JPH0677823B2 - アルミニウム製熱交換器の製造方法 - Google Patents
アルミニウム製熱交換器の製造方法Info
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- JPH0677823B2 JPH0677823B2 JP60238993A JP23899385A JPH0677823B2 JP H0677823 B2 JPH0677823 B2 JP H0677823B2 JP 60238993 A JP60238993 A JP 60238993A JP 23899385 A JP23899385 A JP 23899385A JP H0677823 B2 JPH0677823 B2 JP H0677823B2
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- tube
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えばコンデンサー、ラジエーター等のア
ルミニウム製熱交換器の製造方法に関する。
ルミニウム製熱交換器の製造方法に関する。
なお、この明細書においてアルミニウムの語はその合金
を含む意味において用いられる。
を含む意味において用いられる。
従来の技術と発明の目的 従来、コンデンサーとかラジエーター等に使用されるア
ルミニウム製の熱交換器は、一般にアルミニウム押出し
材からなるチューブ材に、フィンをAl−Si系のろう材を
用いて真空ろう付け或いは炉中ろう付けにより接合して
組立てられている。しかしながら、上記のごとくチュー
ブとフィンとの接合にAl−Si系のろう材を使用した場
合、ろう付けは比較的容易であるが、耐食性に関しては
Al−Si系ろう材合金がチューブ材よりも電気化学的に貴
であるために、チューブ材の防食という面では決して好
ましいものではなかった。
ルミニウム製の熱交換器は、一般にアルミニウム押出し
材からなるチューブ材に、フィンをAl−Si系のろう材を
用いて真空ろう付け或いは炉中ろう付けにより接合して
組立てられている。しかしながら、上記のごとくチュー
ブとフィンとの接合にAl−Si系のろう材を使用した場
合、ろう付けは比較的容易であるが、耐食性に関しては
Al−Si系ろう材合金がチューブ材よりも電気化学的に貴
であるために、チューブ材の防食という面では決して好
ましいものではなかった。
一方、フラックス中に塩化亜鉛またはその化合物を含有
せしめ、亜鉛還元析出法によってチューブ材とフィンと
の接合を行う技術も既知であり、実用化されている。こ
の接合方法によるときは、チューブ材の表面に亜鉛が析
出するため、チューブ材の防食に関して好ましい結果が
得られるが、反面、ろう付時に塩化水素などの有害ガス
が発生するため、作業環境上の問題がある。
せしめ、亜鉛還元析出法によってチューブ材とフィンと
の接合を行う技術も既知であり、実用化されている。こ
の接合方法によるときは、チューブ材の表面に亜鉛が析
出するため、チューブ材の防食に関して好ましい結果が
得られるが、反面、ろう付時に塩化水素などの有害ガス
が発生するため、作業環境上の問題がある。
この発明者らは、上記のような背景に鑑み、アルミニウ
ム・チューブ材に予め所定厚みの亜鉛被覆層を形成して
おき、この亜鉛被覆層をろう材として直接フィンの接合
を行うものとすれば、結果的にチューブ材の表面部に亜
鉛の拡散濃化層を形成して優れた犠牲防食効果をもった
熱交換器を製作しうることに着目し、その実用技術化を
はかることを目的として、種々研究の結果、アルミニウ
ムチューブ基材にフィン材との接合に有効に機能させう
るような充分な厚みと良好な密着性をもった均一な亜鉛
被覆層を形成するための好適な手段を見出すことによ
り、本発明を完成するに至ったものである。
ム・チューブ材に予め所定厚みの亜鉛被覆層を形成して
おき、この亜鉛被覆層をろう材として直接フィンの接合
を行うものとすれば、結果的にチューブ材の表面部に亜
鉛の拡散濃化層を形成して優れた犠牲防食効果をもった
熱交換器を製作しうることに着目し、その実用技術化を
はかることを目的として、種々研究の結果、アルミニウ
ムチューブ基材にフィン材との接合に有効に機能させう
