JPH0429465B2

JPH0429465B2 -

Info

Publication number: JPH0429465B2
Application number: JP60115352A
Authority: JP
Priority date: 1985-05-30
Filing date: 1985-05-30
Publication date: 1992-05-19
Also published as: JPS61273253A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、熱交換器の沸騰伝熱部及びその製造
法に関する。

（従来の技術）フレオン液およびフレオンガスを用いた沸騰伝
熱面の効率を向上するには、例えば銅粒子（粒径
100〜150μ）を基板の銅板上に２〜３層拡散接
合、めつきなどにより積層結合するのが最も良い
ことは、すでに文献等により知られている。

（発明が解決しようとする問題点）上記のように銅製の伝熱面を使用して熱交換器
を製作した場合、重量が大きいため、軽量の熱交
換器を必要とする場合は、上記のような伝熱面を
アルミニウム合金で製作する必要が生ずる。

しかし、アルミニウム合金の粒子は表面が酸化
皮膜でおゝわれており、銅合金のように拡散接合
は困難であると共に、めつき工法もアルミニウム
合金には適用できない。

そこで、特開昭57−88967号公報及び特開昭59
−118267号公報では、金属粉末とろう材料粉末を
重量比８／１と２／１で混合し、プラスチツク、
ワセリン、高級アルコール等の結合剤を用いて基
板上に塗布した後、ろう付温度に加熱して多孔質
層を形成する方法が提案された。

しかしながら、上記の方法では、多量のろう材
を使用するところから、ろう材皮膜が厚くなり、
伝熱特性を低下させる。また、多孔質層から結合
剤を完全に除去することが困難であり、多孔質層
内に残留する結合剤が伝熱特性を低下させるとい
う問題が生ずる。さらに、蒸発しやすいアルコー
ルを用いると、加熱時に爆発的燃焼の危険性があ
る。

そこで、本発明は、上記従来技術の欠点を解消
し、ろう材皮膜の使用量を抑えて高い伝熱特性を
確保するとともに、結合剤を使用せずに、作業上
の安全性に優れた熱交換器の伝熱部及びその製造
法を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明は、Al製の基板と、該基板上に載置さ
れて層を形成する複数の微細な金属粒子と、前記
金属粒子間及び基板の上にAl酸化皮膜を介さず
に被着し、相互を固定した、Mgを含むAlろう材
皮膜とを具備し、該金属粒子とろう材皮膜の重量
比が９／１〜100／１の範囲にあることを特徴と
する熱交換器の伝熱部、及び、Al製の基板上に、
微細な金属粒子とMgを含むAlろう材粒子を重量
比で９／１〜100／１の範囲で結合剤を用いずに
混合して載置し、非酸化性雰囲気にてろう付温度
まで加熱することを特徴とする熱交換器の伝熱部
の製造法である。

本発明におけるAl製の基板とは、純Al、Al合
金の両者を含む。また、該基板上に載置されて層
を形成する金属粒子としては、Al、Cuなどの伝
熱特性にすぐれた純金属又は合金の粒子が使用で
きる。尚、後述する実施例のようなAl合金を該
粒子とすることにより、冷媒中に不純物が混入さ
れても電触（ガルバニツクコロージヨン）がおこ
りにくいという付随的効果を奏することができ
る。これらの金属粒子の好ましい粒径は、200μ
ｍ以下、更に好ましくは100〜150μｍである。

また、本発明におけるMgを含むAlろう材とし
ては、例えばJIS Ｚ 3263のA4045、A4145、
A4047 A4003、A4004、A4005、A4N04等が使用
でき、好ましくはMg含有量が1wt％以上の例え
ばA4003、A4004、A4N04等が使用できる。ま
た、該ろう材の好ましい粒径は10〜15μｍであ
る。

本発明における金属粒子／ろう材粒子の混合比
率は、金属粒子同志及び金属粒子と基板を適度な
強度で固着するとともに、ろう材層の厚みが金属
粒子の伝熱を過度に阻害しないようにする上で重
要であり、重量比で９／１〜100／１の範囲が良
い。９／１未満では、ろう材層が厚すぎて伝熱特
性が不十分となる。

本発明では、金属粒子とろう材粒子の混合物を
結合剤を用いずに直接基板上に載置して層を形成
するものである。載置の方法は、例えば、加圧板
などを用いて物理的に固める方法でも良い。この
ように、結合剤を用いないので、結合剤が伝熱層
に残留することがなく、優れた伝熱特性を維持す
ることができる。また、結合剤による爆発的な燃
焼を心配する必要もなく、作業性、安全性に優れ
た方法である。

更に、本発明における加熱の際の非酸化性雰囲
気は、真空、Ar、N₂等の雰囲気が適している。

（作用）空隙率数十％の金属粒子層を形成するに当り、
粒子層より小径のAlろう材を適量混合させ、真
空炉中でAlろう材を溶融させ、溶融ろうの表面
張力により粒子層を構成する金属粒子間及び粒子
と基板間を結合する。

また、ろう材の溶融前後において該ろう材中に
含有されているMgが蒸発し、金属粒子Al製基板
の表面を還元し、純Al、Al合金表面の酸化皮膜
の除去あるいは該皮膜の生成防止作用をなす。

（実施例）第１図に示すように、アルミニウム合金（1000
系、3000系、5000系、6000系など）粒子１（粒径
100〜150μ）にAl−Si系ろう材であるA4004合金
（Si：9.0〜10.5％、Fe：0.8％以下、Cu：0.25以
下、Mn：0.10％以下、Mg：1.0〜2.0％、Zr：
0.20％以下、その他：0.15％以下、Al：残部）粒
子２（粒径10〜15μ）を重量比10：１になるよう
に混合し、真空炉中でA4004合金の溶融点直上
590〜610℃に数分加熱する。A4004合金の溶融前
後にその構成成分の１つであるMgが蒸発する
が、その時、アルミニウム合金粒子１、アルミニ
ウム基板３の表面を還元し、溶融ろうは、その表
面張力によりアルミニウム合金粒子１表面及びア
ルミニウム基板３表面を濡らす。その後、冷却
し、A4004合金が凝固すれば、第２図に示すよう
に、アルミニウム合金粒子１の相互間及びアルミ
ニウム合金粒子１とアルミニウム合金基板３とが
結合され、その結果、体積空隙率数十％のアルミ
ニウム合金よりなる多孔質粒子層（厚さ200〜
500μｍ）が基板上に形成される。このような層
をアルミニウム合金製熱交換器の沸騰伝熱面に利
用すれば、高熱伝達率の熱交換器が製作できる。

（発明の効果）アルミニウム合金製熱交換器において、体積空
隙率数十％の金属粒子層の製作が可能になつたこ
とにより、熱交換器の沸騰熱伝達率を格段に向上
することが可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施態様例を示す
説明図である。更に、結合剤を使用しないので、
伝熱効率を向上させることができ、作業性、安全
性の点からも優れている。

Claims

【特許請求の範囲】１ Al製の基板と、該基板上に載置されて層を
形成する複数の微細な金属粒子と、前記金属粒子
間及び基板の上にAl酸化皮膜を介さずに被着し、
相互を固定した、Mgを含むAlろう材皮膜とを具
備し、該金属粒子とろう材皮膜の重量比が９／１
〜100／１の範囲にあることを特徴とする熱交換
器の伝熱部。２ Al製の基板上に、微細な金属粒子と、Mgを
含むAlろう材粒子とを重量比で９／１〜100／１
の範囲で結合剤を用いずに混合して載置し、非酸
化性雰囲気にてろう付温度まで加熱することを特
徴とする熱交換器の伝熱部の製造法。