JPH10258356A - ろう付け用アルミニウム押出多穴管およびその製造方法 - Google Patents

ろう付け用アルミニウム押出多穴管およびその製造方法

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JPH10258356A
JPH10258356A JP8434897A JP8434897A JPH10258356A JP H10258356 A JPH10258356 A JP H10258356A JP 8434897 A JP8434897 A JP 8434897A JP 8434897 A JP8434897 A JP 8434897A JP H10258356 A JPH10258356 A JP H10258356A
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JP
Japan
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brazing
aluminum
hole tube
material layer
extruded
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JP8434897A
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English (en)
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Masaki Kumagai
正樹 熊谷
Yoshifusa Shiyouji
美房 正路
Hideo Sano
秀男 佐野
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 押出多穴管の外面にAl−Si系ろう材層を
簡単且つ安価な方法で均一に被覆し、アルミニウム製熱
交換器において、フィン材としてブレージングシートを
使用することなく、均一且つ安定したろう付け接合を可
能とするろう付け用アルミニウム押出多穴管を提供す
る。 【解決手段】 他のアルミニウム部材をろう付け接合す
るアルミニウム押出多穴管の外表面に、厚さが5〜20
0μmのAl−Si系ろう材層を、多穴管の押出成形時
に被覆する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ろう付け用アルミ
ニウム(アルミニウム合金を含む、以下同じ)押出多穴
管、とくに、アルミニウム製熱交換器において、アルミ
ニウムフィン材とろう付け接合されるろう付け用アルミ
ニウム押出多穴管、およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】アルミニウム製熱交換器は、従来、図1
に示すように、アルミニウムの偏平多穴管からなるチュ
ーブ材1に、Al−Si系合金ろうをクラッド(例えば
クラッド率10%)したブレージングシートからなるアル
ミニウムフィン材2を組付け、フラックスろう付け、ま
たは真空ろう付けあるいは雰囲気ろう付けなどのフラッ
クスレスろう付けを行い一体とすることにより組立てら
れている。
【0003】近年、アルミニウム製熱交換器の軽量化の
観点から、アルミニウムフィン材の薄肉化が要請されて
おり、この場合、従来とは逆に、フィン材をブレージン
グシートからベア材に変え、チューブ材にろう材をクラ
ッドしたものとすることができれば、フィン材の一層の
薄肉化が期待できる。しかしながら、アルミニウムのチ
ューブ材にAl−Si系ろう材を工業的規模で安定且つ
安価に被覆する方法は確立されていないのが現状であ
る。
【0004】チューブ材へのろう材被覆に適用し得る方
法として、アルミニウム材をフラックスと珪素金属粉末
の混合物のスラリー中に浸漬して、加熱、乾燥させ、当
該混合物をアルミニウム材の表面に塗布したものを組合
わせて、ろう付け炉内で加熱し、接合面にAl−Si系
の溶融ろうを形成させて、ろう付けを行う方法(特表平
6-504485号公報、特開平7-308795号公報) なども提案さ
れているが、これらの方法は塗布または被覆作業が面倒
でコスト高となるとともに均一な被覆が難しく、Si粉
末の密着性も不十分となり易いため、均一且つ安定した
ろう付け接合が行い難いという難点がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、とくに、ア
