JP2897967B2 - Vacuum brazed drone cup heat exchanger - Google Patents
Vacuum brazed drone cup heat exchangerInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はカーエアコン用エバポレ
ーター等々に使用される真空ろう付法によるドロンカッ
プ型熱交換器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vacuum cup brazing type heat exchanger used in an evaporator for a car air conditioner.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び解決しようとする課題】自動車用熱交
換器、例えば、エアコン用エバポレーター、オイルクー
ラー、インタークーラーなどには、真空ろう付法による
アルミドロンカップタイプの熱交換器が利用されてい
る。2. Description of the Related Art Aluminum heat exchangers of the aluminum dron cup type using a vacuum brazing method are used in heat exchangers for automobiles, for example, evaporators for air conditioners, oil coolers, intercoolers, and the like.
【０００３】このドロンカップ型熱交換器は、図１に示
すように、ブレージングシートをカップ状に成形した管
状体(１１)を積層し、この管状体(１１)間にフィン(１
２)を配置した構造であり、内部が半密閉となってい
る。したがって、ろう付接合部は図２に示すように、外
面に位置する接合部(１)と内面に位置する接合部(２)が
あり、この両方の接合部において十分なろう付接合を得
る必要がある。As shown in FIG. 1, this Dron cup type heat exchanger has a tubular body (11) formed by forming a brazing sheet into a cup shape, and fins (1) are provided between the tubular bodies (11).
2) is arranged, and the inside is semi-hermetic. Therefore, as shown in FIG. 2, the brazed joint has a joint (1) located on the outer surface and a joint (2) located on the inner surface, and it is necessary to obtain sufficient brazed joint at both joints. There is.
【０００４】従来より、ブレージングシートとして一般
に使用されているのは、 ろう材：Ａl−１０％Ｓi−１.５％Ｍg 芯 材：Ａ３００３ からなるＪＩＳ ＢＡ８ＰＣ材である。しかし、この材
料を用いたドロンカップ型熱交換器の外面側のろう付性
は略満足できるものであるが、一方、内面側のろう付性
はフィレット形成が十分でなく、所定の接合強度が得ら
れない場合があり、歩留の低下する一つの原因となって
いる。Conventionally, a JIS BA8PC material comprising a brazing material: Al-10% Si-1.5% Mg core material: A3003 has been generally used as a brazing sheet. However, the brazing property on the outer surface side of the drone cup type heat exchanger using this material is almost satisfactory, while the brazing property on the inner surface side is not sufficient in fillet formation, and the predetermined bonding strength is not sufficient. In some cases, the yield cannot be obtained, which is one of the causes of a decrease in yield.
【０００５】そこで、この改善方法として、内面側とな
るろう材面のろう材組成として、低Ｍg含有量とするも
の(特公昭５８−０５４９０９号)や、内面側となるろう
材面のろう材組成として、Ｂi、Ｓn、Ｓb、Ｂa、Ｂe等
を含有させるもの(特開昭５９−０８５３７５号)が提案
されている。[0005] Therefore, as an improvement method, a brazing filler metal having a low Mg content (Japanese Patent Publication No. 58-054909) is used as the brazing filler metal composition on the inner brazing surface. A composition containing Bi, Sn, Sb, Ba, Be or the like as a composition (Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-085375) has been proposed.
【０００６】しかしながら、ドロンカップ型熱交換器に
おいては、内面及び外面が同一ろう材面となるため、現
実では適用することができず、未だ満足する改善方法が
ないのが現状である。However, in the case of a drone cup type heat exchanger, since the inner surface and the outer surface are the same brazing material surface, it cannot be applied in reality, and there is no satisfactory improvement method at present.
