JPH06207257A - アルミ製熱交換器用複合チューブとその製造方法 - Google Patents
アルミ製熱交換器用複合チューブとその製造方法Info
- Publication number
- JPH06207257A JPH06207257A JP182993A JP182993A JPH06207257A JP H06207257 A JPH06207257 A JP H06207257A JP 182993 A JP182993 A JP 182993A JP 182993 A JP182993 A JP 182993A JP H06207257 A JPH06207257 A JP H06207257A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 冷間又は熱間押出しにより成形したチューブ
を用いるアルミ製熱交換器のろう付け工程における接合
温度を低くし、長期にわたる信頼性を確保すると共に、
コスト低減を計る。 【構成】 冷間又は熱間押出しにより成形したAl又は
Al合金製チューブの表面の少なくとも一部に、半田と
してSn:10wt%を超え、70wt%以下、Al:2〜
10wt%を含有し、残部ZnかなるZn基合金を被覆し
たもので、被覆はZn基合金を該Zn基合金の融点+3
0℃以上、410℃以下の温度でフラックス、超音波又
はこれらを併用した溶融めっきにより被覆する。
を用いるアルミ製熱交換器のろう付け工程における接合
温度を低くし、長期にわたる信頼性を確保すると共に、
コスト低減を計る。 【構成】 冷間又は熱間押出しにより成形したAl又は
Al合金製チューブの表面の少なくとも一部に、半田と
してSn:10wt%を超え、70wt%以下、Al:2〜
10wt%を含有し、残部ZnかなるZn基合金を被覆し
たもので、被覆はZn基合金を該Zn基合金の融点+3
0℃以上、410℃以下の温度でフラックス、超音波又
はこれらを併用した溶融めっきにより被覆する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アルミ製熱交換器用複
合チューブとその製造方法に関するもので、特に冷間又
は熱間押出しにより成形したAl又はAl合金製チュー
ブを用いる熱交換器において、ろう付け工程における接
合温度を低くし、長期にわたる信頼性を確保すると共
に、コスト低減を計ったものである。
合チューブとその製造方法に関するもので、特に冷間又
は熱間押出しにより成形したAl又はAl合金製チュー
ブを用いる熱交換器において、ろう付け工程における接
合温度を低くし、長期にわたる信頼性を確保すると共
に、コスト低減を計ったものである。
【0002】
【従来の技術】アルミ製熱交換器は構造が複雑であるた
め、一般的にはAl−Si系合金ろう材をクラッドした
ブレージングシートを組立品の構成部品の一部に使用
し、心材の融点直下である約600℃に昇温し、ノコロ
ックろう付け法又は真空ろう付け法を用いて炉中ろう付
けを行い、構成部品間を接合することにより組み立てら
れている。例えばチューブに電縫管を用いる熱交換器に
おいては、チューブの穴あき腐食を防ぐために、チュー
ブ材をブレージングシートとしている。一方、冷間又は
熱間押出しにより成形したチューブを用いる熱交換器に
おいては、チューブにブレージングシートを使用できな
いため、フィン材をブレージングシートとし、チューブ
の穴あき腐食を防止する目的でチューブ表面にZnを溶
射した後ろう付けをしている。
め、一般的にはAl−Si系合金ろう材をクラッドした
ブレージングシートを組立品の構成部品の一部に使用
し、心材の融点直下である約600℃に昇温し、ノコロ
ックろう付け法又は真空ろう付け法を用いて炉中ろう付
けを行い、構成部品間を接合することにより組み立てら
れている。例えばチューブに電縫管を用いる熱交換器に
おいては、チューブの穴あき腐食を防ぐために、チュー
ブ材をブレージングシートとしている。一方、冷間又は
熱間押出しにより成形したチューブを用いる熱交換器に
おいては、チューブにブレージングシートを使用できな
いため、フィン材をブレージングシートとし、チューブ
の穴あき腐食を防止する目的でチューブ表面にZnを溶
射した後ろう付けをしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般にアルミ製熱交換
