JPH0224185B2

JPH0224185B2 -

Info

Publication number: JPH0224185B2
Application number: JP26605885A
Authority: JP
Inventors: Riki Hagiwara; Zenichi Tanabe; Hideo Ito; Yoshifusa Shoji
Original assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Priority date: 1985-11-28
Filing date: 1985-11-28
Publication date: 1990-05-28
Also published as: JPS62127445A

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］本発明は、真空ろう付けによつてフインと作動
流体通路とを接合して得るラミネート型熱交換器
のコアの製造方法に関するものである。［従来の技術］真空ろう付けによつて、フインと作動流体通路
とが接合されてコアが構成される、ラミネート型
のアルミニウム合金製熱交換器は、従来ほとんど
のものが、フイン材料として犠牲陽極性の合金を
用いず、非防食型合金を用いていた。［発明が解決しようとする問題点］前記のように従来、真空ろう付けによりコアが
構成されるラミネート型アルミニウム合金製熱交
換器は、犠牲陽極フインを用いていないが、この
理由は、真空ろう付けに適した犠牲陽極フインの
材料合金が開発されていないことが主な原因であ
つた。ラミネート型以外のアルミニウム合金製熱交換
器で、犠牲陽極フイン材として一般に使用されて
いるものはAl−Zn系合金であるが、この合金は
真空ろう付けの際に蒸気圧の低いZnが蒸発飛散
してしまい、フインの犠牲陽極効果が有効に作用
しないだけでなく、蒸発したZnが炉壁など炉内
に付着して炉の補修頻度を増大させる。前記、Al−Zn系の犠牲陽極フインとしては、
ブレージングシートフインでの利用は比較的例が
多い。このフインは、心材にAl−Zn系合金を用い、
皮材にAl−Si−Mg系のアルミニウム合金ろうを
クラツドしてあり、この合金ろう皮材によつて、
真空加熱時のZnの蒸発がいく分阻止されるので、
心材のZn量を例えば、1.5％程度に多くして、蒸
発飛散後の残留Zn量による犠牲陽極効果を利用
するものである。しかしながら、ラミネート型熱交換器において
は、そのフインがはだか材であるため、グラツド
フインでのような上記の効果は期待できない。こ
れが、従来のラミネート型熱交換器のフイン材に
Al−Zn系合金が利用されない理由でもある。一方、Inの犠牲陽極効果は古くから知られてい
るが、Inが低融点元素であるため、Al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、圧延の際に素材にわ
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、このような点が解決できるならば、こ
のAl−In−Li系合金には、Al−Zn系合金におけ
る前記の問題点が無いので、ラミネート型熱交換
器コアの犠牲陽極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、真空ろう付けにより製作されたラ
ミネート型アルミニウム合金製熱交換器コアの犠
牲陽極フインの材料に適用することによつて、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］本発明のラミネート型熱交換器のコアは、前記
目的を達成するため、以下に記載する組成のいず
れかのAl−In−Li系合金のフインと、Al−Mn
系、Al−Mn−Cu系などの耐食アルミニウム合金
を心材とし、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から成る作動
流体通路とを組合わせて、10^-2Torr以上の雰囲
気中で、ろう付けすることにより、コアに構成さ
れたものである。前記合金の組成は、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、残部は実質的にAlおよび不純物である
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。本発明のラミネート型熱交換器コアの犠牲陽極
フインの材料に使用する合金は、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
合金の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
起因する原材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フイン材として
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うえ、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
り少ないと上記効果は小さく、一方いづれの元
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、本発明熱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、フインの
材料に使用したアルミニウム合金の組成を第１表
に掲げる。

【表】

【表】第１表の各合金ごとに、その鋳塊を540℃×8hr
のソーキング後、480℃にて熱間圧延し、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
工してフインとした。一方、このようにして得た各フインに対して、
3004合金を心材にして、この両面に4004合金を皮
材として10％クラツドして板厚0.5mmｔのブレー
ジングシートを得た。このブレージングシートか
ら作動流体通路を製作した。前記フインと作動流体通路を組合わせて、真空
ろう付け（２×10^-5Torr、600℃）して熱交換器
コアを製造した。この際、フインをその表面積が
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
分乾操の繰り返し (3) CASS試験：JIS−Ｈ−8681 以上の各試験の結果は、第２表に示すとおりで
あつた。第２表のコアNo.数は、第１表のフイン材
合金のNo.数に対応するものである。

【表】第２表で明らかなように、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.19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、作用流体通路
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、本発明コアのフインに使用した
Al−In−Li系合金は、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
はフイン原材の製造過程中、造塊、圧延時に割れ
を発生した材料があつた。［発明の効果］本発明によるラミネート型熱交換器のコアは、
そのフイン材に、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

【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からなるフイン材と、耐食
アルミニウム合金の心材に、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
ートから成る作動流体通路を組合わせて、
10^-2Torr以下の雰囲気中で、ろう付けすること
を特徴とするラミネート型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
ルミニウム合金からなるフイン材と、耐食アルミ
ニウム合金の心材に、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から
成る作動流体通路を組合わせて、10^-2Torr以下
の雰囲気中で、ろう付けすることを特徴とするラ
ミネート型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からなるフイ
ン材と、耐食アルミニウム合金の心材に、Al−
Si系、Al−Si−Mg系の合金ろうを皮材としたブ
レージングシートから成る作動流体通路を組合わ
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ラミネート型熱交換器コアの
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
アルミニウム合金からなるフイン材と、耐食アル
ミニウム合金の心材に、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か
ら成る作動流体通路を組合わせて、10^-2Torr以
下の雰囲気中で、ろう付けすることを特徴とする
ラミネート型熱交換器コアの製造方法。