JPH0221349B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0221349B2 JPH0221349B2 JP2603983A JP2603983A JPH0221349B2 JP H0221349 B2 JPH0221349 B2 JP H0221349B2 JP 2603983 A JP2603983 A JP 2603983A JP 2603983 A JP2603983 A JP 2603983A JP H0221349 B2 JPH0221349 B2 JP H0221349B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aluminum
- brazing
- porous
- heat transfer
- molded body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
- F28F13/185—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings
- F28F13/187—Heat-exchange surfaces provided with microstructures or with porous coatings especially adapted for evaporator surfaces or condenser surfaces, e.g. with nucleation sites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/19—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering taking account of the properties of the materials to be soldered
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ヒートシンク等の少なくとも部分
的に沸騰伝熱面を必要とする熱交換器に用いられ
るアルミニウム材について、その表面に高性能多
孔質沸騰伝熱面を形成する方法に関する。
的に沸騰伝熱面を必要とする熱交換器に用いられ
るアルミニウム材について、その表面に高性能多
孔質沸騰伝熱面を形成する方法に関する。
なお、この明細書においてアルミニウムの語
は、その合金を含む意味において用いる。
は、その合金を含む意味において用いる。
従来、アルミニウム等の金属の表面に沸騰伝熱
面を形成する方法として、粉末焼結法、機械加工
法、化学的エツチング法等が既知であるが、なか
でも伝熱性能や製品適応性の点で焼結法により金
属表面に多孔質層を形成するものが最も優れてい
る。ところが、焼結法による場合には、処理温度
が高く製造管理が複雑でコスト高につくのみなら
ず、焼結の状態によつて性能が異なり品質安定性
に乏しいというような欠点があつた。そこで、こ
れに代わる方法として、高級アルコール等をバイ
ンダーとしてアルミニウム材の表面にアルミニウ
ム粉末とろう材粉末との混合物を層状に塗布し、
真空ろう付けしてアルミニウム材表面に多孔質層
を形成する方法が提案されている。この粉末ろう
付けによる方法は、もとより有効性の高いもので
あるが、一面に於て、アルミニウム材の表面に形
成しうる多孔質層の厚さに限界があり、1.0mm以
上の多孔質層を均一に形成することは困難である
と共に、ヒートシンク等の部分的に高性能沸騰伝
熱面を必要とするような場合の適応性にいささか
劣るというような問題点があつた。
面を形成する方法として、粉末焼結法、機械加工
法、化学的エツチング法等が既知であるが、なか
でも伝熱性能や製品適応性の点で焼結法により金
属表面に多孔質層を形成するものが最も優れてい
る。ところが、焼結法による場合には、処理温度
が高く製造管理が複雑でコスト高につくのみなら
ず、焼結の状態によつて性能が異なり品質安定性
に乏しいというような欠点があつた。そこで、こ
れに代わる方法として、高級アルコール等をバイ
ンダーとしてアルミニウム材の表面にアルミニウ
ム粉末とろう材粉末との混合物を層状に塗布し、
真空ろう付けしてアルミニウム材表面に多孔質層
を形成する方法が提案されている。この粉末ろう
付けによる方法は、もとより有効性の高いもので
あるが、一面に於て、アルミニウム材の表面に形
成しうる多孔質層の厚さに限界があり、1.0mm以
上の多孔質層を均一に形成することは困難である
と共に、ヒートシンク等の部分的に高性能沸騰伝
熱面を必要とするような場合の適応性にいささか
劣るというような問題点があつた。
この発明は、上記のような問題点に鑑み、極め
て簡易な手法により、アルミニウム材の表面に任
意の厚さ及び形状をもつた高性能多孔質沸騰伝熱
面を形成することができ、かつ該伝熱面をアルミ
ニウム材の表面に部分的に形成する必要性にも自
在に対応しうる多孔質沸騰伝熱面の形成方法を提
示せんとするものである。
て簡易な手法により、アルミニウム材の表面に任
意の厚さ及び形状をもつた高性能多孔質沸騰伝熱
面を形成することができ、かつ該伝熱面をアルミ
ニウム材の表面に部分的に形成する必要性にも自
在に対応しうる多孔質沸騰伝熱面の形成方法を提
示せんとするものである。
而して、この発明は、アルミニウム粉末とろう
材粉末との混合物を型枠等で所要形状に規制した
状態のもとで、真空、非酸化性または還元性雰囲
気中でろう付けして板状ないしは塊状等の多孔質
成形体を製作する工程と、アルミニウム基材上