るような充分な厚みと良好な密着性をもった均一な亜鉛
被覆層を形成するための好適な手段を見出すことによ
り、本発明を完成するに至ったものである。
問題点を解決するための手段 即ち、この発明は、アルミニウムからなるチューブ基材
の外周面に、粗面化と同時に表面清浄化を実現しうる前
処理を施し、続いて該面に亜鉛被覆層を５〜200μの厚
さに被覆形成せしめたのち、この亜鉛被覆チューブ基材
に前記亜鉛被覆層をろう材としてフィンをろう付け接合
一体化することにより、チューブ基材の表面部に亜鉛の
拡散によるAl−Zn合金犠牲防食層を形成せしめることを
特徴とするアルミニウム製熱交換器の製造方法を要旨と
する。
の外周面に、粗面化と同時に表面清浄化を実現しうる前
処理を施し、続いて該面に亜鉛被覆層を５〜200μの厚
さに被覆形成せしめたのち、この亜鉛被覆チューブ基材
に前記亜鉛被覆層をろう材としてフィンをろう付け接合
一体化することにより、チューブ基材の表面部に亜鉛の
拡散によるAl−Zn合金犠牲防食層を形成せしめることを
特徴とするアルミニウム製熱交換器の製造方法を要旨と
する。
チューブ基材に予め施される前処理は、亜鉛被覆層の密
着性と均一性に支配的な影響を及ぼすものであり、それ
らを良好なものとするために、粗面化と同時に表面清浄
化を達成しうるような特定の前処理手段が採用されるも
のである。斯る前処理手段としては、具体的には、ブラ
スト法、酸洗法（エッチング法）、ブラッシング法等を
挙げることができる。
着性と均一性に支配的な影響を及ぼすものであり、それ
らを良好なものとするために、粗面化と同時に表面清浄
化を達成しうるような特定の前処理手段が採用されるも
のである。斯る前処理手段としては、具体的には、ブラ
スト法、酸洗法（エッチング法）、ブラッシング法等を
挙げることができる。
前処理後の亜鉛被覆処理は、充分な厚さの被膜を形成し
うるものであれば、公知の金属被覆法のいずれを採択し
ても良いが、所要の厚さの蒸着亜鉛被覆層を能率的に得
るために好ましい方法としては蒸着法及び溶射法の採用
が推奨される。
うるものであれば、公知の金属被覆法のいずれを採択し
ても良いが、所要の厚さの蒸着亜鉛被覆層を能率的に得
るために好ましい方法としては蒸着法及び溶射法の採用
が推奨される。
蒸着法は、真空または不活性ガス中蒸着、スパッタリン
グ、イオンプレーティング等の物理蒸着法（PVD法）あ
るいは化学蒸着法（CVD法）が包含され、そのうちいず
れを用いても良い。これらの蒸着法の実施においては、
雰囲気をアルゴン等の不活性ガス雰囲気とし、この雰囲
気中で亜鉛を蒸発させる方が、蒸発亜鉛粒子の散乱を生
じさせ、皮膜のつきまわり性を向上しうる点で好まし
い。
グ、イオンプレーティング等の物理蒸着法（PVD法）あ
るいは化学蒸着法（CVD法）が包含され、そのうちいず
れを用いても良い。これらの蒸着法の実施においては、
雰囲気をアルゴン等の不活性ガス雰囲気とし、この雰囲
気中で亜鉛を蒸発させる方が、蒸発亜鉛粒子の散乱を生
じさせ、皮膜のつきまわり性を向上しうる点で好まし
い。
上記蒸着法あるいは溶射法等によってアルミニウム・チ
ューブ基材の表面に形成する亜鉛被覆層の厚さは、５〜
200μの範囲のものとすることが必要である。これが５
μ未満の薄いものであるときは、該被覆層とろう材に利
用してフィンとの良好な接合を行うことが困難である。
一方、200μをこえる厚いものとしても、接合作用及び
防食作用のいずれの面からも無益であり、むしろ亜鉛被
覆処理時間及び処理コスト、重量等の点での不利益が増
大する。
ューブ基材の表面に形成する亜鉛被覆層の厚さは、５〜
200μの範囲のものとすることが必要である。これが５
μ未満の薄いものであるときは、該被覆層とろう材に利
用してフィンとの良好な接合を行うことが困難である。
一方、200μをこえる厚いものとしても、接合作用及び
防食作用のいずれの面からも無益であり、むしろ亜鉛被
覆処理時間及び処理コスト、重量等の点での不利益が増
大する。
上記により第２図に示すように亜鉛被覆層（２）を形成
したチューブ基材（１）は、これを熱交換媒体の通路を
形成する管材として用いてこれにフィン材（３）をセッ
トしたのち、好ましくはフラックスを塗布して加熱する
