JPS633713B2 - - Google Patents
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- JPS633713B2 JPS633713B2 JP10863480A JP10863480A JPS633713B2 JP S633713 B2 JPS633713 B2 JP S633713B2 JP 10863480 A JP10863480 A JP 10863480A JP 10863480 A JP10863480 A JP 10863480A JP S633713 B2 JPS633713 B2 JP S633713B2
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Description
この発明は、管材にフイン材を真空ろう付けす
ることによるAl合金製熱交換器の製造法に関す
るものである。 従来、AlやAl合金は耐食性にすぐれた材料と
して知られているが、一旦腐食が生じると孔食と
なり易く、これが実用上重大な問題となつてい
た。そこで、これらAlおよびAl合金の孔食を防
止するたに、これらにZnを含有せしめて、Alお
よびAl合金の表面に形成されていた耐食性にす
ぐれた自然酸化皮膜の強さを低下させて、その腐
食形態を全面腐食型とし、これによつて局部的腐
食および孔食発生を抑制するようにしたAl合金
が提案され、このZn含有のAl合金は、例えば熱
交換器における熱媒体流動管として使用されてい
る。すなわち、前記の熱交換器は、管材として、
Al，Al―Mn合金、Al―Mg合金、およびAl―
Mg―Si合金などのAlおよびAl合金に、耐孔食性
を付与する目的で、Zn：0.2〜2.0％（重量％、以
下％はすべて重量％を意味する）を含有させた
Al合金を使用し、一方フイン材として、Alまた
はAl―Mn合金などの芯材と、Al―Si系合金のろ
う材とのクラツド材を使用し、これら両部材を、
10-3〜10-6torrの真空中、温度：580〜650℃に加
熱して真空ろう付けすることによつて製造されて
いる。 一方、AlおよびAl合金にZnを含有させると、
Znを含有しないAlおよびAl合金に比して電気化
学的に卑になり、このような両材料を接触させる
と、Znを含有したAl合金が犠牲陽極材となつて
優先的に溶出するため、Znを含有しないAlおよ
びAl合金をよく防食することが知られている。
これらの防食現象を利用したAl合金製品は多数
あるが、ここでも熱交換器をその代表例として挙
げることができる。すなわち、前記の熱交換器
は、管材として、Al，Al―Mn合金、Al―Mg合
金、およびAl―Mg―Si合金などのAlおよびAl合
金を使用し、一方フイン材として、AlまたはAl
―Mn合金に、犠牲陽極効果を付与する目的で、
Zn：0.5〜3.0％を含有させたものからなるAl合金
の芯材と、Al―Si系合金のろう材とのクラツド
材を使用し、これら両部材を同様に上記の条件で
真空ろう付けすることによつて製造されている。 また、これらAl合金製熱交換器の製造に際し
て、管材には耐孔食性を付与し、フイン材には犠
牲陽極効果を同時に付与する場合には、管材とし
て、少なくともZn：0.2〜2.0％を含有するAl合金
が、一方フイン材の芯材には、少なくともZn：
0.5〜3.0％を含有するAl合金が使用されることは
勿論である。 本発明者等は、このようなAl合金製熱交換器
において、Znを含有するAl合金の管材または／
およびフイン材に関し、その耐孔食特性や犠牲陽
極効果特性、並びにこれらの実用に際して、種々
の面から検討を加えている過程で、以下に示す事
実を見出したのである。すなわち、Znは蒸気圧
が著しく高いために、上記Al合金製熱交換器の
製造に際して、上記のZn含有のAl合金の管材ま
たは／およびフイン材の芯材が、真空ろう付け条
件である10-3〜10-6torrの真空雰囲気および580
〜650℃の高温にさらされると、これら部材中の
Znが優先的に炉中へ蒸発し、しかもこのような
Znの蒸発は、部材表面で起るので、真空ろう付
け後には部材中のZn含有量が減少するばかりで
なく、特に部材表面のZn含有量はほとんど零に
等しくなるまで低下し、したがつて、このように
Zn含有量の減少した部材においては、所望の耐
孔食性または／および犠牲陽極効果を期待するこ
とはできない。このようにAl合金製熱交換器の
管材または／およびフイン材に、耐孔食性また
は／および犠牲陽極効果を付与する目的でZnを
含有させても、真空ろう付け工程を経ることによ
つて、所望の特性を十分に発揮させることができ
なくなるのである。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、真空ろう付けによつて製造されたAl合金製
熱交換器に、所望の耐孔食性または／および犠牲
陽極効果を回復すべく、特にZn含有のAl合金の
管材または／およびフイン材中にZnの挙動に着
目し、さらに詳細な研究を行なつた結果、 (a) Zn含有のAl合金部材におけるZnの蒸発は、
10-3〜10-6torrの真空ろう付け雰囲気では著し
いが、その雰囲気圧が増加するにしたがつて
Znの蒸発量は低下し、760torr（１気圧）程度の
雰囲気中ではZnの蒸発はほとんど起らないこ
と。 (b) したがつて、Zn含有のAl合金部材を、１気
