JPH02228496A - 銅製熱交換器用フィン材とその製造方法 - Google Patents

銅製熱交換器用フィン材とその製造方法

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JPH02228496A
JPH02228496A JP4917889A JP4917889A JPH02228496A JP H02228496 A JPH02228496 A JP H02228496A JP 4917889 A JP4917889 A JP 4917889A JP 4917889 A JP4917889 A JP 4917889A JP H02228496 A JPH02228496 A JP H02228496A
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Hideo Suda
須田 英男
Yasushi Aiyoshizawa
相吉沢 康
Kadomasa Sato
佐藤 矩正
Sumimasa Susa
須佐 澄正
Katsuhiko Takada
高田 勝彦
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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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〕 本発明は腐食環境の厳しい条件で使用される自動車等の
熱交換器に好適な、銅製熱交検器用フィン材とその製造
方法に関するものである。
〔従来の技術および発明が解決しようとする課題〕近年
自動車用熱交換器の軽量化に伴う熱交換器用フィン材の
薄肉化の指向が高まる一方、NaC0等の塩化物を融雪
剤として散布する地域や海岸地帯においては塩化物によ
る激しいフィンの腐食損耗に起因する放熱性の低下が問
題となっている。
一般に熱交換器用フィン材には耐食性と共に熱伝導性(
導電性)や強度等が要求されており、Cu−N I系耐
食合金の如く第2.第3の元素の添加によるフィン材そ
のものの合金化によって塩害腐食に耐える耐食性をもた
せた場合には、導電性の大幅な低下を招き、熱交換器用
フィン材としては適さないものとなる。従って熱交換器
用フィン材には薄肉化によっても十分な導電性を示すと
共に、苛酷な環墳下において優れた耐食性を示す材料が
要望されている。
かかる状況において高導電性Cu系材料の表面にZnの
拡散層を形成して犠牲陽極的に内部の芯材を保護し、熱
伝導性は芯材に持たせた熱交換器用フィン材が提案され
ている。しかしながらこの材料にはZn合金特有の脱亜
鉛腐食によりZnが消失し、長期間にわたってZnの犠
牲陽極効果を保持することができないという問題が存在
している。
一方このような問題はあるが表面に形成されるZnの拡
散層は導電性との兼ね合いにより、片側数p程度に限定
されており、Znの拡散層の脱亜鉛腐食が効果的に抑制
防止できれば、さらに耐食性に優れた熱交換器用フィン
材が期待でき、薄肉化も可能となる。
そして黄銅特有の脱亜鉛を抑制するためにはCu−Zn
拡散層中に耐食性の改善に有効な第3元素を添加し、拡
散層自体の高耐食化を図る必要がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明はこれに鑑み、CuまたはCu合金条の表面に形
成されたCu−Zn拡散層の耐食性改善の効果に対する
添加元素の影響について検討の結果、Niの添加が好適
であることを知見し、さらに検討の結果耐食性に優れた
銅製熱交換器用フィン材とその製造方法を開発したもの
である。
即ち本発明フィン材の一つは厚さaのCuまたはCu合
金条の表面に、両面での厚さの合計がbのZn−Ni合
金を以下の0式が成立する範囲内で被覆したことを特徴
とするものである。
また本発明フィン材の他の一つは厚さaのCuまたはC
u合金条の表面に、両面での厚さの合計がbのZn−N
i合金を以下の0式が成立する範囲内で被覆して加熱拡
散処理により、表面層としてCu−Z n−N 1合金
層を形成し、その下層にCu−Zn合金層を形成したこ
とを特徴とするものである。
また本発明製造方法の一つは厚さaのCuまたはCu合
