JPS6326344A - Ｚｎを被覆して耐孔食性を改善した熱交換器用アルミニウム押出材の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、Ｚｎを被覆して耐孔食性を改善した熱交換器
用アルミニウム押出材の製造方法に関するものである。

詳しくは、表面にＺｎを被覆して耐孔食性を改善した熱
交換器アルミニウム押出材の製造方法に関する。

［従来技術］ アルミニウム熱交換器、特にろう付は法によって製作さ
れる自動車用アルミニウム熱交換器材においては、Ｚｎ
又はＡＭ−Ｚｎ合金を被覆し、１耐孔食性を高めた材料
が必要とされている。

アルミニウム板材にＺｎ又はＡｎ−Ｚｎ合金を被覆する
方法としては、圧延による方法が一般的である。例えば
７０７２合金をクラッドしたアルミニウム合金がある。

近年では溶射により被覆する方法も開発されている。

溶射により被覆する場合、アルミニウム又はアルミニウ
ム合金の表面はショク］・プラスト又はブラッシング等
の処理がなされる。溶射は室温で行なわれ、溶射により
被覆されるＺｎ又はＡ文−Ｚｎ合金層の厚さは数ｇｍ程
度である。このとき溶射法についてはガスフレーム、ア
ーク、プラズマ等の溶射が用いられている。また、溶射
雰囲気については特に限定されないが、一般的には大気
中で行なわれる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、従来の溶射法には、以下の不充分な点がある。

■溶射金属は高温でアルミニウム部材に吹き付けられ、
急激に冷却され、凝固、収縮し、被覆材に歪が生じるこ
とがある。場合によってはクラックが発生し被覆材が剥
離する時もある。

■溶射金属粒子は、高温で大気と接触するため表面に酸
化が生じる。このため、粒子相互及び粒子と押出材との
付着力が弱く、脱落しやすい。

■溶射後、曲げ加工の行なわれる熱交換器アルミニウム
材においては■、■が原因となって、付着粒子の脱落が
顕著となる。

■ろう付けされる熱交換器アルミニウム材においては、
酸化した溶射材が、ろう付は性に悪影響をおよぼすこと
がある。

０４本以上の多穴押出が、一般的である、熱交換器アル
ミニウム押出材においては、スペースが狭いため押出直
後に溶射を行なう溶射方法では、溶射器の配置がむずか
しく、又、押出速度、温度の部位による相違のため、溶
射条件のコントロールが困難であり、実質的には、適用
しにくい。

■通常押出速度は、５０〜１００　ｍ　／　ｍ　ｉ　ｎ
と高いため、被覆の均一性、厚さが不充分となる。

従来の溶射機の能力に合せると、押出速度は２０ｍ／ｍ
ｉｎ以下となり、生産性が低下するという欠点がある。

押出直後に押出材の保有する熱を利用してＺｎを溶射す
る方法が、提案されているが、この方法でも上記■〜■
の問題がある。

［問題点を解決するための手段１ 」−記従来技術の欠点を解消するため、減圧内アーク溶
射法によって、熱交換器器用部材となるアルミニウム押
出材の表面へＺｎを被覆する。

減圧内アーク溶射法なるものは、公知の技術である。し
かしながら、■アルミニウム押出材、■曲げ加工がなさ
れる部材、■ろう付けされる部材という３条件を有する
熱交換器アルミニウム押出材への適用において、有効な
方法となるといる点は知られていない。

［作用］ この方法では、第８図に示す減圧内アーク溶射機に示す
ようにアークポイン］・が約１７２気圧に減圧される。

そのためアークを減圧下で発生させるため、高温度のア
ークポイントで生じる溶融金属の酸化を大きく防止でき
る。そのため、溶射法に関して問題点のうち、■、■、
■が解決できる。

粒子は従来法より低温、１００℃以下にて、また、アル
ミニウム部材は常温にて、Ｚｎ溶射するため■に示した
問題点が解決できる。

減圧内溶射法で低温で、溶射するため、押出直後の溶射
などという条件の限定がなくなる。

そのため、■のアルミニウム押出材の配置も、溶射が最
も行ないやすい条件へ押出材を配置しなおすことが可能
となり、■が解決できる。

次に■についてもアルミニウムを押出後最適の溶射速度
に設定が可能となり、■が解決できる。

以上の理由から、上記■〜■の従来技術の欠点が解消さ
れ、Ｚｎ被覆品質、生産性ともに良好なＺｎ被覆熱交換
器用アルミニウム押出材が得られる。

［発明の実施例］ （１）押出材の製作と前処理 通常の方法で製造した、材質Ａｌ　０５０で、直径が１
５５φの連続鋳造ビレット７を第４図に示すように４８
０℃で熱間押出後にショツトブラスト又はワイヤブラッ
シング８によって前処理を実施する。押出材９は、断面
形状、高さ５ｍ、幅２２ｍｍ、肉厚０．８ｔの偏平多穴
管である。４木を同時に８０７　ｍ　ｉ　ｎの速度で押
出した。

