JPH11183085A - アルミニウム製熱交換器用フィン材およびアルミニウム製熱交換器の製造方法 - Google Patents
アルミニウム製熱交換器用フィン材およびアルミニウム製熱交換器の製造方法Info
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- JPH11183085A JPH11183085A JP36631697A JP36631697A JPH11183085A JP H11183085 A JPH11183085 A JP H11183085A JP 36631697 A JP36631697 A JP 36631697A JP 36631697 A JP36631697 A JP 36631697A JP H11183085 A JPH11183085 A JP H11183085A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 粉末ろう材を用いて製造される熱交換器
において、チューブおよびフィレット部の耐食性を改善
する。 【解決手段】 Ｚｎ：３．０〜１５．０重量％を含有
し、残部がＡｌと不可避不純物からなるフィン材とチュ
ーブとを粉末ろう材によりろう付する。 【効果】 フィンの電位が相対的に卑になってフィ
レットの優先的な腐食が抑制され、チューブでは、フィ
ンからのＺｎの拡散によって腐食が防止されるので、チ
ューブ、フィレットともに耐食性に優れた熱交換器が得
られる。
において、チューブおよびフィレット部の耐食性を改善
する。 【解決手段】 Ｚｎ：３．０〜１５．０重量％を含有
し、残部がＡｌと不可避不純物からなるフィン材とチュ
ーブとを粉末ろう材によりろう付する。 【効果】 フィンの電位が相対的に卑になってフィ
レットの優先的な腐食が抑制され、チューブでは、フィ
ンからのＺｎの拡散によって腐食が防止されるので、チ
ューブ、フィレットともに耐食性に優れた熱交換器が得
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
交換器の一部を構成するフィン材と、該フィン材を用い
たアルミニウム製熱交換器の製造方法に関する。
交換器の一部を構成するフィン材と、該フィン材を用い
たアルミニウム製熱交換器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルミニウム製熱交換器の製造方
法として、Ａｌ−Ｓｉ等のろう材を粉末化し、この粉末
ろう材を熱交換器用部材のろう付部表面に付着させてろ
う付する粉末ろう付方法が知られている。この方法は、
塗布する接合部の形状制約が小さく、従来のろう材では
配置が困難な箇所にも容易に適用でき、またろう材を配
置したい任意の場所に適宜の量で配置できるという利点
を有している。ところで、アルミニウム製熱交換器で
は、チューブ内部を流れる作動流体によって熱交換し、
その熱はチューブ表面に接合したフィンにより放熱させ
ている。したがって、上記チューブは、腐食によって上
記流体が外部に漏れないように高い耐食性（特に孔食に
対する耐食性）を有していることが要求される。
法として、Ａｌ−Ｓｉ等のろう材を粉末化し、この粉末
ろう材を熱交換器用部材のろう付部表面に付着させてろ
う付する粉末ろう付方法が知られている。この方法は、
塗布する接合部の形状制約が小さく、従来のろう材では
配置が困難な箇所にも容易に適用でき、またろう材を配
置したい任意の場所に適宜の量で配置できるという利点
を有している。ところで、アルミニウム製熱交換器で
は、チューブ内部を流れる作動流体によって熱交換し、
その熱はチューブ表面に接合したフィンにより放熱させ
ている。したがって、上記チューブは、腐食によって上
記流体が外部に漏れないように高い耐食性（特に孔食に
対する耐食性）を有していることが要求される。
【０００３】このため、厳しい腐食環境で使用されるよ
うな熱交換器では、粉末ろう材に、Ｚｎを含有した粉末
ろうやＺｎ粉末を混合した混合粉末を用い、このＺｎ成
分をろう付による加熱によってチューブ表面に拡散させ
てＺｎ拡散層を形成する方法が採られている。このＺｎ
拡散層は、チューブ表面を面状腐食形態にして深さ方向
への腐食進行を抑制して、チューブに孔食が発生するの
を有効に防止する。一方、放熱作用を得るフィンでは、
チューブのような格別な耐食性は必要とされないため特
に防食を図る手段は講じられておらず、その材料にも純
Ａｌ系や強度や耐エロージョン性を向上させたＡｌ−Ｍ
ｎ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｚｒ系合金、また、強度と熱伝
導性を向上させたＡｌ−Ｆｅ系合金、Ａｌ−Ｚｒ系合
金、Ａｌ−Ｆｅ−Ｚｒ系合金が使用されている。
うな熱交換器では、粉末ろう材に、Ｚｎを含有した粉末
ろうやＺｎ粉末を混合した混合粉末を用い、このＺｎ成
分をろう付による加熱によってチューブ表面に拡散させ
てＺｎ拡散層を形成する方法が採られている。このＺｎ
拡散層は、チューブ表面を面状腐食形態にして深さ方向
への腐食進行を抑制して、チューブに孔食が発生するの
を有効に防止する。一方、放熱作用を得るフィンでは、
チューブのような格別な耐食性は必要とされないため特
に防食を図る手段は講じられておらず、その材料にも純
Ａｌ系や強度や耐エロージョン性を向上させたＡｌ−Ｍ
ｎ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｚｒ系合金、また、強度と熱伝
導性を向上させたＡｌ−Ｆｅ系合金、Ａｌ−Ｚｒ系合
金、Ａｌ−Ｆｅ−Ｚｒ系合金が使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