金条の表面に、電気メッキにより両面に厚さの合計がb
のZn−Ni合金を以下の0式が成立する範囲内で被覆
することを特徴とするものである。
さらに本発明製造方法の他の一つは厚さaのCuまたは
Cu合金条の表面に、電気メッキにより両面での厚さの
合計がbのZn−Ni合金を以下の0式が成立する範囲
内で被覆した後、加熱拡散処理または加熱拡散処理と圧
延加工を施すことを特徴とするものである。
b / a 〜0.03〜0.14   ■そして上記
いずれの場合にもZn−Ni合金としてはNi含有率を
6〜18wt%とするのがよい。
〔作用〕
本発明はCuまたはCu合金条表面に、両面でのZn−
Ni合金の厚さの合計をbおよびCuまたはCu合金条
の厚さをaとしたときにこれらの比、b/aが0.03
〜0.14の範囲になるように耐食性に優れたZn−N
iのγ相を主体とするか、またはγ相単相からなるZn
−Ni合金を披覆するものである。このような構成とす
ることにより、上記材料のZn合金の脱亜鉛腐食を軽減
し、かつZnの犠牲陽極効果により内部のCuまたはC
o合金を保護することができる利点を有する。
そしてこのようなZn−Ni合金を被覆するために使用
できるメッキ浴としては、硫酸塩浴。
塩化物浴、硫酸塩浴と塩化物浴の混合浴およびスルファ
ミン酸浴等いずれでもよく、また被覆するZn−Ni合
金中のNi含有率が6〜18wt%(以下wt%を単に
%と紀す)となるメッキ浴およびメッキ条件であればこ
れらいずれのメッキ浴であってもよい。
またb / aを上記0式のような範囲に規定したのは
、b / aが0.03未満では導電率の低下は小さい
のでこの点は良いが耐食性の改善効果がほとんど無く、
高価なNiを使用するZn−Ni合金メッキのメリット
が生かされないためである。さらにb / aが0.1
4を超えると耐食性の改善には十分効果があるが導電率
の大幅な低下を招き、特に加熱拡散処理材について顕著
となって導電性が重視される自動車用熱交換器フィン材
としては不適なものとなるからであり、加えて高価なN
iの目付量が増加するため経済的にも不利になるからで
ある。そして好ましくはb/aの値は0.045〜0,
10の範囲であることが望ましい。
またZn−Ni合金被覆後の加熱拡散処理は被覆層とC
uまたはCu合金条との相互拡散により、両者の密着性
を強固にするとともに、Cu中へのzn、l!:NIの
拡散速度の差(Znの方がNi よりも速い)を利用し
てZn−Ni  γ相の形態を維持しなからZnの一部
をCuに置き換えることを狙ったものである。即ちこの
ような処理をすることにより、拡散層の表面側を高耐食
性のCu−Z n−N i合金層とし、その下層をCu
Zn合金層とする2層の拡散層とすることで拡散層に犠
牲陽極高価と高耐食性を兼ね備えさせるためである。さ
らに圧延加工は加熱拡散と相まって密着性を改善し、寸
法精度を向上するとともに、メッキ層を加工組織とする
ことにより、フィン材の強度を改善するためである。そ
して加熱拡散処理と圧延加工はいずれを先に施しても本
発明の効果は得られるが、最終工程で圧延加工を施すこ
とが望ましい。
またCoまたはCu合金条に被覆するZn−Ni合金中
のNi含有率を6〜18%としたのは、ZnNi合金相
はNl含有率が6%以上で耐食性の優れたγ相主体の形
態になり始め、約10%以上でほぼγ相単相となり、耐
食性が改善されることになるからである。
しかしてNi含有率が6%未満ではZnにNiが固溶し
た相が主体となるため、耐食性の改善効果はほとんどな
く、あるいはわずかな効果しかないため高価なNiを使
用しているZn−Ni合金を用いるメリットが生かされ
ないからである。またNi含有率が18%を超えても、
より一層の耐食性改善の効果がないばかりか、高価なN
iが増加することになり経済的に不利となるためである
。そして好ましくはNi含有率は10〜15%がよい。
〔実施例〕
次に本、発明の実施例について説明する。
〈実施例1〉 厚さ0.035mIIIのMyを0.02%含有する耐
熱銅条(導電率95%IAC3)に、下記のNo、 I
 〜No、■のメッキ浴を用いてZn−Ni合金メッキ
をその両面に施した第1表に示すフィン材を作製した。
そしてこれらのフィン材について導電率を測定し、また
腐食試験を行なった後に引張り強度の劣化率を測定して
