱とともに、
チューブ材の表面に析出した亜鉛は、チューブ材の中心
部に向って拡散し、チューブ材表面に均一かつ充分な亜
鉛拡散層を形成する。一方、Ｃｒ酸化物皮膜はろう付は
時におけるＺｎの蒸発を抑制し、かつろう付後において
は、上記Ｚｎ拡散層からの白色腐食生成物の発生を抑制
する。

発明の効果 この発明によれば上述のようにチューブ材の表面に析出
Ｚｎ層を形成したのち、更にその上にＣｒ酸化物皮膜を
形成してから、非腐食性のフッ化物系フラックスを塗布
してろう付けを行うので、ろう付は中におけるＺｎの蒸
発をＣｒ酸化物皮膜か抑制する作用を果し、チューブ材
表面へのＺｎ析出量を減少してなお充分な層厚をもった
防食用Ｚｎ拡散層の形成が可能となる。

従って、適正な析出Ｚｎ量を従来法による場合に較べて
減少でき、その均一な析出処理が容易であると共に経済
性も向上しつる。かつろう付は後においてはＣｒ酸化物
皮膜の存在によってＺｎ拡散層からの初期腐食による白
色腐食生成物（白さび）の発生を抑制し、遅延せしめ得
るので、熱交換器の外観的な見栄え価値を低下してしま
うことがない。而して、Ｚｎ拡散層の均一かつ確実な形
成と、Ｃ「酸化物皮膜による上記作用、更には本来的に
非腐食性のフッ化物系フラックスの使用による効果とが
相俟って、熱交換器の耐食性を向上し、その耐用寿命を
延長せしめ得る効果を実現しうる。

実施例 Ａｌ１００合金からなる肉厚０．７ｍｍの多孔押出しチ
ューブ材を蛇行状に屈曲形成したのち、これに次の条件
でＺｎメッキを施し、続いて更にクロム酸塩処理（クロ
メート処理）を施して、第１表に示すように、Ｚｎ析出
量及びＣｒ析出量を各種に変えた試料を作成した。

（Ｚｎメッキ処理） 液組成−ＮａＯＨ：　　１００９／Ｑ ＺｎＯ：　　　１０ｇ／Ω 光沢剤　　：　　　５０ｇ／Ｑ。

液　温　・・・　２５°Ｃ 電圧・・・２，５ｖ 電流密度・・・　ＬＡ／ｄＴｒｔ （クロメート処理） 液組成−ＣｒＯ３：　　３ｇ／Ｑ 液　温　・・・　４５℃ そして、上記各種のチューブ材に芯材をＡ３００３合金
とし、その両面に１２−８％Ｓｉろう材を片面クラツド
率１２％にクラッドした厚さ０．１４５ｍｍのコルゲー
トフィンを組合わせ、仮組状態のサーペンタイン型熱交
換器コアを組立てた。

次いで、第１表に示す各種のフッ化物系フラックスの１
０％水性懸濁液中に上記の熱交換器の組立物を浸漬し、
乾燥したのち、露点−４０℃のＮ２ガス雰囲気の炉中で
６１５℃×３分間加熱し、チューブ材とフィンのろう付
けを行い、その後チユーブ材の先端にユニオンを溶接し
て各種の熱交換器を得た。

上記により得られた各熱交換器の耐食性を評価するため
、Ｊ　Ｉ　５−Ｈ３６８１に基いてＣＡＳＳ試験を実施
した。その結果を第１表の右欄に示す。

〔以下余白〕 第１表 第１表に示されるように、本発明の規定条件を満足する
範囲でチューブ材にＺｎ析出処理を行い、かつＣｒ酸塩
処理を行って製造した熱交換器は、規定条件から外れる
処理を経て製造された比較例の熱交換器に較べ、耐食性
に優れており、しかもクロム酸化物皮膜の剥離を生じる
ことなく、かつ初期腐食による白粉（白さび）の発生の
欠陥も生じないものであることを確認し得た。

以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミニウムからなるチューブ材の表面にＺｎを１〜１
   ５ｇ／ｍ＾２析出させ、更にその上に析出Ｃｒ量１０〜
   ３５０ｍｇ／ｍ＾２のＣｒ酸化物皮膜を形成した後、該
   チューブ材をアルミニウム製フィンと組合わせてフッ化
   物系フラックスを塗布し、非酸化性雰囲気中で所定温度
   に加熱し接合用ろう材を溶融してろう付けすることを特
   徴とする、耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器の製
   造方法。