Ｚｎを含む粉末ろう材を用いてろう付すると、ろう材の
Ｚｎ成分が、Ａｌ−Ｓｉ成分に比べて融点が低いため、
ろう付時に優先的に融解して、図２に示すように、Ｚｎ
入りろう材１５を塗布したチューブ１１の表面部からフ
ィレット形成予定部に移動し、一部はフィレット１３に
接するフィン１２に拡散するものの、殆どが高濃度でフ
ィレット１３に凝縮する。一方、チューブ１１では、溶
融ろう１４に残っているＺｎ成分が拡散流入してＺｎ含
有層１１ａを形成する。このためＺｎ濃度は、フィレッ
ト＞チューブ＞フィンの順となっている。
Ｚｎを含む粉末ろう材を用いてろう付すると、ろう材の
Ｚｎ成分が、Ａｌ−Ｓｉ成分に比べて融点が低いため、
ろう付時に優先的に融解して、図２に示すように、Ｚｎ
入りろう材１５を塗布したチューブ１１の表面部からフ
ィレット形成予定部に移動し、一部はフィレット１３に
接するフィン１２に拡散するものの、殆どが高濃度でフ
ィレット１３に凝縮する。一方、チューブ１１では、溶
融ろう１４に残っているＺｎ成分が拡散流入してＺｎ含
有層１１ａを形成する。このためＺｎ濃度は、フィレッ
ト＞チューブ＞フィンの順となっている。
【０００５】ところで、Ｚｎは上記したように深さ方向
への腐食を抑制する作用があるが、Ｚｎを含有する層の
電位を低下させるため該層が優先的に腐食され易くな
る。また、腐食速度が増加するため腐食量が大きくなる
といった面もある。このため、Ｚｎ含有の粉末ろう材に
より製造された従来の熱交換器では、フィレットが最も
腐食され易く、次いでチューブ、フィンといった順に腐
食される。したがって、従来の手法では、チューブを防
食できたとしてもフィレットが急激に腐食されるという
現象が起こり、これによりフィンの脱落が発生して、熱
交換器としての性能を十分に得ることができなくなるこ
とが多々あった。
への腐食を抑制する作用があるが、Ｚｎを含有する層の
電位を低下させるため該層が優先的に腐食され易くな
る。また、腐食速度が増加するため腐食量が大きくなる
といった面もある。このため、Ｚｎ含有の粉末ろう材に
より製造された従来の熱交換器では、フィレットが最も
腐食され易く、次いでチューブ、フィンといった順に腐
食される。したがって、従来の手法では、チューブを防
食できたとしてもフィレットが急激に腐食されるという
現象が起こり、これによりフィンの脱落が発生して、熱
交換器としての性能を十分に得ることができなくなるこ
とが多々あった。
【０００６】本発明は、上記事情を背景としてなされた
ものであり、チューブ、フィンともに優れた耐食性を得
ることができるアルミニウム製熱交換器用フィン材およ
びアルミニウム製熱交換器の製造方法を提供することを
目的とする。
ものであり、チューブ、フィンともに優れた耐食性を得
ることができるアルミニウム製熱交換器用フィン材およ
びアルミニウム製熱交換器の製造方法を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のアルミニウム製熱交換器用フィン材のうち
第１の発明は、Ｚｎ：３．０〜１５．０重量％を含有
し、残部がＡｌと不可避不純物からなる組成を有するこ
とを特徴とする。第２の発明は、第１の発明のアルミニ
ウム製熱交換器用フィン材において、組成成分として、
さらにＭｎ：０．５〜２．０重量％を含有することを特
徴とする。第３の発明は、第１又は第２の発明のアルミ
ニウム製熱交換器用フィン材において、組成成分とし
て、さらにＺｒ：０．０５〜０．２重量％を含有するこ
とを特徴とする。第４の発明は、第１〜第３の発明のア
ルミニウム製熱交換器用フィン材おいて、組成成分とし
て、さらにＦｅ：０．５〜２．０重量％を含有すること
を特徴とする。第５の発明は、第１〜第４の発明のアル
ミニウム製熱交換器用フィン材おいて、不純物中のＳ
ｉ、Ｃｕの一方又は両方を、Ｓｉ：１．０重量％以下、
Ｃｕ：０．５重量％以下に規制したことを特徴とする。
め、本発明のアルミニウム製熱交換器用フィン材のうち
第１の発明は、Ｚｎ：３．０〜１５．０重量％を含有
し、残部がＡｌと不可避不純物からなる組成を有するこ
とを特徴とする。第２の発明は、第１の発明のアルミニ
ウム製熱交換器用フィン材において、組成成分として、
さらにＭｎ：０．５〜２．０重量％を含有することを特
徴とする。第３の発明は、第１又は第２の発明のアルミ
ニウム製熱交換器用フィン材において、組成成分とし
て、さらにＺｒ：０．０５〜０．２重量％を含有するこ
とを特徴とする。第４の発明は、第１〜第３の発明のア
ルミニウム製熱交換器用フィン材おいて、組成成分とし
て、さらにＦｅ：０．５〜２．０重量％を含有すること
を特徴とする。第５の発明は、第１〜第４の発明のアル
ミニウム製熱交換器用フィン材おいて、不純物中のＳ
ｉ、Ｃｕの一方又は両方を、Ｓｉ：１．０重量％以下、
Ｃｕ：０．５重量％以下に規制したことを特徴とする。
【０００８】第６の発明のアルミニウム製熱交換器の製
造方法は、第１〜第５のいずれかの発明のフィン材と他
のＡｌまたはＡｌ合金製熱交換器用部材とを、Ａｌ合金
ろう材を用いてろう付することを特徴とする。第７の発
明のアルミニウム製熱交換器の製造方法は、第６の発明
において、前記Ａｌ合金ろう材が、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚ
ｎ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｚｎ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｚｎ−Ｃ
ｕ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｃｕから選択される単体粉末ろうまた