【０００７】本発明は、上記従来技術の欠点を解消し、
ドロンカップ型熱交換器の真空ろう付において、外面側
及び内面側の両方のろう付性を同時に満足し得るろう付
性に優れるブレージングシート材とフィン材の材料構成
を提供することを目的とするものである。The present invention solves the above-mentioned disadvantages of the prior art,
It is an object of the present invention to provide a brazing sheet material and a fin material having excellent brazing properties that can simultaneously satisfy brazing properties on both the outer surface and the inner surface in vacuum brazing of a Drone cup type heat exchanger. Things.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明者は、ドロンカップ型熱交換器の真空ろう付
における内面側及び外面側のろう付性について検討し
た。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present inventors have studied the brazing properties on the inner surface side and the outer surface side in vacuum brazing of a Dron cup type heat exchanger.
【０００９】まず、ドロンカップ型熱交換器の真空ろう
付では、構造が半密閉となるため、外面側は炉内の真空
度下に曝されるものの、内面側は内部の排気速度が外面
側より小さく、真空度は外面側に比べて低くなる。First, in the vacuum brazing of the Drone cup type heat exchanger, the structure is semi-hermetically closed, so that the outer surface is exposed to a degree of vacuum in the furnace, but the inner surface has a lower internal exhaust speed. Smaller and the degree of vacuum is lower than on the outer surface side.
【００１０】真空ろう付法では、ろう材中のＭgがろう
付加熱中に蒸発し、そのゲッター作用によりろう付が為
されるが、真空度の相違により内面側のＭgの蒸発量は
外面側に比べて少なく、ゲッター作用も小さくなる。[0010] In the vacuum brazing method, Mg in the brazing material evaporates during the heat applied by the brazing, and the brazing is performed by the gettering action. As compared with the above, the getter effect is also reduced.
【００１１】一方、真空下においても、Ｈ2Ｏ、Ｏ2等の
酸化性ガスが存在し、材料表面の酸化を進行させるが、
内面側では外面側に比べ、これらのガス雰囲気に曝され
ることが少なく、酸化の程度も軽くなる。On the other hand, even under a vacuum, an oxidizing gas such as H 2 O or O 2 is present to promote oxidation of the material surface.
The inner surface is less exposed to these gas atmospheres than the outer surface, and the degree of oxidation is reduced.
【００１２】すなわち、内面側では外面側に比べ、Ｍg
のゲッター作用は小さいが、炉内の酸化性ガスによる酸
化も少ないため、ろう付が可能になると考えられる。That is, Mg on the inner side is smaller than Mg on the outer side.
Although the gettering effect of this is small, the oxidation by the oxidizing gas in the furnace is small, so it is considered that brazing is possible.
【００１３】しかしながら、Ｍgは酸化され易い成分で
あり、ろう材中の残留量が多くなると、酸化の程度も増
大し、ろう付性も劣化する。However, Mg is a component that is easily oxidized, and when the residual amount in the brazing material increases, the degree of oxidation increases and the brazing property also deteriorates.
【００１４】ろう付時のＭg残量は、外面側では蒸発が
活発に生ずるため、素材ろう材中のＭg含有量の影響が
小さいが、一方、内面側では蒸発量が素材ろう材中Ｍg
量の増大と共に多くなるものの、残留量も多くなる。The amount of Mg remaining at the time of brazing has a small effect on the Mg content in the brazing material because the evaporation is actively performed on the outer surface side, whereas the amount of Mg remaining on the inner surface is less than the Mg content in the brazing material.
Although increasing with an increase in the amount, the residual amount also increases.
【００１５】したがって、ろう材中のＭg量は、外面側
ではゲッター作用の増大が図れるため、多い程ろう付性
が良好となり、一方、内面側では残留Ｍgによる酸化を
抑えるため、ゲッター作用から下限があるものの、少な
い程、ろう付性が良好と云える。Therefore, the amount of Mg in the brazing filler metal can be increased on the outer surface side so that the gettering action can be increased, so that the larger the amount, the better the brazing property. However, it can be said that the smaller the amount, the better the brazing property.
【００１６】本発明者は、この内外面へのろう材中Ｍg
量の相反する作用に注目して、外面のろう付性を維持し
つつ、内面のろう付性を改善するための材料構成を見い
出したものである。The inventor of the present invention has reported that Mg in the brazing material
The inventors have found a material composition for improving the brazing property of the inner surface while maintaining the brazing property of the outer surface, paying attention to the opposing actions of the amounts.