に、ろう材を介して上記多孔質成形体を重ね、両
者をろう付けする工程とよりなるアルミニウム材
の表面に多孔質沸騰伝熱面を形成する方法を要旨
とするものである。
材粉末との混合物を型枠等で所要形状に規制した
状態のもとで、真空、非酸化性または還元性雰囲
気中でろう付けして板状ないしは塊状等の多孔質
成形体を製作する工程と、アルミニウム基材上
に、ろう材を介して上記多孔質成形体を重ね、両
者をろう付けする工程とよりなるアルミニウム材
の表面に多孔質沸騰伝熱面を形成する方法を要旨
とするものである。
多孔質成形体の製作は、アルミニウム粉末とろ
う材粉末との乾燥状態の混合物を、予所要形状に
規制ないしは成形保持した状態でろう付けを行う
ものであるが、この成形保持は、粉末混合物を非
ろう接性の例えばステンレス、セラミツクス等か
らなる成形容器、即ち型枠内に入れ、無加圧また
は僅かに圧力を加えて所要形状に保持せしめるも
のとするのが有利である。
う材粉末との乾燥状態の混合物を、予所要形状に
規制ないしは成形保持した状態でろう付けを行う
ものであるが、この成形保持は、粉末混合物を非
ろう接性の例えばステンレス、セラミツクス等か
らなる成形容器、即ち型枠内に入れ、無加圧また
は僅かに圧力を加えて所要形状に保持せしめるも
のとするのが有利である。
金属粉末及びろう材の粒径は、いずれも20〜
1000μｍ程度のものが一般的に用いられる。特に
アルミニウム粉末の粒径は、多孔質沸騰伝熱面に
求める厚さ、開孔率等の特性との関係で適宜に選
択されるものであるが、上記の範囲を逸脱して粒
径が大きすぎたり或いは小さすぎる場合には、い
ずれも良好な沸騰伝熱面の形成が困難である。ま
たろう材粉末の粒径は、20μｍより小さいもので
は、それを工業的に得ることが困難であり、
1000μｍを超えるとアルミニウム粉末との混合状
態においてその均一な分散分布を得難い。
1000μｍ程度のものが一般的に用いられる。特に
アルミニウム粉末の粒径は、多孔質沸騰伝熱面に
求める厚さ、開孔率等の特性との関係で適宜に選
択されるものであるが、上記の範囲を逸脱して粒
径が大きすぎたり或いは小さすぎる場合には、い
ずれも良好な沸騰伝熱面の形成が困難である。ま
たろう材粉末の粒径は、20μｍより小さいもので
は、それを工業的に得ることが困難であり、
1000μｍを超えるとアルミニウム粉末との混合状
態においてその均一な分散分布を得難い。
ろう材粉末としては、一般的には、Al―５〜
20％Si―0.5〜3.0％Mg合金が好適に用いられる。
20％Si―0.5〜3.0％Mg合金が好適に用いられる。
アルミニウム基材に対する多孔質成形体のろう
付けは、芯材の両面に皮材を形成したアルミニウ
ム・ブレージングシートを用いて行うのが有利で
あるが、フイラメタルを介して行うものとして良
いし、更にはアルミニウム基材の少なくとも片面
に予め設けられたろう材層によつて接合するもの
としても良い。この場合、多孔質成形体は、前記
の製作工程によつて所要大に製作されたものを、
要すれば更に沸騰伝熱面の形成に必要とする適宜
の大きさ、厚さ等に切断加工して用いられるもの
である。
付けは、芯材の両面に皮材を形成したアルミニウ
ム・ブレージングシートを用いて行うのが有利で
あるが、フイラメタルを介して行うものとして良
いし、更にはアルミニウム基材の少なくとも片面
に予め設けられたろう材層によつて接合するもの
としても良い。この場合、多孔質成形体は、前記
の製作工程によつて所要大に製作されたものを、
要すれば更に沸騰伝熱面の形成に必要とする適宜
の大きさ、厚さ等に切断加工して用いられるもの
である。
この発明において行われるろう付けは、多孔質
成形体の製作、及びそのアルミニウム基板への取
付けのいずれの場合も、フラツクスを使用せずに
行われるものである。フラツクスを用いてろう付
けしても多孔質沸騰伝熱面の形成は可能である
が、ろう付け後洗浄してもフラツクスが残溜する
ので好ましくない。
成形体の製作、及びそのアルミニウム基板への取
付けのいずれの場合も、フラツクスを使用せずに
行われるものである。フラツクスを用いてろう付
けしても多孔質沸騰伝熱面の形成は可能である
が、ろう付け後洗浄してもフラツクスが残溜する
ので好ましくない。
この発明によれば上述のように、アルミニウム
粉末とろう材粉末との混合物をそれ自体で予めろ
う付けして多孔質成形体を製作したのち、これを
アルミニウム基材面の所要部分にろう付けして一
体に付設するものであるから、例えばヒートシン
ク等のようにその本体のアルミニウム基材の一部
に部分的に沸騰伝熱面を設ける仕様の場合にも、
好都合に対応しうるのはもとより、付加する多孔
質沸騰伝熱面の性質、即ち多孔質成形体の厚さ、
開孔率、形状等を自由に調整することができ、所
望の熱伝達特性を有する沸騰伝熱面付きアルミニ
ウム材を得ることができる。かつ、製造工程はい
ずれも簡単で、格別の熟練を要することなく、製
造管理、品質管理が容易で安定した品質のものを
低コストに提供できる。
粉末とろう材粉末との混合物をそれ自体で予めろ
う付けして多孔質成形体を製作したのち、これを
アルミニウム基材面の所要部分にろう付けして一
体に付設するものであるから、例えばヒートシン
ク等のようにその本体のアルミニウム基材の一部
に部分的に沸騰伝熱面を設ける仕様の場合にも、
好都合に対応しうるのはもとより、付加する多孔
質沸騰伝熱面の性質、即ち多孔質成形体の厚さ、
開孔率、形状等を自由に調整することができ、所
望の熱伝達特性を有する沸騰伝熱面付きアルミニ
ウム材を得ることができる。かつ、製造工程はい