は２種以上の混合粉末ろう材からなることを特徴とす
る。第８の発明のアルミニウム製熱交換器の製造方法
は、第７の発明において、粉末ろう材にフラックスを混
合してろう付することを特徴とする。第９の発明は、第
７又は第８の発明において、粉末ろう材の合計Ｚｎ含有
量（重量％）が、フィン材のＺｎ含有量（重量％）の２
／３以下であることを特徴とする。
造方法は、第１〜第５のいずれかの発明のフィン材と他
のＡｌまたはＡｌ合金製熱交換器用部材とを、Ａｌ合金
ろう材を用いてろう付することを特徴とする。第７の発
明のアルミニウム製熱交換器の製造方法は、第６の発明
において、前記Ａｌ合金ろう材が、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、
Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚ
ｎ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｚｎ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｚｎ−Ｃ
ｕ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｃｕから選択される単体粉末ろうまた
は２種以上の混合粉末ろう材からなることを特徴とす
る。第８の発明のアルミニウム製熱交換器の製造方法
は、第７の発明において、粉末ろう材にフラックスを混
合してろう付することを特徴とする。第９の発明は、第
７又は第８の発明において、粉末ろう材の合計Ｚｎ含有
量（重量％）が、フィン材のＺｎ含有量（重量％）の２
／３以下であることを特徴とする。
【０００９】前記で述べたように、フィン脱落は接合部
各部位でのＺｎ濃度順がフィレット＞チューブ＞フィン
になって、腐食順序がフィレット→チューブ→フィンに
なることが原因であるが、熱交換器では、フィンについ
ては腐食による悪影響は殆どないため、腐食される順と
しては、フィン→フィレット→チューブであるのが理想
的である。本発明では、フィン材に適量のＺｎを含有さ
せることによりフィンを卑側に移行させ、フィレットを
相対的に貴側に移行させることにより、フィレットの優
先的な腐食を抑制する。なお、通常、ろう材に含有させ
ているＺｎ含有量（〜５％）によれば、ろう付の結果、
上記フィン材はチューブよりも卑になるが、ろう材のＺ
ｎ量を制限するか、Ｚｎを含まないろう材を使用すれ
ば、フィンはフィレットよりも卑になり、Ｚｎ濃度順と
してはフィン＞フィレット＞チューブの順になり、上記
した理想的な腐食順位になる。
各部位でのＺｎ濃度順がフィレット＞チューブ＞フィン
になって、腐食順序がフィレット→チューブ→フィンに
なることが原因であるが、熱交換器では、フィンについ
ては腐食による悪影響は殆どないため、腐食される順と
しては、フィン→フィレット→チューブであるのが理想
的である。本発明では、フィン材に適量のＺｎを含有さ
せることによりフィンを卑側に移行させ、フィレットを
相対的に貴側に移行させることにより、フィレットの優
先的な腐食を抑制する。なお、通常、ろう材に含有させ
ているＺｎ含有量（〜５％）によれば、ろう付の結果、
上記フィン材はチューブよりも卑になるが、ろう材のＺ
ｎ量を制限するか、Ｚｎを含まないろう材を使用すれ
ば、フィンはフィレットよりも卑になり、Ｚｎ濃度順と
してはフィン＞フィレット＞チューブの順になり、上記
した理想的な腐食順位になる。
【００１０】ただし、この場合、最もＺｎ濃度の低いチ
ューブにおいても、腐食形態が面状型となるのに十分な
Ｚｎ濃度および濃度勾配は必要であるが、ろう材にＺｎ
を含まないか、その量が制限される場合にも、以下に示
すように、フィンからのＺｎ拡散が期待される。すなわ
ち、ろう材にＺｎを含まないか、その量が制限内にある
ろう材５を使用しても、図１に示すように、ろう付時に
フィン１からフィン１と接しているチューブ１へとＺｎ
が拡散流入し、また、フィレット３を形成する溶融ろう
４にも、フィン２からＺｎが拡散流入する。溶融ろう４
はチューブ１表面を濡らしているため、その溶融ろう４
中をＺｎが移動し、元々ろう材にＺｎを含有する場合に
はそのＺｎとともに、溶融ろうからチューブ１に拡散流
入してチューブ表面にＺｎ拡散層１ａを形成する。
ューブにおいても、腐食形態が面状型となるのに十分な
Ｚｎ濃度および濃度勾配は必要であるが、ろう材にＺｎ
を含まないか、その量が制限される場合にも、以下に示
すように、フィンからのＺｎ拡散が期待される。すなわ
ち、ろう材にＺｎを含まないか、その量が制限内にある
ろう材５を使用しても、図１に示すように、ろう付時に
フィン１からフィン１と接しているチューブ１へとＺｎ
が拡散流入し、また、フィレット３を形成する溶融ろう
４にも、フィン２からＺｎが拡散流入する。溶融ろう４
はチューブ１表面を濡らしているため、その溶融ろう４
中をＺｎが移動し、元々ろう材にＺｎを含有する場合に
はそのＺｎとともに、溶融ろうからチューブ１に拡散流
入してチューブ表面にＺｎ拡散層１ａを形成する。
【００１１】よって、フィンからのチューブやフィレッ
トへのＺｎ拡散は上記２つの経路により起こり、最もＺ
ｎ濃度が低いチューブ表面においても十分なＺｎ濃度を
得ることができる。このようにしてろう付された熱交換
器の接合部では、Ｚｎ濃度がフィン＞フィレット＞チュ
ーブの順となるため、腐食はフィン→フィレット→チュ
ーブの順に進行することとなり、フィン脱落を確実に防
止できると同時に犠牲陽極効果を持つフィンによりチュ
ーブでの腐食を一層防止することができる。なお、図１
では、粉末ろう材を用いて説明したが、本発明において