器は、ブレージングシートの形でAl−Si系合金ろう
材を用いてろう付けされるため接合温度が約600℃と
高く、さらにこの温度はろう材以外の材料の融点に接近
しているため、厳密な温度制御が不可欠である。また真
空あるいは不活性ガス雰囲気中に保持する必要があるこ
とから、設備費、ランニングコストが高いという問題が
ある。また皮材に使用されるろう材の融点により、心材
に使用される材料も制約を受けている。更にクラッド材
を使用するため、これらの屑の再利用が実質的にできな
いという問題がある。また冷間或いは熱間押出しにより
形成したチューブを用いる熱交換器では、チューブの穴
あき腐食を防止するため、Zn溶射等の処理が必要であ
った。
器は、ブレージングシートの形でAl−Si系合金ろう
材を用いてろう付けされるため接合温度が約600℃と
高く、さらにこの温度はろう材以外の材料の融点に接近
しているため、厳密な温度制御が不可欠である。また真
空あるいは不活性ガス雰囲気中に保持する必要があるこ
とから、設備費、ランニングコストが高いという問題が
ある。また皮材に使用されるろう材の融点により、心材
に使用される材料も制約を受けている。更にクラッド材
を使用するため、これらの屑の再利用が実質的にできな
いという問題がある。また冷間或いは熱間押出しにより
形成したチューブを用いる熱交換器では、チューブの穴
あき腐食を防止するため、Zn溶射等の処理が必要であ
った。
【0004】
【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、アルミ系材料との接合をより低温(具体的
には、410℃以下)で行え、コスト低減と長期にわた
る信頼性を確保できるアルミ製熱交換器用複合チューブ
とその製造方法を開発したものである。
検討の結果、アルミ系材料との接合をより低温(具体的
には、410℃以下)で行え、コスト低減と長期にわた
る信頼性を確保できるアルミ製熱交換器用複合チューブ
とその製造方法を開発したものである。
【0005】即ち本発明複合チューブは、冷間又は熱間
押出しにより成形したAl又Al合金製チューブの表面
の少なくとも一部に、半田としてSn:10wt%を超
え、70wt%以下、Al:2〜10wt%を含有し、残部
ZnからなるZn基合金を被覆したことを特徴とする。
押出しにより成形したAl又Al合金製チューブの表面
の少なくとも一部に、半田としてSn:10wt%を超
え、70wt%以下、Al:2〜10wt%を含有し、残部
ZnからなるZn基合金を被覆したことを特徴とする。
【0006】本発明複合チューブの製造方法は、冷間又
は熱間押出しにより成形したAl又はAl合金製チュー
ブの表面の少なくとも一部に、半田としてSn:10wt
%を超え、70wt%以下、Al:2〜10wt%を含有
し、残部ZnからなるZn基合金を、該Zn基合金の融
点+30℃以上、410℃以下の温度で被覆することを
特徴とし、Zn基合金をフラックス、超音波又はこれら
を併用する溶融メッキにより被覆する。
は熱間押出しにより成形したAl又はAl合金製チュー
ブの表面の少なくとも一部に、半田としてSn:10wt
%を超え、70wt%以下、Al:2〜10wt%を含有
し、残部ZnからなるZn基合金を、該Zn基合金の融
点+30℃以上、410℃以下の温度で被覆することを
特徴とし、Zn基合金をフラックス、超音波又はこれら
を併用する溶融メッキにより被覆する。
【0007】
【作用】本発明は上記の如く、冷間又は熱間押出しによ
り形成したAl又はAl合金製チューブの表面の少なく
とも一部に、半田としてZn基合金を被覆した複合チュ
ーブを用いることによりチューブと熱的に接合する必要
のある部品として、ブレージングシートを必要とせず、
より低温での接合が可能となる。このため例えばフィン
材にJIS5000系(Al−Mg系)合金等の比較的
低い液相点を持つ高強度材料の使用も可能であり、接合
部品の薄肉化も可能となる。そしてチューブ表面に半田
として被覆したZn基合金が、チューブ材に対して犠牲
陽極層として作用するため、チューブの穴あき腐食を防
止でき、長期にわたる信頼性を確保することが可能とな
る。
り形成したAl又はAl合金製チューブの表面の少なく
とも一部に、半田としてZn基合金を被覆した複合チュ
