JPH07164181A - アルミニウム合金製熱交換器およびその製造方法 - Google Patents
アルミニウム合金製熱交換器およびその製造方法Info
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- JPH07164181A JPH07164181A JP31220893A JP31220893A JPH07164181A JP H07164181 A JPH07164181 A JP H07164181A JP 31220893 A JP31220893 A JP 31220893A JP 31220893 A JP31220893 A JP 31220893A JP H07164181 A JPH07164181 A JP H07164181A
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造コストが低減され、チューブ材とフィン
の接合強度と耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換
器を提供する。 【構成】 表面にろう材を溶射した皮膜を有するアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金からなるチューブ材に、
アルミニウム合金からなるベアフィンを、真空ろう付に
より接合したアルミニウム合金製熱交換器であって、ろ
う材の合金組成が、Ｓｉ：６〜１３ｗｔ％、Ｍｇ：０．
５〜３ｗｔ％、Ｂｉ：０．１〜０．５ｗｔ％、残部がＡ
ｌおよび不可避的不純分からなるアルミニウム合金、ま
たは上記合金組成にさらにＺｎを０．５〜８ｗｔ％添加
したアルミニウム合金であり、ベアフィンのアルミニウ
ム合金組成が、Ｍｎ：０．５〜２ｗｔ％、残部がＡｌお
よび不可避的不純分からなるアルミニウム合金、または
Ｍｎ：０．５〜２ｗｔ％、Ｚｎ：０．５〜５ｗｔ％、残
部がＡｌおよび不可避的不純分からなるアルミニウム合
金であることを特徴とするアルミニウム合金製熱交換
器。
の接合強度と耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換
器を提供する。 【構成】 表面にろう材を溶射した皮膜を有するアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金からなるチューブ材に、
アルミニウム合金からなるベアフィンを、真空ろう付に
より接合したアルミニウム合金製熱交換器であって、ろ
う材の合金組成が、Ｓｉ：６〜１３ｗｔ％、Ｍｇ：０．
５〜３ｗｔ％、Ｂｉ：０．１〜０．５ｗｔ％、残部がＡ
ｌおよび不可避的不純分からなるアルミニウム合金、ま
たは上記合金組成にさらにＺｎを０．５〜８ｗｔ％添加
したアルミニウム合金であり、ベアフィンのアルミニウ
ム合金組成が、Ｍｎ：０．５〜２ｗｔ％、残部がＡｌお
よび不可避的不純分からなるアルミニウム合金、または
Ｍｎ：０．５〜２ｗｔ％、Ｚｎ：０．５〜５ｗｔ％、残
部がＡｌおよび不可避的不純分からなるアルミニウム合
金であることを特徴とするアルミニウム合金製熱交換
器。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、真空ろう付法により製
造されるアルミニウム合金製熱交換器に関するものであ
り、本発明のアルミニウム合金製熱交換器は、カークー
ラー用熱交換器、産業用熱交換器などに広く適用される
ものである。
造されるアルミニウム合金製熱交換器に関するものであ
り、本発明のアルミニウム合金製熱交換器は、カークー
ラー用熱交換器、産業用熱交換器などに広く適用される
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のアルミニウム合金製熱交換器は、
押出成形されたアルミニウム（ＪＩＳＡ１０５０，ＪＩ
Ｓ Ａ１１００）またはアルミニウム合金（Ａｌ−Ｍ
ｎ）のベア材からなるチューブ材に、Ａｌ−Ｍｎ合金ま
たはＡｌ−Ｍｎ−Ｚｎ合金を芯材とし、ろう材にＡｌ−
６〜１５％Ｓｉ−０．５〜３％Ｍｇ合金またはＡｌ−６
〜１５％Ｓｉ−０．５％〜３％Ｍｇ−１〜５％Ｚｎ合金
を用いた合せ板からなるブレージングシートからなるフ
ィンを組付後、真空ろう付法によりアルミニウム合金の
チューブとフィン間、チューブとヘッダ間を接合してい
た。
押出成形されたアルミニウム（ＪＩＳＡ１０５０，ＪＩ
Ｓ Ａ１１００）またはアルミニウム合金（Ａｌ−Ｍ
ｎ）のベア材からなるチューブ材に、Ａｌ−Ｍｎ合金ま
たはＡｌ−Ｍｎ−Ｚｎ合金を芯材とし、ろう材にＡｌ−
６〜１５％Ｓｉ−０．５〜３％Ｍｇ合金またはＡｌ−６
〜１５％Ｓｉ−０．５％〜３％Ｍｇ−１〜５％Ｚｎ合金
を用いた合せ板からなるブレージングシートからなるフ
ィンを組付後、真空ろう付法によりアルミニウム合金の