は、ろう材が粉末ろう材に限定されるものではない。
トへのＺｎ拡散は上記２つの経路により起こり、最もＺ
ｎ濃度が低いチューブ表面においても十分なＺｎ濃度を
得ることができる。このようにしてろう付された熱交換
器の接合部では、Ｚｎ濃度がフィン＞フィレット＞チュ
ーブの順となるため、腐食はフィン→フィレット→チュ
ーブの順に進行することとなり、フィン脱落を確実に防
止できると同時に犠牲陽極効果を持つフィンによりチュ
ーブでの腐食を一層防止することができる。なお、図１
では、粉末ろう材を用いて説明したが、本発明において
は、ろう材が粉末ろう材に限定されるものではない。
【００１２】次に、本発明のフィン材の合金組成の限定
理由を具体的に説明する。 （１）Ｚｎ：３．０〜１５．０重量％ Ｚｎは、電位を卑にさせ犠牲陽極効果を持たせる。ま
た、拡散したＺｎによってチューブの拡散腐食形態が面
状型となり深さ方向への腐食進行が抑制される。上記効
果は含有量が３重量％未満では十分に発揮されない。一
方、１５重量％を超えるとフィン材の融点が著しく低下
し、ろう付時のフィン材の耐エロージョン性、耐サグ性
が低下する。このため、フィン材のＺｎ含有量を３．０
〜１５．０重量％に限定する。また、この範囲内では、
高強度や熱伝導性といったフィン材の特性に対しては問
題は生じない。なお、Ｚｎ含有量については、前記と同
様の理由で、下限を４％、上限を１２％とするのが望ま
しく、さらに、下限を５％、上限を１０％とするのが一
層望ましい。
理由を具体的に説明する。 （１）Ｚｎ：３．０〜１５．０重量％ Ｚｎは、電位を卑にさせ犠牲陽極効果を持たせる。ま
た、拡散したＺｎによってチューブの拡散腐食形態が面
状型となり深さ方向への腐食進行が抑制される。上記効
果は含有量が３重量％未満では十分に発揮されない。一
方、１５重量％を超えるとフィン材の融点が著しく低下
し、ろう付時のフィン材の耐エロージョン性、耐サグ性
が低下する。このため、フィン材のＺｎ含有量を３．０
〜１５．０重量％に限定する。また、この範囲内では、
高強度や熱伝導性といったフィン材の特性に対しては問
題は生じない。なお、Ｚｎ含有量については、前記と同
様の理由で、下限を４％、上限を１２％とするのが望ま
しく、さらに、下限を５％、上限を１０％とするのが一
層望ましい。
【００１３】（２）Ｍｎ：０．５〜２．０重量％ Ｍｎは、ろう付後に微細な金属間化合物として分散し、
強度を向上させるので所望により含有させる。含有量が
０．５重量％未満では強度向上が十分に発揮されず、
２．０重量％を超えるとフィン材の加工性が低下するの
で、Ｍｎ含有量は、０．５〜２．０重量％に限定する。
なお、同様の理由で下限を０．８％、上限を１．５％と
するのが望ましい。 （３）Ｆｅ：０．５〜２．０重量％ Ｆｅは、ろう付後に微細均一に分散し、強度を向上させ
るので所望により含有させる。なお、ろう付後の固溶度
が小さく熱伝導度は低下させにくく、固溶しても熱伝導
度の低下は小さい。ただし、含有量が０．５％重量％未
満では強度向上が十分に発揮されず、一方、２．０重量
％を超えるとフィン材の加工性が低下するので、Ｆｅ含
有量は、０．５〜２．０重量％に限定する。なお、同様
の理由で下限を０．６％、上限を１．２％とするのが望
ましい。 （４）Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％ Ｚｒは、ろう付後に微細な金属間化合物として分散し、
強度を向上させ、さらに、ろう付後に結晶粒の形状を偏
平型にし、耐エロージョン性を向上させるので所望によ
り含有させる。熱伝導度への影響はＦｅと同様に小さ
い。ただし、含有量が０．０５重量％未満では強度向上
が十分に発揮されず、一方、０．２重量％を越えるとフ
ィン材の加工性が低下するので、Ｚｒ含有量は、０．０
５〜０．２重量％に限定する。なお、同様の理由で下限
を０．０７％、上限を０．１５％とするのが望ましい。
強度を向上させるので所望により含有させる。含有量が
０．５重量％未満では強度向上が十分に発揮されず、
２．０重量％を超えるとフィン材の加工性が低下するの
で、Ｍｎ含有量は、０．５〜２．０重量％に限定する。
なお、同様の理由で下限を０．８％、上限を１．５％と
するのが望ましい。 （３）Ｆｅ：０．５〜２．０重量％ Ｆｅは、ろう付後に微細均一に分散し、強度を向上させ
るので所望により含有させる。なお、ろう付後の固溶度
が小さく熱伝導度は低下させにくく、固溶しても熱伝導
度の低下は小さい。ただし、含有量が０．５％重量％未
満では強度向上が十分に発揮されず、一方、２．０重量
％を超えるとフィン材の加工性が低下するので、Ｆｅ含
有量は、０．５〜２．０重量％に限定する。なお、同様
の理由で下限を０．６％、上限を１．２％とするのが望
ましい。 （４）Ｚｒ：０．０５〜０．２重量％ Ｚｒは、ろう付後に微細な金属間化合物として分散し、
強度を向上させ、さらに、ろう付後に結晶粒の形状を偏
平型にし、耐エロージョン性を向上させるので所望によ
り含有させる。熱伝導度への影響はＦｅと同様に小さ
い。ただし、含有量が０．０５重量％未満では強度向上
が十分に発揮されず、一方、０．２重量％を越えるとフ
ィン材の加工性が低下するので、Ｚｒ含有量は、０．０
５〜０．２重量％に限定する。なお、同様の理由で下限
を０．０７％、上限を０．１５％とするのが望ましい。
【００１４】（５）Ｓｉ：１．０重量％以下 含有量が１．０重量％を超えるとフィン材の融点が著し
く低下し、ろう付時のフィン材の耐エロージョン性、耐
サグ性が低下するので、含有量は１．０重量％以下とす
るのが望ましい。 （６）Ｃｕ：０．５重量％以下 含有量が０．５重量％を超えるとフィン材の融点が著し
く低下し、ろう付時のフィン材の耐エロージョン性、耐