【００１７】 すなわち、本発明は、Ｓｉ：８〜１２％
及びＭｇ：０．３〜０．８％を含有すると共に必要に応
じてＢｉ：０．３％以下を含有し、残部がＡｌ及び不可
避的不純物からなるろう材をＡｌ合金芯材にクラッドし
たプレート材と、０．３〜１．０％のＭｇを含むＡｌ合
金フィン材とから構成され、ろう材中のＭｇ量とフィン
材中のＭｇ量の合計量が１．０％以上であることを特徴
とする真空ろう付ドロンカップ型熱交換器を要旨とする
ものである。なお、本発明において、ろう材中のＭｇ量
とフィン材中のＭｇ量の合計量とは、ろう材中のＭｇ量
をａ％とし、フィン材中のＭｇ量をｂ％としたとき、こ
れらを単純にたし算した値、つまりａ＋ｂ（％）を意味
する。 That is, the present invention relates to Si: 8 to 12%
And a plate containing 0.3 to 0.8% of Mg and, if necessary, 0.3% or less of Bi and a balance of a brazing material consisting of Al and unavoidable impurities clad on an Al alloy core material. Material and an Al alloy fin material containing 0.3 to 1.0% Mg, and the total amount of Mg in the brazing material and Mg in the fin material is 1.0% or more. The gist of the invention is a vacuum brazed drone cup type heat exchanger. In the present invention, the amount of Mg in the brazing filler metal
And the total amount of Mg in the fin material is the amount of Mg in the brazing material
Is a% and the amount of Mg in the fin material is b%.
Meaning a simple addition of them, ie a + b (%)
I do.
【００１８】以下に本発明を更に詳述する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
【００１９】[0019]
【００２０】本発明における各々の材料の規制理由は以
下のとおりである。The reasons for regulating each material in the present invention are as follows.
【００２１】ブレージングシートよりなるプレート材 Plate material consisting of brazing sheet
【００２２】(1) ろう材 ろう材中のＭg量は、内面側のろう付性が確保できる範
囲として０.３〜０.８％に規定した。これは、０.３％
未満ではゲッター作用が不充分となり、一方、０.８％
を超えるとろう付時のＭg残量が多くなり、共にろう付
性が劣化するためである。(1) Brazing material The amount of Mg in the brazing material is defined as 0.3 to 0.8% so that the brazing property on the inner surface side can be ensured. This is 0.3%
If it is less than 0.5%, the getter effect becomes insufficient, while 0.8%
If the ratio exceeds the limit, the Mg remaining amount at the time of brazing increases, and the brazing property deteriorates.
【００２３】Ｓiは融点の低下、流動性の向上等を得る
Ａlろう付用ろう材の必須成分であり、一般に８〜１２
％含有するものが使用されている。本発明でもＳi量は
標準的な量でよいので、８〜１２％とした。Si is an essential component of the brazing filler metal for Al to obtain a reduction in melting point, an improvement in fluidity, and the like.
% Is used. In the present invention, the Si amount may be a standard amount, and therefore, is set to 8 to 12%.
【００２４】Ｂiは、特に外面側において炉内真空度に
対する許容値が拡大できるため、真空度が劣化した場合
のろう付性改善のために使用されている。本発明では必
須としないが、添加により外面側のろう付性安定化が期
待できるため、必要により添加すれば良い。但し、０.
３％を超えると圧延加工性が劣化し、ろう付改善効果も
飽和するため好ましくない。Bi is used for improving the brazing property when the degree of vacuum is deteriorated, since the allowable value for the degree of vacuum in the furnace can be expanded particularly on the outer surface side. Although not essential in the present invention, stabilization of the brazing property on the outer surface side can be expected by the addition. However, 0.
If it exceeds 3%, rolling workability deteriorates and the effect of improving brazing is saturated, which is not preferable.