圧程度の不活性ガス雰囲気中あるいは大気中で
加熱してもZnの蒸発は実質的に起らず、該部
材内でのZnの拡散のみが促進されることにな
るから、真空ろう付けにて表面部のZn残留量
がほとんどなくなつたAl合金部材に対して、
大気中あるいは大気圧と同程度の圧力、すなわ
ち10-1〜１気圧の不活性ガス雰囲気中での加熱
処理を所定時間施すと、該部材表面にZnが拡
散し、所望の耐孔食性または／および犠牲陽極
効果を確保するに足るZn濃度分布となること。 (c) 上記の大気中あるいは不活性ガス雰囲気中で
のZn拡散熱処理後におけるAl合金部材のZn濃
度分布は、該部材のZn含有量、真空ろう付け
条件、およびZn拡散熱処理条件などによるが、
例えば該部材中に含有するZn含有量が比較的
多く、かつZn蒸発の観点から真空ろう付け条
件を緩慢とした場合には、Zn拡散熱処理温度
を低く、かつその時間を短かくしても、部材表
面部へのZn拡散が十分に行なわれ、該表面部
のZn減少が解消されるようになつて十分満足
する耐孔食性または／およ犠牲陽極効果を回復
するようになり、一方真空ろう付け条件が厳し
い場合には、該部材の表面部のZn量はほとん
ど零に等しくなつているから、Zn拡散熱処理
をそれに応じて十分に行なわないと、該部材表
面部へのZn拡散が不十分となつて所望の耐孔
食性または／および犠牲陽極効果の回復は困難
となること。 (d) このように真空ろう付け処理で失なわれた部
材表面部のZnの補充は、基本的にZnの拡散現
象に依存するものであり、真空ろう付け処理温
度およびZn拡散熱処理温度のそれぞれにおけ
るZnの拡散係数Ｄと保持時間ｔの積の平方根
（√）の値が拡散距離を示すことから、この
値を大体の目安とすることができること。すな
わち√の値が真空ろう付け処理温度とZn拡
散熱処理の両処理でほぼ等しくなるような条件
を選定するのが最も望ましいが、両者の値に極
端な差（特に前者の条件における値が後者のそ
れに比べて著しく大きい場合）が見られない限
り、部材表面部に所定のZn濃度を確保するこ
とができ、この結果Al合金製熱交換器の各部
材の耐孔食性または／および犠牲陽極効果は保
証されるようになること。 以上(a)〜(d)に示される知見を得たのである。 したがつて、この発明は上記知見にもとづいて
なされたものであつて、管材として、Al，Al―
Mn合金、Al―Mg合金、およびAl―Si系合金な
どのAlおよびAl合金（合金成分としてZnを含有
しないAl合金）、あるいはこれらに耐孔食性を付
与する目的で、Zn：0.2〜2.0％を含有させたAl合
金を使用し、一方フイン材として、AlおよびAl
―Mn合金、あるいはこれらに犠牲陽極効果を付
与する目的で、Zn：0.5〜3.0％を含有させたAl合
金の芯材と、Al―Si系合金のろう材とのクラツ
ド材を使用し、前記管材および前記フイン材のい
ずれか、または両方にZn含有のAl合金を選定し
て組み合せ、前記両部材を、10-3〜10-6torrの真
空中、温度：580〜650℃に加熱して真空ろう付け
することによつて製造されたAl合金製熱交換器
に対して、大気中または大気圧と同程度の気圧、
すなわち10-1〜１気圧の不活性ガス雰囲気中、温
度：300〜570℃に加熱保持することからなるZn
拡散熱処理を施すことによつて、前記Al合金製
熱交換器を構成する管材または／およびフイン材
の内部に残留するZnを表面部を拡散させて、該
部材の表面部におけるZn濃度を増加させ、もつ
て前記真空ろう付け処理に際してZnの蒸発によ
つて失なわれた耐孔食性または／および犠牲陽極
効果の回復をはかつたことに特徴を有するもので
ある。 つぎに、この発明の方法において、Zn拡散熱
処理温度を上記の通りに限定した理由を説明す
る。 すなわち、その温度が300℃未満では、Zn拡散
係数Ｄの値が1.7×10-12cm2／sec以下となり、例え
ば１時間の熱処理を施してもZnの拡散距離はわ
ずか0.8μm以下にしかならず、このようなZn拡散
距離で部材表面部に十分なZn濃度を確保するた
めには、部材中にはじめから非常に高い濃度の
Znを含有させておく必要があり、一方実用濃度
のZnを含有する部材に所望のZn拡散を行なわし
めるためには、300℃未満の温度では著しく長い
熱処理時間を必要とし、一方570℃を越えたZn拡
散熱処理温度にすると、ろう材に溶融および流動
が起り、これに付随する問題が生じたり、さらに
部材の強度低下に起因して、塑性変形が発生する
などの問題点が生ずるようになることから、その
温度を300〜570℃と定めた。 つぎに、この発明の方法を実施例により比較例
と対比しながら説明する。 実施例 １ 管材の耐孔食性改善効果を確認する目的で、そ
れぞれ第１表に示される成分組成をもつたAlお
よびAl合金を溶製し、鋳造してインゴツトとし
た後、通常の条件にて幅19mm×厚さ4.5mmの外寸
を有し、内部が厚さ１mmの仕切り部によつて４個
の並列穴に仕切られ、かつ１個の穴の寸法が2.5
mm×3.5mm□である継目無しの管材１〜１６を製
造した。なお、管材１はJIS1070に相当する純Al
製で、管材２，３，４は前記純Alにそれぞれ0.5
％、0.8％、1.5％のZnを添加含有させたAl合金製
であり、また管材５はJIS3003に相当する組成を
もつAl合金製で、管材６，７，８は、前記