サグ性が低下するので、含有量は０．５重量％以下とす
るのが望ましい。
く低下し、ろう付時のフィン材の耐エロージョン性、耐
サグ性が低下するので、含有量は１．０重量％以下とす
るのが望ましい。 （６）Ｃｕ：０．５重量％以下 含有量が０．５重量％を超えるとフィン材の融点が著し
く低下し、ろう付時のフィン材の耐エロージョン性、耐
サグ性が低下するので、含有量は０．５重量％以下とす
るのが望ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明のフィン材は、上述したよ
うに粉末ろう材を用いたろう付に好適のものであるが、
その他に、置きろう材やチューブにろう材をクラッドし
たブレージングシートを使用するろう付にも適用するこ
とができる。また、フィン材がろう付される相手材とし
ては、チューブが挙げられるが、その材質は、Ａｌまた
はＡｌ合金の何れであっても良く、また、その成分も特
定のものに限定されるものではない。
うに粉末ろう材を用いたろう付に好適のものであるが、
その他に、置きろう材やチューブにろう材をクラッドし
たブレージングシートを使用するろう付にも適用するこ
とができる。また、フィン材がろう付される相手材とし
ては、チューブが挙げられるが、その材質は、Ａｌまた
はＡｌ合金の何れであっても良く、また、その成分も特
定のものに限定されるものではない。
【００１６】上記フィン材と他の熱交換器用部材との接
合においては、上記したように各種ろう材を使用でき、
例えば、Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材やＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系
合金ろう材を用いることができる。これらろう材では、
所望によりＺｎ等の成分を追加することができる。な
お、上記ろう材に粉末ろう材を用いる場合には、単独種
の粉末ろう材の他に、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｚｎ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｃｕ、Ａ
ｌ−Ｚｎ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｚｎ−Ｃｕ、Ｓｉ、Ｚ
ｎ、Ｃｕから選択される２種以上の混合粉末ろう材を用
いることができる。これら粉末は、種別や配合比等も適
宜選定することができ、また、各粉末の成分も特定のも
のに限定されるものではないが、通常は、合計量におい
て、通常使用される単独の粉末ろう材と同等の組成とな
るように選定する。ただし、Ｚｎ成分については、前記
した腐食形態（腐食順：フィン→フィレット→チュー
ブ）を得るためには、粉末ろう材の合計Ｚｎ量を規制す
るのが望ましい。具体的には、フィン材のＺｎ含有量
（重量％）の２／３以下とするのが望ましく、さらに
は、フィン材のＺｎ含有量（重量％）の１／２以下とす
るのが一層望ましい。上記のように、ろう材のＺｎ量比
を２／３以下に規制すれば、Ｚｎ含有量の順位を、フィ
ン＞フィレット＞チューブの順にすることができ、さら
にろう材Ｚｎ量比を１／２以下にすれば上記順位は一層
確実なものになる。このような比を設けるのは、フィレ
ットにおいて、ろう材からのＺｎの濃縮が起こることを
考慮したものである。また、粉末ろう材にＺｎを含有し
ないものであってもよい。このように粉末ろう材にＺｎ
を含有させなければ、フィレットでのＺｎの濃縮現象は
避けられ、上記したＺｎ濃度順が確実に得られる。
合においては、上記したように各種ろう材を使用でき、
例えば、Ａｌ−Ｓｉ系合金ろう材やＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系
合金ろう材を用いることができる。これらろう材では、
所望によりＺｎ等の成分を追加することができる。な
お、上記ろう材に粉末ろう材を用いる場合には、単独種
の粉末ろう材の他に、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｚｎ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｃｕ、Ａ
ｌ−Ｚｎ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｚｎ−Ｃｕ、Ｓｉ、Ｚ
ｎ、Ｃｕから選択される２種以上の混合粉末ろう材を用
いることができる。これら粉末は、種別や配合比等も適
宜選定することができ、また、各粉末の成分も特定のも
のに限定されるものではないが、通常は、合計量におい
て、通常使用される単独の粉末ろう材と同等の組成とな
るように選定する。ただし、Ｚｎ成分については、前記
した腐食形態（腐食順：フィン→フィレット→チュー
ブ）を得るためには、粉末ろう材の合計Ｚｎ量を規制す
るのが望ましい。具体的には、フィン材のＺｎ含有量
（重量％）の２／３以下とするのが望ましく、さらに
は、フィン材のＺｎ含有量（重量％）の１／２以下とす
るのが一層望ましい。上記のように、ろう材のＺｎ量比
を２／３以下に規制すれば、Ｚｎ含有量の順位を、フィ
ン＞フィレット＞チューブの順にすることができ、さら
にろう材Ｚｎ量比を１／２以下にすれば上記順位は一層
確実なものになる。このような比を設けるのは、フィレ
ットにおいて、ろう材からのＺｎの濃縮が起こることを
考慮したものである。また、粉末ろう材にＺｎを含有し
ないものであってもよい。このように粉末ろう材にＺｎ
を含有させなければ、フィレットでのＺｎの濃縮現象は
避けられ、上記したＺｎ濃度順が確実に得られる。
【００１７】また、上記粉末ろう材には、フラックスを