ルミニウム製熱交換器の流体通路を構成するアルミニウ
ム押出多穴管において、アルミニウムフィンなどの他の
アルミニウム部材と接合する多穴管の外表面に、溶融ろ
うを形成するAl−Si系ろう材層を設けるための改善
された方法を見出すためになされたものであり、その目
的は、簡単且つ安価に均一なろう材層を形成することが
でき、均一且つ安定したろう付け接合を行うことを可能
とするろう付け用アルミニウム押出多穴管およびその製
造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるろう付け用アルミニウム押出多穴管
は、他のアルミニウム部材をろう付け接合するアルミニ
ウム押出多穴管であって、多穴管の外表面に、厚さが5
〜200μmのAl−Si系ろう材層を多穴管にの押出
時に被覆してなることを構成上の第1の特徴とする。
【0007】また、Al−Si系ろう材層が、Si:4
〜20%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアル
ミニウム合金、Si:4〜20%を含有し、さらにZ
n:0.3〜3%、In:0.006〜0.3%、S
n:0.006〜0.3%、Ga:0.006〜0.3
%のうちの1種または2種以上を含み、残部Alおよび
不純物からなるアルミニウム合金、またはSi:4〜2
0%を含有し、さらにMg:0.3〜3%を含むアルミ
ニウム合金から形成されることを第2、第3および第4
の特徴とし、Al−Si系ろう材層が、Zn、In、S
n、Gaのうちの1種または2種以上からなる金属層を
介して形成されるものであることを第5の特徴とする。
【0008】本発明によるろう付け用アルミニウム押出
多穴管の製造方法は、アルミニウム押出多穴管の押出成
形において、押出ダイスの後面に位置するコンテナ内
に、円錐形状の先端部をそなえた多穴管を構成するアル
ミニウム材を、該円錐形状の先端部に嵌着する底部を有
する円筒容器状のAl−Si系ろう材層を構成するアル
ミニウム材を嵌め合わせてなる押出用ビレットを、前記
円錐形状の先端部が押出ダイス側に位置するよう装入
し、押出加工することにより多穴管の外表面にAl−S
i系ろう材層を被覆することを特徴とする。
【0009】本発明においては、アルミニウム多穴管の
押出成形時にAl−Siろう材層が多穴管に被覆される
から、簡単な被覆工程で均一なろう材層が形成される。
Al−Si系ろう材の厚さは、5〜200μmが好まし
く、5μm未満ではろう付け時に十分な溶融ろうが形成
されず、200μmを越えると、ろう付け時フィレット
部に過剰なろうが供給される結果、とくに接合されるべ
き他のアルミニウム部材が、フィン材のように薄い場合
には材料に穴があき座屈などのトラブルが生じ易くな
る。
【0010】Al−Si系ろう材層を形成するアルミニ
ウム合金において、Siは4〜20%とするのが好まし
く、4%未満では、ろう材としての機能が小さく、20
%を越えると押出加工が困難となる。Zn、Sn、I
n、Gaは、犠牲陽極効果を与えることにより、ろう付
けにより組立てられた熱交換器の耐食性を向上させる。
好ましい含有範囲は前記のとおりであり、それぞれ下限
値未満では耐食性向上の効果が小さく、上限を越えると
効果が飽和し、それ以上の耐食性向上は期待できない。
Mgを含有させることにより真空ろう付けを可能とす
る。Mgの含有量が下限未満では真空ろう付け時に良好
なフィレットが形成され難く、上限を越えて含有する
と、真空ろう付け炉の内面の汚れが大きくなり好ましく
ない。
【0011】Al−Si系ろう材層の下に、Zn、I
n、Sn、Gaの1種以上からなる金属層を設けること
によって、これらの元素が犠牲陽極効果を与えるよう機
能し、熱交換器の耐食性を向上させる。金属層として
は、押出後の被覆厚さが0.1〜50μmとなるZn
層、あるいはZnとIn、Sn、Gaのうちの1種以上
からなる金属層、または押出後の厚さが0.01〜5μ
mとなるIn、Sn、Gaのうちの1種以上からなる金
属層が好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明においては、図2に示すよ
うに、円錐形状の先端部7をそなえた多穴管を構成する
アルミニウム材6を、円錐形状の先端部7に嵌着する底
部9を有するAl−Si系ろう材層を構成する円筒容器
状のアルミニウム材8を嵌め合わせてなる押出用ビレッ