チューブとフィン間、チューブとヘッダ間を接合してい
た。
【０００３】しかし、この従来法ではフィンは硬度の高
いＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｚｎ
合金が表面にクラッドされたブレージングシートである
ため、ブレージングシートのインゴット合せ板からの圧
延過程、特に冷間圧延過程において圧延ロールの摩耗が
激しいと共に、ブレージングシートを熱交換器のフィン
に加工する際、フィンに形成されるルーバを剪断加工す
るルーバカッタの摩耗寿命が非常に短く、アルミニウム
合金製熱交換器の製造コストが高くなる。
いＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｚｎ
合金が表面にクラッドされたブレージングシートである
ため、ブレージングシートのインゴット合せ板からの圧
延過程、特に冷間圧延過程において圧延ロールの摩耗が
激しいと共に、ブレージングシートを熱交換器のフィン
に加工する際、フィンに形成されるルーバを剪断加工す
るルーバカッタの摩耗寿命が非常に短く、アルミニウム
合金製熱交換器の製造コストが高くなる。
【０００４】また、アルミニウム合金製のチューブの表
面に、ＳｉまたはＺｎを含むアルミニウム合金からなる
ろう材を溶射し、ベアフィンと組付後ろう付して、アル
ミニウム合金製熱交換器を製造する技術が知られている
（特開昭６３−３４４９５）。
面に、ＳｉまたはＺｎを含むアルミニウム合金からなる
ろう材を溶射し、ベアフィンと組付後ろう付して、アル
ミニウム合金製熱交換器を製造する技術が知られている
（特開昭６３−３４４９５）。
【０００５】しかしながら、この従来技術では、ろう材
のぬれ性、流動性が充分でないため、接合の強度が不足
するという問題点があった。
のぬれ性、流動性が充分でないため、接合の強度が不足
するという問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消すべくなされたものであり、本発明の
目的は、ブレージングシートのインゴット合せ板からの
圧延過程における圧延ロールの寿命を伸ばし、フィンに
形成されるルーバを剪断加工するルーバカッタの摩耗寿
命を伸ばすことによりアルミニウム合金製熱交換器の製
造コストを低減し、チューブ材とフィンの接合強度と耐
食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器を提供するこ
とである。
術の問題点を解消すべくなされたものであり、本発明の
目的は、ブレージングシートのインゴット合せ板からの
圧延過程における圧延ロールの寿命を伸ばし、フィンに
形成されるルーバを剪断加工するルーバカッタの摩耗寿
命を伸ばすことによりアルミニウム合金製熱交換器の製
造コストを低減し、チューブ材とフィンの接合強度と耐
食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器を提供するこ
とである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用】本発明者ら
は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ろう
材としてチューブ材表面にＢｉを含む特定の合金を溶射
し、特定のアルミニウム合金のベア材からなるフィンを
組付後、真空ろう付すればよいことを見いだし、本発明
を完成するに至った。
は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ろう
材としてチューブ材表面にＢｉを含む特定の合金を溶射
し、特定のアルミニウム合金のベア材からなるフィンを
組付後、真空ろう付すればよいことを見いだし、本発明
を完成するに至った。
【０００８】すなわち本発明は、（１）表面にろう材を
溶射した皮膜を有するアルミニウムまたはアルミニウム
合金からなるチューブ材に、アルミニウム合金からなる
ベアフィンを、真空ろう付により接合したアルミニウム
合金製熱交換器であって、ろう材の合金組成が、Ｓｉ：
６〜１３ｗｔ％、Ｍｇ：０．５〜３ｗｔ％、Ｂｉ：０．
１〜０．５ｗｔ％、残部がＡｌおよび不可避的不純分か
らなるアルミニウム合金、または上記合金組成にさらに
Ｚｎを０．５〜８ｗｔ％添加したアルミニウム合金であ
り、ベアフィンのアルミニウム合金組成が、Ｍｎ：０．
５〜２ｗｔ％、残部がＡｌおよび不可避的不純分からな
るアルミニウム合金、またはＭｎ：０．５〜２ｗｔ％、
Ｚｎ：０．５〜５ｗｔ％、残部がＡｌおよび不可避的不
純分からなるアルミニウム合金であることを特徴とする
アルミニウム合金製熱交換器、（２）アルミニウムまた
はアルミニウム合金からなるチューブの表面に、合金組
成が、Ｓｉ：６〜１３ｗｔ％、Ｍｇ：０．５〜３ｗｔ