ことにより、亜鉛被覆層（２）をろう材として該フィン
と接合一体化し、所期する第１図に示されるような熱交
換器に製作するものである。この熱交換器にあっては、
ろう付け時の加熱により亜鉛被覆層（２）がチューブ基
材（１）中に拡散し、その表面部に第３図に示すように
Al−Zn合金濃化層からなる犠牲防食層（２′）が形成さ
れたものとなる。
したチューブ基材（１）は、これを熱交換媒体の通路を
形成する管材として用いてこれにフィン材（３）をセッ
トしたのち、好ましくはフラックスを塗布して加熱する
ことにより、亜鉛被覆層（２）をろう材として該フィン
と接合一体化し、所期する第１図に示されるような熱交
換器に製作するものである。この熱交換器にあっては、
ろう付け時の加熱により亜鉛被覆層（２）がチューブ基
材（１）中に拡散し、その表面部に第３図に示すように
Al−Zn合金濃化層からなる犠牲防食層（２′）が形成さ
れたものとなる。
発明の効果 この発明は、上述のように、アルミニウム・チューブの
基材の表面に、予め粗面化と同時に表面清浄化を実現し
うる前処理を施したのち、蒸着法あるいは溶射法等によ
って亜鉛被覆層を形成しせめるものであるから、粗面化
されしかも清浄化されたチューブ基材表面に対し、亜鉛
被覆層をろう材として機能せしめるに充分な厚さと、そ
して基材に対する均一かつ良好な密着性をもった状態に
形成せしめることができる。従って、この方法によって
製作される亜鉛被覆層を有するアルミニウム・チューブ
をそのまゝ用いて、別途ろう材を使用することなく、フ
ィンとの確実なろう付け接合を行うことができると共
に、ろう付け時に有害ガスを発生することもなく、作業
環境を汚染する欠点も生じない。しかも、このように上
記チューブをフィンと接合して形成される熱交換器は、
チューブの外表面に充分な厚さに亜鉛被覆層ないしAl−
Zn合金濃化層からなる犠牲防食層が存在したものとなる
から、該犠牲防食層が電気化学的にアルミニウム・チュ
ーブに較べ卑であることに基づき、該チューブに対して
陰性防食効果を発揮し、長期にわたり孔食の発生を防止
して耐久性に優れた熱交換器の製作提供を可能とする。
基材の表面に、予め粗面化と同時に表面清浄化を実現し
うる前処理を施したのち、蒸着法あるいは溶射法等によ
って亜鉛被覆層を形成しせめるものであるから、粗面化
されしかも清浄化されたチューブ基材表面に対し、亜鉛
被覆層をろう材として機能せしめるに充分な厚さと、そ
して基材に対する均一かつ良好な密着性をもった状態に
形成せしめることができる。従って、この方法によって
製作される亜鉛被覆層を有するアルミニウム・チューブ
をそのまゝ用いて、別途ろう材を使用することなく、フ
ィンとの確実なろう付け接合を行うことができると共
に、ろう付け時に有害ガスを発生することもなく、作業
環境を汚染する欠点も生じない。しかも、このように上
記チューブをフィンと接合して形成される熱交換器は、
チューブの外表面に充分な厚さに亜鉛被覆層ないしAl−
Zn合金濃化層からなる犠牲防食層が存在したものとなる
から、該犠牲防食層が電気化学的にアルミニウム・チュ
ーブに較べ卑であることに基づき、該チューブに対して
陰性防食効果を発揮し、長期にわたり孔食の発生を防止
して耐久性に優れた熱交換器の製作提供を可能とする。
実施例 実施例 １ 前処理として苛性洗浄法を採用した。即ち、A1100合金
からなるアルミニウムチューブ基材を、60℃、５％NaOH
水溶液中に１分間浸漬することにより、表面の粗面化と
清浄化を同時に行ったのち、一旦水洗し、更に常温で30
％HNO3の水溶液中に30秒間浸漬したのち水洗した。
からなるアルミニウムチューブ基材を、60℃、５％NaOH
水溶液中に１分間浸漬することにより、表面の粗面化と
清浄化を同時に行ったのち、一旦水洗し、更に常温で30
％HNO3の水溶液中に30秒間浸漬したのち水洗した。
上記の前処理後、１×10-3Torrのアルゴンガス雰囲気中
で、亜鉛蒸発源を加熱し、基材温度150℃の前記チュー
ブ基材の表面に３μ/minの蒸着速度で厚さ30μの蒸着亜
鉛被覆層を形成した。
で、亜鉛蒸発源を加熱し、基材温度150℃の前記チュー
ブ基材の表面に３μ/minの蒸着速度で厚さ30μの蒸着亜
