JPH1129835A - 耐食性に優れるろう付けタイプの熱交換器用Ｚｎ被覆アルミニウム押出管 - Google Patents
耐食性に優れるろう付けタイプの熱交換器用Ｚｎ被覆アルミニウム押出管Info
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- JPH1129835A JPH1129835A JP20525897A JP20525897A JPH1129835A JP H1129835 A JPH1129835 A JP H1129835A JP 20525897 A JP20525897 A JP 20525897A JP 20525897 A JP20525897 A JP 20525897A JP H1129835 A JPH1129835 A JP H1129835A
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- Japan
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- aluminum
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐食性に優れるろう付けタイプの熱交換器用
Ｚｎ被覆アルミニウム押出管を得る。 【解決手段】 アルミニウム押出管を母材としてその表
面にＺｎ被覆層を被覆した熱交換器用Ｚｎ被覆アルミニ
ウム押出管において、上記母材の組成を、Ｆｅの含有量
が０．２０％以上で残部が不可避的不純物及びＡｌと
し、それによりろう付け後のＺｎ拡散層と母材との孔食
電位の差が１７０ｍＶ以上になるようにする。その条件
のとき、フィン材の犠牲防食効果が作用しない部位にお
いても優れた耐食性が得られる。
Ｚｎ被覆アルミニウム押出管を得る。 【解決手段】 アルミニウム押出管を母材としてその表
面にＺｎ被覆層を被覆した熱交換器用Ｚｎ被覆アルミニ
ウム押出管において、上記母材の組成を、Ｆｅの含有量
が０．２０％以上で残部が不可避的不純物及びＡｌと
し、それによりろう付け後のＺｎ拡散層と母材との孔食
電位の差が１７０ｍＶ以上になるようにする。その条件
のとき、フィン材の犠牲防食効果が作用しない部位にお
いても優れた耐食性が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム製熱
交換器用材料に関するものである。より詳しくは、Ｚｎ
被覆層の防食効果が高く、耐食性に優れる熱交換器用Ｚ
ｎ被覆押出材に関するものである。
交換器用材料に関するものである。より詳しくは、Ｚｎ
被覆層の防食効果が高く、耐食性に優れる熱交換器用Ｚ
ｎ被覆押出材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム製熱交換器コア（図２参
照）は、アルミニウム押出管１（偏平管、図３参照）と
この押出管１にろう付けされたフィン２等により構成さ
れており、前記押出管内に液体（伝熱媒体）が通流する
ようになっている。自動車等に組み付けられたアルミニ
ウム製熱交換器コアは過酷な環境で使用されるため、前
記押出管が腐食されやすく、伝熱媒体が液漏れする恐れ
がある。このため、アルミニウム押出管にＺｎ又はＺｎ
基合金を溶射等により被覆したものを用い（例えば特開
平９−３５８０号公報参照）、この被覆層はろう付け時
の熱でアルミニウム押出管母材の表面に拡散浸透してＺ
ｎの拡散層を形成し、フィンとこのＺｎ拡散層の犠牲防
食作用により腐食が防止される。
照）は、アルミニウム押出管１（偏平管、図３参照）と
この押出管１にろう付けされたフィン２等により構成さ
れており、前記押出管内に液体（伝熱媒体）が通流する
ようになっている。自動車等に組み付けられたアルミニ
ウム製熱交換器コアは過酷な環境で使用されるため、前
記押出管が腐食されやすく、伝熱媒体が液漏れする恐れ
がある。このため、アルミニウム押出管にＺｎ又はＺｎ
基合金を溶射等により被覆したものを用い（例えば特開
平９−３５８０号公報参照）、この被覆層はろう付け時
の熱でアルミニウム押出管母材の表面に拡散浸透してＺ
ｎの拡散層を形成し、フィンとこのＺｎ拡散層の犠牲防