JIS3003に同じくZnを添加含有させた組成を有す
るAl合金
ることによるAl合金製熱交換器の製造法に関す
るものである。 従来、AlやAl合金は耐食性にすぐれた材料と
して知られているが、一旦腐食が生じると孔食と
なり易く、これが実用上重大な問題となつてい
た。そこで、これらAlおよびAl合金の孔食を防
止するたに、これらにZnを含有せしめて、Alお
よびAl合金の表面に形成されていた耐食性にす
ぐれた自然酸化皮膜の強さを低下させて、その腐
食形態を全面腐食型とし、これによつて局部的腐
食および孔食発生を抑制するようにしたAl合金
が提案され、このZn含有のAl合金は、例えば熱
交換器における熱媒体流動管として使用されてい
る。すなわち、前記の熱交換器は、管材として、
Al，Al―Mn合金、Al―Mg合金、およびAl―
Mg―Si合金などのAlおよびAl合金に、耐孔食性
を付与する目的で、Zn：0.2〜2.0％（重量％、以
下％はすべて重量％を意味する）を含有させた
Al合金を使用し、一方フイン材として、Alまた
はAl―Mn合金などの芯材と、Al―Si系合金のろ
う材とのクラツド材を使用し、これら両部材を、
10-3〜10-6torrの真空中、温度：580〜650℃に加
熱して真空ろう付けすることによつて製造されて
いる。 一方、AlおよびAl合金にZnを含有させると、
Znを含有しないAlおよびAl合金に比して電気化
学的に卑になり、このような両材料を接触させる
と、Znを含有したAl合金が犠牲陽極材となつて
優先的に溶出するため、Znを含有しないAlおよ
びAl合金をよく防食することが知られている。
これらの防食現象を利用したAl合金製品は多数
あるが、ここでも熱交換器をその代表例として挙
げることができる。すなわち、前記の熱交換器
は、管材として、Al，Al―Mn合金、Al―Mg合
金、およびAl―Mg―Si合金などのAlおよびAl合
金を使用し、一方フイン材として、AlまたはAl
―Mn合金に、犠牲陽極効果を付与する目的で、
Zn：0.5〜3.0％を含有させたものからなるAl合金
の芯材と、Al―Si系合金のろう材とのクラツド
材を使用し、これら両部材を同様に上記の条件で
真空ろう付けすることによつて製造されている。 また、これらAl合金製熱交換器の製造に際し
て、管材には耐孔食性を付与し、フイン材には犠
牲陽極効果を同時に付与する場合には、管材とし
て、少なくともZn：0.2〜2.0％を含有するAl合金
が、一方フイン材の芯材には、少なくともZn：
0.5〜3.0％を含有するAl合金が使用されることは
勿論である。 本発明者等は、このようなAl合金製熱交換器
において、Znを含有するAl合金の管材または／
およびフイン材に関し、その耐孔食特性や犠牲陽
極効果特性、並びにこれらの実用に際して、種々
の面から検討を加えている過程で、以下に示す事
実を見出したのである。すなわち、Znは蒸気圧
が著しく高いために、上記Al合金製熱交換器の
製造に際して、上記のZn含有のAl合金の管材ま
たは／およびフイン材の芯材が、真空ろう付け条
件である10-3〜10-6torrの真空雰囲気および580
〜650℃の高温にさらされると、これら部材中の
Znが優先的に炉中へ蒸発し、しかもこのような
Znの蒸発は、部材表面で起るので、真空ろう付
け後には部材中のZn含有量が減少するばかりで
なく、特に部材表面のZn含有量はほとんど零に
等しくなるまで低下し、したがつて、このように
Zn含有量の減少した部材においては、所望の耐
孔食性または／および犠牲陽極効果を期待するこ
とはできない。このようにAl合金製熱交換器の
管材または／およびフイン材に、耐孔食性また
は／および犠牲陽極効果を付与する目的でZnを
含有させても、真空ろう付け工程を経ることによ
つて、所望の特性を十分に発揮させることができ
なくなるのである。 そこで、本発明者等は、上述のような観点か
ら、真空ろう付けによつて製造されたAl合金製
熱交換器に、所望の耐孔食性または／および犠牲
陽極効果を回復すべく、特にZn含有のAl合金の
管材または／およびフイン材中にZnの挙動に着
目し、さらに詳細な研究を行なつた結果、 (a) Zn含有のAl合金部材におけるZnの蒸発は、
10-3〜10-6torrの真空ろう付け雰囲気では著し
いが、その雰囲気圧が増加するにしたがつて
Znの蒸発量は低下し、760torr（１気圧）程度の
雰囲気中ではZnの蒸発はほとんど起らないこ
と。 (b) したがつて、Zn含有のAl合金部材を、１気
圧程度の不活性ガス雰囲気中あるいは大気中で
加熱してもZnの蒸発は実質的に起らず、該部
材内でのZnの拡散のみが促進されることにな
るから、真空ろう付けにて表面部のZn残留量
がほとんどなくなつたAl合金部材に対して、
大気中あるいは大気圧と同程度の圧力、すなわ
ち10-1〜１気圧の不活性ガス雰囲気中での加熱
処理を所定時間施すと、該部材表面にZnが拡
散し、所望の耐孔食性または／および犠牲陽極
効果を確保するに足るZn濃度分布となること。 (c) 上記の大気中あるいは不活性ガス雰囲気中で
のZn拡散熱処理後におけるAl合金部材のZn濃
度分布は、該部材のZn含有量、真空ろう付け
条件、およびZn拡散熱処理条件などによるが、
例えば該部材中に含有するZn含有量が比較的
多く、かつZn蒸発の観点から真空ろう付け条
件を緩慢とした場合には、Zn拡散熱処理温度
