JPS6364265B2 - - Google Patents

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JPS6364265B2
JPS6364265B2 JP56046142A JP4614281A JPS6364265B2 JP S6364265 B2 JPS6364265 B2 JP S6364265B2 JP 56046142 A JP56046142 A JP 56046142A JP 4614281 A JP4614281 A JP 4614281A JP S6364265 B2 JPS6364265 B2 JP S6364265B2
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JP
Japan
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aluminum
zinc
brazing
aluminum material
tube
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JP56046142A
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JPS57160595A (en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B23K35/001Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/002Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of light metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、アルミニウム材製熱交換器の製造法
に関するものである。詳しく述べると、耐食性の
良好なアルミニウム材製熱交換器の製造法に関す
るものである。 最近、自動車用ラジエータ、カークーラー用エ
バポレータ、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アルミニウム材が
使用されるようになつてきている。例えばカーク
ーラー用コンデンサーを例にとると、チユーブお
よび伝熱フインの両方をろう材をクラツドしたア
ルミニウム材で、または片方をろう材でクラツド
したアルミニウム材で他方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、
フラツクスを用いて炉中でろう付を行なうことに
より製造されている。 従来、アルミニウム材製の熱交換器をろう付工
法により製造する場合には、塩化亜鉛を含有する
アルカリ土類金属塩およびアルカリ金属塩よりな
るフラツクスをアルミニウム材よりなる各部材に
塗布し、かつAl―Si合金ろう材(Si含有量5〜
12%)を用いてアルミニウム材の融点以下(約
580〜620℃)でろう付を行なう。この結果、ろう
付により各部材が接合されると同時に、亜鉛がろ
う付加熱時にアルミニウム材の表面に析出
(3ZnCl2+2Al→3Zn+2AlCl3)し、かつアルミニ
ウム材の中心部に向つて拡散し、その亜鉛拡散層
の犠牲陽極効果によりろう付品の耐食性を向上さ
せていた。 しかしながら、このような方法では、使用する
フラツクスが強い吸湿性を有しているので、ろう
付後に速やかに湯洗、硝酸洗浄、水洗等を充分行
なう必要があり、このため複雑な工程が必要とな
るという欠点があつた。また、フラツクス中に含
まれている塩化亜鉛を利用してアルミニウム材へ
亜鉛の拡散層を施すために、熱交換器のような複
雑な構造物ではフラツクスを均一に塗布すること
が困難であり、このためアルミニウム材中に拡散
している亜鉛量のむらが大きくなり、局部的に犠
牲陽極防食の効果を出すことができず、貫通孔を
発生することになる。 本発明は、前記のごとき従来法の諸欠点を解消
するためになされたもので、アルミニウム材で構
成された熱交換器部材の表面に亜鉛を0.5〜20
g/m2析出させたのち、テトラフルオロアルミン
酸カリウム(KAlF4)およびヘキサフルオロア
ルミン酸カリウム(K3AlF6)の混合物よりなる
フラツクスを塗布し、ついで該アルミニウム材よ
り低い融点を有するアルミニウム―ケイ素合金よ
りなるろう材を用いて約580〜約620℃の温度でろ
