JPS6286183A - 熱交換器用アルミニウム・チユ−ブにおける亜鉛被覆方法 - Google Patents
熱交換器用アルミニウム・チユ−ブにおける亜鉛被覆方法Info
- Publication number
- JPS6286183A JPS6286183A JP22577685A JP22577685A JPS6286183A JP S6286183 A JPS6286183 A JP S6286183A JP 22577685 A JP22577685 A JP 22577685A JP 22577685 A JP22577685 A JP 22577685A JP S6286183 A JPS6286183 A JP S6286183A
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- JP
- Japan
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- zinc
- tube
- coating
- aluminum tube
- aluminum
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
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、ラジェータ等の熱交
換器にお□いて管材として用いられるアルミニウム押出
しチューブ材の表面に、ろう材層及び犠牲防食層として
機能するような亜鉛被覆層を形成するための亜鉛被覆法
に関するものである。
換器にお□いて管材として用いられるアルミニウム押出
しチューブ材の表面に、ろう材層及び犠牲防食層として
機能するような亜鉛被覆層を形成するための亜鉛被覆法
に関するものである。
従来の技術と発明の目的
従来、コンデンサーとかラジェータ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Ａ Ｑ −Ｓ ｉ系の
ろう祠を用いて真空ろう付は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、Ｊ−に己の
如くチューブとフィンとの接合にＡΩ−８ｉ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ＡＱ−５ｉ系ろう材合金がチューブ材より
も電気化学的に責であるために、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。
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Ａ Ｑ −Ｓ ｉ系の
ろう祠を用いて真空ろう付は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、Ｊ−に己の
如くチューブとフィンとの接合にＡΩ−８ｉ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ＡＱ−５ｉ系ろう材合金がチューブ材より
も電気化学的に責であるために、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、ろう何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、ろう何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、防食効果に優れた熱交換器を簡易
に製作しうるという着想のもとに、その実施化を企画し
た。しかしながら、ここに問題は、押出法によってつく
られるようなアルミニウム・チューブの外表面に、ろう
付は特性を実現しうるに充分な厚みと良好な密着性をも
った亜鉛被覆層を如何にして形成するかの点である。
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、防食効果に優れた熱交換器を簡易
に製作しうるという着想のもとに、その実施化を企画し
た。しかしながら、ここに問題は、押出法によってつく
られるようなアルミニウム・チューブの外表面に、ろう
付は特性を実現しうるに充分な厚みと良好な密着性をも
った亜鉛被覆層を如何にして形成するかの点である。
従来、アルミニウム・チューブに亜鉛被覆層を形成する
最も一般的な方法としては、専らに陰極防食効果の付与
を目的として、ジンケート浴などの亜鉛を含むアルカリ
浴中にアルミニウム材を浸漬し、亜鉛を還元析出させる
ジンケート処理法が知られている。この方法で形成され
る亜鉛層は、通常その後加熱拡散処理が施され、陰極防
食層として用いられるものであるが、その厚さはせいぜ
い約ＩＪＭ以下であり、これをろう材としてフィン材と
の接合に使用しうるようなものではない。而して、アル
ミニウム材の表面に比較的厚い亜鉛被覆層と形成する方
法としては、真空蒸着法とかイオンブレーティング法な
どが当然に予測されるところであるが、これらの通常の
方法では、アルミニウム材の表面のｌηれ、酸化皮膜の
存在などにより、均一な密着性の良い亜鉛被覆層を得る
ことは困難である。
最も一般的な方法としては、専らに陰極防食効果の付与
を目的として、ジンケート浴などの亜鉛を含むアルカリ
浴中にアルミニウム材を浸漬し、亜鉛を還元析出させる
ジンケート処理法が知られている。この方法で形成され
る亜鉛層は、通常その後加熱拡散処理が施され、陰極防
食層として用いられるものであるが、その厚さはせいぜ
い約ＩＪＭ以下であり、これをろう材としてフィン材と
の接合に使用しうるようなものではない。而して、アル
ミニウム材の表面に比較的厚い亜鉛被覆層と形成する方
法としては、真空蒸着法とかイオンブレーティング法な
どが当然に予測されるところであるが、これらの通常の
方法では、アルミニウム材の表面のｌηれ、酸化皮膜の
存在などにより、均一な密着性の良い亜鉛被覆層を得る
ことは困難である。
そこで、この発明は、アルミニウム・チューブ基材に、
特定の前処理を施すことにより、前記のようなフィン材
との接合にも有効に機能させうる充分な厚みと良好な密
着性をもった亜鉛被覆層を形成せしめうるものとなすこ
とを目的とする。
特定の前処理を施すことにより、前記のようなフィン材
との接合にも有効に機能させうる充分な厚みと良好な密