を低く、かつその時間を短かくしても、部材表
面部へのZn拡散が十分に行なわれ、該表面部
のZn減少が解消されるようになつて十分満足
する耐孔食性または／およ犠牲陽極効果を回復
するようになり、一方真空ろう付け条件が厳し
い場合には、該部材の表面部のZn量はほとん
ど零に等しくなつているから、Zn拡散熱処理
をそれに応じて十分に行なわないと、該部材表
面部へのZn拡散が不十分となつて所望の耐孔
食性または／および犠牲陽極効果の回復は困難
となること。 (d) このように真空ろう付け処理で失なわれた部
材表面部のZnの補充は、基本的にZnの拡散現
象に依存するものであり、真空ろう付け処理温
度およびZn拡散熱処理温度のそれぞれにおけ
るZnの拡散係数Ｄと保持時間ｔの積の平方根
（√）の値が拡散距離を示すことから、この
値を大体の目安とすることができること。すな
わち√の値が真空ろう付け処理温度とZn拡
散熱処理の両処理でほぼ等しくなるような条件
を選定するのが最も望ましいが、両者の値に極
端な差（特に前者の条件における値が後者のそ
れに比べて著しく大きい場合）が見られない限
り、部材表面部に所定のZn濃度を確保するこ
とができ、この結果Al合金製熱交換器の各部
材の耐孔食性または／および犠牲陽極効果は保
証されるようになること。 以上(a)〜(d)に示される知見を得たのである。 したがつて、この発明は上記知見にもとづいて
なされたものであつて、管材として、Al，Al―
Mn合金、Al―Mg合金、およびAl―Si系合金な
どのAlおよびAl合金（合金成分としてZnを含有
しないAl合金）、あるいはこれらに耐孔食性を付
与する目的で、Zn：0.2〜2.0％を含有させたAl合
金を使用し、一方フイン材として、AlおよびAl
―Mn合金、あるいはこれらに犠牲陽極効果を付
与する目的で、Zn：0.5〜3.0％を含有させたAl合
金の芯材と、Al―Si系合金のろう材とのクラツ
ド材を使用し、前記管材および前記フイン材のい
ずれか、または両方にZn含有のAl合金を選定し
て組み合せ、前記両部材を、10-3〜10-6torrの真
空中、温度：580〜650℃に加熱して真空ろう付け
することによつて製造されたAl合金製熱交換器
に対して、大気中または大気圧と同程度の気圧、
すなわち10-1〜１気圧の不活性ガス雰囲気中、温
度：300〜570℃に加熱保持することからなるZn
拡散熱処理を施すことによつて、前記Al合金製
熱交換器を構成する管材または／およびフイン材
の内部に残留するZnを表面部を拡散させて、該
部材の表面部におけるZn濃度を増加させ、もつ
て前記真空ろう付け処理に際してZnの蒸発によ
つて失なわれた耐孔食性または／および犠牲陽極
効果の回復をはかつたことに特徴を有するもので
ある。 つぎに、この発明の方法において、Zn拡散熱
処理温度を上記の通りに限定した理由を説明す
る。 すなわち、その温度が300℃未満では、Zn拡散
係数Ｄの値が1.7×10-12cm2／sec以下となり、例え
ば１時間の熱処理を施してもZnの拡散距離はわ
ずか0.8μm以下にしかならず、このようなZn拡散
距離で部材表面部に十分なZn濃度を確保するた
めには、部材中にはじめから非常に高い濃度の
Znを含有させておく必要があり、一方実用濃度
のZnを含有する部材に所望のZn拡散を行なわし
めるためには、300℃未満の温度では著しく長い
熱処理時間を必要とし、一方570℃を越えたZn拡
散熱処理温度にすると、ろう材に溶融および流動
が起り、これに付随する問題が生じたり、さらに
部材の強度低下に起因して、塑性変形が発生する
などの問題点が生ずるようになることから、その
温度を300〜570℃と定めた。 つぎに、この発明の方法を実施例により比較例
と対比しながら説明する。 実施例 １ 管材の耐孔食性改善効果を確認する目的で、そ
れぞれ第１表に示される成分組成をもつたAlお
よびAl合金を溶製し、鋳造してインゴツトとし
た後、通常の条件にて幅19mm×厚さ4.5mmの外寸
を有し、内部が厚さ１mmの仕切り部によつて４個
の並列穴に仕切られ、かつ１個の穴の寸法が2.5
mm×3.5mm□である継目無しの管材１〜１６を製
造した。なお、管材１はJIS1070に相当する純Al
製で、管材２，３，４は前記純Alにそれぞれ0.5
％、0.8％、1.5％のZnを添加含有させたAl合金製
であり、また管材５はJIS3003に相当する組成を
もつAl合金製で、管材６，７，８は、前記
JIS3003に同じくZnを添加含有させた組成を有す
るAl合金
【表】
製、さらに管材９はJIS5005に相当する組成をも
つAl合金製、管材１０．１１，１２は同じく
JIS5007にZnを添加含有させた組成を有するAl合
金製、管材１３はJIS6063に相当する組成を有す
るAl合金製、管材１４，１５，１６は前記
JFS6063に同じくZnをそれぞれ0.5％、0.8％、1.5
％添加含有させた組成を有するAl合金でそれぞ
れ構成されるものである。 ついで、このように調製した管材１〜１６のそ
れぞれに、Mn：1.02％、Alおよび不可避不純
物：残りからなる組成を有するAl合金の芯材と、
Si：9.50％、Mg：1.51％、Alおよび不可避不純
物：残りからなる組成を有するAl合金のろう材
とのクラツド材から構成された板厚0.2mmを有す
る複合フイン材を組み合わせ、それぞれ10-4torr