混合して使用することができる。このフラックスには、
ＫＡｌＦ4，Ｋ2ＡｌＦ5・５Ｈ2Ｏ，Ｋ3ＡｌＦ6，ＡｌＦ
3等のフッ化物やＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＬｉＣｌ，ＺｎＣ
ｌ2等の塩化物フラックス等を用いることができるが本
発明としては、特にその種別が限定されるものではな
い。なお、粉末ろう材とフラックスとの混合比も適宜選
定できるが、例えば、粉末２０〜１重量部に対し、フラ
ックス１〜２重量部を混合したものを使用することがで
きる。上記フィン材とチューブ等の他部材とのろう付に
際しては、その操業条件（加熱温度、加熱時間等）は特
に限定されるものではなく、常法によりろう付作業を行
うことができる。
混合して使用することができる。このフラックスには、
ＫＡｌＦ4，Ｋ2ＡｌＦ5・５Ｈ2Ｏ，Ｋ3ＡｌＦ6，ＡｌＦ
3等のフッ化物やＮａＣｌ，ＫＣｌ，ＬｉＣｌ，ＺｎＣ
ｌ2等の塩化物フラックス等を用いることができるが本
発明としては、特にその種別が限定されるものではな
い。なお、粉末ろう材とフラックスとの混合比も適宜選
定できるが、例えば、粉末２０〜１重量部に対し、フラ
ックス１〜２重量部を混合したものを使用することがで
きる。上記フィン材とチューブ等の他部材とのろう付に
際しては、その操業条件（加熱温度、加熱時間等）は特
に限定されるものではなく、常法によりろう付作業を行
うことができる。
【００１８】
【実施例】（実施例１）表１に示す合金組成で板厚１０
０μｍ、調質Ｈ１４の板材を製作し、これをコルゲート
加工を施しフィン材とした。なお、フィン材の強度はフ
ィン材単体にろう付相当熱処理を施し、引張り試験を行
うことにより測定した。その結果を表１に示した。一
方、ＪＩＳ Ａ３００３合金Ａｌ合金からなる押出偏平
管に、Ａｌ−１０％Ｓｉ粉末ろう（平均粒径３０μｍ）
１０重量部とフラックス（平均粒径２０μｍ）１重量部
と、バインダー、バインダー分散媒よりなるろう付用組
成物を塗布し、これに上記各フィン材を組み付けた。こ
れに、ろう付熱処理（６００℃×５ｍｉｎ）を行って熱
交換器を製作し、該熱交換器を用いて耐食性試験（ＳＷ
ＡＡＴ２０日間）を行った。なお、ＳＷＡＡＴ試験で
は、人工海水および酢酸からなる試験液を５０℃の温度
下で３０分間噴霧した後、３０分間噴霧を停止して湿潤
雰囲気下に保持する操作を２０日間繰り返した。
０μｍ、調質Ｈ１４の板材を製作し、これをコルゲート
加工を施しフィン材とした。なお、フィン材の強度はフ
ィン材単体にろう付相当熱処理を施し、引張り試験を行
うことにより測定した。その結果を表１に示した。一
方、ＪＩＳ Ａ３００３合金Ａｌ合金からなる押出偏平
管に、Ａｌ−１０％Ｓｉ粉末ろう（平均粒径３０μｍ）
１０重量部とフラックス（平均粒径２０μｍ）１重量部
と、バインダー、バインダー分散媒よりなるろう付用組
成物を塗布し、これに上記各フィン材を組み付けた。こ
れに、ろう付熱処理（６００℃×５ｍｉｎ）を行って熱
交換器を製作し、該熱交換器を用いて耐食性試験（ＳＷ
ＡＡＴ２０日間）を行った。なお、ＳＷＡＡＴ試験で
は、人工海水および酢酸からなる試験液を５０℃の温度
下で３０分間噴霧した後、３０分間噴霧を停止して湿潤
雰囲気下に保持する操作を２０日間繰り返した。
【００１９】
【表１】
【００２０】表２にろう付結果と耐食性試験結果を示
す。表２の結果より明らかなように、本発明材によれ
ば、良好なろう付性が得られるとともに、フィレットの
耐食性が優れている。なお、上記粉末ろう材にはＺｎは
含まれていないが、フィンからのＺｎ拡散によって、チ
ューブの耐食性にも優れていた。ただし、発明材の中
で、不純物であるＳｉ、Ｃｕが多く含まれる場合と、フ
ィンに過量のＺｎを含む比較例Ｎｏ．１０では、フィン
材の一部溶融が起こり、良好なろう付が困難であった。
また、比較例Ｎｏ．１１では、フィレットでの耐食性の
低下は見られないものの、チューブにおいて貫通孔が形
成された。
す。表２の結果より明らかなように、本発明材によれ
ば、良好なろう付性が得られるとともに、フィレットの
耐食性が優れている。なお、上記粉末ろう材にはＺｎは
含まれていないが、フィンからのＺｎ拡散によって、チ
ューブの耐食性にも優れていた。ただし、発明材の中
で、不純物であるＳｉ、Ｃｕが多く含まれる場合と、フ
ィンに過量のＺｎを含む比較例Ｎｏ．１０では、フィン
材の一部溶融が起こり、良好なろう付が困難であった。
また、比較例Ｎｏ．１１では、フィレットでの耐食性の
低下は見られないものの、チューブにおいて貫通孔が形
成された。
【００２１】
【表２】
【００２２】（実施例２）次に、上記実施例と同様に表
３に示す組成でフィン材を製作し、これをＡｌ−１０％
Ｓｉ−４．５％Ｚｎ粉末ろう材を用いて、上記と同様に
ろう付を行い、さらに耐食性試験を行った。その結果、
フィン材のＺｎ含有量に対し、ろう材のＺｎ含有量が１
／２以下である場合に最も良い耐食性を示し、これが１
／２〜２／３の範囲ではやや良好な結果を示した。した
がって、ろう材にＺｎを含有させる際には、フィン材の
Ｚｎ含有量との間で相対的な関係を設けるのが望ましい
ことが明らかである。
３に示す組成でフィン材を製作し、これをＡｌ−１０％
Ｓｉ−４．５％Ｚｎ粉末ろう材を用いて、上記と同様に
ろう付を行い、さらに耐食性試験を行った。その結果、
フィン材のＺｎ含有量に対し、ろう材のＺｎ含有量が１
／２以下である場合に最も良い耐食性を示し、これが１
／２〜２／３の範囲ではやや良好な結果を示した。した
がって、ろう材にＺｎを含有させる際には、フィン材の
Ｚｎ含有量との間で相対的な関係を設けるのが望ましい
ことが明らかである。
【００２３】
【表３】
【００２４】
【表４】
