JPH0252995A

JPH0252995A - 耐食性に優れた熱交換器コア

Info

Publication number: JPH0252995A
Application number: JP63199951A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Oki; 義人沖; Masashi Isobe; 昌司磯部; Haruo Sugiyama; 杉山　治男; Yasuhisa Nishikawa; 西川　泰久
Original assignee: NIKKEI GIKEN KK; Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: NIKKEI GIKEN KK; Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1988-08-12
Filing date: 1988-08-12
Publication date: 1990-02-22

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）本発明はぶつ化物系フラックスを用いるろう付法で製造
されるラジェータ、カーエアコンのコンデンサー、エバ
ポレータ等のアルミニウム製熱交換器のコアに係り、該
コアに、通液管に対して十分な犠牲陽極効果を有し、か
つ耐孔食性に優れたフィンを備えることにより、コア全
体の耐食性が優れ、長期間の使用に耐える熱交換器コア
に関する。

（従来の技術）アルミニウム製のラジェータ、カーエアコンのコンデン
サー、エバポレーク等の熱交換器が、ろう付法の発達と
アルミニウムの良好な成形性と相まって．ふつ化物系フ
ラックスを用いるろう付法で製造されるようになった。

即ち、前記熱交換器は作動流体または冷媒等のｉ１１遇
する通液管と熱交換促進のためのフィンとからなるコア
を主要な構造部分とするものであって、このようなコア
の通液管の材質としては２強度が高く、耐食性を有し、
成形加工性の良好なＡ　３０００系合金（Ａ／−Ｍｎ系
合金）が、またフィンの材質としてはＡ　３００３合金
にＺｎを１．５ｗｔ％添加した合金が使用実績のあるも
のとして広く使用されている。

このような通液管とフィンを互いに接合するぶつ化物系
フラックスを用いるろう付法は、塩化物系フラックスを
用いる従来法と比較すると、被ろう何体表面に残留する
反応生成物に腐食性が無く、ろう付後に被ろう何体を洗
浄する工程を省略できる利点を有している。しかしなが
ら、このぶつ化物系フラックスを用いるろう付法はろう
付炉内の雰囲気を露点の低い不活性ガスで置換して行う
が、これはフラックスが、ろう何工程で炉内雰囲気の湿
分と反応して、被ろう何体表面のアルミニウム酸化物の
除去能力を低下し、接合不良の発生するのを防ぐためで
あって、そのために炉内雰囲気の湿分管理を十分に行う
必要があり、多大の労力を必要とするわづられしさがあ
る。

ところで、車輌が海岸地方、あるいは塩化物を含む凍結
防止剤の散布されている道路を通行すると、車輌に組み
付けたアルミニウム製熱交換器は激し・い腐食を受け、
通液管の表面を腐食し、ついには貫通孔となり、内部流
体が洩れ出ることとなる。

このようなことから、アルミニウム製熱交換器に防食対
策がこうしられている。

即ち、防食対策としてはｉＪｌ液管表面に亜鉛を被覆す
るものであるが、この方法によるだけでは恒久的なもの
とは言い難く、フィンの材質の改良によって防食対策を
こうしるようになった。この防食対策はフィンの自然電
位を通液管の自然電位より卑として通液管を陰極防食す
るものであって、そのために、上述したようにフィンを
構成する材料に亜鉛を含有せしめ、フィンの電位を卑と
し、通液管の腐食を阻止している。

このようなことをさらに詳しく述べると、フィンと通液
管との接触によって起こる腐食では電位の差の大小だけ
で腐食の大きさあるいは腐食の形態が定まるわけではな
（、夫々の分極挙動を考慮することが必要となる。

即ち、従来からフィンおよび通液管として使用している
Ａ　３００３合金にＺｎを］、５ｗｔ％添加した合金と
Ａ　３００３合金を用いて、これらの分極挙動を模式的
に第１図に示すと、フィンの陽極分極曲線は、実線で示
すような屈曲点３を有する曲線１となり、通液管の陰極
分極曲線は、点線で示すような曲線２となる。フィンお
よび通液管の分極挙動がこのような関係にある場合は、
曲線１と曲線２の交点４の電位（以後腐食電位という）
が屈曲点３の電位（以後孔食電位という）より貴である
からフィンの腐食形態は孔食タイプとなってフィンの一
部が脱落し、フィンの寿命が短くなり、逆に腐食電位が
孔食電位より卑となる場合は、フィンの腐食形態は前面
腐食タイプとなって寿命が長くなる。

またこの交点４の電流密度（以後腐食電流密度という）
の大きさによって通液管の防食される範囲が定まること
などが知られている。

このように、通液管の腐食をフィンの犠牲陽極作用によ
り防止するためには、通液管とフィンとの組合わせにお
いて達成できるものであって、通液管の腐食を防止する
フィンに具備される特性としては、■フィンの孔食電位
が腐食電位より貴であること、■腐食電流密度が高いこ
と、が求められている。