の真空中、温度：600℃に３分間保持の真空ろう
付け処理（以下真空ろう付け処理Ａという）、お
よび10-4torrの真空中、温度：620℃に10分間保
持の真空ろう付け処理（以下真空ろう付け処理Ｂ
という）を施すことによつて、Al合金製熱交換
器１〜１６をそれぞれ製造した。 この結果得られたAl合金製熱交換器１〜１６
のうちの同熱交換器３の管材における断面のZn
濃度分布を第１図に示した。 第１図によると、真空ろう付け処理後の管材表
面のZn濃度はほとんど零になるが、真空ろう付
け処理温度や保持時間の増加によつてZn濃度に
影響を受ける領域が広がることがわかる。さら
に、引続いて、上記真空ろう付け処理Ｂによつて
製造されたAl合金製熱交換器３に対して、大気
中、温度：280℃に１時間保持のZn拡散熱処理
（以下比較熱処理という）、同じく大気中、温度：
500℃に１時間保持のZn拡散熱処理（以下本発明
熱処理１という）、１気圧のN2ガス雰囲気中、温
度：570℃に３分間保持のZn拡散熱処理（以下本
発明熱処理２という）をそれぞれ施した。また、
上記Al合金製熱交換器３の上記真空ろう付け処
理Ｂによる製造に際して、真空ろう付け完了後の
冷却過程において、真空ろう付け炉に隣接して設
けたほぼ大気圧雰囲気の加熱炉に移し、ここで温
度：560℃に５分間保持のZn拡散熱処理（以下本
発明熱処理３という）を施した。このように４種
のZn拡散熱処理をそれぞれ施した後の上記Al合
金製熱交換器３の管材における断面のZn濃度分
布を第２図に示した。 第１図と第２図に示される結果より、比較熱処
理によつてはZn濃度分布は本質的に変らないが、
本発明熱処理１〜３のそれぞれによつて、Zn濃
度分布は著しく変化し、Znの表面濃度が増加す
ることが明らかである。 つぎに、上記のAl合金製熱交換器１〜１６の
それぞれに対して、上記の比較熱処理、および本
発明熱処理１〜３のそれぞれを施した後、CASS
試験と、1p.p.m.のCuイオンを添加含有させた40
℃の３％NaCl水溶液中での浸漬試験とをそれぞ
れ240時間行ない、前記Al合金製熱交換器１〜１
６の管材に発生した100cm2当りの平均孔食数と最
大孔食深さを測定した。これらの測定結果を第２
表に示した。なお、第２表には上記真空ろう付け
処理Ｂにより製造された状態のままのAl合金製
熱交換器１〜１６の同一条件による試験結果
つAl合金製、管材１０．１１，１２は同じく
JIS5007にZnを添加含有させた組成を有するAl合
金製、管材１３はJIS6063に相当する組成を有す
るAl合金製、管材１４，１５，１６は前記
JFS6063に同じくZnをそれぞれ0.5％、0.8％、1.5
％添加含有させた組成を有するAl合金でそれぞ
れ構成されるものである。 ついで、このように調製した管材１〜１６のそ
れぞれに、Mn：1.02％、Alおよび不可避不純
物：残りからなる組成を有するAl合金の芯材と、
Si：9.50％、Mg：1.51％、Alおよび不可避不純
物：残りからなる組成を有するAl合金のろう材
とのクラツド材から構成された板厚0.2mmを有す
る複合フイン材を組み合わせ、それぞれ10-4torr
の真空中、温度：600℃に３分間保持の真空ろう
付け処理（以下真空ろう付け処理Ａという）、お
よび10-4torrの真空中、温度：620℃に10分間保
持の真空ろう付け処理（以下真空ろう付け処理Ｂ
という）を施すことによつて、Al合金製熱交換
器１〜１６をそれぞれ製造した。 この結果得られたAl合金製熱交換器１〜１６
のうちの同熱交換器３の管材における断面のZn
濃度分布を第１図に示した。 第１図によると、真空ろう付け処理後の管材表
面のZn濃度はほとんど零になるが、真空ろう付
け処理温度や保持時間の増加によつてZn濃度に
影響を受ける領域が広がることがわかる。さら
に、引続いて、上記真空ろう付け処理Ｂによつて
製造されたAl合金製熱交換器３に対して、大気
中、温度：280℃に１時間保持のZn拡散熱処理
（以下比較熱処理という）、同じく大気中、温度：
500℃に１時間保持のZn拡散熱処理（以下本発明
熱処理１という）、１気圧のN2ガス雰囲気中、温
度：570℃に３分間保持のZn拡散熱処理（以下本
発明熱処理２という）をそれぞれ施した。また、
上記Al合金製熱交換器３の上記真空ろう付け処
理Ｂによる製造に際して、真空ろう付け完了後の
冷却過程において、真空ろう付け炉に隣接して設
けたほぼ大気圧雰囲気の加熱炉に移し、ここで温
度：560℃に５分間保持のZn拡散熱処理（以下本
発明熱処理３という）を施した。このように４種
のZn拡散熱処理をそれぞれ施した後の上記Al合
金製熱交換器３の管材における断面のZn濃度分
布を第２図に示した。 第１図と第２図に示される結果より、比較熱処
理によつてはZn濃度分布は本質的に変らないが、
本発明熱処理１〜３のそれぞれによつて、Zn濃
度分布は著しく変化し、Znの表面濃度が増加す
ることが明らかである。 つぎに、上記のAl合金製熱交換器１〜１６の
それぞれに対して、上記の比較熱処理、および本
発明熱処理１〜３のそれぞれを施した後、CASS
試験と、1p.p.m.のCuイオンを添加含有させた40
℃の３％NaCl水溶液中での浸漬試験とをそれぞ
れ240時間行ない、前記Al合金製熱交換器１〜１
６の管材に発生した100cm2当りの平均孔食数と最
大孔食深さを測定した。これらの測定結果を第２