％、Ｂｉ：０．１〜０．５ｗｔ％、残部がＡｌおよび不
可避的不純分であるアルミニウム合金、または上記合金
組成にさらにＺｎを０．５〜８ｗｔ％添加したアルミニ
ウム合金からなるろう材を溶射し、合金組成が、Ｍｎ：
０．５〜２ｗｔ％、残部がＡｌおよび不可避的不純分で
あるアルミニウム合金、または Ｍｎ：０．５〜２ｗｔ％ Ｚｎ：０．５〜５ｗｔ％ 残部がＡｌおよび不可避的不純分であるアルミニウム合
金からなるベアフィンを、組付た後、真空ろう付して接
合したことを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器の
製造方法、を要旨とするものである。
溶射した皮膜を有するアルミニウムまたはアルミニウム
合金からなるチューブ材に、アルミニウム合金からなる
ベアフィンを、真空ろう付により接合したアルミニウム
合金製熱交換器であって、ろう材の合金組成が、Ｓｉ：
６〜１３ｗｔ％、Ｍｇ：０．５〜３ｗｔ％、Ｂｉ：０．
１〜０．５ｗｔ％、残部がＡｌおよび不可避的不純分か
らなるアルミニウム合金、または上記合金組成にさらに
Ｚｎを０．５〜８ｗｔ％添加したアルミニウム合金であ
り、ベアフィンのアルミニウム合金組成が、Ｍｎ：０．
５〜２ｗｔ％、残部がＡｌおよび不可避的不純分からな
るアルミニウム合金、またはＭｎ：０．５〜２ｗｔ％、
Ｚｎ：０．５〜５ｗｔ％、残部がＡｌおよび不可避的不
純分からなるアルミニウム合金であることを特徴とする
アルミニウム合金製熱交換器、（２）アルミニウムまた
はアルミニウム合金からなるチューブの表面に、合金組
成が、Ｓｉ：６〜１３ｗｔ％、Ｍｇ：０．５〜３ｗｔ
％、Ｂｉ：０．１〜０．５ｗｔ％、残部がＡｌおよび不
可避的不純分であるアルミニウム合金、または上記合金
組成にさらにＺｎを０．５〜８ｗｔ％添加したアルミニ
ウム合金からなるろう材を溶射し、合金組成が、Ｍｎ：
０．５〜２ｗｔ％、残部がＡｌおよび不可避的不純分で
あるアルミニウム合金、または Ｍｎ：０．５〜２ｗｔ％ Ｚｎ：０．５〜５ｗｔ％ 残部がＡｌおよび不可避的不純分であるアルミニウム合
金からなるベアフィンを、組付た後、真空ろう付して接
合したことを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器の
製造方法、を要旨とするものである。
【０００９】本発明において、チューブ材として用いら
れるものは、ＪＩＳ Ａ１０５０，ＪＩＳ Ａ１１００
等のアルミニウムまたはＭｎ等を添加したアルミニウム
合金が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。
れるものは、ＪＩＳ Ａ１０５０，ＪＩＳ Ａ１１００
等のアルミニウムまたはＭｎ等を添加したアルミニウム
合金が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。
【００１０】本発明において、アルミニウムまたはアル
ミニウム合金のチューブの表面に溶射されるろう材は、
上記のように特定の範囲の、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉま
たはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ−Ｚｎ合金であり、各成分
の作用と配合割合の限定理由は、以下のとおりである。
ミニウム合金のチューブの表面に溶射されるろう材は、
上記のように特定の範囲の、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉま
たはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ−Ｚｎ合金であり、各成分
の作用と配合割合の限定理由は、以下のとおりである。
【００１１】・Ｓｉ アルミニウムの融点を下げ、溶融後のろう材の流動性を
良好にし、ろう付性を向上させる。Ｓｉの添加量が、６
ｗｔ％〜１３ｗｔ％の範囲を外れると、Ａｌ−Ｓｉ合金
ろう材の融点が高くなり、溶融後のろう材の流動性が悪
くなり、ろう付性が低下する。
良好にし、ろう付性を向上させる。Ｓｉの添加量が、６
ｗｔ％〜１３ｗｔ％の範囲を外れると、Ａｌ−Ｓｉ合金
ろう材の融点が高くなり、溶融後のろう材の流動性が悪
くなり、ろう付性が低下する。
【００１２】・Ｍｇ ろう付の加熱サイクル中に蒸発し、Ａｌ合金表面の酸化
膜を破壊し、アルミニウム合金表面を活性化すると共
に、ろう付雰囲気（真空）中の酸化性不純物ガス（Ｈ2
Ｏ，Ｏ2）のゲッターとなり、アルミニウム合金の不純
物ガスによる酸化を防止するため、フラックスを用いな
い真空ろう付においてろう付を可能とするための不可欠
な元素である。添加量が０．５ｗｔ％未満では、アルミ
ニウム合金ろう材表層の酸化物の破壊および不純物酸化
性ガスのゲッター作用が不十分で、ろう付上好ましくな