（発明の課題）従来より提案されているフィンの材質について、発明者
らがつぶさに検討したところ、従来のフィンはフィンの
自然電位あるいは孔食電位を卑側に移行させ、通液管の
電位を十分に責とすることによって、通液管を陰極防食
する考え方を基に種々の組成のものが提案されているが
、このようにした場合は・、腐食電位が孔食電位より貴
になってしまい、その結果上述したようにフィンの腐食
形態が孔食タイプとなってフィンの一部が脱落し、コア
の寿命を短（する欠点があった。

このようなことから、発明者らは、フィンの孔食電流密
度が十分に高い値を示すようなフィンを開発すれば、腐
食電流密度が高くなって、通液管を防食する範囲が広く
なり、しかもフィンと通液管の分極挙動が第２図に示さ
れるような関係になってフィンの腐食形態を全面腐食タ
イプとし、フィンの脱落がな（、長期間の使用に耐える
という考えを基にして、フィンの組成を検討した結果、
Ｍｇの僅かな添加によってフィンの孔食電流が高密度を
示す知見を得、さらに他の組成の作用を総合して本発明
を完成したものであって、その目的とするところは．ふ
つ化物系フラックスろう付法において炉内雰囲気の湿分
が高くても良好にろう付され、広く使用されているＡ　
３０００系合金からなる通液管と、該通液管を広い面積
範囲で陰極防食し、しかも孔食タイプとならない長寿命
フィンを備えた熱交換器コアを提供するものである。

（課題を解決する手段）即ち、本発明は．ふつ化物系フラックスを用いて通液管
とフィンとをろう付して組み立てた熱交換器コアにおい
て、該通液管を、Ａ　３０００系合金のＭｇ含有量０．
１ｗｔ％未満に限定した合金製とし、該フィンを、Ｚｎ
１．　Ｏ〜３．０ｗｔ％、Ｍｎ０．５〜２．０ｗｔ％、
ｈｏ、０２〜０．１ｗｔ％未満を含有し、残部不純物と
Ａ７！とからなり、不純物としてのＳｔを０．３ｗｔ％
未満、Ｃｕを０．２ｗｔ％以下とした合金製であること
を特徴とするアルミニウム製熱交換器コアである。

（作用）ぶつ化物系フラックスを用いるろう付法は、既に実用化
されていて、フラックスとしては．ふつ化アルミニウム
アルカリを主成分とする粉末が使用され、フィンおよび
通液管に該粉末を付着乾燥させた後、不活性ガス雰囲気
でろう付する方法である。

この不活性ガス雰囲気は、本発明において、通液管およ
びフィンのｎｇ含有量を０．１ｗＬ％未溝に限定するご
とによって、その露点を一２５℃程度まで下げても確実
に接合することができる。

Ａ　３０００系合金はＭｎを１．５ｗｔ％程度含有する
ＡｅＭｎ系合金で高温強度と成形加工性にすぐれている
。本発明に係わる通液管は、このＡ　３０００系合金か
らなり、合金中のＭｇ含有量を０．１ｗｔ％未満に限定
してぶつ化物系フラックスを用いるろう付のろう付法を
向上する。

次にフィンに用いる合金の組成とその割合について説明
する。

Ｚｎ１．０〜３．０ｗｔ％Ｚｎはフィンの電位を卑側に移行させてフィンに十分な
犠牲陽極効果を持たせるためのもので、その含有量が下
限値以下では犠牲陽極効果が十分でなく、またそれが上
限値以上ではフィンの自己腐食が激しく生ずるようにな
ってフィンの寿命を短くして好ましくない。

Ｍｎ０．５〜２．０ｗｔ％Ｍｎはフィンの高温およびろう付後の強度向上と、孔食
電流を高密度側に移行させてフィンを全面腐食タイプに
してフィンの部分的な脱落を防止するためのもので、そ
の含有量が下限値以下では強度も不十分で変形し易く、
また孔食を起し易く好ましくない。またその含有量が上
限値以上では鋳塊中にＭｎを含有するＡ　ｅ　−Ｍｎ（
Ｆｅ）系の巨大品出物が生成し易く、加工性を阻害する
。

ＭｇＯ，０２〜０．１　ｗｔ％未満ＭｇはＺｎと共存することによって、フィンの孔食電流
を高密度側に移行させ、その腐食形態を全面腐食タイプ
としフィンの部分的脱落を防止するためのもので、その
含有量が下限値以下ではその効果が少なく、また上限値
以上となると、ろう付炉内雰囲気の湿分が高くなったと
きにろう付法を低下させるので好ましくない。

不純物としてのＳｉおよびＣｕは、その含有量が増加す
ると、フィンの孔食電流を低密度側に移行させ、腐食形
態を孔食タイプとするので、その含有量の上限をＳｉＯ
，３ｗｔ％未満、ＣｕＯ，２ｗｔ％、好ましくは各々０
．１５ｗｔ％以下とする。Ｆｅはその含有量が０．７ｗ
ｔ％以上となるとＡ　ｅ　−Ｆｅ（Ｍｎ）系の巨大晶出
物が生成し易く、加工性を阻害し好ましくない。