表に示した。なお、第２表には上記真空ろう付け
処理Ｂにより製造された状態のままのAl合金製
熱交換器１〜１６の同一条件による試験結果
【表】
も合せて示した。
第２表に示されるように、Znを含有しない純
AlおよびAl合金で構成された管材１，５，９，
および１３を有する熱交換器１，５，９，および
１３においては、真空ろう付け処理およびZn拡
散熱処理に関係なく、耐孔食性の劣つたものとな
つており、また、Znを含有しても、真空ろう付
け処理ままの状態のものや、Zn拡散の不十分な
比較熱処理を施した状態のものは、管材表面部の
Zn濃度が低いことに原因して耐孔食性の劣つた
ものになつている。 これに対して、本発明熱処理１〜３を施された
熱交換器においては、管材におけるZn濃度分布
が均質化されているので、局部腐食が激減すると
共に、その腐食深さも著しく浅くなつており、孔
食の成長が抑制されていることが明らかである。 実施例 ２ フイン材の犠牲陽極効果の回復を確認する目的
で、Mn：1.05％、Zn：1.52％、Alおよび不可避
不純物：残りからなる組成を有するAl合金を溶
製し、鋳造してインゴツトとした後、このAl合
金インゴツトを芯材として用い、別途用意した
Mg：1.51％、Si：9.50％、Alおよび不可避不純
物：残りからなる組成をもつたろう材用Al合金
インゴツトとともに、通常の熱間圧延および冷間
圧延条件にて、前記組成のAl合金の芯材の両面
に厚さ10％づつの前記Al―Si―Mg合金のろう材
をクラツドしたものからなる板厚0.2mmの複合フ
イン材を製造した。 ついで、この複合フイン材を、別途用意した
Mn：1.21％、Alおよび不可避不純物：残りから
なる組成をもち、かつ実施例１におけると同じ形
状および寸法をもつたAl合金の管材に組み入れ、
上記の真空ろう付け処理Ａを適用することによつ
てAl合金製熱交換器１７を製造した。この結果
得られた熱交換器１７のフイン材における断面の
Zn濃度分布を第３図に示した。また、第４図に
は、前記Al合金製熱交換器１７に対して、上記
の比較熱処理、および大気中、温度：550℃に10
分間保持のZn拡散熱処理（以下本発明熱処理４
という）を施した後のフイン材における断面の
Zn濃度分布を示した。第３図および第４図に示
されるように、真空ろう付け処理によつて表面の
Zn濃度がほとんど零になつた上記フイン材に対
して、比較熱処理を施してもフイン材表面部の
Zn濃度分布はほとんど変らないのに対して、本
発明熱処理４を施すと、フイン材表面のZn濃度
が約0.3％まで上昇し、前記フイン材に付与され
た犠牲陽極効果が回復されたことが明らかであ
る。 また、上記のAl合金製熱交換器１７のフイン
材について、真空ろう付け処理Ａ、比較熱処理、
および本発明熱処理４の直後における自然電極電
位を測定した。 なお、自然電極電位の測定は、上記熱交換器２
のフイン材を温度：30℃の３％食塩水中に30分間
浸漬した時点、並びに一般にAl合金はアノード
電流を付加することによつて腐食が促進し、この
過程での自然電極電位の低下の大きさ（自然電極
電位は腐食の進行とともに低下する）から犠牲陽
極効果の程度を知ることができるので、前記フイ
ン材に100μA／cm2のアノード電流を15分間および
60分間それぞれ通電した時点で行なつた。この測
定結果を第３表に示した。
AlおよびAl合金で構成された管材１，５，９，
および１３を有する熱交換器１，５，９，および
１３においては、真空ろう付け処理およびZn拡
散熱処理に関係なく、耐孔食性の劣つたものとな
つており、また、Znを含有しても、真空ろう付
け処理ままの状態のものや、Zn拡散の不十分な
比較熱処理を施した状態のものは、管材表面部の
Zn濃度が低いことに原因して耐孔食性の劣つた
ものになつている。 これに対して、本発明熱処理１〜３を施された
熱交換器においては、管材におけるZn濃度分布
が均質化されているので、局部腐食が激減すると
共に、その腐食深さも著しく浅くなつており、孔
食の成長が抑制されていることが明らかである。 実施例 ２ フイン材の犠牲陽極効果の回復を確認する目的
で、Mn：1.05％、Zn：1.52％、Alおよび不可避
不純物：残りからなる組成を有するAl合金を溶
製し、鋳造してインゴツトとした後、このAl合
金インゴツトを芯材として用い、別途用意した
Mg：1.51％、Si：9.50％、Alおよび不可避不純
物：残りからなる組成をもつたろう材用Al合金
インゴツトとともに、通常の熱間圧延および冷間
圧延条件にて、前記組成のAl合金の芯材の両面
に厚さ10％づつの前記Al―Si―Mg合金のろう材
をクラツドしたものからなる板厚0.2mmの複合フ
イン材を製造した。 ついで、この複合フイン材を、別途用意した
Mn：1.21％、Alおよび不可避不純物：残りから
なる組成をもち、かつ実施例１におけると同じ形
状および寸法をもつたAl合金の管材に組み入れ、
上記の真空ろう付け処理Ａを適用することによつ
てAl合金製熱交換器１７を製造した。この結果
得られた熱交換器１７のフイン材における断面の
Zn濃度分布を第３図に示した。また、第４図に
は、前記Al合金製熱交換器１７に対して、上記
の比較熱処理、および大気中、温度：550℃に10
分間保持のZn拡散熱処理（以下本発明熱処理４
という）を施した後のフイン材における断面の
