JPH0142793B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、フインを犠牲陽極フインとして、作
動流体通路を防食するようにしたサーペンタイン
型熱交換器、特にフインと作動流体通路とが真空
ろう付けにより接合された同熱交換器のコアの製
造方法に関する。 ［従来の技術］ 従来、真空ろう付け法によつて、犠牲陽極フイ
ンと作動流体とを接合して得たサーペンタイン型
アルミニウム合金製熱交換器のコアは、犠牲陽極
フインに、Al―Zn系、Al―Sn系又はAl―In系合
金を心材としてブレージングシート・フインを利
用している。 ［発明が解決しようとする問題点］ 従来の真空ろう付け法によつて得られるサーペ
ンタイン型アルミニウム合金製熱交換器コアの製
作において、その犠牲陽極フインとして利用され
るAl―Zn系ブレージングシート・フインは、真
空ろう付け時のZnの蒸発が避けられないため、
心材のZn添加量を多くして蒸発残留Znによる犠
牲陽極効果を利用している。しかしながら、蒸着
Znの炉内付着による炉の補修頻度の増加があり、
また残留Znによる効果が不十分であることなど
によつて、このブレージングシート・フインは必
ずしも満足なものでない。 一方、Al―Sn系合金を心材とするブレージン
グシート・フインでは、Snが低融点元素である
故に、フイン製造時に素材に割れ発生の問題があ
り、この点により製造歩留が悪く、コストの高い
ものになる。 また、Al―In系合金を心材とするものについ
ては、添加Inの犠牲陽極効果が古くから知られて
いながら、Inが低融点元素であるため、アルミニ
ウムに添加した場合、この合金は鋳物材としては
利用できるものの、展伸材としては造塊、圧延の
際に、素材に割れが発生して、フイン材としての
利用が不可能であつた。 しかし、Al―In系合金はこの様な点が解決で
きるならば、この系のアルミニウム合金心材に
は、Al―Zn系及びAl―Sn系合金心材における前
記の問題点が無いので、犠牲陽極ブレージングシ
ート・フイン材に好適なものになり得る。 そこで、本発明の目的とするところは、前記の
製造上の難点が無く、かつ真空ろう付け後に優れ
た犠牲陽極効果を発揮するように、改良された
Al―In系合金を心材とするブレージングシー
ト・フインを、真空ろう付けにより製作されるサ
ーペンタイン型熱交換器のコアの、ろう付け前の
犠牲陽極フインに使用することにより、耐食性が
極めて優れた該熱交換器コアの製造方法を提供す
ることにある。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明のサーペンタイン型熱交換器のコアは、
前記目的を達成するため、以下に記載するいずれ
かの組成のアルミニウム合金を心材とし、Al―
Si系、Al―Si―Mg系などの合金ろうを皮材とし
たブレージングシート・フインを、純Al系、Al
―Cu系、Al―Mn系などの耐食アルミニウム又は
耐食アルミニウム合金の押出偏平多穴管からなる
作動流体通路とを組合わせて、10^-2Torr以下の
雰囲気中でろう付けすることによつてコアに構成
されたものである。 前記心材合金の組成は、次のとおりである。 (1) In：0.005〜１％、Li：0.0005〜0.1％、Mn：
0.5〜1.5％、Fe：0.1〜0.7％、Si≦0.4％を含有
し、残部が実質的にAlおよび不可避不純物で
ある合金。 (2) 上記(1)の合金に、さらにZn：0.1〜0.4％、
Sn：0.01〜0.09％、Mg：0.1〜２％のいずれか
１種以上を含有する合金。 (3) 上記(1)の合金に、さらにCr：0.05〜0.5％、
Zr：0.05〜0.5％、Ti：0.01〜0.5％、Ｖ：0.01〜
0.5％のいずれか１種以上を含有する合金。 (4) 上記(1)の合金に、さらにZn：0.1〜0.4％、
Sn：0.01〜0.09％、Mg：0.1〜２％のいずれか
１種以上およびCr：0.05〜0.5％、Zr：0.05〜
0.5％、Ti：0.01〜0.5％、Ｖ：0.01〜0.5％のい
ずれか１種以上を含有する合金。 以下、本発明について説明する。 本発明のサーペンタイン型熱交換器コアの真空
ろう付け前の犠牲陽極フインに使用するブレージ
ングシート・フインの心材合金は、Al―In系合
金にLiを添加することによつて、In―Liの金属間
化合物が形成され、これによつて、この合金素材
において従来のAl―In系合金素材に起こるよう
な鋳造又は圧延時の割れを防止するとともに、こ
の合金心材のブレージングシート・フインが真空
加熱されるときに、蒸気圧の低いLiを蒸発・飛散