これらの結果を、上記銅条表面に1.2戸の厚さに純Z
nをメッキした従来フィン材について同様に測定した導
電率および腐食試験後の引張り強度の劣化率の結果と比
較して第1表に併記した。
なお腐食試験はJIS Z2371に基づき塩水噴霧を
1時間行なった後、温度70℃で湿度95%に保った恒
温恒湿槽に23時間保持することを30回繰り返すこと
により実施した。
+11メッキ浴No、 I Ni5O,・e H,0 ZnS O4−”t H2O azsO4 A&2(S O,)!−14−18H,OH 温度 電流密度 (2)メッキ浴No、 U N i S O4・6 H2O ZnS01・7H2O N a 2 S 01 AQz(Sot)s−t4−tsHz。
H 温   度 電流密度 (3)メッキ浴No、 m Ni5O,−6820 ZnS04− ”r H2O N a z S O+ All!!(S 04)j −114−18H203o
o#’ 80g/1 100g/f 3ag/l 50 ℃ 5 A/dm” 3oog/l sog/j2 100g/f! 30g/A’ 2.5 50 ℃ 5 A/dが 300g/I! 2oog# Loog/1 30g/l H 温   度 電流密度 (4)メッキ浴No、 IV NICQ2・6H20 nC0z NH,CQ 3BO H 温度 電流密度 (5)メッキ浴Ha、 V NiSO4・6H20 ZnS04 ” 78zO azsO4 A172(S 01)ff−14−18H20H 温度 電流密度 (6)メッキ浴No、 Vl 2.5 50 ℃ 35 Aldm2 180g/1 80g/1 230g/12 20g/I! 5.0 30 ℃ 5 Aldm2 80g/1 240g/1 00gN 30g# 1.5 50 ℃ 5 Alrim” NI S Or ” 6 Hto      50 g
/ 12ZnS Or ” 7 N20     25
0 g/ItNa2S 04     ’      
100 g/I!A(7z(SQ、ンs  弓4  1
.8H2030g/ ItpH1,5 温   度            50’C電流密度
          5 Aldm2(7)メッキ浴N
o、■ NiS Or ・6 N20    300 g/ l
ZnS 04−7 Hzo      20 g/IN
L2 S Or         100 g/ IA
Qt(S 04)3 ・1418H2030g/ It
pH1,5 温   度              50  ’C
電流密度          5 Aldm2(8)メ
ッキ浴No、■ Zn5O+ ・7HtO250g/(!NazS 0.
        100 g/IAQz(SQ山−14
−tsHzo 30 g/ip8          
 1.5 温   度 電流密度 50 ℃ 10 A/dm” 第1表から明らかなように純Znをメッキした従来フィ
ン材No、 17は腐食による強度劣化が著しいのに対
して、本発明フィン材NO61〜No、11は強度劣化
が小さく、かつ耐食性が向上していることが判る。
またNi含有率が規定範囲内にあってもb/aが0.0
3未満の比較フィン材No、 13およびNo、 16
は強度劣化が著しく、一方b/aが0.14を超える比
較フィン材No、 12はより大きい耐食性の改善効果
がないばかりか導電率の低下が大きくなり、目付量を多
くしたことによりコストが増大して不利となる。
さらにb/aが規定範囲内にあってもNi含有率が6%
未満の比較フィン材No、 14は強度劣化が激しく、
またNi 含有率が18%を超える比較フィン材No、
 15はより一層の耐食性の改善は認められず、加えて
Ni含有量が多いのでコストアップにつながり不利とな
る。
〈実施例2〉 次に前記のメッキ浴No、 l−No、■を用いて厚さ
0.065mmのMgを0.02%含有する耐熱銅条(
導電率95,5%IAC3)の両面にZローNi 合金
メッキを施した後、加熱拡散処理を行ない、しかる後圧
延加工をして第2表に示す厚さ0.0360101のフ
ィン材No、 18〜No、 28を作製した。
そしてこれらフィン材について導電率を測定し、また〈
実施例1〉と同様の腐食試験を行なった後に引張り強度
の劣化率を測定し、これらの結果を上記耐熱鋼条の表面
に厚さ24輝の純Znメッキをした後、加熱拡散処理を