食作用により腐食が防止される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のアルミニウム製
熱交換器コアは、フィンとＺｎ拡散層の双方の犠牲防食
作用によりアルミニウム押出管母材に腐食が発生するの
を防止するものであり、確かにフィン材が取り付けられ
た箇所では腐食の発生が防止できるが、フィンの防食効
果が作用しにくい箇所、つまりヘッダー３とフィン２の
間の箇所ａではＺｎ拡散層のみの作用となり、アルミニ
ウム押出管母材に対し十分な防食効果が得られていな
い。このようなＺｎ被覆アルミニウム押出管としては、
押出性の点から一般に純アルミニウムが使用されている
が、Ｚｎ拡散層のみでも十分な防食効果が得られる耐食
性に優れたアルミニウム押出材が要望されている。
熱交換器コアは、フィンとＺｎ拡散層の双方の犠牲防食
作用によりアルミニウム押出管母材に腐食が発生するの
を防止するものであり、確かにフィン材が取り付けられ
た箇所では腐食の発生が防止できるが、フィンの防食効
果が作用しにくい箇所、つまりヘッダー３とフィン２の
間の箇所ａではＺｎ拡散層のみの作用となり、アルミニ
ウム押出管母材に対し十分な防食効果が得られていな
い。このようなＺｎ被覆アルミニウム押出管としては、
押出性の点から一般に純アルミニウムが使用されている
が、Ｚｎ拡散層のみでも十分な防食効果が得られる耐食
性に優れたアルミニウム押出材が要望されている。
【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、Ｚｎ拡散層の十分な防食効果を作用させア
ルミニウム押出管母材の耐食性を飛躍的に向上する、耐
食性に優れる熱交換機用Ｚｎ被覆アルミニウム押出材を
提供することを目的とする。
のであって、Ｚｎ拡散層の十分な防食効果を作用させア
ルミニウム押出管母材の耐食性を飛躍的に向上する、耐
食性に優れる熱交換機用Ｚｎ被覆アルミニウム押出材を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、ろう付け
タイプの熱交換器用Ｚｎ被覆アルミニウム押出管の耐食
性を改善すべく種々実験研究を行った。その結果、純ア
ルミニウムにＦｅを添加し、これによりろう付け後にお
いてＺｎ拡散層と押出管母材の電位差を確保すること
で、Ｚｎ被覆アルミニウム押出材の耐食性が飛躍的に向
上するとの知見を得た。
タイプの熱交換器用Ｚｎ被覆アルミニウム押出管の耐食
性を改善すべく種々実験研究を行った。その結果、純ア
ルミニウムにＦｅを添加し、これによりろう付け後にお
いてＺｎ拡散層と押出管母材の電位差を確保すること
で、Ｚｎ被覆アルミニウム押出材の耐食性が飛躍的に向
上するとの知見を得た。
【０００６】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、アルミニウム押出管を母材としてその表面にＺｎ又
はＺｎを主体とする合金被覆層を被覆した熱交換器用Ｚ
ｎ被覆アルミニウム押出管において、上記母材が、Ｆｅ
の含有量が０．２０％以上で残部が不可避的不純物及び
Ａｌからなり、ろう付け後のＺｎ拡散層とＺｎ被覆され
た母材との孔食電位の差が１７０ｍＶ以上であることを
特徴とする。
で、アルミニウム押出管を母材としてその表面にＺｎ又
はＺｎを主体とする合金被覆層を被覆した熱交換器用Ｚ
ｎ被覆アルミニウム押出管において、上記母材が、Ｆｅ
の含有量が０．２０％以上で残部が不可避的不純物及び
Ａｌからなり、ろう付け後のＺｎ拡散層とＺｎ被覆され
た母材との孔食電位の差が１７０ｍＶ以上であることを
特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明においては、ろう付け後の
Ｚｎ拡散層とアルミニウム押出管母材との孔食電位差を
１７０ｍＶ以上とする。この孔食電位差が１７０ｍＶ未
満ではＺｎ拡散層の犠牲防食効果が期待できないためで
ある。また、ろう付け後の孔食電位差を１７０ｍＶ以上
にする手段として、純アルミニウム中にＦｅを０．２０
％以上含有させる。電位差を確保する手段として特にＦ
ｅを用いる理由は、他の元素では押出性（生産性）を極