く、３ｗｔ％を超えて添加しても、Ｍｇの作用は向上せ
ず、材料のコストアップとなり、好ましくない。
膜を破壊し、アルミニウム合金表面を活性化すると共
に、ろう付雰囲気（真空）中の酸化性不純物ガス（Ｈ2
Ｏ，Ｏ2）のゲッターとなり、アルミニウム合金の不純
物ガスによる酸化を防止するため、フラックスを用いな
い真空ろう付においてろう付を可能とするための不可欠
な元素である。添加量が０．５ｗｔ％未満では、アルミ
ニウム合金ろう材表層の酸化物の破壊および不純物酸化
性ガスのゲッター作用が不十分で、ろう付上好ましくな
く、３ｗｔ％を超えて添加しても、Ｍｇの作用は向上せ
ず、材料のコストアップとなり、好ましくない。
【００１３】・Ｂｉ 溶融後のＡｌ−Ｓｉ合金ろう材のぬれ性、流動性が向上
するため、ろう付性がよくなる。添加量が０．１ｗｔ％
未満では、Ａｌ−Ｓｉ合金ろう材のぬれ性、流動性が低
く、好ましくない。０．５ｗｔ％を超えて、添加して
も、Ａｌ−Ｓｉ合金ろう材のぬれ性、流動性は向上しな
い。
するため、ろう付性がよくなる。添加量が０．１ｗｔ％
未満では、Ａｌ−Ｓｉ合金ろう材のぬれ性、流動性が低
く、好ましくない。０．５ｗｔ％を超えて、添加して
も、Ａｌ−Ｓｉ合金ろう材のぬれ性、流動性は向上しな
い。
【００１４】・Ｚｎ ろう付熱サイクル中に、熱交換器チューブの表層に拡散
し、アルミニウム合金の孔食防止に極めて有効な亜鉛拡
散槽を形成する。添加量が０．５ｗｔ％未満では、防食
（孔食防止）に有効な亜鉛拡散層が形成されず、８ｗｔ
％を超えて添加すると、過大な亜鉛拡散層が形成される
ため、熱交換器の寿命がかえって低下するため好ましく
ない。
し、アルミニウム合金の孔食防止に極めて有効な亜鉛拡
散槽を形成する。添加量が０．５ｗｔ％未満では、防食
（孔食防止）に有効な亜鉛拡散層が形成されず、８ｗｔ
％を超えて添加すると、過大な亜鉛拡散層が形成される
ため、熱交換器の寿命がかえって低下するため好ましく
ない。
【００１５】アルミニウムまたはアルミニウム合金のチ
ューブにろう材を溶射するには、チューブの押出し成形
後、上記の合金組成のろう材を溶射すればよい。チュー
ブ押出直後では予熱は不要であるが、チューブが一旦、
水冷されるような場合はチューブ材を１００〜４００℃
に予熱後、溶射した方がよい。
ューブにろう材を溶射するには、チューブの押出し成形
後、上記の合金組成のろう材を溶射すればよい。チュー
ブ押出直後では予熱は不要であるが、チューブが一旦、
水冷されるような場合はチューブ材を１００〜４００℃
に予熱後、溶射した方がよい。
【００１６】溶射方法としては上記合金粉末を溶射する
方法、上記合金のワイヤを溶射する方法があり、いずれ
でもよい。また、フレーム溶射、高速ガス炎溶射、アー
ク溶射のいずれでもよい。
方法、上記合金のワイヤを溶射する方法があり、いずれ
でもよい。また、フレーム溶射、高速ガス炎溶射、アー
ク溶射のいずれでもよい。
【００１７】本発明に用いられるフィンは、Ａｌ−Ｍｎ
合金またはＡｌ−Ｍｎ−Ｚｎ合金のベア材（ろう材がク
ラッドされていない裸材）である。ベアフィンのアルミ
ニウム合金の各成分の作用と配合割合の限定理由は、以
下のとおりである。
合金またはＡｌ−Ｍｎ−Ｚｎ合金のベア材（ろう材がク
ラッドされていない裸材）である。ベアフィンのアルミ
ニウム合金の各成分の作用と配合割合の限定理由は、以
下のとおりである。
【００１８】・Ｍｎ 硬さ・強度が向上すると共に、ろう付熱サイクル時のフ
ィンの変形が防止される。添加量が０．５ｗｔ％未満で
は、フィンのろう付加熱時の変形が防止できず、２ｗｔ
％を超えて添加すると、硬度および強度が大きくなりす
ぎ、フィンの成形加工が困難となるため好ましくない。
ィンの変形が防止される。添加量が０．５ｗｔ％未満で
は、フィンのろう付加熱時の変形が防止できず、２ｗｔ
％を超えて添加すると、硬度および強度が大きくなりす
ぎ、フィンの成形加工が困難となるため好ましくない。
【００１９】・Ｚｎ アルミニウムまたはＡｌ−Ｍｎ合金に、Ｚｎを添加する
と、腐食電位が卑となり熱交換器チューブを陰極防食
し、チューブの耐食性を向上させる。添加量が０．５ｗ
ｔ％未満では、チューブを陰極防食することができず、
５ｗｔ％を超えて添加すると、腐食電位は卑の方向で飽
和するとともに、フィン自体の腐食が激しくなるため好
ましくない。
と、腐食電位が卑となり熱交換器チューブを陰極防食
し、チューブの耐食性を向上させる。添加量が０．５ｗ
ｔ％未満では、チューブを陰極防食することができず、
５ｗｔ％を超えて添加すると、腐食電位は卑の方向で飽
和するとともに、フィン自体の腐食が激しくなるため好
ましくない。
【００２０】本発明の、フィンはろう材がクラッドされ
ていないベア材であるため軟らかく、フィン材となるブ
レージングシートの製造工程の冷間圧延ロールの寿命が
