JPH02302596A - 熱交換器用管材 - Google Patents

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〕 本発明は自動車等の熱交換器用管材に関し、特に熱交換
器の耐食性を著しく向上させたものである。

〔従来の技術〕

自動車のエアコン用熱交換器であるコンデンサーおよび
エバポレーターはほとんどアルミニウム材で造られてい
る。

そしてこれらの形状は第１図に示すように、熱間または
温間で管状に押出し成形した管材（１）を蛇行状に折り
曲げ、この管材（１）の間にプレージングシートからな
るコルゲートフィン（２）を挟んで組付けたサーペンタ
インタイプのものが多く、これを種々のろう付工法によ
り一体に接合して熱交換器を製造している。なお図中の
（３）は管材（１）の両端に取り付けるコネクターを示
す。

ところで一般にアルミニウム材の特性として高温多湿下
での孔食形態の腐食が上げられる。

そして熱交換器の管材については、その内面は有機媒体
に接しているので腐食の問題は起きないのに対して、外
面は高温多湿の条件に曝された場合には孔食が発生して
管材を貫通し、内面にまで達する事故に繋がることもあ
る。そこでこの外面からの孔食を防ぐために各ろう付工
法により以下のような対策を採っている。

即ち塩化物系フラックスを用いたろう付工法（ＦＢ法）
では、Ｚ　ｎ　Ｃ０２を含んだフラックスを使用してろ
う付時にこのＺｎを管材の表面層に拡散させ、通常最大
Ｚｎ濃度が１〜２％、拡散深さが１００〜２００μｍの
拡散層を形成している。この層は管材の電位に対して卑
であるため電気化学的に犠牲層として働き、Ｚｎの未拡
散の部分を保護して貫通孔食を防ぐ作用をする。

また真空ろう付工法（ＶＢ法）では、管材に対して電位
が卑なＺｎ等を添加したプレージングシートのフィンを
使用してこのフィンの犠牲腐食により管材を保護する方
法を採っている。

しかしこの方法では第１図に示す管材（１）の曲げ部（
４）の外側のようにフィン（２）から遠い部分には犠牲
効果が働かないため、腐食環境の厳しい所では使用でき
ないという欠点があった。

また最近弗化物系の非腐食性フラックスを使用して非酸
化性雰囲気中でろう付する方法（ＮＢ法）が採用されて
いるが、このろう付工法ではＶＢ法と同様に犠牲フィン
を用い、さらに予めＺｎを被覆した管材と組み合わせて
ろう付し、ＦＢ法と同じ防食法で貫通孔食を防いでいる
。

この場合管材にＺｎを被覆する方法として現在量産で採
用されている一般的なものは、Ｚｎを化学的に置換処理
するいわゆるジンケート法であるが、さらにこの他にも
拡散、溶射、抑圧溶融または置換等による方法がそれぞ
れ特公昭５３−２３５４８号公報、特公昭５８−５１７
７２号公報または特開昭５８−２０４１６９号公報によ
り知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の防食技術において、第１図に示す管材（１）とし
てＺｎ被覆管材を用いて熱交換器を製造する場合、例え
ば弗化物系の非腐食性フラックスを使用してＮ２ガス雰
囲気中でろう付を行うとＺｎ被覆層内の約５０％のＺｎ
が蒸発してしまい管材表面でのＺｎ拡散層の形成に寄与
しないばかりでなく、ろう付炉を汚染する等の作業環境
を害する問題も生じていた。

さらにこの方法をＶＢ法に応用すると、被覆Ｚｎのほと
んどが蒸発してしまうのでＺｎの拡散が少なく、防食効
果の役目を果たさなくなってしまう。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はこれに鑑み種々検討の結果、熱交換器の耐食性
を著しく向上させる熱交換器用管材を開発したものであ
る。

即ち本発明はＡｌまたはＡ０合金の押出し管材の表面に
、ＳｎまたはＩｎのいずれか一方または双方を合計で０
．０５〜３ｗｔ％含むＡｌまたはＡ１２−Ｚｎ合金を被
覆したことを特徴とするものである。

〔作用〕

このようにＳｎまたはＩｎのいずれか一方または双方を
含むＡｌまたはＡｌ−Ｚｎ合金を被覆するのは、Ｓｎと
Ｉｎは共に電位的に卑な元素であり、またＮ２ガス中お
よび真空中にて６００℃のろう付加熱を行っても蒸発し
ないからである。従ってこのようなＡ１合金等を被覆し
た押出し管材は、被覆層が犠牲層となり該管材の貫通孔
食を防ぐ効果を有する。なおＳｎとＩｎは同じ効果を有
するものである。