ト10を作製し、このビレット10を、押出ダイスの後
面に位置するコンテナ内に、円錐形状の先端部7が押出
ダイス側に位置するよう装入し、図2に示す方向に押出
加工することにより、図3に示すように、多穴管1の外
面にAl−Si系ろう材層5が均一に被覆される。
【0013】アルミニウム製熱交換器において、作動流
体通路となるアルミニウムの多穴偏平管1の平坦面3、
4に、Al−Si系ろう材層5を設けることにより、平
坦面に組付けるフィン材2として、ブレージングシート
ではなくアルミニウムのベア材を使用し、ろう付けする
ことができるから、フィン材の一層の薄肉化が可能とな
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 実施例1 多穴管を構成するアルミニウム材として、Mn:0.2
%、Cu:0.2%を含有し、残部Alおよび不純物か
らなるアルミニウム合金、Al−Si系ろう材層を構成
するアルミニウム材としてJIS4343合金を用い、
図2に示すような押出用ビレットを作製した。なお、D
1 =152mm、D2 =139mm、H=65mm、L
=600mm、α=45°とした。
【0015】このビレットを、ポートホールダイスによ
り8穴の偏平管に押出加工したところ、押出された偏平
多穴管の上下面には、図3に示すように、Al−Si系
ろう材層5、5が40μm厚さで均一に被覆されてい
た。得られたろう材層被覆多穴管を、図1に示すよう
に、JIS3003合金のフィン材と組合わせ、フッ化
物系のフラックスを塗布して、窒素ガス雰囲気中におい
て、600℃×3分の条件でノコロックろう付けした結
果、健全なフィレットが形成され、フィンの座屈などの
欠陥は認められなかった。
【0016】実施例2 実施例1と同一材質の多穴管構成アルミニウム材を溶融
亜鉛浴に浸漬して亜鉛メッキしたのち、浴中で実施例1
と同一材質の多穴管構成アルミニウム材を嵌め込んで実
施例1と同一寸法の押出用ビレットを作製した。
【0017】このビレットを、実施例1と同様に押出成
形したところ、押出された偏平多穴管の上下面には、1
μm厚さの亜鉛層を介してAl−Si系ろう材層が60
μmの厚さで均一に被覆されていた。得られた多穴管を
実施例1と同様に、JIS3003合金のフィン材と組
合わせ、ノコロックろう付けを行った結果、健全なフィ
レットが形成され、フィンの座屈などの結果はみられな
かった。
【0018】実施例3 多穴管を構成するアルミニウム材として、JIS110
0合金、Al−Si系ろう材層を構成するアルミニウム
材として、Si:8%、Zn:1%を含有し、残部Al
および不純物からなるアルミニウムを用い、図2に示す
ような押出用ビレットを作製した。なお、ビレットの寸
法は、実施例1と同様、D1 =152mm、D2 =13
9mm、H=65mm、L=600mm、α=45°と
した。
【0019】このビレットを、ポートホールダイスによ
り8穴の偏平管に押出加工したところ、押出された偏平
多穴管の上下面には、図3に示すように、Al−Si系
ろう材層5、5が10μm厚さで均一に被覆されてい
た。得られたろう材層被覆多穴管を、図1に示すよう
に、JIS3003合金のフィン材と組合わせ、フッ化
物系のフラックスを塗布して、窒素ガス雰囲気中におい
て、600℃×3分の条件でノコロックろう付けした結
果、健全なフィレットが形成され、フィンの座屈などの
欠陥は認められなかった。また、フィン材をろう付けし
た試験片を4週間のCASS試験に供したが、フィレッ
ト部の腐食は認められなかった。
【0020】実施例4 多穴管を構成するアルミニウム材として、Mn:0.4
%を含有し、残部Alおよび不純物からなるアルミニウ
ム合金、Al−Si系ろう材層を構成するアルミニウム
材として、Si:12%、Mg:1%を含有し、残部A
lおよび不純物からなるアルミニウムを用い、図2に示
すような押出用ビレットを作製した。なお、ビレットの
寸法は、実施例1と同様、D1 =152mm、D2 =1
39mm、H=65mm、L=600mm、α=45°
とした。
【0021】このビレットを、ポートホールダイスによ
り8穴の偏平管に押出加工したところ、押出された偏平
多穴管の上下面には、図3に示すように、Al−Si系
ろう材層5、5が30μm厚さで均一に被覆されてい
た。得られたろう材層被覆多穴管を、図1に示すよう
に、JIS3003合金のフィン材と組合わせ、真空ろ