【００２５】(2) 芯材 芯材としては、ろう付温度下でバーニングを生じないＡ
l合金であれば、如何なる成分系及び組成のものでも使
用でき、また純アルミも使用可能である。一般に芯材と
して使用されているＡl−Ｍn系、Ａl−Ｍn−Ｍg系、Ａl
−Ｍg−Ｓi系は特に最適である。(2) Core material As the core material, A which does not burn at the brazing temperature is used.
As long as it is an alloy, any component system and composition can be used, and pure aluminum can also be used. Al-Mn-based, Al-Mn-Mg-based, Al
The -Mg-Si system is particularly optimal.
【００２６】フィン材 上述のように、プレート材のろう材中Ｍg量を内面側の
ろう付改善のために低く規定したので、外面側はゲッタ
ー作用低下のためにろう付性が劣化する。 Fin material As described above, the amount of Mg in the brazing material of the plate material is set low for improving the brazing on the inner surface side, so that the brazing property on the outer surface side is deteriorated due to a decrease in getter action.
【００２７】フィン材中に０.３〜１.０％含有するＭg
は、この外面側のゲッター作用を補うもので、０.３％
未満ではプレート材のろう材と合わせてもゲッター作用
が充分でなく、一方、１.０％を超えると、ゲッター作
用が飽和すると共に、ろう材によるエロージョンの増大
を招き、好ましくない。Mg containing 0.3 to 1.0% in fin material
Is to supplement the getter action on the outer surface, and 0.3%
If it is less than 10%, the getter effect is not sufficient even when combined with the brazing material of the plate material.
【００２８】但し、フィン材中の０.３〜１.０％のＭg
は上記のように、プレート材のろう材中Ｍg量を補うも
ので、その必要量はプレート材のろう材中Ｍg量に依存
する。However, 0.3 to 1.0% of Mg in the fin material
Compensates for the amount of Mg in the brazing material of the plate material as described above, and the required amount depends on the amount of Mg in the brazing material of the plate material.
【００２９】このため、外面側のろう付性が確保できる
Ｍg量として、プレート材のろう材中Ｍg量とフィン材中
のＭg量の合計量を１.０％以上に規定した。１.０％未
満ではプレート材ろう材中Ｍg量及びフィン材のＭg量が
各々上記範囲を満足しても、外面側のろう付性は劣化す
る。For this reason, the total amount of Mg in the brazing material of the plate material and Mg in the fin material is defined as 1.0% or more as the Mg amount that can ensure the brazing property on the outer surface side. If it is less than 1.0%, the brazing property on the outer surface side is degraded even if the Mg content in the plate brazing material and the Mg content in the fin material each satisfy the above ranges.
【００３０】フィン材におけるＭg以外の成分に関して
は、プレートの芯材の場合と同様、ろう付温度下でバー
ニングを生じないＡl合金であれば、Ｍg量が上記範囲内
である限り、如何なる組成のものでも使用可能である。Regarding the components other than Mg in the fin material, as in the case of the core material of the plate, any Al alloy that does not cause burning at the brazing temperature may have any composition as long as the Mg content is within the above range. Anything can be used.
【００３１】次に本発明の実施例を示す。Next, an embodiment of the present invention will be described.
【００３２】[0032]
【実施例】Ａ３００３材を芯材とし、これにExample: A3003 material was used as the core material,
【表１】 に示す組成のろう材を熱間圧延により１５％のクラッド
率で合わせ圧延し、次いで冷間圧延により０.６mm厚と
した後、３７０℃×３hrの焼鈍を施し、Ｏ材としたプレ
ート材を準備した。[Table 1] The brazing material having the composition shown in (1) was hot-rolled and rolled together at a cladding ratio of 15%, then cold-rolled to a thickness of 0.6 mm, and then annealed at 370 ° C. for 3 hours to obtain a plate material as an O material. Got ready.
【００３３】一方、フィン材は、On the other hand, the fin material
【表２】 に示す組成の材料を熱間圧延、冷間圧延にて０.１mm厚
とした。[Table 2] The material having the composition shown in Table 1 was hot-rolled and cold-rolled to a thickness of 0.1 mm.