させることによつて、Inを遊離させて、Al―In
合金としての犠牲陽極効果を発揮させることが可
能である。 In―Li金属間化合物の溶融点は、In―Li二元系
状態図から明らかなように、約625℃であるため、
通常のAl合金中に析出しても、通常の鋳造又は
熱間加工時にIn単独添加の場合のような低融点に
起因する材料の割れを発生させることがない。 次に、本発明熱交換器コアの真空ろう付け前の
フインに使用するブレージングシート・フインの
心材としての、Al―In―Li系合金における各添
加元素の意義を述べる。 In：フインの電位を卑にして、犠牲陽極効果を高
める。この効果は0.005より低い添加量では小
さく、一方１％を越える量ではフインの自己耐
食性が低下する。 Li：Inと金属間化合物をつくり、鋳造、圧延の時
に鋳塊、板材に起こる割れを防止する。添加量
がInとの比において、0.0005％より少ないと上
記効果は無く、一方0.1％より多くしても効果
のより増加は得られず無意味である上、添加時
の酸化消耗が激しく、また自己耐食性も劣化す
る。 Mn，Fe，Si：いずれの添加もフインの強度向上
に有効であり、またその耐高温座屈性を改良す
る。添加量がMnで0.5％より、Feで0.1％より
少なく、Siが僅少であると上記効果は小さく、
一方Mnで1.5％、Feで0.7％、Siで0.4％のそれ
ぞれの量より多いと、フイン成形加工性とフイ
ンの自己耐食性を劣化させる。 Zn，Sn，Mg：いずれの添加で、フインの電位を
卑にして犠牲陽極効果を高める。このほかMg
は強度向上に有効である。添加量がZnで0.1％、
Snで0.01％、Mgで0.1％のそれぞれの量より少
ないと、上記効果は小さく、Znで0.4％、Snで
0.09％、Mgで２％のそれぞれの量より多いと、
いづれもフインの自己耐食性を低下させ、更に
Mgはフイン成形加工を困難にさせ、Znはフイ
ンの耐座屈性を低下させる。 Cr，Zr，Ti，Ｖ：いずれの添加で、フインの耐
高温座屈性を改良する。添加量がCr，Zrで共
に0.05％より少なく、Ti，Ｖでは共に0.01％よ
り少ないと上記の効果は小さく、一方いずれの
元素も0.5％より多いとフイン加工性と耐食性
を劣化させる。 次に、本発明交換器コアの実施例について述べ
る。 ［実施例］ 本発明の実施例及び比較例において、ブレージ
ングシート・フインの心材に使用するアルミニウ
ム合金の組成を表１に掲げる。また両例におい
て、作動流体通路材に使用する合金４種の組成を
第２に示す。

【表】

【表】

【表】 表１に掲げた各合金ごとに、これを心材とし、
この両面に、4004合金を皮材としてこれを10％ク
ラツドしてブレージングシートとなし、これを成
形加工してブレージングシート・フインを得た。 一方、表２の各合金材を押出加工して偏平多穴
押出管（外周肉厚0.7mmｔ、幅100mm、高さ５mm、
26穴）に成形して、これを作動流体通路とした。 これらブレージングシート・フインごとに、こ
れを作動流体通路と任意に組合わせて、真空ろう
付け（２×10^-5Torr、600℃）してサーペンタイ
ン型熱交換器コアを製作した。 ただし、ブレージングシート・フインは、心材
合金の鋳塊を540℃×8hrのソーキング後、4004合
金の皮材と組合わせて480℃にて熱間圧着し、冷
間圧延、中間焼鈍を経て、最終板厚0.16mmｔの
H14相当のフイン原板に仕上げ、これをコルゲー
シヨン加工してブレージングシート・フインとし
た。 熱交換器コアの製作に際しては、ブレージング
シート・フインを、ろう付け後のフインの表面積
が作動流体通路の外表面面積の６倍になるよう
に、かつそのフインピツチを４mmにして作動流体
通路に組付けた。 次いで、製作された熱交換器コア全部につい
て、作動流体通路の耐食性を調査した。耐食性の
評価は、下記３種の腐食試験を１ケ月実施して作
動流体通路に生じた最大孔食深さを測定し、これ
によつた。 (1) 塩水噴霧試験：JIS―Ｚ―2371 (2) 乾湿交互浸漬試験：３％NaCl水溶液、PH＝
３（さく酸で調整）、40℃×30分浸漬50℃
×30分乾燥、の繰り返し (3) CASS試験：JIS―Ｈ―8681 以上の各試験の結果は、表３に示すとおりであ
つた。

【表】 表３で明らかなように、本発明の熱交換器コア
は、いづれもフインの犠牲陽極効果によつて、作
動流体通路の耐食性が極めて優れている。これに
対し、比較例の熱交換器コアは、いずれも同通路
の耐食性は不良である。特に、No.17のコアはフイ
ンのInが、No.18、No.22の各コアでは、同じくMn，
Znがそれぞれ多すぎるため、フインの自己腐食