ーブを用いることによりチューブと熱的に接合する必要
のある部品として、ブレージングシートを必要とせず、
より低温での接合が可能となる。このため例えばフィン
材にJIS5000系(Al−Mg系)合金等の比較的
低い液相点を持つ高強度材料の使用も可能であり、接合
部品の薄肉化も可能となる。そしてチューブ表面に半田
として被覆したZn基合金が、チューブ材に対して犠牲
陽極層として作用するため、チューブの穴あき腐食を防
止でき、長期にわたる信頼性を確保することが可能とな
る。
【0008】半田として被覆するZn基合金としては、
Sn:10wt%を超え、70wt%以下、Al:2〜10
wt%を含有し、残部ZnからなるZn基合金を用いる。
Sn:10wt%を超え、70wt%以下、Al:2〜10
wt%を含有し、残部ZnからなるZn基合金を用いる。
【0009】またチューブ表面へのZn基合金の被覆法
は、フラックスを用いる溶融めっき、或いは超音波を併
用する溶融めっき等が経済的にも有利である。また処理
するチューブに先ずジンケート処理した後溶融めっきし
ても良い。
は、フラックスを用いる溶融めっき、或いは超音波を併
用する溶融めっき等が経済的にも有利である。また処理
するチューブに先ずジンケート処理した後溶融めっきし
ても良い。
【0010】Zn基合金におけるSnの添加はZn基合
金の融点を低下させ、かつ該合金の流動性を高めて、広
がり性(Alとの濡れ性)、溶融めっき性及び接合性を
改善するためである。しかしてSnの添加量を10wt%
を超え、70wt%以下と限定したのは、10wt%以下で
はこれらの効果が不十分であって、410℃以下の接合
温度ではアルミ系材料との健全な接合部が得られなく、
70wt%を越えると融点は更に低下するものの、流動性
の一層の改善は認められず、又必要以上のSnの添加は
接合用合金(半田)のコストを上げることになるからで
ある。
金の融点を低下させ、かつ該合金の流動性を高めて、広
がり性(Alとの濡れ性)、溶融めっき性及び接合性を
改善するためである。しかしてSnの添加量を10wt%
を超え、70wt%以下と限定したのは、10wt%以下で
はこれらの効果が不十分であって、410℃以下の接合
温度ではアルミ系材料との健全な接合部が得られなく、
70wt%を越えると融点は更に低下するものの、流動性
の一層の改善は認められず、又必要以上のSnの添加は
接合用合金(半田)のコストを上げることになるからで
ある。
【0011】Alの添加は、溶融Zn及び溶融Snの酸
化を防止し、融点を下げて溶融めっき及び接合作業を容
易にすると共に、Alとの濡れ性を改善するためであ
る。しかしてAlの添加量を2〜10wt%と限定したの
は、2wt%未満ではこれらの効果が不十分であり、10
wt%を越えると融点が上昇し、Zn基合金の広がり性を
劣化させ、410℃以下の低温での接合作業性を悪くす
るためである。
化を防止し、融点を下げて溶融めっき及び接合作業を容
易にすると共に、Alとの濡れ性を改善するためであ
る。しかしてAlの添加量を2〜10wt%と限定したの
は、2wt%未満ではこれらの効果が不十分であり、10
wt%を越えると融点が上昇し、Zn基合金の広がり性を
劣化させ、410℃以下の低温での接合作業性を悪くす
るためである。
【0012】またZn基合金をAl材に被覆処理する際
の温度をZn基合金の融点(液相点)+30℃以上、4
10℃以下としたのは次の理由による。被覆温度がZn
基合金の融点+30℃未満ではZn基合金の広がり性が
確保できず、健全な被覆ができにくいためである。また
本発明におけるZn基合金の融点は410℃以下であ
り、410℃を越える加熱は必要以上の加熱であり、エ
ネルギーコスト的にも不利となるためである。
の温度をZn基合金の融点(液相点)+30℃以上、4
10℃以下としたのは次の理由による。被覆温度がZn
基合金の融点+30℃未満ではZn基合金の広がり性が
確保できず、健全な被覆ができにくいためである。また
本発明におけるZn基合金の融点は410℃以下であ
り、410℃を越える加熱は必要以上の加熱であり、エ
ネルギーコスト的にも不利となるためである。
【0013】また本発明チューブを用いて他の熱交換器
用部品と組み合わせ、これらを上記Zn基合金により接
合する際の温度は上記の被覆処理温度と同程度でよい。
