JPS61500896A - ロウ付け用物質で被覆したアルミニウム造形品及びその被覆方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ロウ付は用物質でａ　７Ｗ　したアルミニウム造形品及びその被覆方法 本発明は被覆したアルミニウム造形品に間し、更に詳しくは熱交換器を製造する 際に該造形品を熱交換フィンに組み立てる間に加熱する時にはんだ付は用物質ま たは低温ロウ付は用物質として作用する無敵剤金属層で被覆したアルミニウム中 空造形品、例えばアルミニウム営、及び上述のようなアルミニウム造形品を被覆 するための方法に間する。

本明細書に使用する術語アルミニウムはアルミニウム及びアルミニウム基台金を 意味することを８図するものである。

自動車に設置されている熱交換器／ラジェター中の管と熱交換フィンの接触は現 住主に２種の方法、すなわち管の機械的膨張または管の熱交換フィンへのロウ付 けにより確保されている。管の機械的膨張により行なわれる確実な接触は実質上 円形の管を使用した場合にのみ達成されるものであり、これは熱交換器の制限さ れた熱性能を意味するものである。ロウ付けした銅製フラット管または寅ｔ！Ａ 製フラット管が自動車のラジェターに多量に使用されており、安価な既知のロウ 付は技法を使用した場合に良好な性能を提供する。

自動車工業において、鋼及び銅はアルミニウムまたはマグネシウムのようなより 軽質な物質に代わる傾向が増大、している。

しかし、アルミニウムのアルミニウムへま起は他の金属類へのはんだ付けまたは ロウ付けはアルミニウム部材の表面な大気へ露出するとすぐに形成されるアルミ ニウム酸化物層が存在するために困難な作業である。この酸化物層はその弱い湿 潤性のためにロウ付けした部材間の強固な金属結合の形成を妨げる。

それ故、はんだ付け／ロウ付は前にアルミニウム酸化物を除去するためにアルミ ニウム表面を予備処理することが実際上必要となる。アルミニウム部材の次工程 での用途に依存して該化物層を除去するために種々の方法が使用される。アルミ ニウム部材を溶敗塩及びロウ付は用融剤の浴に含浸するか、または予備処理した 部材から酸化物層を除去するロウ付は用融剤に露出することからなる敵剤ロウ付 けと呼称される方法が広く使用されている。

該方法は酸化物の除去に関しては非常に効果的であるが、しかし、融剤がロウ付 けした継ぎ目に残存して重大な腐食問題を示すことを回避することは実質上不可 能である。

更に、通常使用されるロウけけ用物質は高温ロウ付は用合金であるＡｌ−５ｉ合 金である。ｙ＆際に被覆管上の所定の位置に部品を設置してロウ付けされる装置 を組み立てる場合、次に組体を減圧炉中に装填して加熱する。しかし、このロウ 付は用合金の溶融温度はアルミニウムのＷｅ融湿温度り余り低くない５６５℃〜 ５９５℃の範囲内にあり、結果として温度を非常に正確に制御しなければならな い、しかし、ロウ付は合金から珪素が気化して温度センサーを含む加熱装置内の 表面に沈着すｂＩｊ向にあり、それによって、Ａくても変化し易い制御をするこ ととなる。従って、該方法は余り確実でなく且つ余り効果的なものではない。

無社剤ロウ付は方法は減圧下または不活性雰囲気中で好都合に行なうことができ 、米国特許第３．３７３．４８２号及び同第３，９７９，０４２号明細書に記載 されている。

上述の方法の一般的な欠点は洗浄／予備処ＸＩ！操作の必要性が削除されず、ま た酸化物層を破壊するか、または酸化物層中に亀裂を遺るためにより高い温度を 必要とすることにある。それ故、上述の方法は高価であり、特別な用途に限定さ れる。

従って、本発明の目的は被覆したアルミニウム造形品。

特に、低温で！！敵剤はんだ付け／無融剤ロウ付けを行なうため、のはんだ付は 用物質またはロウ付は用物質の無敵剤皮腹をもつ中空造形品、例えば管を提供す ること、及び酸化物のない非予備処理表面をもつアルミニウム造形品の直接被覆 方法を提供するにある。

本発明の他の目的はアルミニウム造形品の耐食性を改善したはんだ付は用物質ま たはロウ付は用物質で下塗りしたアルミニウム造形品、すなわちロウ付けしたア ルミニウム熱交換器に特に適したアルミニウム造形品を提供するにある。該造形 品は山形材、■型ビーム、Ｈ型ビームまたはフランジのような断面をもつ細長い アルミニウム部材または細長いアルミニウム部材を形成する多くの池の道形品、 特に中空造形品１例えば適宜内部間仕切壁または多数の穴をもつことができる円 または平坦な長円形等の種々の断面形状をもつ管を意味するものである。