大幅に伸びると共に、フィン材となったブレージングシ
ートのルーバ剪断加工に用いるルーバカッタの寿命が大
幅に伸びるため、製造コストを大幅に下げることができ
る。
ていないベア材であるため軟らかく、フィン材となるブ
レージングシートの製造工程の冷間圧延ロールの寿命が
大幅に伸びると共に、フィン材となったブレージングシ
ートのルーバ剪断加工に用いるルーバカッタの寿命が大
幅に伸びるため、製造コストを大幅に下げることができ
る。
【００２１】冷間圧延等により製造された厚さ０．０５
〜０．３ｍｍのベアフィンは、ルーバカッタによりルー
バを持つフィン形状に成形され、上記の溶射法によりろ
う材が被覆されたチューブ材とベアフィンとを治具を用
いて組付後、真空ろう付法にて、フィンとチューブ間、
チューブとヘッダ間が接合されアルミニウム合金製熱交
換器として完成される。真空ろう付の条件は特に限定さ
れないが、真空加熱炉で、５９０〜６１０度で真空加熱
して、ろう付熱サイクルを受けてろう材が溶融して、チ
ューブとフィン間、チューブとヘッダ間にフィレットが
形成され接合が完了する。その後必要に応じて化成処
理、樹脂被覆処理が施される。
〜０．３ｍｍのベアフィンは、ルーバカッタによりルー
バを持つフィン形状に成形され、上記の溶射法によりろ
う材が被覆されたチューブ材とベアフィンとを治具を用
いて組付後、真空ろう付法にて、フィンとチューブ間、
チューブとヘッダ間が接合されアルミニウム合金製熱交
換器として完成される。真空ろう付の条件は特に限定さ
れないが、真空加熱炉で、５９０〜６１０度で真空加熱
して、ろう付熱サイクルを受けてろう材が溶融して、チ
ューブとフィン間、チューブとヘッダ間にフィレットが
形成され接合が完了する。その後必要に応じて化成処
理、樹脂被覆処理が施される。
【００２２】ろう材中のＢｉは溶射時のろう材の酸化
（主としてアルミニウムの酸化）によるろう材のろう付
過程における流動性、チューブ材、フィン材へのぬれ性
の劣化を大巾に改善するため、ろう付過程において十分
に大きいフィレットを形成するため、熱交換器各部（チ
ューブとフィン間、チューブとヘッダ間）に強度上十分
な接合がなされる。
（主としてアルミニウムの酸化）によるろう材のろう付
過程における流動性、チューブ材、フィン材へのぬれ性
の劣化を大巾に改善するため、ろう付過程において十分
に大きいフィレットを形成するため、熱交換器各部（チ
ューブとフィン間、チューブとヘッダ間）に強度上十分
な接合がなされる。
【００２３】チューブ材にＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｂｉ合金
を溶射し、フィン材にＡｌ−Ｚｎ合金のベア材を用いて
治具にて組立後真空ろう付されて製作されるアルミニウ
ム合金製熱交換器は、フィン材の腐食電位がチューブ材
表面の腐食電気より卑なためフィン材が犠牲陽極材とな
ってチューブを陰極防食するため、溶射材中にＺｎを含
まずチューブ材表面にＺｎ拡散層が生成しなくてもチュ
ーブは十分な耐食性を有する。
を溶射し、フィン材にＡｌ−Ｚｎ合金のベア材を用いて
治具にて組立後真空ろう付されて製作されるアルミニウ
ム合金製熱交換器は、フィン材の腐食電位がチューブ材
表面の腐食電気より卑なためフィン材が犠牲陽極材とな
ってチューブを陰極防食するため、溶射材中にＺｎを含
まずチューブ材表面にＺｎ拡散層が生成しなくてもチュ
ーブは十分な耐食性を有する。
【００２４】チューブ材にＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−Ｚｎ−Ｂ
ｉ合金中を溶射する場合は、ろう材中のＺｎがろう付熱
サイクル中に純アルミニウム（ＪＩＳ Ａ１０５０，Ａ
１１００など）からなるチューブへ拡散してＺｎ拡散層
を生成し、アルミニウム合金製熱交換器の耐食性を大巾
に向上させる。
ｉ合金中を溶射する場合は、ろう材中のＺｎがろう付熱
サイクル中に純アルミニウム（ＪＩＳ Ａ１０５０，Ａ
１１００など）からなるチューブへ拡散してＺｎ拡散層
を生成し、アルミニウム合金製熱交換器の耐食性を大巾
に向上させる。
【００２５】なお、本発明のアルミニウム合金製熱交換
器は、サーペンタイン型、パラレルフロー型その他各種
型式の熱交換器に適用することができる。
器は、サーペンタイン型、パラレルフロー型その他各種
型式の熱交換器に適用することができる。
【００２６】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
るが、これらの実施例に限定されるものではない。
るが、これらの実施例に限定されるものではない。
【００２７】
実施例１ チューブにＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｂｉ合
金粉末を高速ガス炎溶射する場合 純アルミニウム（ＪＩＳ Ａ１０５０）製のチューブ材