Zn濃度分布を示した。第３図および第４図に示
されるように、真空ろう付け処理によつて表面の
Zn濃度がほとんど零になつた上記フイン材に対
して、比較熱処理を施してもフイン材表面部の
Zn濃度分布はほとんど変らないのに対して、本
発明熱処理４を施すと、フイン材表面のZn濃度
が約0.3％まで上昇し、前記フイン材に付与され
た犠牲陽極効果が回復されたことが明らかであ
る。 また、上記のAl合金製熱交換器１７のフイン
材について、真空ろう付け処理Ａ、比較熱処理、
および本発明熱処理４の直後における自然電極電
位を測定した。 なお、自然電極電位の測定は、上記熱交換器２
のフイン材を温度：30℃の３％食塩水中に30分間
浸漬した時点、並びに一般にAl合金はアノード
電流を付加することによつて腐食が促進し、この
過程での自然電極電位の低下の大きさ（自然電極
電位は腐食の進行とともに低下する）から犠牲陽
極効果の程度を知ることができるので、前記フイ
ン材に100μA／cm2のアノード電流を15分間および
60分間それぞれ通電した時点で行なつた。この測
定結果を第３表に示した。
【表】
第３表に示される結果から、真空ろう付け処理
および比較熱処理を施した後では、フイン材表面
部のZn濃度が著しく低くなつているので、自然
電極電位が比較的高く、しかもアノード電流の付
加によつて自然電極電位の低下が見られるが、本
発明熱処理４を施した場合には、自然電極電位が
低く、犠牲陽極効果が著しく改善されていること
がわかる。 また、上記の真空ろう付け処理Ａ、比較熱処
理、および本発明熱処理４をそれぞれ施した状態
での上記のAl合金製熱交換器１７について、実
施例１におけると同一の条件でCASS試験を行な
い、管材に発生した100cm2当りの平均孔食数およ
び最大孔食深さを測定した。この結果を第４表に
示した。
および比較熱処理を施した後では、フイン材表面
部のZn濃度が著しく低くなつているので、自然
電極電位が比較的高く、しかもアノード電流の付
加によつて自然電極電位の低下が見られるが、本
発明熱処理４を施した場合には、自然電極電位が
低く、犠牲陽極効果が著しく改善されていること
がわかる。 また、上記の真空ろう付け処理Ａ、比較熱処
理、および本発明熱処理４をそれぞれ施した状態
での上記のAl合金製熱交換器１７について、実
施例１におけると同一の条件でCASS試験を行な
い、管材に発生した100cm2当りの平均孔食数およ
び最大孔食深さを測定した。この結果を第４表に
示した。
【表】
第４表に示される結果から、本発明熱処理によ
つてフイン材に著しい犠牲陽極効果の回復がなさ
れることから、これの回復がなされない比較熱処
理を行なつた場合に比して、管材はよく防食され
ることが明らかである。 なお、上記実施例１では、耐孔食性を付与する
目的で、管材のみにZnを含有したAl合金を使用
し、また上記実施例２では犠牲陽極効果を付与す
る目的で、フイン材の芯材にのみZnを含有した
Al合金を使用した場合について述べたが、耐孔
食性と犠牲陽極効果とを同時に具備させる場合に
は、これら両部材の製造にZnを含有したAl合金
を使用すればよく、この場合も上記の本発明熱処
理の適用によつて同様な効果が得られることは勿
論である。 上述のように、この発明の方法によれば、耐孔
食性または／および犠牲陽極効果のすぐれたAl
合金製熱交換器を製造することができるので、そ
の使用に際して、管材に貫通孔などが形成される
ことが皆無となるなど工業上有用な効果がもたら
されるのである。
つてフイン材に著しい犠牲陽極効果の回復がなさ
れることから、これの回復がなされない比較熱処
理を行なつた場合に比して、管材はよく防食され
ることが明らかである。 なお、上記実施例１では、耐孔食性を付与する
目的で、管材のみにZnを含有したAl合金を使用
し、また上記実施例２では犠牲陽極効果を付与す
る目的で、フイン材の芯材にのみZnを含有した
Al合金を使用した場合について述べたが、耐孔
食性と犠牲陽極効果とを同時に具備させる場合に
は、これら両部材の製造にZnを含有したAl合金
を使用すればよく、この場合も上記の本発明熱処
理の適用によつて同様な効果が得られることは勿
論である。 上述のように、この発明の方法によれば、耐孔
食性または／および犠牲陽極効果のすぐれたAl
合金製熱交換器を製造することができるので、そ
の使用に際して、管材に貫通孔などが形成される
ことが皆無となるなど工業上有用な効果がもたら
されるのである。
第１図は真空ろう付け処理後の管材における断
面のZn濃度分布を示す図、第２図は真空ろう付
け処理によつて製造されたAl合金製熱交換器に
対して、比較熱処理および本発明熱処理を施した
場合の管材における断面のZn濃度分布を示す図、
第３図は真空ろう付け処理後のフイン材における
断面のZn濃度分布を示す図、第４図は真空ろう
付け処理によつて製造されたAl合金製熱交換器
に対して、比較熱処理および本発明熱処理を施し
た場合のフイン材における断面のZn濃度分布を
示す図である。
面のZn濃度分布を示す図、第２図は真空ろう付
け処理によつて製造されたAl合金製熱交換器に
対して、比較熱処理および本発明熱処理を施した
場合の管材における断面のZn濃度分布を示す図、
第３図は真空ろう付け処理後のフイン材における
断面のZn濃度分布を示す図、第４図は真空ろう
付け処理によつて製造されたAl合金製熱交換器