所望の形状及び寸法にアルミニウムを押出成形するか、またはアルミニウムから 造形品を形成する他の方法により提供される本発明によるアルミニウム造形品は 次工程で該造形品を他の構造部材と無敵剤はんだ付けまたは無琺剤低温ロウ付け する、例えば熱交換器を製造する際に管を熱交換フィンとはんだ付けまたはロウ 付けするための無敵剤はんだ付は用物質または無敵剤ロウ付は用物質を構成する 金属質層で被覆されている。被覆層として塗布されるはんだ付は用物質またはロ ウ付は用物質は亜鉛基合金よりなる。

本鈍明方法は所望の形状にアルミニウムを成形する工程、アルミニウム造形品の 外表面を金属層で被覆する次工程を行なう前に該造形品の表面の酸化を回避する ために該表面と大気の接触を防止する工程、及びその後の造形品の外表面を金属 質層で被覆する工程よりなる。

さて、本発明を例及び本発明を行なうための方法及び装置を概略的に記載する添 付第１図に関してより詳細に記載する。

本発明によるアルミニウム造形品に施されるはんだ付け／ロウ付は用被覆は亜鉛 基台金であり、Ａｆｌ、０〜１０．０重１％及びＣｕＯ〜３．０重１％を含有し 、且つ残余が亜鉛であるＺｎＡ１合金が好適である。この合金組成物は約３８５ 〜４２０℃で低温被覆することができ、結果として熱交換器を組み立てる間の被 覆したテと熱交換フィンのロウ付けを低温且つ低コストで行なうことができる。

３．０〜６．０重量％のＡｌを選択的に添加すれば、溶融亜鉛によるアルミニウ ムのｘｎ費性が改善され、またＣｕの併用は冷開状５で高引張力の造形品に充分 に延性のある皮膜を形成する。

已−−Ｌ アルミニウム引抜管を７素の保護雰囲気中で肢管の表面の酸化物を機械的に浄化 し、次に肢管を直接、すなわち窒素保護雰囲気中でＡＩを５．８重量％及びＣｕ を１．０重量％含有し、且つ残余が主に亜鉛である亜鉛合金の溶融浴へ送った。

冷たいアルミニウム上に過剰の亜鉛の凝結を防止するために亜鉛浴の温度ｔ！− ４５０℃に維持した３秒の接触時間後、肢管を亜鉛浴から取り出し、次に散水す ることにより冷却した。亜鉛ＶＬＦ！Ｉの凝集性層は上述のようにアルミニウム 引抜管を浴で処理することによって達成することができる。

第１Ｉ２Ｉに示すような本発明による特定の被覆方法を行なうための装置は所望 の形態のアルミニウム部材（２）を成形するための成形装置、例えば押出機（１ ）、特に押出１！（１）に供給されるアルミニウム（３）から管を成形するため の押出機（１）を含む、押出機の押出ダイ（４）からの出口の周囲にあって且つ 押出ダイ側の押出機端部の実質上ガスが密封されている部分が酸化防止Ｍ（５） であり、装入口（６）を通して酸化防止ガス、例えばｉ！素のような不活性ガス が供給される。酸化防止室は押出成形した造形品が該室を通過する前に所望の被 覆温度以下に冷えないように充分に短いものである。酸化防止室がら押出成形さ れたアルミニウム造形品は大気に露出することなしに、すなわちアルミニウム造 形品の酸化を防止して該造形品を被覆するための装置、例えばはんだ付は物質ま たはロウ付は物質の浴（７）に送られる０本発明装置の特別な実施態様において 、これは浴（７）を酸化防止室（５）の排出口に直接取り付けることによってな されている。この特別な冥ｙｉ慧様において、上述のようにｍ覆したアルミニウ ム遺影品を次に慣用のワイパー（８）に通して該造形品から過剰の被覆金属を拭 き取り、次に周囲大気中で冷却するか、または水急冷装置（図示せず）のような 冷却装置を通過させることによって被覆したアルミニウム造形品を冷却すること ができる。

皮膜を塗布するための上述の装置はアルミニウム造形品（２）が直接通過する浴 （７）として本明細書では示す。

しかし、浸漬、スプレー被覆及び平衡蒸留のような種々の既知の被覆損作が本光 明の範囲内で使用することができる。押出成形した造形品が押出機を出る時点か ら被覆される時点までの間に周囲大気または池の酸化雰囲気に該造形品が露出し ないように注意しなければならない。

押出ダイを出た後の発生期状態の押出成形した造形品は全ての表面に酸化物がな く、また約り００℃〜約４２５℃の温度を保持しており、その結果として造形品 を更に加熱する必要がない、得られた被覆したアルミニウム造形品は熱交換器に 特に適した耐食性漏れ止め管を提供する。