う付を行なうことを特徴とするアルミニウム材製
熱交換器の製造法である。 本発明方法により製造される熱交換器とは、自
動車用ラジエータ、カークーラー用エバポレー
タ、カークーラー用コンデンサー、カーヒーター
等であり、チユーブおよび伝熱フインよりなり、
また例えばラジエータにおいては座板、レインフ
オースメント等が取付けられている。これらは、
すべてアルミニウム材で構成されている。 本発明方法においては、まずアルミニウム材よ
りなる各部材はその表面に亜鉛を0.5〜20g/m2
析出させることであり、その好ましい析出量は5
〜15g/m2である。すなわち、亜鉛の析出量が
0.5g/m2未満ではろう付後に必要な犠牲陽極効
果が得られないので満足すべき耐食性は得られな
い。一方、亜鉛の析出量が20g/m2を越えると、
コスト高となるだけでなく亜鉛の濃度が高くなり
過ぎて、亜鉛拡散層の溶出が早くなり、な犠牲陽
極効果が少なくなるという欠点がある。 アルミニウム材の表面に亜鉛を析出させる方法
としては、化学メツキ法、電気メツキ法等がある
が、一例を挙げると、例えば水酸化ナトリウム
300g/、酸化亜鉛50g/および残余は水で
ある亜鉛塩浴よりなる処理液を約40℃に保ち、こ
の処理液に約2分間浸漬することにより均一な亜
鉛皮膜が形成される。 本発明方法において使用されるアルミニウム材
としては、1050,1100,3003,3004,3005,
3200,5005,6951等のアルミニウム材がある。ま
た、ろう材は、使用するアルミニウム材より低い
融点を有するアルミニウム―ケイ素合金(Si含有
量約4.5〜約13.5%)であり、例えば4034(Si4.5〜
6.0)、4045(Si9.0〜11.0%)、4343(Si6.8〜8.2%)

4047(Si11.0〜13.0%)等のアルミニウム材があ
る。これらの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
材にクラツドして使用される。 本発明方法において使用されるフラツクスは、
フツ化カリリウム(KF)とフツ化アルミニウム
(AlF3)との錯体であるテトラフルオロアルミン
酸カリウム(KAlF4)とヘキサフルオロアルミ
ン酸カリウム(K3AlF6)との混合物であり、通
常水性スラリーの形で使用される。このような混
合物を得るためには、正確な比率でいつしよに
AlF3とKFとを溶融し、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に粉砕し、こ
れを水中に薄いスラリーの形で懸濁することにあ
る。この粒径は、通常100メツシユ以下であり、
好ましくは150メツシユ以下、さらに好ましくは
200メツシユ以下である。また、KAlF4とK3AlF6
とを別々製造し、これらを所定の比率で混合する
こともできる。KAlF4の製法は、Brosset Z.
Anorg.Algem.Chemie,239,301―304(1938)に
記載されている。 代表的な製法としては、フラツクス物質は、20
部の水を1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0.1〜1重量%界面活性
剤を加える。フラツクスの製造に使用するKFお
よびAlF3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。したがつて、本発明におけ
るフラツクスは、KF/AlF3(重量比)の比が
40:50〜50:50であるような量のK3AlF6および
KAlF4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。 前記のごとく表面に亜鉛の析出量処理を施した
アルミニウム材および必要によりろう材をクラツ
ドしたアルミニウム材を用いて作つた各部材、例
えばカークーラー用コンデンサーの場合、アルミ
ニウム材で作つたチユーブの表面に亜鉛の析出処
理を施して形成したチユーブ部材と、ろう材を片
面または両面にクラツドしたアルミニウム材によ
り形成させた伝熱フインとを、必要により治具等
を用いて所定の構造に組付けたのち、前記フラツ
クスを2〜5g/m2の割合で塗布し、ついでこれ
を加熱炉に入れ約580〜約620℃の温度で、ろう付
を行なう。この場合、ろう付の雰囲気は非酸化性
雰囲気が好ましい。 つぎに、実施例を挙げて本発明方法をさらに詳
細に説明する。 実施例 1 肉厚1.0mmのチユーブを1050のアルミニウム材