が著しく、このため作動流体通路の腐食が著し
い。またNo.20〜23の各コアでは、そのフインに
Cr，Ti，Zr，Ｖのいずれかが多くあるため、フ
インの犠牲陽極効果が十分でなく、作動流体通路
の耐食性が本発明コアのいずれよりも劣つてい
る。更にコアNo.13〜16は、フインに犠牲陽極効果
が無いか、あるいはあつても不十分であるため、
作動流体通路の耐食性は極めて悪い。 以上に加え、本発明コアの真空ろう付け前のフ
インに使用したAl―In―Li系合金心材のブレー
ジングシート・フインは、その製造過程において
何らの問題点は認められなかつたが、比較例コア
ではブレージングシート・フインの製造過程中、
造塊、圧延時に割れを発生した素材があつた。 ［発明の効果］ 本発明によるサーペンタイン型熱交換器のコア
は、その真空ろう付け前のフインに、真空加熱後
において優れた犠牲陽極効果を発揮するAl―In
―Li系合金を心材とするブレージングシート・フ
インを用いたことによつて、真空ろう付けにより
製作された前記熱交換器コアとして、その作動流
体通路の耐食性が優れたものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ In：0.005〜１％、Li：0.0005〜0.1％、Mn：
   0.5〜1.5％、Fe：0.1〜0.7％、Si≦0.4％を含有し、
   残部が実質的にAlおよび不可避不純物からなる
   アルミニウム合金を心材とし、該心材の表面に
   Al―Si系、Al―Si―Mg系の合金ろうを皮材とし
   たブレージングシート・フインとなし、該ブレー
   ジングシート・フインと耐食アルミニウム合金の
   押出偏平多穴管からなる作動流体通路とを組合わ
   せて10^-2Torr以下の雰囲気中でろう付けするこ
   とを特徴とするサーペンタイン型アルミニウム合
   金製熱交換器コアの製造方法。 ２ In：0.005〜１％、Li：0.0005〜0.1％、Mn：
   0.5〜1.5％、Fe：0.1〜0.7％、Si≦0.4％を含有し、
   さらにZn：0.1〜0.4％、Sn：0.01〜0.09％、Mg：
   0.1〜２％のいずれか１種以上を含有し、残部が
   実質的にAlおよび不可避不純物からなるアルミ
   ニウム合金を心材とし、該心材の表面にAl―Si
   系、Al―Si―Mg系の合金ろうを皮材としたブレ
   ージングシート・フインとなし、該ブレージング
   シート・フインと耐食アルミニウム合金の押出偏
   平多穴管からなる作動流体通路とを組合わせて
   10^-2Torr以下の雰囲気中でろう付けすることを
   特徴とするサーペンタイン型アルミニウム合金製
   熱交換器コアの製造方法。 ３ In：0.005〜１％、Li：0.0005〜0.1％、Mn：
   0.5〜1.5％、Fe：0.1〜0.7％、Si≦0.4％を含有し、
   さらにCr：0.05〜0.5％、Zr：0.05〜0.5％、Ti：
   0.01〜0.5％、Ｖ：0.01〜0.5％のいずれか１種以
   上を含有し、残部が実質的にAlおよび不可避不
   純物からなるアルミニウム合金を心材とし、該心
   材の表面にAl―Si系、Al―Si―Mg系の合金ろう
   を皮材としたブレージングシート・フインとな
   し、該ブレージングシート・フインと耐食アルミ
   ニウム合金の押出偏平多穴管からなる作動流体通
   路とを組合わせて10^-2Torr以下の雰囲気中でろ
   う付けすることを特徴とするサーペンタイン型ア
   ルミニウム合金製熱交換器コアの製造方法。 ４ In：0.005〜１％、Li：0.0005〜0.1％、Mn：
   0.5〜1.5％、Fe：0.1〜0.7％、Si≦0.4％を含有し、
   さらにZn：0.1〜0.4％、Sn：0.01〜0.09％、Mg：
   0.1〜２％のいずれか１種以上およびCr：0.05〜
   0.5％、Zr：0.05〜0.5％、Ti：0.01〜0.5％、Ｖ：
   0.01〜0.5％のいずれか１種以上を含有し、残部
   が実質的にAlおよび不可避不純物からなるアル
   ミニウム合金を心材とし、該心材の表面にAl―
   Si系、Al―Si―Mg系の合金ろうを皮材としたブ
   レージングシート・フインとなし、該ブレージン
   グシート・フインと耐食アルミニウム合金の押出
   偏平多穴管からなる作動流体通路とを組合わせて
   10^-2Torr以下の雰囲気中でろう付けすることを
   特徴とするサーペンタイン型アルミニウム合金製
   熱交換器コアの製造方法。