に、高速ガス炎溶射によりＡｌ−１１％Ｓｉ−５％Ｚｎ
−２％Ｍｇ−０．３％Ｂｉ合金の粉末（平均粒子径５０
μｍ）を、溶射してチューブ材を製造した。このろう材
が溶射されたチューブ材と、Ａｌ−２％Ｚｎ合金のフィ
ン材及びヘッダ（Ａｌ−Ｍｎ合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｍｇ合
金およびこれらにＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ
−Ｂｉ合金ろう材をクラッドした材料からなる）とを治
具を用いて組合せ、真空ろう付炉（真空度１０-4Ｔｏｒ
ｒ〜１０-5Ｔｏｒｒ、加熱保持６０５℃×５分）中にて
真空ろう付して、チューブ−フィン間、チューブ−ヘッ
ダ間を接合してアルミニウム合金製熱交換器を製造し
た。
金粉末を高速ガス炎溶射する場合 純アルミニウム（ＪＩＳ Ａ１０５０）製のチューブ材
に、高速ガス炎溶射によりＡｌ−１１％Ｓｉ−５％Ｚｎ
−２％Ｍｇ−０．３％Ｂｉ合金の粉末（平均粒子径５０
μｍ）を、溶射してチューブ材を製造した。このろう材
が溶射されたチューブ材と、Ａｌ−２％Ｚｎ合金のフィ
ン材及びヘッダ（Ａｌ−Ｍｎ合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｍｇ合
金およびこれらにＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ
−Ｂｉ合金ろう材をクラッドした材料からなる）とを治
具を用いて組合せ、真空ろう付炉（真空度１０-4Ｔｏｒ
ｒ〜１０-5Ｔｏｒｒ、加熱保持６０５℃×５分）中にて
真空ろう付して、チューブ−フィン間、チューブ−ヘッ
ダ間を接合してアルミニウム合金製熱交換器を製造し
た。
【００２８】接合された熱交換器はクロメート処理また
は樹脂皮膜処理を行なった。この完成した熱交換器を塩
水噴霧試験（ＪＩＳ）により５０００ｈ腐食試験を行な
ったが、チューブの亜鉛拡散層の防食効果が腐食電位的
に卑なＡｌ−２％Ｚｎフィン材による陰極防食効果のた
め０．４ｍｍ肉厚のチューブ材に貫通孔食は発生せず、
耐食性も十分であることが確認された。
は樹脂皮膜処理を行なった。この完成した熱交換器を塩
水噴霧試験（ＪＩＳ）により５０００ｈ腐食試験を行な
ったが、チューブの亜鉛拡散層の防食効果が腐食電位的
に卑なＡｌ−２％Ｚｎフィン材による陰極防食効果のた
め０．４ｍｍ肉厚のチューブ材に貫通孔食は発生せず、
耐食性も十分であることが確認された。
【００２９】実施例２ チューブ材にＡｌ−Ｓｉ−Ｚｎ
−Ｍｇ−Ｂｉ合金ワイヤをアーク溶射する場合 チューブ材への溶射方法が、合金ワイヤ（１．６φｍ
ｍ）をアーク溶射する以外は、実施例１に準じて、熱交
換器を製造した。ろう付性、完成したアルミニウム合金
製熱交換器の耐食性は十分良好であることが確認され
た。
−Ｍｇ−Ｂｉ合金ワイヤをアーク溶射する場合 チューブ材への溶射方法が、合金ワイヤ（１．６φｍ
ｍ）をアーク溶射する以外は、実施例１に準じて、熱交
換器を製造した。ろう付性、完成したアルミニウム合金
製熱交換器の耐食性は十分良好であることが確認され
た。
【００３０】実施例３ チューブにＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−
Ｂｉ合金粉末を高速ガス炎溶射により溶射する場合 ろう材の合金組成が、Ａｌ−１３％Ｓｉ−１．５％Ｍｇ
−０．５％Ｂｉ合金である以外は、実施例１に準じて熱
交換器を製造した。
Ｂｉ合金粉末を高速ガス炎溶射により溶射する場合 ろう材の合金組成が、Ａｌ−１３％Ｓｉ−１．５％Ｍｇ
−０．５％Ｂｉ合金である以外は、実施例１に準じて熱
交換器を製造した。
【００３１】この実施例のろう材中にはＺｎが含まれな
いが、フィン材にＡｌ−２％Ｚｎ合金ベア材を使用する
ため、チューブ材にＺｎ拡散層が生成しないもののろう
付は完全であると共に、Ａｌ−Ｚｎ合金フィン材により
チューブ材が陰極防食効果されるため５０００ｈの塩水
噴霧試験において０．４ｍｍ肉厚のチューブ材に貫通孔
食は発生せず耐食性も十分であった。
いが、フィン材にＡｌ−２％Ｚｎ合金ベア材を使用する
ため、チューブ材にＺｎ拡散層が生成しないもののろう
付は完全であると共に、Ａｌ−Ｚｎ合金フィン材により
チューブ材が陰極防食効果されるため５０００ｈの塩水
噴霧試験において０．４ｍｍ肉厚のチューブ材に貫通孔
食は発生せず耐食性も十分であった。
【００３２】実施例４ チューブにＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ−
Ｂｉ合金ワイヤをアーク溶射する場合 チューブ材への溶射方法が、合金ワイヤ（１．６φｍ
ｍ）をアーク溶射する以外は、実施例３に準じて、熱交
