KR20000060105A - 열교환기용 알루미늄 튜브의 내식성 향상을 위한 코팅방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어콘용 열교환기에 적용되는 알루미늄 멀티 포트(multi-port) 튜브의 내식성 향상을 위한 표면 코팅방법에 관한 것으로, 차량용 컨덴서의 알루미늄 튜브의 내식성 향상을 위한 코팅 방법에 있어서,
상기 알루미늄 튜브의 표면에 아연 95 중량％ 이상, 납 0.003 중량％ 이하, 마그네슘 0.0001 중량％ 이하, 알루미늄 4∼6 중량％, 철 0.002 중량％ 이하의 아연합금이 코팅 처리된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 에어콘용 열교환기에 적용되는 알루미늄 멀티 포트(multi-port) 튜브의 내식성 향상을 위한 표면 코팅방법에 관한 것이다.
일반적으로 라디에이터나 컨덴서와 같은 자동차용 열교환기에는 내식성이 우수한 동 튜브를 사용하였으나, 가격과 중량을 감소하기 위하여 튜브의 재질이 알루미늄 합금으로 대체되었다. 그러나 자동차의 구조상 컨덴서와 같은 열교환기는 일반 대기보다 염화물 및 황화물이 많이 존재하는 가혹한 부식환경에 노출되어 있기 때문에 알루미늄 튜브 표면이 부식에 의하여 구멍이 형성되어 냉매가 유출되기 쉬운 단점을 가지고 있다. 또한 자동차의 경량화 추세에 따라 열교환기용 알루미늄 튜브는 계속 박육화되어 감에 따라 부식에 의한 파손가능성이 더욱 커지고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 부식 전위가 알루미늄보다 낮은 아연을 아크열을 이용하여 튜브 표면에 코팅함으로써 아연코팅층이 희생양극으로 작용하여 우선적으로 부식되어 알루미늄 튜브를 보호하는 방법이 일반적으로 사용되어 있다. 또한 미국 특허 4831701에서와 같이 아연과 플럭스 성분을 포함한 입자를 튜브 표면에 도포시켜서 브레이징시 아연이 알루미늄 튜브 표면에 확산되어 튜브를 보호하는 방법이 있다.
그런데 이들의 방법들은 부식전위의 절대값이 높게 나타나 효과적인 내부식성을 기대하기 어려웠다.
본 발명은 일반적인 코팅재료로 사용되는 순수한 아연보다 부식전위가 높고 알루미늄 튜브보다는 부식전위가 낮은 아연합금을 제조하여 열교환기용 알루미늄 튜브 표면에 아크열을 이용하여 코팅함으로써 종래의 순수한 아연 코팅층보다 부식전위를 높여 컨덴서의 내부식성을 향상하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,
차량용 컨덴서의 알루미늄 멀티-포트 튜브의 내식성 향상을 위한 코팅 방법에 있어서,
상기 알루미늄 튜브의 표면에 아연 95 중량％ 이상, 납 0.003 중량％ 이하, 네슘 0.0001 중량％ 이하, 알루미늄 4∼6 중량％, 철 0.002 중량％ 이하의 아연합합금이 코팅 처리된 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 의해 제조된 알루미늄 튜브가 적용되는 차량의 컨덴서 사시도이고,
도 2는 도 1에서 핀재와 알루미늄 튜브의 접합면 확대도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의해 제조된 알루미늄 튜브가 적용되는 차량의 컨덴서 사시도이고, 도 2는 도 1에서 핀재와 알루미늄 튜브의 접합면 확대도가 나타나 있다.
도시된 바와 같이 차량의 컨덴서는 평판의 알루미늄 튜브(2)와 핀(fin)재(1)가 교대로 적층되어 있고, 상기 알루미늄 튜브(4)의 양 끝단은 헤더(5)에 체결되어 있고, 알루미늄 튜브(4)에 필러 합금(2)을 통해 핀재(1)가 브레이징으로 접합되어 있다.
여기서 알루미늄 튜브(4)의 경우 1000계열의 합금과 내식성을 향상을 위해 구리나 망간이 함유된 알루미늄 합금을 컨펌 압출이나 직접 압출에 의해 제조되고, 압출후 연속적으로 표면에 본 발명에 적용되는 아연합금을 아크열을 이용하여 코팅시킨다.
상기 아연합금은 일실시예에서 아래 표 1에서와 같은 조성을 갖는 것으로 하였다.
＜표 1＞
알루미늄 멀티-포트 튜브 코팅용 아연합금의 조성물
| 원소 | Zn(아연) | Pb(납) | Mg(마그네슘) | Al(알루미늄) | Fe(철) |
| 함량(중량％) | 96.035 | 0.0024 | 0.00012 | 3.959 | 0.00178 |
그리고 핀재(1)의 경우 알루미늄-망간 합금을 주로 사용하는데, 표면에는 융점이 낮은 알루미늄-실리콘 합금이 피복에 의해 접합되어 있어서 브레이징시 표면의 알루미늄-실리콘 합금이 용융되어 필러 합금으로 작용한다. 브레이징이 완료된 후 알루미늄 튜브(4)의 재질을 AA1100으로 선택하였을 경우 부식전위를 측정한 결과가 표 2에 도시된 바와 같이 -0.7025V 정도의 부식전위를 나타내며, 핀재(1)와 필러 합금은 각각 -0.84V,-0.86V 정도의 부식전위를 나타내었다. 순수한 아연의 경우 -1.03V 정도의 부식전위를 나타내며 아연합금에 알루미늄을 4∼6％ 정도 첨가하였을 경우 -1.02V의 부식 전위를 나타낸다.
＜표 2＞
알루미늄 튜브, 핀(fin) 및 아연용사층의 부식전위
| 종류 | 아연코팅(Zn+Al합금) | 아연합금(Zn+Al합금) | 알루미늄 튜브(AA1100) | 필러합금(AA4343) | 핀재(AA3003) |
| 부식전위 | -1.03Ｖ | -0.840(±0.0005)Ｖ | -0.725Ｖ | -0.860(±5)Ｖ | -0.840(±0.005)Ｖ |
따라서 갈바닉 부식(이종금속에서 일어나는 현상)이 일어날 경우 아연용사층 가장 먼저 부식되어서 없어지고, 필러합금, 핀재 및 알루미늄 튜브의 순서로 부식이 발생된다. 아연용 사층의 재질을 순수한 아연에서 아연-알루미늄 합금으로 변경함에 따라 부식전위를 높이는 것( 부식전위의 절대값을 낮추는 것)이 가능하며, 따라서 부식되어 없어지는 시간은 더욱 길어 짐으로써 알루미늄 튜브를 안정적으로 보호하는 것이 가능하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 알루미늄 튜브 표면에 부식전위가 높은 아연합금을 아크열을 이용하여 코팅함으로써 순수한 아연코팅층보다 부식전위를 향상시켜 컨덴서의 내부식성을 향상시킬 수 있다.
Claims (1)
- 차량용 컨덴서의 알루미늄 튜브의 내식성 향상을 위한 코팅 방법에 있어서,상기 알루미늄 튜브의 표면에 아연 95 중량％ 이상, 납 0.003 중량％ 이하, 마그네슘 0.0001 중량％ 이하, 알루미늄 4∼6 중량％, 철 0.002 중량％ 이하의 아연합금이 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 열교환기용 알루미늄 튜브의 내식성 향상을 위한 코팅방법.
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