に対して、比較熱処理および本発明熱処理を施し
た場合のフイン材における断面のZn濃度分布を
示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくともZn：0.2〜2.0重量％を含有するAl
合金の管材に、Alまたは合金成分としてZnを含
有しないAl合金の芯材とAl―Si系合金のろう材
とをクラツドしたものからなる複合フイン材を、
10-3〜10-6torrの真空中、温度：580〜650℃に加
熱して真空ろう付けした後、大気中または10-1〜
１気圧の不活性ガス雰囲気中、温度：300〜570℃
に加熱保持のZn拡散熱処理を施すことを特徴と
するAl合金製熱交換器の製造法。 ２ Alまたは合金成分としてZnを含有しないAl
合金の管材に、少なくともZn：0.5〜3.0重量％を
含有するAl合金の芯材とAl―Si系合金のろう材
とをクラツドしたものからなる複合フイン材を、
10-3〜10-6torrの真空中、温度：580〜650℃に加
熱して真空ろう付けした後、大気中または10-1〜
１気圧の不活性ガス雰囲気中、温度：300〜570℃
に加熱保持のZn拡散熱処理を施すことを特徴と
するAl合金製熱交換器の製造法。 ３ 少なくともZn：0.2〜2.0重量％を含有するAl
合金の管材に、少なくともZn：0.5〜3.0重量％を
含有するAl合金の芯材とAl―Si系合金のろう材
とをクラツドしたものからなる複合フイン材を、
10-3〜10-6torrの真空中、温度：580〜650℃に加
熱して真空ろう付けした後、大気中または10-1〜
１気圧の不活性ガス雰囲気中、温度：300〜570℃
に加熱保持のZn拡散熱処理を施すことを特徴と
するAl合金製熱交換器の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10863480A JPS5732872A (en) | 1980-08-07 | 1980-08-07 | Production of heat exchanger made of al alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10863480A JPS5732872A (en) | 1980-08-07 | 1980-08-07 | Production of heat exchanger made of al alloy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5732872A JPS5732872A (en) | 1982-02-22 |
| JPS633713B2 true JPS633713B2 (ja) | 1988-01-25 |
Family
ID=14489763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10863480A Granted JPS5732872A (en) | 1980-08-07 | 1980-08-07 | Production of heat exchanger made of al alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5732872A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0677818B2 (ja) * | 1985-12-27 | 1994-10-05 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱交換器 |
| JPH0677819B2 (ja) * | 1986-01-13 | 1994-10-05 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱交換器 |
| KR0139548B1 (ko) * | 1986-11-17 | 1998-07-15 | 구사까베 에쯔지 | 열교환기의 제조방법 |
| JPH01157794A (ja) * | 1987-09-09 | 1989-06-21 | Nippon Denso Co Ltd | ろう付用アルミニウム素材，その製法及びアルミニウム合金製熱交換器の製法 |
| JP5614829B2 (ja) * | 2009-06-24 | 2014-10-29 | 株式会社Uacj | アルミニウム合金製熱交換器 |
| JP6031333B2 (ja) * | 2012-11-13 | 2016-11-24 | 昭和電工株式会社 | 熱交換器の製造方法 |
| CN104907661B (zh) * | 2015-06-25 | 2017-02-22 | 江苏科技大学 | 一种用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺 |
-
1980
- 1980-08-07 JP JP10863480A patent/JPS5732872A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5732872A (en) | 1982-02-22 |
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