しかしてＳｎまたはＩｎのいずれか一方または双方の合
計含有量を０．０５〜３ｗｔ％　（以下ｗｔ％を単に％
と略記する）と限定したのは、０．０５％未膚では押出
し管材に対して電位が十分県とはならないので押出し管
材の孔食を防ぐ効果が得られないからであり、３％を超
えるとその効果が飽和するばかりか自己耐食性が劣るた
めである。

なおＳｎまたはＩｎのいずれか一方または双方を含むＡ
ｌまたはＡ（＞−Ｚｎ合金とは、電位を貴にするＣｕや
Ｍｎ等の元素を含まないものが好ましい。

そしてＳｎまたはＩｎのいずれか一方または双方を含む
ＡｌまたはＡｌ−Ｚｎ合金を押出し管材に被覆する方法
としては、例えば溶射法がある。これには熱間または温
間で管状に押出し成形した後冷却した管材にプラスチン
グまたは再加熱後溶射を行う方法、または押出し成形直
後の高温で表面が活性な状態にある押出し材に溶射する
方法等がある。

さらに他の如何なる被覆法により被１夏してもよいが、
その被覆量は５〜１００ｇ／ｍ２の範囲が良い。これは
５ｇ／ｍ２未満では犠牲層としての効果が少なく、１０
０ｇ／ｍ２を超えるとその効果が飽和し、かつ製造コス
トが高くなるからである。

なおＡｌまたはＡｌ合金の押出し管材とは、例えばＪＩ
Ｓ　Ａ１０５０（ＡＣ＋９９．５％以上）、ＪＩＳ　Ａ
３００３（Ａｌ−１，０〜１．５％Ｍｎ　−０，０５〜
０．２０％Ｃｕ）またはＡＦｏ、５％Ｃｕ合金等の、ろ
う付加熱温度より高い融点を有するとともに被覆層との
電位差が５０ｍＶ以上の責な電位を有する全てのＡｌ合
金をいう。

〔実施例〕

ＪＩＳ　Ａ１０５０　Ａｌ鋳塊を熱間押出しして得られ
た管材に、押出し直後の表面が活性状態のときに第１表
に示す組成のＳｎまたはＩｎのいずれか一方または双方
を含むＡｌまたはＡｌ−Ｚｎ合金を、溶射法により第１
表に示す被覆量で被覆して本発明管材および比較管材Ｎ
ｏ、　ｌ　−Ｎｏ、　１０を作製した。また従来管材と
してＪＩＳ　Ａ１０５０　Ａｌ鋳塊を熱間押出しして得
られた管材の表面を被覆しない未被覆管材（ＮＯ，１１
）および熱間押出し管材の表面に１５ｇ／ａ＋”の被覆
量でＺｎを溶射して被覆した管材（Ｎｏ、１２）を作製
した。

これらの管材を５　Ｘ　１０−’Ｔｏｒｒの真空炉中に
て６００℃で５分間加熱した後、それぞれについて以下
のように表面電位の測定および耐食試験を行ない、それ
らの結果を第１表に示した。

即ち各管材の表面電位は２５℃の５％ＮａＣｌ水溶液中
にそれぞれの管材とその対極に飽和カロメル電極を設置
して測定し、その結果ＪＩＳ　Ａ１０５０の管材の表面
電位（−０，７６Ｖ）との電位差が０．０５Ｖ以上卑な
ものを○印、０．０５Ｖ未満のものをＸ印として表した
。また耐食試験はＪＴＳ　Ｈ８６８１に基づ＜　ＣＡＳ
Ｓ試験を５００時間行い、貫通孔食の発生したものをＸ
印、発生しなかったものをＯ印として示した。

第１表から明らかなようにＳｎ　またはＩｎのいずれか
一方または双方を含むＡｌまたはＡｌ−Ｚｎ合金を被覆
した本発明管材Ｎｏ、　ｌ　−Ｎｏ、　７の表面電位は
、いずれもＪＩＳ　Ａ！０５０材に比較して０．０５Ｖ
以上卑であり、かつ耐食性も良好であった。

これに対して従来管材Ｎｏ、１１〜Ｎｏ、　１２および
ＳｎまたはＩｎが本発明から外れる比較管材Ｎ０１８〜
Ｎｏ、　１０では貫通孔食が発生してしまい、かつ耐食
性も劣っていた。

〔発明の効果〕

このように本発明によれば、熱交換器の耐食性が向上す
るのでその寿命を著しく改善することができる等工業上
顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はエアコン用熱交換器の一例を示す斜視図である
。 ｌ　管材 ２　フィン ３−　コネクター ４　曲げ部 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＡｌまたはＡｌ合金の押出し管材の表面に、Ｓｎ
   またはＩｎのいずれか一方または双方を合計で０．０５
   〜３ｗｔ％含むＡｌまたはＡｌ−Ｚｎ合金を被覆したこ
   とを特徴とする熱交換器用管材。