鉛被覆層を形成した。
実施例 ２ 前処理として酸洗を行った。即ち、上記チューブ基材
を、60℃、５％HCl水溶液中に２分間浸漬し、表面の粗
面化と清浄化を同時に行ったのち水洗した。
を、60℃、５％HCl水溶液中に２分間浸漬し、表面の粗
面化と清浄化を同時に行ったのち水洗した。
そして、該前処理後チューブ基材の表面に、基材温度20
0℃で、約500μ/minの析出速度で亜鉛をプラズマ溶射
し、50μの厚さの亜鉛被覆層を形成した。
0℃で、約500μ/minの析出速度で亜鉛をプラズマ溶射
し、50μの厚さの亜鉛被覆層を形成した。
実施例 ３ 前処理としてワイヤブラッシング法を採用した。即ち、
直径が5mmのステンレス繊維を用いた直径250mmのワイヤ
ブラシを1,000rpmの速度で回転させ、該ブラシに向けて
前記チューブ基材を送り速度50m/minに送り込んでブラ
ッシングを施し、表面の粗面化と清浄化を同時に行っ
た。
直径が5mmのステンレス繊維を用いた直径250mmのワイヤ
ブラシを1,000rpmの速度で回転させ、該ブラシに向けて
前記チューブ基材を送り速度50m/minに送り込んでブラ
ッシングを施し、表面の粗面化と清浄化を同時に行っ
た。
そして、該前記処理後のチューブ基材の表面に、基材温
度200℃で、ZnCl2、H2、N2ガスの混合ガスを流しながら
プラズマ状態を形成し、この条件下で亜鉛被覆層を１μ
/minの析出速度で20μの厚さに形成した。
度200℃で、ZnCl2、H2、N2ガスの混合ガスを流しながら
プラズマ状態を形成し、この条件下で亜鉛被覆層を１μ
/minの析出速度で20μの厚さに形成した。
実施例 ４ 前処理としてブラスト法を採用した。即ち、＃200のSiC
研磨材を用い、吹付圧10kg/cm2にてチューブ基材表面を
60秒間ブラスト処理し、表面粗面化と同時に清浄化を行
った。
研磨材を用い、吹付圧10kg/cm2にてチューブ基材表面を
60秒間ブラスト処理し、表面粗面化と同時に清浄化を行
った。
そして、該前記処理後のチューブ基材の表面に、基材温
度200℃で、ZnCl2、H2、N2ガスの混合ガスを流しながら
プラズマ状態を形成し、この条件下で亜鉛被覆層を１μ
/minの析出速度で20μの厚さに形成した。
度200℃で、ZnCl2、H2、N2ガスの混合ガスを流しながら
プラズマ状態を形成し、この条件下で亜鉛被覆層を１μ
/minの析出速度で20μの厚さに形成した。
比較例 １ A1100合金からなるアルミニウム・チューブを50℃のNaO
H300g/、ZnO60g/を含むジンケート浴中に５分間浸
漬し、0.8μｍの亜鉛被覆層を形成した。
H300g/、ZnO60g/を含むジンケート浴中に５分間浸
漬し、0.8μｍの亜鉛被覆層を形成した。
そして、上記実施例１〜４及び比較例１により得られた
各亜鉛被覆チューブに、A1100合金からなるフィンをセ
ットし、フラックスを塗布したのち、450℃で３分間加
熱保持し、チューブとフィンの接合を行った。また、こ
の各ろう付け品を試料としてそれらのチューブとフィン
のろう付け状態、及びろう付け時のガス発生の有無を評
価すると共に、JIS Z2371に準じた塩水噴霧試験を行
い、1500時間後のチューブの腐食の発生状況を観察し
た。結果を下記の表に示す。
各亜鉛被覆チューブに、A1100合金からなるフィンをセ
ットし、フラックスを塗布したのち、450℃で３分間加
熱保持し、チューブとフィンの接合を行った。また、こ
の各ろう付け品を試料としてそれらのチューブとフィン
のろう付け状態、及びろう付け時のガス発生の有無を評
価すると共に、JIS Z2371に準じた塩水噴霧試験を行
い、1500時間後のチューブの腐食の発生状況を観察し
た。結果を下記の表に示す。
第１図はこの発明の実施によって得られる熱交換器の一
部斜視図、第２図は亜鉛被覆チューブの断面図、第３図
はそのチューブとフィンの接合後の状態の該接合部の拡
大断面図である。 （１）……チューブ基材、（２）……亜鉛被覆層、
（２′）……犠牲防食層、（３）……フィン。
部斜視図、第２図は亜鉛被覆チューブの断面図、第３図
はそのチューブとフィンの接合後の状態の該接合部の拡
大断面図である。 （１）……チューブ基材、（２）……亜鉛被覆層、