【００３４】これらの材料を図１に示すドロンカップタ
イプの試験片に加工後、真空ろう付を１×１０-4Ｔorr
の真空下で５９５℃×２minの加熱により行った。After processing these materials into a Dron cup type test piece shown in FIG. 1, vacuum brazing was performed at 1 × 10 -4 Torr.
The heating was carried out under a vacuum of 595 ° C. × 2 min.
【００３５】ろう付後、図２に示す外面側(１)及び内面
側(２)のフィレット形成状況を以下の基準にて評価し
た。その結果をAfter brazing, the fillet formation on the outer side (1) and the inner side (2) shown in FIG. 2 was evaluated according to the following criteria. The result
【表３】 に示す。 ○：フィレット形成が大で均一 △： 〃 中で均一 ×： 〃 小で不均一[Table 3] Shown in ：: Large and uniform fillet formation △: 均一 Uniform in medium ×: 〃 Small and uneven
【００３６】表３より明らかなように、本発明材はいず
れも外面側と内面側のろう付性が優れている。これに対
し、比較材はどれも外面側と内面側のろう付性を共に満
足することができない。As is clear from Table 3, the materials of the present invention have excellent brazing properties on the outer surface side and the inner surface side. On the other hand, none of the comparative materials can satisfy both the brazing properties on the outer surface side and the inner surface side.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ドロンカップ型熱交換器の真空ろう付において、外面側
と内面側の両方の接合部で優れたろう付性が得られ、耐
圧強度の安定化、歩留向上に寄与する効果が大きい。As described in detail above, according to the present invention,
In vacuum brazing of a Dron cup type heat exchanger, excellent brazing properties are obtained at both the joints on the outer surface and the inner surface, and the effect of contributing to stabilization of pressure resistance and improvement of yield is large.
【図１】ドロンカップ型熱交換器の構造を示す説明図で
ある。FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of a Dron cup type heat exchanger.
【図２】図１中のＡ部の拡大図で、内側及び外側のろう
付接合部を示している。FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG. 1, showing inner and outer brazing joints.
１ 外側ろう付接合部 ２ 内側ろう付接合部 １１ 管状体 １２ フィン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer brazing joint 2 Inner brazing joint 11 Tubular body 12 Fin
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２８Ｆ 21/08 Ｆ２８Ｆ 21/08 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 35/22 B23K 35/28 Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 identification code FI F28F 21/08 F28F 21/08 (58) Investigated field (Int.Cl. 6 , DB name) B23K 35/22 B23K 35/28
Claims (2)
及びＭg:０.３〜０.８％を含有し、残部がＡl及び不可
避的不純物からなるろう材をアルミ芯材にクラッドした
プレート材と、０.３〜１.０％のＭgを含むＡl合金フィ
ン材とから構成され、ろう材中のＭg量とフィン材中の
Ｍg量の合計量が１.０％以上であることを特徴とする真
空ろう付ドロンカップ型熱交換器。1. Si: 8 to 12% by weight (hereinafter the same)
And a plate material containing 0.3 to 0.8% of Mg and a balance of Al and a brazing material consisting of unavoidable impurities on an aluminum core material, and an Al material containing 0.3 to 1.0% of Mg. A vacuum brazed drone cup type heat exchanger comprising an alloy fin material, wherein a total amount of Mg in the brazing material and Mg in the fin material is 1.0% or more.
有するものである請求項１に記載の真空ろう付ドロンカ
ップ型熱交換器。2. The vacuum brazed Dron cup type heat exchanger according to claim 1, wherein said brazing material further contains Bi: 0.3% or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9211092A JP2897967B2 (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Vacuum brazed drone cup heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9211092A JP2897967B2 (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | Vacuum brazed drone cup heat exchanger |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH05261587A JPH05261587A (en) | 1993-10-12 |
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| JP (1) | JP2897967B2 (en) |
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|---|---|---|---|---|
| KR20000047331A (en) * | 1998-12-31 | 2000-07-25 | 신영주 | Method for coating brazing material for brazing aluminum component |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP9211092A patent/JP2897967B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH05261587A (en) | 1993-10-12 |
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