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアルミニ
ウム製熱交換器用フィン材によれば、Ｚｎを３．０〜１
５．０重量％含有させたので、熱交換器の各部材によっ
て腐食進行度が変わり、フィレットの耐食性が向上し、
フィレット、チューブともに良好な耐食性が得られる。
また、本発明のアルミニウム製熱交換器の製造方法によ
れば、上記フィン材と他部材とが粉末ろう材にろう付さ
れるので、フィレットの耐食性が向上するとともに、フ
ィレットからのＺｎ拡散によってチューブの耐食性も確
保される。さらに、粉末ろう材の合計Ｚｎ含有量（重量
％）を、フィン材のＺｎ含有量（重量％）の２／３以下
にすれば、各部材間において理想的な腐食順位となり、
フィレットの耐食性が一層向上する。
ウム製熱交換器用フィン材によれば、Ｚｎを３．０〜１
５．０重量％含有させたので、熱交換器の各部材によっ
て腐食進行度が変わり、フィレットの耐食性が向上し、
フィレット、チューブともに良好な耐食性が得られる。
また、本発明のアルミニウム製熱交換器の製造方法によ
れば、上記フィン材と他部材とが粉末ろう材にろう付さ
れるので、フィレットの耐食性が向上するとともに、フ
ィレットからのＺｎ拡散によってチューブの耐食性も確
保される。さらに、粉末ろう材の合計Ｚｎ含有量（重量
％）を、フィン材のＺｎ含有量（重量％）の２／３以下
にすれば、各部材間において理想的な腐食順位となり、
フィレットの耐食性が一層向上する。
【図１】 本発明におけるフィン材のＺｎ成分の移動機
構を示す概略図である。
構を示す概略図である。
【図２】 従来のフィン材のＺｎ成分の移動機構を示す
概略図である。
概略図である。
１ チューブ ２ フィン ３ フィレット ４ 溶融ろう
Claims (9)
- 【請求項１】 Ｚｎ：３．０〜１５．０重量％を含有
し、残部がＡｌと不可避不純物からなる組成を有するこ
とを特徴とするアルミニウム製熱交換器用フィン材 - 【請求項２】 組成成分として、さらにＭｎ：０．５〜
２．０重量％を含有することを特徴とする請求項１記載
のアルミニウム製熱交換器用フィン材 - 【請求項３】 組成成分として、さらにＺｒ：０．０５
〜０．２重量％を含有することを特徴とする請求項１ま
たは２に記載のアルミニウム製熱交換器用フィン材 - 【請求項４】 組成成分として、さらにＦｅ：０．５〜
２．０重量％を含有することを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載のアルミニウム製熱交換器用フィン材 - 【請求項５】 不純物中のＳｉ、Ｃｕの一方又は両方
を、Ｓｉ：１．０重量％以下、Ｃｕ：０．５重量％以下
に規制したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
記載のアルミニウム製熱交換器用フィン材 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載のフィン
材と他のＡｌまたはＡｌ合金製熱交換器用部材とを、Ａ
ｌ合金ろう材を用いてろう付することを特徴とするアル
ミニウム製熱交換器の製造方法 - 【請求項７】 前記Ａｌ合金ろう材は、Ａｌ、Ａｌ−Ｓ
ｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ
−Ｚｎ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｚｎ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｚｎ−
Ｃｕ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｃｕから選択される単体粉末ろうま
たは２種以上の混合粉末ろう材からなることを特徴とす
るアルミニウム製熱交換器の製造方法 - 【請求項８】 粉末ろう材にフラックスを混合してろう
付することを特徴とする請求項７記載のアルミニウム製
熱交換器の製造方法 - 【請求項９】 粉末ろう材の合計Ｚｎ含有量（重量％）
が、フィン材のＺｎ含有量（重量％）の２／３以下であ
ることを特徴とする請求項７または８に記載のアルミニ
ウム製熱交換器の製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36631697A JP3704632B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | アルミニウム製熱交換器用フィン材およびアルミニウム製熱交換器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36631697A JP3704632B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | アルミニウム製熱交換器用フィン材およびアルミニウム製熱交換器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11183085A true JPH11183085A (ja) | 1999-07-06 |
| JP3704632B2 JP3704632B2 (ja) | 2005-10-12 |