で作り、このチユーブを水酸化ナトリウム
(NaOH)356g/および酸化亜鉛(ZnO)60
g/の水溶液よりなる亜鉛塩浴中に液温20℃で
5分間浸漬して、前記チユーブの表面に亜鉛を12
g/m2の割合で析出させた。このチユーブを水洗
し、乾燥したのち、このチユーブと、3003のアル
ミニウム材シートの両面に4343のアルミニウム材
をクラツドしてなるシートで作つた伝熱フイン
を、治具を用いて組付けた。このアセンブリに、
テトラフルオロアルミン酸カリウムとヘキサフル
オロアルミン酸カリウムとの混合物〔KF/AlF3
(重量比)で45:55〕の微粉末(200メツシユ以
下)の水性スラリーを5g/m2(固形分換算)の
割合で塗布し、ついで加熱炉に入れ窒素雰囲気中
で600℃に加熱してろう付を行なつてコンデンサ
ーを得た。 このようにして得られたコンデンサーのチユー
ブについてX線マイクロアナライザーを用いて亜
鉛の拡散状態を試験したところ、第1表のとおり
であつた。なお、試験はランダムに5個所につい
て行なつた。
【表】 また、このコンデンサーのチユーブについて
CASS試験(JIS H8681)を1200時間行なつたと
ころ、図面に示す曲線Aのとおりであつた。 実施例 2 実施例1の方法において亜鉛の析出量を5g/
m2にした以外は同様な方法を行なつてコンデンサ
ーを製造し、ついでそのチユーブについて実施例
1と同一の試験を行なつたところ、図面に示す曲
線Aのとおりであつた。 実施例 3 実施例1の方法において亜鉛の析出量を15g/
m2にした以外は同様な方法を行なつてコンデンサ
ーを製造し、ついでそのチユーブについて実施例
1と同様の試験を行なつたところ、図面に示す曲
線Aのとおりであつた。 比較例 実施例1の方法において亜鉛の析出処理を全く
行なわなかつた以外は同様な方法を行なつてコン
デンサーを製造し、ついでそのチユーブについて
実施例1と同様の試験を行なつたところ、図面に
示す曲線Bのとおりであり、720時間後には貫通
した。 以上述べたように、本発明によるアルミニウム
材製熱交換器の製造法は、アルミニウム材で構成
された熱交換器部材の表面に亜鉛を0.5〜20g/
m2析出させたのち、テトラフルオロアルミン酸カ
リウムおよびヘキサフルオロアルミン酸カリウム
の混合物であるフラツクスを塗布し、ついで該ア
ルミニウム材よりも低い融点を有するアルミニウ
ム―ケイ素合金よりなるろう材を用いて約580〜
約620℃の温度でろう付することにより行なわれ
るものであるから、アルミニウム材の表面に析出
させた亜鉛は加熱とともにアルミニウム材の表面
より中心部に向つてある濃度勾配をもつて拡散す
る。このときのアルミニウム材の表面における亜
鉛の含有率は0.2〜20重量%での範囲となり、ま
た亜鉛の拡散深さは10〜200μm程度である。した
がつて、このように表面付近に均一に拡散した亜
鉛のな犠牲陽極効果により、得られるアルミニウ
ム材製熱交換器の耐食性は非常に向上する。ま
た、前記フラツクスは水に極めて難溶性でかつ非
吸湿性であるので、アルミニウム材を腐食させる
ことはなく、このためフラツクスの残渣を除去す
る必要もないので工程が簡単でコスト安となる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明方法および従来法により製造され
た熱交換器の耐食性試験のグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 アルミニウム材で構成された熱交換器部材の
    表面に亜鉛を0.5〜20g/m2析出させたのち、テ
    トラフルオロアルミン酸カリウムおよびヘキサフ
    ルオロアルミン酸カリウムの混合物よりなるフラ
    ツクスを塗布し、ついで該アルミニウム材より低
    い融点を有するアルミニウム―ケイ素合金よりな
    るろう材を用いて約580〜約620℃の温度でろう付
    を行なうことを特徴とするアルミニウム材製熱交
    換器の製造法。 2 亜鉛の析出量は5〜15g/m2である特許請求
    の範囲第1項に記載の製造法。
JP4614281A 1981-03-31 1981-03-31 Manufacture of heat exchanger made of aluminum material Granted JPS57160595A (en)

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