端に低下させるためである。純アルミニウム中のＦｅ量
が０．２０％未満では孔食電位差を１７０ｍＶ以上にす
ることが難しく、良好な防食効果が作用しないため、Ｆ
ｅの含有量は０．２０％以上とすることが必要である。
しかし、押出性を考慮して、Ｆｅの含有量は０．５％以
下とするのが好ましい。
Ｚｎ拡散層とアルミニウム押出管母材との孔食電位差を
１７０ｍＶ以上とする。この孔食電位差が１７０ｍＶ未
満ではＺｎ拡散層の犠牲防食効果が期待できないためで
ある。また、ろう付け後の孔食電位差を１７０ｍＶ以上
にする手段として、純アルミニウム中にＦｅを０．２０
％以上含有させる。電位差を確保する手段として特にＦ
ｅを用いる理由は、他の元素では押出性（生産性）を極
端に低下させるためである。純アルミニウム中のＦｅ量
が０．２０％未満では孔食電位差を１７０ｍＶ以上にす
ることが難しく、良好な防食効果が作用しないため、Ｆ
ｅの含有量は０．２０％以上とすることが必要である。
しかし、押出性を考慮して、Ｆｅの含有量は０．５％以
下とするのが好ましい。
【０００８】本発明に係るアルミニウム押出管母材は、
基本的に純アルミニウムにＦｅを含有させたものであ
り、不可避不純物とは、ＪＩＳＨ２１０２に規定される
１種アルミニウム地金に通常含まれる程度の不純物を意
味し、例えばＳｉ≦０．１５％以下、Ｃｕ≦０．０１％
以下、Ｔｉ≦０．０１％以下、Ｍｎ≦０．０１％以下、
その他の不純物についても０．０１％以下である。な
お、高強度が必要な場合においては、上記母材にＭｎ、
Ｃｒのうち１種以上を０．１％以上含有させることがで
きる。押出性の点から、含有量はＭｎ：０．６％以下、
Ｃｒ：０．３％以下とするのが好ましい。また、Ｚｎ被
覆アルミニウム押出管の被覆層を構成するＺｎ又はＺｎ
を主体とする合金としては、純Ｚｎのほか、Ｚｎ−Ａ
ｌ、Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｉ、Ｚｎ−Ｓｉがある。
基本的に純アルミニウムにＦｅを含有させたものであ
り、不可避不純物とは、ＪＩＳＨ２１０２に規定される
１種アルミニウム地金に通常含まれる程度の不純物を意
味し、例えばＳｉ≦０．１５％以下、Ｃｕ≦０．０１％
以下、Ｔｉ≦０．０１％以下、Ｍｎ≦０．０１％以下、
その他の不純物についても０．０１％以下である。な
お、高強度が必要な場合においては、上記母材にＭｎ、
Ｃｒのうち１種以上を０．１％以上含有させることがで
きる。押出性の点から、含有量はＭｎ：０．６％以下、
Ｃｒ：０．３％以下とするのが好ましい。また、Ｚｎ被
覆アルミニウム押出管の被覆層を構成するＺｎ又はＺｎ
を主体とする合金としては、純Ｚｎのほか、Ｚｎ−Ａ
ｌ、Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｉ、Ｚｎ−Ｓｉがある。
【０００９】
【実施例】以下のように実際の熱交換器コアを模した部
材を作製し、ろう付け後のＺｎ拡散層とアルミニウム押
出管母材との孔食電位差を１７０ｍＶ以上、純アルミニ
ウム中へのＦｅ添加量を０．２％以上と規定することに
より、耐食性に優れた熱交換器用Ｚｎ被覆アルミニウム
押出管が得られることを確認した。
材を作製し、ろう付け後のＺｎ拡散層とアルミニウム押
出管母材との孔食電位差を１７０ｍＶ以上、純アルミニ
ウム中へのＦｅ添加量を０．２％以上と規定することに
より、耐食性に優れた熱交換器用Ｚｎ被覆アルミニウム
押出管が得られることを確認した。
【００１０】表１に示す成分のアルミニウム合金を母材
管とするＺｎ被覆アルミニウム押出管を、図４に示す装
置を用いて製造した。まず、常法によりアルミニウム合
金ビレット（直径２００ｍｍ、長さ５００ｍｍ）を製造
し、押出プレス５にセットして押出管１１ａ（図３に示
す形状の偏平管、幅２０ｍｍ、高さ２ｍｍ、肉厚０．４
ｍｍ）を押出速度５０ｍ／分にて熱間押出成形した。続
いて、溶射材料としてＺｎ線を用いた溶射機６によりそ
の周面上に、Ｚｎ付着量の目標値を約９ｇ／ｍ2として
Ｚｎを連続的に溶射し、Ｚｎ被覆層を形成した。このＺ
ｎ被覆押出管１１ｂを噴射ノズル７から冷却水を噴射し
て冷却し、巻き取った。
管とするＺｎ被覆アルミニウム押出管を、図４に示す装