換器を製造した。本実施例は溶射プロセスが実施例３と
異なるのみであり、チューブとフィン、チューブとヘッ
ダとのろう付性は完全で、実施例１で述べたろう付接合
後の表面処理後の塩水噴霧試験５０００ｈ時間後、０．
４ｍｍ肉厚のチューブには貫通孔食は発生せず耐食性も
十分であることが確認された。
Ｂｉ合金ワイヤをアーク溶射する場合 チューブ材への溶射方法が、合金ワイヤ（１．６φｍ
ｍ）をアーク溶射する以外は、実施例３に準じて、熱交
換器を製造した。本実施例は溶射プロセスが実施例３と
異なるのみであり、チューブとフィン、チューブとヘッ
ダとのろう付性は完全で、実施例１で述べたろう付接合
後の表面処理後の塩水噴霧試験５０００ｈ時間後、０．
４ｍｍ肉厚のチューブには貫通孔食は発生せず耐食性も
十分であることが確認された。
【００３３】各実施例の冷間圧延工程における、ロール
のペーパー研磨による再研磨の間隔が数倍に伸び、ロー
ルの耐久性が向上していることが認められた。
のペーパー研磨による再研磨の間隔が数倍に伸び、ロー
ルの耐久性が向上していることが認められた。
【００３４】また、各実施例におけるルーバカッタの耐
久性（廃棄するまでの使用時間）も数倍に伸びたことが
認められた。
久性（廃棄するまでの使用時間）も数倍に伸びたことが
認められた。
【００３５】
【発明の効果】本発明のアルミニウム合金製熱交換器
は、以下のような優れた効果を有する。 （１）チューブ材の表面に溶射されるろう材にＢｉが含
まれているため、ろう材の流動性、ぬれ性が改善される
ため、チューブ−フィン間、チューブ−ヘッダ間に充分
なフィレットが形成され、強度、耐圧上充分な接合がな
される。
は、以下のような優れた効果を有する。 （１）チューブ材の表面に溶射されるろう材にＢｉが含
まれているため、ろう材の流動性、ぬれ性が改善される
ため、チューブ−フィン間、チューブ−ヘッダ間に充分
なフィレットが形成され、強度、耐圧上充分な接合がな
される。
【００３６】（２）ろう材中のＺｎは真空ろう付過程に
おける熱サイクルによりチューブ材中に拡散し、チュー
ブの耐食性向上に抜群の効果のあるＺｎ拡散層を形成す
る。
おける熱サイクルによりチューブ材中に拡散し、チュー
ブの耐食性向上に抜群の効果のあるＺｎ拡散層を形成す
る。
【００３７】（３）フィンがＺｎを含むアルミニウム合
金のベア材であるため、犠牲陽極となるフィン材による
陰極防食効果により耐食性に優れる。
金のベア材であるため、犠牲陽極となるフィン材による
陰極防食効果により耐食性に優れる。
【００３８】（４）フィンがＡｌ−Ｍｎ合金またはＡｌ
−Ｍｎ−Ｚｎ合金の軟らかなベア材であるため、インゴ
ットからの圧延過程特に冷間圧延過程の圧延ロールの摩
耗が大巾に削限され耐久寿命が大巾に向上すると共に、
ブレージングシートからなる熱交換器フィン材（０．０
５〜０．３ｍｍ厚）のルーバ加工時のルーバカッタの耐
久性が抜群に向上し、製造コストを低減することができ
る。
−Ｍｎ−Ｚｎ合金の軟らかなベア材であるため、インゴ
ットからの圧延過程特に冷間圧延過程の圧延ロールの摩
耗が大巾に削限され耐久寿命が大巾に向上すると共に、
ブレージングシートからなる熱交換器フィン材（０．０
５〜０．３ｍｍ厚）のルーバ加工時のルーバカッタの耐
久性が抜群に向上し、製造コストを低減することができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 4/08 Ｆ２８Ｆ 19/06 21/08 Ａ (72)発明者 仲川 政宏 東京都千代田区神田錦町３丁目20番地 第 一メテコ株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 表面にろう材を溶射した皮膜を有するア
ルミニウムまたはアルミニウム合金からなるチューブ材
に、アルミニウム合金からなるベアフィンを、真空ろう
付により接合したアルミニウム合金製熱交換器であっ
て、ろう材の合金組成が、Ｓｉ：６〜１３ｗｔ％、Ｍ
ｇ：０．５〜３ｗｔ％、Ｂｉ：０．１〜０．５ｗｔ％、
残部がＡｌおよび不可避的不純分からなるアルミニウム
合金、または上記合金組成にさらにＺｎを０．５〜８ｗ
ｔ％添加したアルミニウム合金であり、ベアフィンのア
ルミニウム合金組成が、Ｍｎ：０．５〜２ｗｔ％、残部
がＡｌおよび不可避的不純分からなるアルミニウム合
金、またはＭｎ：０．５〜２ｗｔ％、Ｚｎ：０．５〜５
ｗｔ％、残部がＡｌおよび不可避的不純分からなるアル
ミニウム合金であることを特徴とするアルミニウム合金
製熱交換器。 - 【請求項２】 アルミニウムまたはアルミニウム合金か
らなるチューブの表面に、合金組成が、Ｓｉ：６〜１３
ｗｔ％、Ｍｇ：０．５〜３ｗｔ％、Ｂｉ：０．１〜０．
５ｗｔ％、残部がＡｌおよび不可避的不純分であるアル
ミニウム合金、または上記合金組成にさらにＺｎを０．
５〜８ｗｔ％添加したアルミニウム合金からなるろう材