着性をもった亜鉛被覆層を形成せしめうるものとなすこ
とを目的とする。
問題点を解決するための手段
この発明は、上記の目的において、アルミニウム・チュ
ーブ基材の表面に、前処理として特にスパッタ・クリー
ニング処理を施すものとし、然る後亜鉛被覆処理を行う
ことを特徴とする熱交換器用アルミニウム・チューブに
おける亜鉛被覆法を要旨とする。
ーブ基材の表面に、前処理として特にスパッタ・クリー
ニング処理を施すものとし、然る後亜鉛被覆処理を行う
ことを特徴とする熱交換器用アルミニウム・チューブに
おける亜鉛被覆法を要旨とする。
スパッタ・クリーニング処理は、アルミニウム・チュー
ブ基材の表面の可及的完全な清浄化のためにこの発明に
おいて特に選択される前処理の方法である。該処理方法
は、金属蒸着法として知られる陰極スパッタリングの手
法を、被処理材の表面清浄化に利用するものであり、真
空または不活性ガス雰囲気中で、アルミニウム・チュー
ブ基材を陰極にして直流または交流、数１ｏｏｖ以上を
付加し、陰極金属表面をスパッターさせるものである。
ブ基材の表面の可及的完全な清浄化のためにこの発明に
おいて特に選択される前処理の方法である。該処理方法
は、金属蒸着法として知られる陰極スパッタリングの手
法を、被処理材の表面清浄化に利用するものであり、真
空または不活性ガス雰囲気中で、アルミニウム・チュー
ブ基材を陰極にして直流または交流、数１ｏｏｖ以上を
付加し、陰極金属表面をスパッターさせるものである。
亜鉛被覆処理は、充分な厚さの皮膜を形成しうるちので
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。
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、イオンブ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
の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、イオンブ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
の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彼覆層の厚さは、５〜
２００μの範囲のものとすることが望ましい。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。
ューブ基材の表面に形成する亜鉛彼覆層の厚さは、５〜
２００μの範囲のものとすることが望ましい。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、型温等の点での不利益が
増大する。
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、型温等の点での不利益が
増大する。
上記により亜鉛被覆層を形成したチューブ材は、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
ィン材をセットしたのち、好ましくはフラツクスを塗布
して加熱することにより、亜鉛被覆層をろう材として該
フィンと接合一体化し、所期する熱交換器に製作される
ものである。
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
ィン材をセットしたのち、好ましくはフラツクスを塗布
して加熱することにより、亜鉛被覆層をろう材として該
フィンと接合一体化し、所期する熱交換器に製作される
ものである。
添付図面において、（１）はアルミニウム・チューブ、
（２）はその外表面に被覆形成された亜鉛被覆層、（３
）はこれによってチューブ（１）の外表面に接合された
フィンを示す。
（２）はその外表面に被覆形成された亜鉛被覆層、（３
）はこれによってチューブ（１）の外表面に接合された
フィンを示す。
発明の効果
この発明は、」二連のように、アルミニウム・チューブ
の基材の表面に、予めスパッタ・クリーニング処理を施
したのち、蒸着法あるいは溶噴法によって亜鉛被覆層を
形成せしめるものであるから、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の亜鉛被覆層を形成せ
しめることができる。従って、この方法によって製作さ
れる亜鉛被覆層を何するアルミニウム・チューブは、こ
れをそのま＼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は接合を行うことができると共
に、ろう付は時に有害ガスを発生することがなく、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ＡＱ
−Ｚｎ合金濃化層が存在したものとなるから、該亜鉛被
覆層か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。
の基材の表面に、予めスパッタ・クリーニング処理を施
したのち、蒸着法あるいは溶噴法によって亜鉛被覆層を
形成せしめるものであるから、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の亜鉛被覆層を形成せ
しめることができる。従って、この方法によって製作さ
れる亜鉛被覆層を何するアルミニウム・チューブは、こ
れをそのま＼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は接合を行うことができると共
に、ろう付は時に有害ガスを発生することがなく、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ＡＱ
−Ｚｎ合金濃化層が存在したものとなるから、該亜鉛被
覆層か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
１Ｘ１０−３Ｔｏｒｒのアルゴンガス雰囲気中で、２０
０Ｗの高周波電力を付加し、高周波プラズマを形成した
。そしてこの雰囲気中で、Ａ１１００合金からなるアル
ミ・チューブ基材を陰極として電圧ＩＫＶ印加し、１０
分間保持して」１記アルミニウム基材表面のスパッタ・
クリーニングを実施した。
０Ｗの高周波電力を付加し、高周波プラズマを形成した