行ない、しかる後圧延加工する比較法No、 34によ
り作製した厚さ0.036mmのフィン材について測定
した結果と比較して第2表に併記した。
第2表から明らかなように、純Znをメッキした後加熱
拡散処理と圧延加工を加えた比較法フィン材No、 3
4は脱亜鉛が著しく、かつ強度劣化が大きい。しかしな
がら本発明法フィン材No、 18〜N0128はいず
れも脱亜鉛が少なく、かつ強度劣化が小さいことが判る
これに対してb/aの比が規定範囲内にあってもNl含
有率が6%未満の比較法フィン材No、 31は強度劣
化が激しく、一方Ni含有率が18%を超える比較法フ
ィン材No、 32はより大きい耐食性の改善は認めら
れないばかりかNi含有量の多いことによりコスト上不
利となる。
またNi含有率が規定範囲内にあってもb/aの比が0
.03未満の比較法フィン材No、 30およびNo、
 33は強度劣化が著しく、この比が0.14を超える
比較法フィン材No、 29はより一層の耐食性向上の
効果は少なく、さらに導電率の低下も太き(なり、また
目付量が多いのでコストアップにつながり不利となる。
〔発明の効果〕
このように本発明によれば、銅製熱交換器用フィン材の
耐食性を効果的に改善すると共に、熱伝導性の低下を小
さく抑えることが可能となってこのようなフィン材の放
熱用フィンとしての使用寿命を向上させ、かつフィン材
の薄肉軽量化を可能にする等工業上顕著な効果を奏する
ものである。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 厚さaのCuまたはCu合金条の表面に、両面
    での厚さの合計がbのZn−Ni合金を次式が成立する
    範囲内で被覆したことを特徴とする銅製熱交換器用フィ
    ン材。  b/a=0.03〜0.14
  2. (2) Zn−Ni合金が6〜18wt%のNi含有率
    である請求項(1)記載の銅製熱交換器用フィン材。
  3. (3) 厚さaのCuまたはCu合金条の表面に、両面
    での厚さの合計がbのZn−Ni合金を次式が成立する
    範囲内で被覆して加熱拡散処理により、表面層としてC
    u−Zn−Ni合金層を形成し、その下層にCu−Zn
    合金層を形成したことを特徴とする銅製熱交換器用フィ
    ン材。  b/a=0.03〜0.14
  4. (4) Zn−Ni合金が6〜18wt%のNi含有率
    である請求項(3)記載の銅製熱交換器用フィン材。
  5. (5) 厚さaのCuまたはCu合金条の表面に、電気
    メッキにより両面での厚さの合計がbのZn−Ni合金
    を次式が成立する範囲内で被覆することを特徴とする銅
    製熱交換器用フィン材の製造方法。  b/a=0.03〜0.14
  6. (6) Zn−Ni合金が6〜18wt%のNi含有率
    である請求項(5)記載の銅製熱交換器用フィン材の製
    造方法。
  7. (7) 厚さaのCuまたはCu合金条の表面に、電気
    メッキにより両面での厚さの合計がbのZn−Ni合金
    を次式が成立する範囲内で被覆した後、加熱拡散処理ま
    たは加熱拡散処理と圧延加工を施すことを特徴とする銅
    製熱交換器用フィン材の製造方法。  b/a=0.03〜0.14
  8. (8) Zn−Ni合金が6〜18wt%のNi含有率
    である請求項(7)記載の銅製熱交換器用フィン材の製
    造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS61110794A (ja) * 1984-11-06 1986-05-29 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 銅箔の表面処理方法

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JPS61110794A (ja) * 1984-11-06 1986-05-29 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 銅箔の表面処理方法

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