（２′）……犠牲防食層、（３）……フィン。
Claims (3)
- 【請求項１】アルミニウムからなるチューブ基材の外周
面に、粗面化と同時に表面清浄化を実現しうる前処理を
施し、続いて該面に亜鉛被覆層を５〜200μの厚さに被
覆形成せしめたのち、この亜鉛被覆チューブ基材に前記
亜鉛被覆層をろう材としてフィンをろう付け接合一体化
することにより、チューブ基材の表面部に亜鉛の拡散に
よるAl−Zn合金犠牲防食層を形成せしめることを特徴と
するアルミニウム製熱交換器の製造方法。 - 【請求項２】亜鉛被覆処理を、化学蒸着法及び物理蒸着
法に包含される蒸着法の内のいずれか１の手段で行う特
許請求の範囲第１項記載のアルミニウム製熱交換器の製
造方法。 - 【請求項３】亜鉛被覆処理を、溶射法によって行う特許
請求の範囲第１項記載のアルミニウム製熱交換器の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60238993A JPH0677823B2 (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | アルミニウム製熱交換器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60238993A JPH0677823B2 (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | アルミニウム製熱交換器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6297767A JPS6297767A (ja) | 1987-05-07 |
| JPH0677823B2 true JPH0677823B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=17038317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60238993A Expired - Fee Related JPH0677823B2 (ja) | 1985-10-24 | 1985-10-24 | アルミニウム製熱交換器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677823B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02122967U (ja) * | 1989-03-07 | 1990-10-09 | ||
| JPH03181797A (ja) * | 1989-12-08 | 1991-08-07 | Showa Alum Corp | アルミニウム製熱交換器 |
| JP6003778B2 (ja) | 2013-04-03 | 2016-10-05 | 株式会社デンソー | 熱交換器の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS583987A (ja) * | 1981-06-30 | 1983-01-10 | Nippon Radiator Co Ltd | アルミニウム製熱交換器コアの製造方法 |
| JPS60145268A (ja) * | 1984-01-04 | 1985-07-31 | Nippon Denso Co Ltd | 熱交換素子の製造方法 |
| JPH0688129A (ja) * | 1992-09-10 | 1994-03-29 | Kawasaki Steel Corp | 低残留応力の溶接まま高強度鋼管の製造方法 |
-
1985
- 1985-10-24 JP JP60238993A patent/JPH0677823B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6297767A (ja) | 1987-05-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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