。そしてこの雰囲気中で、Ａ１１００合金からなるアル
ミ・チューブ基材を陰極として電圧ＩＫＶ印加し、１０
分間保持して」１記アルミニウム基材表面のスパッタ・
クリーニングを実施した。
上記の前処理後、ＩＸ １０−３Ｔｏ ｒ ｒ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１５
０℃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。
ンガス雰囲気中で、亜鉛蒸発源を加熱し、基材温度１５
０℃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
前記実施例１と同様のスパッタ・クリーニングを施した
Ａｌ１００合金製アルミニウム・チューブ基材の表面に
、基材温度２００℃で、約５００μ／ ０１ｉｎ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。
Ａｌ１００合金製アルミニウム・チューブ基材の表面に
、基材温度２００℃で、約５００μ／ ０１ｉｎ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
前記実施例１と同様のスパッタ・クリーニングを施した
Ａｌ１００合金製アルミニウム・チューブ基材の表面に
、基材１ｇ度２００°Ｃで、Ｚ口ＣＱ２、Ｎ２、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。
Ａｌ１００合金製アルミニウム・チューブ基材の表面に
、基材１ｇ度２００°Ｃで、Ｚ口ＣＱ２、Ｎ２、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 ｌ
Ａｌ１００合金からなるアルミニウム・チューブを５０
°ＣのＮａ ＯＨ： ３００ ｇ／Ｑ、 ＺｎＯ：６０
ｇ／Ｑを含むジンケート浴中に５分間浸漬し、０．８庫
の亜鉛蒸着層を形成した。
°ＣのＮａ ＯＨ： ３００ ｇ／Ｑ、 ＺｎＯ：６０
ｇ／Ｑを含むジンケート浴中に５分間浸漬し、０．８庫
の亜鉛蒸着層を形成した。
そして、上記実施例１〜３及び比較例１により得られた
亜鉛被覆チューブに、Ａｌ１００合金からなるフィンを
セットし、フラツクスを塗布したのち、４５０°Ｃで３
分間加熱保持し、チューブとフィムの接合を行った。ま
た、この各ろう付は品を試料として、それらのチューブ
とフィンのろう付は状態、及びろう付は時のガス発生の
釘無を評価すると共に、ＪＩＳ Ｚ２３７１に準じた
塩水噴霧試験を行い、１５００１Ｌ！ｊ間後のチューブ
の耐食の発生状況を観察した。
亜鉛被覆チューブに、Ａｌ１００合金からなるフィンを
セットし、フラツクスを塗布したのち、４５０°Ｃで３
分間加熱保持し、チューブとフィムの接合を行った。ま
た、この各ろう付は品を試料として、それらのチューブ
とフィンのろう付は状態、及びろう付は時のガス発生の
釘無を評価すると共に、ＪＩＳ Ｚ２３７１に準じた
塩水噴霧試験を行い、１５００１Ｌ！ｊ間後のチューブ
の耐食の発生状況を観察した。
結果を下記の表に示す。
［以下余白］
第１図はこの発明の実施によって得られる亜鉛被覆層ア
ルミニウム・チューブを用いた熱交換器の一部斜視図、
第２図はそのチューブとフィンの接合部の拡大断面図で
ある。 （１）・・・アルミニウム・チューブ、（２）・・・亜
鉛被覆層、（３）・・・フィン。 以 上
ルミニウム・チューブを用いた熱交換器の一部斜視図、
第２図はそのチューブとフィンの接合部の拡大断面図で
ある。 （１）・・・アルミニウム・チューブ、（２）・・・亜
鉛被覆層、（３）・・・フィン。 以 上
Claims (4)
- （１）．アルミニウム・チューブ基材の表面に、前処理
としてスパッタ・クリーニング処理を施したのち、亜鉛
被覆処理を行なうことを特徴とする熱交換器用アルミニ
ウム・チューブにおける亜鉛被覆方法。 - （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項記載の熱交換器用アルミニウム・チュー
ブにおける亜鉛被覆方法。 - （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項記載の熱交換器用アルミニウム・チューブ
における亜鉛被覆方法。 - （４）．亜鉛被覆処理により、チューブ基材の表面に、
厚さ５〜２００μの亜鉛被覆層を形成せしめる特許請求
の範囲第１項ないし第３項のいずれか１に記載の熱交換
器用アルミニウム・チューブにおける亜鉛被覆方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22577685A JPS6286183A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 熱交換器用アルミニウム・チユ−ブにおける亜鉛被覆方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22577685A JPS6286183A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 熱交換器用アルミニウム・チユ−ブにおける亜鉛被覆方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6286183A true JPS6286183A (ja) | 1987-04-20 |
Family
ID=16834611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22577685A Pending JPS6286183A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 熱交換器用アルミニウム・チユ−ブにおける亜鉛被覆方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6286183A (ja) |
-
1985
- 1985-10-09 JP JP22577685A patent/JPS6286183A/ja active Pending
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