また、この種の合金を鋳造するときに、鋳塊組織の微細
化のために通常添加されるＴｉの０．２ｗｔ％まで、あ
るいはＴｉの０．２ｗｔ％およびＢの０．０２匈Ｌ％ま
での含有は、むしろ好ましいものである。

（実施例）第１表に示す組成のフィンを次に示す方法で製造した。

即ち溶湯を直接水冷連続鋳造法で厚さ１２０　＋ｎの鋳
塊を得、この鋳塊を５９０℃の温度で３時間保持して均
質化処理した後、熱延して厚さ５朋の熱延板を得、次に
この板を冷延して厚さ０．１６１１としここで４００℃
の温度で１時間保持して中間焼鈍処理し、これを最終冷
延して厚さ０．１１５ｍｌのフィン材とし供試材とした
。

通液管はろう材（Ａ４３４３合金）の被覆された第２表
に示す組成の市販のものを使用した。

以下余白（賀Ｌ％）第　　２　　表供試材Ａ−Ｍ１３種類の腐食形態を調べるために、各供
試材の孔食電位（飽和カロメル基準）およびその電位に
おける孔食電流密度を以下の条件で測定した。

即ち、最終冷延して得た上述の厚さ０．１１５１のフィ
ン材を、ろう付工程で加熱される温度、即ち６００℃の
温度で３分間保持し、その後１分間５０°Ｃの冷却速度
で冷却した。このようにして得た試料を窒素ガスで十分
に脱気した３、５ｗｔ％食塩水中で、電位掃引速度を２
０ｍν／分として測定した。

結果を第３表に示す。

次に供試材Ａ−Ｍ１３種類のろう付法を調べるために．
ふつ化物系フラックスを用いて各供試材と通液管を以下
の条件でろう付した。

即ち、最終冷延して得た上述の厚さ０．１１５．０のフ
ィン材をコルゲート状に成形加工して、コルゲートフィ
ンとし、このフィンと前記ろう材の被覆された第２表に
示す組成の通液管とを、熱交換器のコア状に組付け、こ
のコアにＫＡ　／　Ｆ、およびに３Ａ　Ｎ　Ｆ４の共晶
組成°（融点約５６２°Ｃ）の粉末を塗布（５ｇ／ｍ）
　した後、露点−２５℃の窒素雰囲気中で６００℃の温
度で３分間保持してろう材処理し、フィンと通液管の接
合状態を検査した。結果を第３表に示す。

次にろう付後のコアの耐食性を調べるために、交互浸漬
試験を以下の条件で行った。

即ち、前記のごとくろう付したコアを、酢酸でＰ１１３
に調整した４０℃の５ｗｔ％食塩水中に１０分間浸漬し
、室温で５０分間保持して乾燥する１時間サイクルで、
１０００時間繰り返し、フィンおよび通液管の腐食形態
を観察した。結果を第３表に示す。

第３表の結果から本発明に係わるフィンの孔食電流密度
は著しく高密度側に移行しているのが判る。また、本願
発明に係わるフィンはろう付法の良好なことが判る。更
にろう付後のコアの交互浸漬試験においても通液管に腐
食の発生が無く、フィンの腐食形態も全面腐食であるか
らフィンの部分的な脱落の生じないことが判る。一方比
較例のものは、・孔食電流密度、ろう付法または交互浸
漬試験における耐食性のいずれかにおいて劣っているこ
とが判る。

（発明の効果）以上述べた如く、本発明に係わる熱交換器コアは、湿分
の高い条件でも良好なろう付法を有するものであるから
炉内雰囲気の湿分管理を厳密にするわずられしさがなく
、フィンは孔食電流が尚密度側にあるので腐食電流密度
も高くなって、通液管を広い面積範囲で陰極防食でき、
また通液管には腐食の発生が無く、フィンの腐食形態は
全面腐食であるからフィンの寿命も長く、長期間耐食性
良く使用できる効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、フィンと通液管の従来材による分権曲線を模
式的に表した図、第２図は、本発明に係わるフィン材と
従来付通液管による分極曲線を模式的に表し、た図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

１．ふっ化物系フラックスろう付法で通液管とフィンを
接合して組立てた熱交換器コアにおいて、通液管が、Ｍ
ｇ含有量を０．１ｗｔ％未満としたＡ３０００系合金製
であり、フィンが、Ｚｎ１．０〜３．０ｗｔ％、Ｍｎ０
．５〜２．０ｗｔ％、Ｍｇ０．０２〜０．１ｗｔ％未満
を含有し、残部不純物とＡｌとからなり、不純物として
のＳｉを０．３ｗｔ％未満、Ｃｕを０．２ｗｔ％以下と
したアルミニウム合金製である耐食性に優れた熱交換器
コア。
２．フィンのＳｉ含有量が０．１５ｗｔ％以下、Ｃｕ含
有量が０．１５ｗｔ％以下である請求項１記載の耐食性
に優れた熱交換器コア。