用部品と組み合わせ、これらを上記Zn基合金により接
合する際の温度は上記の被覆処理温度と同程度でよい。
【0014】
【実施例】以下本発明の実施例について説明する。JI
S1100(Al−0.12wt%Cu)合金を用いて押
出し加工により多穴チューブを形成した後、超音波を併
用した溶融めっきにより表1に示す組成のZn基合金
を、該チューブ外側に約30〜40μmの厚さに被覆
し、アルミ製熱交換器用複合チューブを作製した。なお
この際の被覆温度は表1中の接合温度と同一の温度とし
た。
S1100(Al−0.12wt%Cu)合金を用いて押
出し加工により多穴チューブを形成した後、超音波を併
用した溶融めっきにより表1に示す組成のZn基合金
を、該チューブ外側に約30〜40μmの厚さに被覆
し、アルミ製熱交換器用複合チューブを作製した。なお
この際の被覆温度は表1中の接合温度と同一の温度とし
た。
【0015】このチューブを蛇行状に曲げ、その間にコ
ルゲート加工を施したJIS3003(Al−0.15
wt%Cu−1.1wt%Mn)合金からなるフィン材を挟
み、表1に示す接合温度で接合し、図1に示すサーペン
タイン型コンデンサを組み立てた。図1において(1)
は多穴チューブ、(2)はフィン材を示す。比較のため
フィンにブレージングシート(芯材はJIS3003合
金、皮材はJIS4045(Al−10wt%Si)合金
ろう材)を使用する従来法により同様のサーペンタイン
型コンデンサを組み立て、600℃に加熱して接合し
た。
ルゲート加工を施したJIS3003(Al−0.15
wt%Cu−1.1wt%Mn)合金からなるフィン材を挟
み、表1に示す接合温度で接合し、図1に示すサーペン
タイン型コンデンサを組み立てた。図1において(1)
は多穴チューブ、(2)はフィン材を示す。比較のため
フィンにブレージングシート(芯材はJIS3003合
金、皮材はJIS4045(Al−10wt%Si)合金
ろう材)を使用する従来法により同様のサーペンタイン
型コンデンサを組み立て、600℃に加熱して接合し
た。
【0016】これらのコンデンサについて、フィンとチ
ューブとの接合状態を目視にて調べ、その結果を表1に
示した。又、コンデンサより接合部分の一部を切り出
し、樹脂に埋め込み研磨した後、接合部断面におけるフ
ィレット形状を顕微鏡にて観察し、半田合金のAlとの
濡れ具合を調べ、その結果を表1に併記した。
ューブとの接合状態を目視にて調べ、その結果を表1に
示した。又、コンデンサより接合部分の一部を切り出
し、樹脂に埋め込み研磨した後、接合部断面におけるフ
ィレット形状を顕微鏡にて観察し、半田合金のAlとの
濡れ具合を調べ、その結果を表1に併記した。
【0017】
【表1】 ※1 A:接合良好 B:部分的に接合 C:接合不可 ※2 A:連続的に良好なフィレツトを形成 B:部分的に良好なフィレツトを形成 C:フィレツトの形成が不完全(十分な接合用合金の盛
り上がりが見られない) D:フィレツトを全く形成しない
り上がりが見られない) D:フィレツトを全く形成しない
【0018】本発明例No1〜7によれば、Al−Si
系合金ろう材を用いた従来例によるろう付けに比し、約
200〜250℃低い(410℃以下の)温度で、フィ
レツト形状が良好で健全な接合部を得ることが出来る。
一方、Zn基合金の組成が本発明の範囲外である比較例
No8〜10は、410℃以下の温度では接合が不可能
であるか、部分的にしか接合されていない。
系合金ろう材を用いた従来例によるろう付けに比し、約
200〜250℃低い(410℃以下の)温度で、フィ
レツト形状が良好で健全な接合部を得ることが出来る。
一方、Zn基合金の組成が本発明の範囲外である比較例
No8〜10は、410℃以下の温度では接合が不可能
であるか、部分的にしか接合されていない。
【0019】以上本発明をアルミ製コンデンサを例に説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、冷
間又は熱間押出しにより形成したチューブを用いるAl
又はAl合金製熱交換器一般に適用できるものであるこ
とは言うまでもない。
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、冷
間又は熱間押出しにより形成したチューブを用いるAl