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ID=18486481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36631697A Expired - Fee Related JP3704632B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | アルミニウム製熱交換器用フィン材およびアルミニウム製熱交換器の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3704632B2 (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011108460A1 (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-09 | 三菱アルミニウム株式会社 | アルミニウム合金製熱交換器 |
| JP2011245499A (ja) * | 2010-05-25 | 2011-12-08 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | アルミニウム合金製熱交換器の製造方法 |
| JP2011247459A (ja) * | 2010-05-25 | 2011-12-08 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | アルミニウム合金製熱交換器の製造方法 |
| JP2014097511A (ja) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Showa Denko Kk | 熱交換器の製造方法 |
| JP2017122549A (ja) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | 株式会社デンソー | 熱交換器及びその製造方法 |
| JP2017217669A (ja) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱交換器用アルミニウム合金チューブ |
| US10150186B2 (en) | 2014-12-11 | 2018-12-11 | Uacj Corporation | Brazing method |
| US10640852B2 (en) | 2017-03-30 | 2020-05-05 | Uacj Corporation | Aluminum-alloy clad material and method of manufacturing the same |
| US10661395B2 (en) | 2014-07-30 | 2020-05-26 | Uacj Corporation | Aluminum-alloy brazing sheet |
| US11007609B2 (en) | 2016-11-29 | 2021-05-18 | Uacj Corporation | Brazing sheet and manufacturing method thereof |
| US11298779B2 (en) | 2017-11-08 | 2022-04-12 | Uacj Corporation | Brazing sheet and manufacturing method thereof |
| US11320217B2 (en) | 2016-01-14 | 2022-05-03 | Uacj Corporation | Heat exchanger and method of manufacturing the same |
| US11571769B2 (en) | 2018-09-11 | 2023-02-07 | Uacj Corporation | Method of manufacturing a brazing sheet |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP36631697A patent/JP3704632B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP2578344A1 (en) | 2010-05-25 | 2013-04-10 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Method for producing aluminum alloy heat exchanger |
| US9132518B2 (en) | 2010-05-25 | 2015-09-15 | Sumitomo Light Metal Industries, Ltd. | Method for producing aluminum alloy heat exchanger |
| JP2014097511A (ja) * | 2012-11-13 | 2014-05-29 | Showa Denko Kk | 熱交換器の製造方法 |
| US10661395B2 (en) | 2014-07-30 | 2020-05-26 | Uacj Corporation | Aluminum-alloy brazing sheet |
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| JP2017122549A (ja) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | 株式会社デンソー | 熱交換器及びその製造方法 |
| US11320217B2 (en) | 2016-01-14 | 2022-05-03 | Uacj Corporation | Heat exchanger and method of manufacturing the same |
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