を溶射し、合金組成が、Ｍｎ：０．５〜２ｗｔ％、残部
がＡｌおよび不可避的不純分であるアルミニウム合金、
または Ｍｎ：０．５〜２ｗｔ％ Ｚｎ：０．５〜５ｗｔ％ 残部がＡｌおよび不可避的不純分であるアルミニウム合
金からなるベアフィンを、組付た後、真空ろう付して接
合したことを特徴とするアルミニウム合金製熱交換器の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31220893A JPH07164181A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | アルミニウム合金製熱交換器およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31220893A JPH07164181A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | アルミニウム合金製熱交換器およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07164181A true JPH07164181A (ja) | 1995-06-27 |
Family
ID=18026505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31220893A Pending JPH07164181A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | アルミニウム合金製熱交換器およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07164181A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2012008463A1 (ja) * | 2010-07-13 | 2013-09-09 | 古河スカイ株式会社 | アルミニウム合金製内面溝付き伝熱管 |
| EP2855054A1 (en) * | 2012-05-28 | 2015-04-08 | Renishaw PLC | Manufacture of metal articles |
| JP2016198803A (ja) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | 三菱アルミニウム株式会社 | アルミニウム部材のろう付方法 |
| JP2017009273A (ja) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | ドゥサン ヘヴィー インダストリーズ アンド コンストラクション カンパニー リミテッド | 遷移液相拡散接合のための熱交換器用プレート |
| JP2019013981A (ja) * | 2017-07-10 | 2019-01-31 | 三菱アルミニウム株式会社 | アルミニウム材のフラックスフリーろう付方法およびフラックスフリーろう付用アルミニウム合金部材 |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP31220893A patent/JPH07164181A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2012008463A1 (ja) * | 2010-07-13 | 2013-09-09 | 古河スカイ株式会社 | アルミニウム合金製内面溝付き伝熱管 |
| EP2855054A1 (en) * | 2012-05-28 | 2015-04-08 | Renishaw PLC | Manufacture of metal articles |
| JP2016198803A (ja) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | 三菱アルミニウム株式会社 | アルミニウム部材のろう付方法 |
| JP2017009273A (ja) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | ドゥサン ヘヴィー インダストリーズ アンド コンストラクション カンパニー リミテッド | 遷移液相拡散接合のための熱交換器用プレート |
| JP2019013981A (ja) * | 2017-07-10 | 2019-01-31 | 三菱アルミニウム株式会社 | アルミニウム材のフラックスフリーろう付方法およびフラックスフリーろう付用アルミニウム合金部材 |
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