置を用いて製造した。まず、常法によりアルミニウム合
金ビレット（直径２００ｍｍ、長さ５００ｍｍ）を製造
し、押出プレス５にセットして押出管１１ａ（図３に示
す形状の偏平管、幅２０ｍｍ、高さ２ｍｍ、肉厚０．４
ｍｍ）を押出速度５０ｍ／分にて熱間押出成形した。続
いて、溶射材料としてＺｎ線を用いた溶射機６によりそ
の周面上に、Ｚｎ付着量の目標値を約９ｇ／ｍ2として
Ｚｎを連続的に溶射し、Ｚｎ被覆層を形成した。このＺ
ｎ被覆押出管１１ｂを噴射ノズル７から冷却水を噴射し
て冷却し、巻き取った。
【００１１】
【表１】
【００１２】このようにして製作したＺｎ被覆押出管１
１ｂの両端部近傍に、図５に示すようにアルミ合金ブレ
ージングシートからなるフィン１２を組み合わせ、表２
に示すろう付け条件にて非腐食性フラックスろう付け
（ノコロックろう付け）加熱し、熱交換器コアを模した
部材を製作した。続いて、この部材のＺｎ被覆押出管１
１ｂのうちフィン材の影響のない箇所ｂから試験片を切
り出して、以下の試験に供した。
１ｂの両端部近傍に、図５に示すようにアルミ合金ブレ
ージングシートからなるフィン１２を組み合わせ、表２
に示すろう付け条件にて非腐食性フラックスろう付け
（ノコロックろう付け）加熱し、熱交換器コアを模した
部材を製作した。続いて、この部材のＺｎ被覆押出管１
１ｂのうちフィン材の影響のない箇所ｂから試験片を切
り出して、以下の試験に供した。
【００１３】
【表２】
【００１４】この試験片を用いてＪＩＳ−Ｚ２３７１に
規定されている塩水噴霧試験を２０００時間実施し、そ
の後腐食状況を調査した。その結果を表３に示す。ま
た、Ｚｎ拡散深さを同じく表３に示す。一方、試験片の
Ｚｎ拡散層及び母材の孔食電位（vs.ＳＣＥ）を測定し
た。Ｚｎ拡散層の孔食電位は表面をそのまま測定し、母
材の孔食電位は表面から約０．２ｍｍ以上研磨しＺｎ拡
散層を除去して測定した。その結果を表３及び図１に示
す。Ｚｎ拡散層の孔食電位は図１の破線に示すようにい
ずれも約−１．０Ｖであり、１７０ｍＶ以上の孔食電位
差は、Ｆｅの添加量０．２％以上に対応することが分か
る。なお、Ｚｎ拡散層の孔食電位はＺｎ溶射量やろう付
け条件（温度、時間）により変化するが、Ｚｎ溶射量が
通常の７〜２０ｇ／ｍ2程度で、通常のろう付け条件
（温度５９０〜６１０℃×時間１〜６分）であればほぼ
一定とみることができる。
規定されている塩水噴霧試験を２０００時間実施し、そ
の後腐食状況を調査した。その結果を表３に示す。ま
た、Ｚｎ拡散深さを同じく表３に示す。一方、試験片の
Ｚｎ拡散層及び母材の孔食電位（vs.ＳＣＥ）を測定し
た。Ｚｎ拡散層の孔食電位は表面をそのまま測定し、母
材の孔食電位は表面から約０．２ｍｍ以上研磨しＺｎ拡
散層を除去して測定した。その結果を表３及び図１に示
す。Ｚｎ拡散層の孔食電位は図１の破線に示すようにい
ずれも約−１．０Ｖであり、１７０ｍＶ以上の孔食電位
差は、Ｆｅの添加量０．２％以上に対応することが分か
る。なお、Ｚｎ拡散層の孔食電位はＺｎ溶射量やろう付
け条件（温度、時間）により変化するが、Ｚｎ溶射量が
通常の７〜２０ｇ／ｍ2程度で、通常のろう付け条件
（温度５９０〜６１０℃×時間１〜６分）であればほぼ
一定とみることができる。
【００１５】
【表３】
【００１６】表３に示すように、Ｆｅ添加量が０．２％
未満で孔食電位差が１７０ｍＶ未満の比較材は、Ｚｎ被
覆押出管に深い孔食が発生した。一方、Ｆｅ添加量が
０．２％以上で孔食電位差が１７０ｍＶ以上の実施例で
は、Ｚｎ拡散層以内の腐食であり、耐食性が飛躍的に優
れたＺｎ被覆押出管が得られていた。
未満で孔食電位差が１７０ｍＶ未満の比較材は、Ｚｎ被
覆押出管に深い孔食が発生した。一方、Ｆｅ添加量が
０．２％以上で孔食電位差が１７０ｍＶ以上の実施例で
は、Ｚｎ拡散層以内の腐食であり、耐食性が飛躍的に優
れたＺｎ被覆押出管が得られていた。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐食性に優れるろう付けタイプの熱交換器用Ｚｎ被覆ア
ルミニウム押出管を得ることができる。
耐食性に優れるろう付けタイプの熱交換器用Ｚｎ被覆ア