う付け炉内において、10−5Torrの真空雰囲気
で、590℃×6分の条件で真空ろう付けを行った結
果、健全なフィレットが形成され、フィンの座屈などの
欠陥は認められなかった。
【0022】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、均一な
Al−Si系ろう材層を形成した多穴管が得られるか
ら、アルミニウム製熱交換器において、フィン材として
ベア材を使用することができる。従って、フィン材の薄
肉化が可能となり、熱交換器の軽量化が達成できる。A
l−Si系ろう材層の形成も簡単且つ安価に行うことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】偏平多穴管とフィンを組合わせてなるアルミニ
ウム製熱交換器エレメントを示す一部斜視図である。
【図2】Al−Si系ろう材被覆多穴管の押出用ビレッ
トの断面図である。
【図3】Al−Si系ろう材層を被覆した偏平多穴管の
断面図である。
【符号の説明】
1 偏平多孔管 2 フィン 3 上面 4 下面 5 Al−Si系ろう材層 6 多穴管を構成するアルミニウム材 7 円錐形状先端部 8 Al−Si系ろう材を構成するアルミニウム材 9 底部 10 押出用ビレット

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 他のアルミニウム部材をろう付け接合す
    るアルミニウム押出多穴管であって、多穴管の外表面
    に、厚さが5〜200μm のAl−Si系ろう材層を多
    穴管の押出時に被覆してなることを特徴とするろう付け
    用アルミニウム押出多穴管。
  2. 【請求項2】 Al−Si系ろう材層が、Si:4〜2
    0%(重量%、以下同じ)を含有し、残部Alおよび不
    純物からなるアルミニウム合金で形成されることを特徴
    とする請求項1記載のろう付け用アルミニウム押出多穴
    管。
  3. 【請求項3】 Al−Si系ろう材層が、Si:4〜2
    0%を含有し、さらにZn:0.3〜3%、In:0.
    006〜0.3%、Sn:0.006〜0.3%、G
    a:0.006〜0.3%のうちの1種または2種以上
    を含み、残部Alおよび不純物からなるアルミニウム合
    金で形成されることを特徴とする請求項1記載のろう付
    け用アルミニウム押出多穴管。
  4. 【請求項4】 Al−Si系ろう材層が、Si:4〜2
    0%を含有し、さらにMg:0.3〜3%を含み、残部
    Alおよび不純物からなるアルミニウム合金で形成され
    ることを特徴とする請求項1記載のろう付け用アルミニ
    ウム押出多穴管。
  5. 【請求項5】 Al−Si系ろう材層が、Zn、In、
    Sn、Gaのうちの1種または2種以上からなる金属層
    を介して形成されていることを特徴とする請求項2〜4
    記載のろう付けアルミニウム押出多穴管。
  6. 【請求項6】 アルミニウム多穴管の押出成形におい
    て、押出ダイスの後面に位置するコンテナ内に、円錐形
    状の先端部をそなえた多穴管を構成するアルミニウム
    を、該円錐形状の先端部に嵌着する底部を有する円筒容
    器状のAl−Si系ろう材層を構成するアルミニウム材
    に嵌め合わせてなる押出用ビレットを、前記円錐形状の
    先端部が押出ダイス側に位置するよう装入し、押出加工
    することにより多穴管の外表面にAl−Si系ろう材層
    を被覆することを特徴とするろう付け用アルミニウム多
    穴管の製造方法。
JP8434897A 1997-03-18 1997-03-18 ろう付け用アルミニウム押出多穴管およびその製造方法 Pending JPH10258356A (ja)

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Cited By (4)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018147375A1 (ja) * 2017-02-13 2018-08-16 株式会社Uacj ろう付け性及び外面防食性に優れたアルミニウム押出扁平多穴管及びそれを用いてなるアルミニウム製熱交換器
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