又はAl合金製熱交換器一般に適用できるものであるこ
とは言うまでもない。
【0020】
【発明の効果】このように本発明によれば、アルミ製熱
交換器の接合において、接合温度を低く(410℃以下
に)してランニングコストを低減することができると共
に、良好な接合状態を確保することができる。またZn
基合金がチューブ材に比し電気化学的に卑であってチュ
ーブ材に対し犠牲作用を有するためチューブ材の穴あき
腐食に対する長期信頼性を確保することができる等工業
上顕著な効果を奏する。
交換器の接合において、接合温度を低く(410℃以下
に)してランニングコストを低減することができると共
に、良好な接合状態を確保することができる。またZn
基合金がチューブ材に比し電気化学的に卑であってチュ
ーブ材に対し犠牲作用を有するためチューブ材の穴あき
腐食に対する長期信頼性を確保することができる等工業
上顕著な効果を奏する。
【図1】サーペンタイン型コンデンサの一例を示す斜視
図である。
図である。
1 多穴チューブ 2 フィン材
Claims (2)
- 【請求項1】 冷間又は熱間押出しにより成形したAl
又はAl合金製チューブの表面の少なくとも一部に、半
田としてSn:10wt%を超え、70wt%以下、Al:
2〜10wt%を含有し、残部ZnからなるZn基合金を
被覆したことを特徴とするアルミ製熱交換器用複合チュ
ーブ。 - 【請求項2】 冷間又は熱間押出しにより成形したAl
又はAl合金製チューブの表面の少なくとも一部に、半
田としてSn:10wt%を超え、70wt%以下、Al:
2〜10wt%を含有し、残部ZnからなるZn基合金
を、該Zn基合金の融点+30℃以上、410℃以下の
温度で被覆することを特徴とするアルミ製熱交換器用複
合チューブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP182993A JPH06207257A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | アルミ製熱交換器用複合チューブとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP182993A JPH06207257A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | アルミ製熱交換器用複合チューブとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207257A true JPH06207257A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11512459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP182993A Pending JPH06207257A (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | アルミ製熱交換器用複合チューブとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06207257A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118222962A (zh) * | 2024-04-02 | 2024-06-21 | 京信通信技术(广州)有限公司 | 铝合金表面超声熔覆方法及超声熔覆装置 |
-
1993
- 1993-01-08 JP JP182993A patent/JPH06207257A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118222962A (zh) * | 2024-04-02 | 2024-06-21 | 京信通信技术(广州)有限公司 | 铝合金表面超声熔覆方法及超声熔覆装置 |
| CN118222962B (zh) * | 2024-04-02 | 2025-02-07 | 京信通信技术(广州)有限公司 | 铝合金表面超声熔覆方法及超声熔覆装置 |
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