慣用の被覆方法と比較して本発明方法により押出成形した造形品へ付与される他 の有利な特徴は作業性の改善にある。従未法においては、酸化物皮膜を除去する ために押出成形したアルミニウム造形品にロウ付は用融剤を塗布する前または溶 融塩及びロウ付は用融剤の洛に含浸する前に押出成形した造形品予熱する場合、 該アルミニウム造形品はアルミニウムにしぼが成長するほどに充分な加熱が行な われ、それによって作業性が低減する０本発明方法においては、中間加熱工程な しに押出成形後直ぐに被覆が行なわれるために、しぼが充分に成長するためには 時間が不充分である。

九−Ｌ 平坦な長円形の断面をもつ中空アルミニウム管を慣用の押出繍から約５１０℃の 温度で押出成形し、肢管を押出機の押出ダイの周囲の前記押出機に実質上ガスが 密封された状態で連通する酸化防止室へ直接、すなわち周囲大気に露出すること なく送られる。酸化防止室は！素で満たされており、約７０ｃｍ〜約１００ｃ＋ ｍの長さである。

酸化防止室の端部で、中空アルミニウム管は肢管へはんだ付は用物質またはロウ 付は用物質を塗布するために優れた温度である約４００℃に冷却される。このよ うにして冷却した管を次にＡＩが約３．５〜４．５重量％、Ｃｕが約２．５〜３ ．５重量％、Ｍ、が約０．０５重量％及び残余がＺｎからなり、３８０〜３８２ ℃の温度であるＺｎ−ＡｅｇＷＩＬ剤はんだ付は用合金の浴へ直接、すなわち周 囲大気に露出することなく送る。

その後、上述のようにして被覆した管を慣用のワイパーに通して肢管から過剰の 被覆金属を拭き取り１次に大気中で肢管を冷却した。

このようにして完成した管に部品をはんだ付けすることによって肢管を容易に組 み立てることができる０例えば、肢管がラジェターのコアチューブを形成する場 合には、フィンを該管上にｎ１し、約４００℃の温度の加熱室を単に通過させる ことによってフィンを管にはんだ付けすることができる。はんだ付は用融剤を使 用する必要はなく、はんだ付は温度は従来技術と興なり非常に低く、これは低コ ストでラジェターを組み立てることができることを意味する。

閏　＠ｔｌ　審　器　央

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．加熱時に無融剤はんだ付け用物質または低温ロウ付け用物質として作用すろ 亜鉛基合金の金属質層で被覆された熱交換器製造適した、アルミニウム造形品ま たはアルミニウム合金造形品。
2. ２．アルミニウム造形品またはアルミニウム合金造形品が管であり、亜鉛基合金 がＡｌを１．０〜１０．０重量％及びＣｕを０〜３．０重量％含有し、且つ残余 が実質上亜鉛よりなる請求の範囲集１項記載のアルミニウム造形品またはアルミ ニウム合金造形品。
3. ３．Ａｌが３．５〜６．０重量％の量で亜鉛基合金中に存在する請求の範囲第２ 項記載のアルミニウム造形品またはアルミニウム合金造形品。
4. ４．アルミニウム造形品またはアルミニウム合金造形品への無融剤はんだ付け用 被覆物質または低温ロウ付け用被覆物質の直接被覆方法において、 造形品のアルミニウムを発生期状態としながら形成した造形品の周囲に非反応性 雰囲気を提供する工程、溶融状態のＺｎ基合金無融剤はんだ付け用物質またはＺ ｎ基合金無融剤ロウ付け用物質を被覆用物質として用意する工程、 発生期状態のアルミニウム造形品と溶融被覆用物質を接触させ且つアルミニウム 造形品に凝集性被覆を形成すろために充分な所定の時間にわたって昇温下に前記 接触を維持する工程、及び 過剰の被覆用物質を除去して均−な厚さの、加熱時に無融剤はんだ付け用物質ま たは無融剤低温ロウ付け用物質を構成する被覆をもつ造形品となす工程よりをる アルミニウム造形品またはアルミニウム合金造形品への無融剤はんだ付け用被覆 物質または低温ロウ付け用被覆物質の直接被覆方法。
5. ５．アルミニウム造形品が押出成形した中空アルミニウム造形品である請求の範 囲第４項記載の方法。
6. ６．被覆用物質がＡ１を１．０〜１０．０重量％及びＣｕを適宜３．０重量％ま で含有し、且つ残余が主に亜鉛よりなる亜鉛基合金である請求の範囲第５項記載 の方法。
7. ７．被覆用物質がＡ１を１．０〜１０．０重量％及びＣｕを適宜３．０重量％ま で含有し、且つ残余が主に亜鉛よりなる亜鉛基合金である請求の範囲第４項記載 の方法。