ルミニウム押出管を得ることができる。
【図１】 アルミニウム押出管の孔食電位とＦｅ添加量
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図２】 アルミニウム製熱交換器コアのヘッダー近傍
の断面図である。
の断面図である。
【図３】 アルミニウム押出管（偏平管）の断面図であ
る。
る。
【図４】 Ｚｎ被覆アルミニウム押出管の製造装置の模
式図である。
式図である。
【図５】 試験のために製作した熱交換器コアを模した
部材の模式図である。
部材の模式図である。
１ アルミニウム押出管 ２ フィン ３ ヘッダー ５ 押出プレス ６ 溶射機 ７ 噴射ノズル
Claims (2)
- 【請求項１】 アルミニウム押出管を母材としてその表
面にＺｎ又はＺｎを主体とする合金被覆層を被覆した熱
交換器用Ｚｎ被覆アルミニウム押出管において、上記母
材が、Ｆｅの含有量が０．２０％以上で残部が不可避的
不純物及びＡｌからなり、ろう付け後のＺｎ拡散層とＺ
ｎ被覆された母材との孔食電位の差が１７０ｍＶ以上で
あることを特徴とする、耐食性に優れるろう付けタイプ
の熱交換器用Ｚｎ被覆アルミニウム押出管。 - 【請求項２】 上記母材が、Ｆｅの含有量が０．２０％
以上で、Ｍｎ、Ｃｒのうち１種以上を０．１％以上含
み、残部が不可避的不純物及びＡｌからなることを特徴
とする請求項１に記載の耐食性に優れるろう付けタイプ
の熱交換器用Ｚｎ被覆アルミニウム押出材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20525897A JPH1129835A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 耐食性に優れるろう付けタイプの熱交換器用Ｚｎ被覆アルミニウム押出管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20525897A JPH1129835A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 耐食性に優れるろう付けタイプの熱交換器用Ｚｎ被覆アルミニウム押出管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1129835A true JPH1129835A (ja) | 1999-02-02 |
Family
ID=16504016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20525897A Pending JPH1129835A (ja) | 1997-07-14 | 1997-07-14 | 耐食性に優れるろう付けタイプの熱交換器用Ｚｎ被覆アルミニウム押出管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1129835A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005024235A (ja) * | 2003-06-10 | 2005-01-27 | Showa Denko Kk | 熱交換器用高耐食性チューブ及び熱交換器 |
| CN100478640C (zh) | 2003-06-06 | 2009-04-15 | 住友轻金属工业株式会社 | 耐腐蚀性能优良的铝制热交换器 |
-
1997
- 1997-07-14 JP JP20525897A patent/JPH1129835A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100478640C (zh) | 2003-06-06 | 2009-04-15 | 住友轻金属工业株式会社 | 耐腐蚀性能优良的铝制热交换器 |
| JP2005024235A (ja) * | 2003-06-10 | 2005-01-27 | Showa Denko Kk | 熱交換器用高耐食性チューブ及び熱交換器 |
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