（２）溶射 室温となった上記押出材を約２０ｍの長さに切断の後、
所定の間隔に配列した。

第１図（ａ）に示すように２木を一組として、下記条件
でＺｎ溶射を行なった。なお、第１図（ｂ）に押出材部
分について第１図（ａ）を拡大して示す。

Ｚｎ線：１．１φ、アークポイント：減圧（約０　、５
　ｋ　ｇ／　ｃｒｒｆ） Ａｉｒ条件：約θ℃、７　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｒｎ’（な
お、Ｎ２でもよい） 吹き伺は速度：１５０ｍ／ｓ 溶射機移動速度：４０ｍ・ｍ　ｉ　ｎ （３）Ｚｎ被覆状況の調査 上記アルミニウム押出材のＺｎ被覆量を調査した結果、
２０〜３０ｇ／ｍ″ｃｙ）Ｚｎ量で、Ｚｎの密度を７．
１２ｇ／ｍ’とすると約２．８ｇｍのコーチインぐ厚さ
であった。

（４）ろう付は性とＺｎ拡散層、耐食性の調査Ｚｎを被
覆したアルミニウム押出材を曲げ加工し、プレージング
シートからなるコルゲートフィンを重ね、フッ化物系フ
ラックスを用い露点−５０℃にて、６００℃に加熱し、
ろう付けを行ない第２図に示す熱交換器を製造した。

ろう付は性の評価は第５図に示すようにろう付けの長ｎ
で行なった。第６図にろう付は性の比較をＡｌ　０５０
の表面を無処理のままのもの、化学処理したもの及び溶
射したものについて行なった結果を示す。

ろう付は性は、Ｚｎ被覆を行なわないものと全く差はな
く、フィンと押出材接合部に良好なフィレットが形成さ
れた。

その後、Ｘ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）によっ
てＺｎ拡散状態を調べたところ、アルミニウム押出材側
に第３図に示すＺｎの濃度パターンが得られた。

第３図から、Ｚｎ濃度はアルミニウム押出材表面から４
０ｇｍ程度まで約４重量％であることがら、ろう付は加
熱６００℃によってＺｎはＡｎの中へ充分に拡散してい
ると考えられる。

本ろう付は体を６００ｈｒの酸性ｊ、ＩＨ水噴宵試験に
よって耐孔食性を調査したところ、第７図に示すよに孔
食深さは０．０４ｍｍ以下であることがら孔食はほとん
ど発生していない。

［発明の効果１ 以上述べたように本発明によれば、減圧溶射法により熱
交換器用部材となるアルミニウム押出材の表面へＺｎを
被覆することが可能となり、溶射法によりアルミニウム
部材の耐孔食性を改善することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は押出後のアルミニウム材の処理方法を示
す概念図である。第１図（ｂ）は第１図（ａ）の押出材
部分の拡大図である。第２図はアルミニウム押出材によ
る熱交換器を示す概念図である。第３図は、ＥＰＭＡに
より測定した肉厚方向深さとＺｎ濃度との関係を示すグ
ラフである。 第４図は押出情況を示す概念図である。第５図はろう付
は面を示す断面図である。第６図はろう付は性の比較を
示すグラフである。第７図は耐食性の比較を示すグラフ
である。第８図は減圧内アーク溶射機の断面を示す図で
ある。 ７・・ビレット、８・Φワイヤブラッシング、９・・押
出材、１０・・冷却ファン、１１・・ダイス。 押出材 （ｂ） 第２図 第３図 −−÷肉厚方向法さ 第４図 １・１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　減圧内アーク溶射法により熱交換器用部材となるアル
   ミニウム押出材の表面へ、常温においてＺｎを被覆する
   ことを特徴とするＺｎを被覆して耐孔食性を改善した熱
   交換器用アルミニウム押出材の製造方法。