ずれも簡単で、格別の熟練を要することなく、製
造管理、品質管理が容易で安定した品質のものを
低コストに提供できる。
次に、この発明の実施例を示す。
実施例
99.7％アルミニウム粉末（平均粒径840μｍ）と
Al―7.5％Si―0.9％Mg合金からなるろう材粉末
（平均粒径840μｍ）とを重量比３：１の割合で乾
燥状態で混合し、この混合物を幅300mm、長さ500
mm、深さ３mmのステンレス製容器からなる型枠に
入れ、表面が平滑になるように軽く加圧した後、
真空炉中で605℃×10分間加熱し、ろう付けを行
つた。これにより、開孔率40％の板状の多孔質成
形体が得られた。
Al―7.5％Si―0.9％Mg合金からなるろう材粉末
（平均粒径840μｍ）とを重量比３：１の割合で乾
燥状態で混合し、この混合物を幅300mm、長さ500
mm、深さ３mmのステンレス製容器からなる型枠に
入れ、表面が平滑になるように軽く加圧した後、
真空炉中で605℃×10分間加熱し、ろう付けを行
つた。これにより、開孔率40％の板状の多孔質成
形体が得られた。
そこで、次にこの多孔質成形体を30×30mmの大
きさに切り出し、これを、A3003合金からなる芯
材の両面にAl―7.5％Si―2.0％Mg合金からなる
皮材が各々15％クラツドされたアルミニウム・ブ
レージングシート（厚さ0.12mm、幅30mm、長さ30
mm）を介して、A1100からなるアルミニウム基材
上に載置し、軽く固定したのち、真空炉中で600
℃×10分間加熱した。
きさに切り出し、これを、A3003合金からなる芯
材の両面にAl―7.5％Si―2.0％Mg合金からなる
皮材が各々15％クラツドされたアルミニウム・ブ
レージングシート（厚さ0.12mm、幅30mm、長さ30
mm）を介して、A1100からなるアルミニウム基材
上に載置し、軽く固定したのち、真空炉中で600
℃×10分間加熱した。
その結果、アルミニウム基材の表面に、上記多
孔質成形体が完全にろう付け一体化された厚さ３
mmの多孔質沸騰伝熱面を形成することができた。
孔質成形体が完全にろう付け一体化された厚さ３
mmの多孔質沸騰伝熱面を形成することができた。
Claims (1)
- １ アルミニウム粉末とろう材粉末との混合物を
型枠等で所要形状に規制した状態のもとで、真
空、非酸化性雰囲気または還元性雰囲気中でろう
付けして板状ないしは塊状等の多孔質成形体を製
作する工程と、アルミニウム基材上にろう材を介
して上記多孔質成形体を重ね、両者をろう付けす
る工程とよりなるアルミニウム材の表面に多孔質
沸騰伝熱面を形成する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2603983A JPS59150661A (ja) | 1983-02-17 | 1983-02-17 | アルミニウム材の表面に多孔質沸騰伝熱面を形成する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2603983A JPS59150661A (ja) | 1983-02-17 | 1983-02-17 | アルミニウム材の表面に多孔質沸騰伝熱面を形成する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59150661A JPS59150661A (ja) | 1984-08-28 |
| JPH0221349B2 true JPH0221349B2 (ja) | 1990-05-14 |
Family
ID=12182555
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2603983A Granted JPS59150661A (ja) | 1983-02-17 | 1983-02-17 | アルミニウム材の表面に多孔質沸騰伝熱面を形成する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59150661A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2706934B2 (ja) * | 1987-07-14 | 1998-01-28 | 第一高周波工業株式会社 | 表面被膜形成法 |
| US20040251008A1 (en) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | O'neill Patrick S. | Method for making brazed heat exchanger and apparatus |
| US8991480B2 (en) | 2010-12-15 | 2015-03-31 | Uop Llc | Fabrication method for making brazed heat exchanger with enhanced parting sheets |
| CN102430828A (zh) * | 2011-10-11 | 2012-05-02 | 合肥科烨电物理设备制造有限公司 | 钼基材料超声波辅助焊料液相焊接方法 |
-
1983
- 1983-02-17 JP JP2603983A patent/JPS59150661A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59150661A (ja) | 1984-08-28 |
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