JP5554962B2 - Brazing aluminum material manufacturing method and heat exchanger member - Google Patents

Description

本発明は、ろう付け用アルミニウム材の製造方法及び熱交換器用部材に係り、特に、フラックスろう付けにより、ラジエータ、ヒータコア、オイルクーラ、インタークーラ、カーエアコンのエバポレータやコンデンサ等のアルミニウム製熱交換器を作製する際に用いられる、フラックスからなる溶射皮膜が形成されたろう付け用アルミニウム材を有利に製造する方法と、かかる方法にて製造される多穴チューブ材等の熱交換器用部材に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a brazing aluminum material and a member for a heat exchanger, and in particular, an aluminum heat exchanger such as a radiator, a heater core, an oil cooler, an intercooler, an evaporator or a condenser of a car air conditioner by flux brazing. The present invention relates to a method for advantageously producing an aluminum material for brazing formed with a thermal spray coating made of a flux, which is used when producing a heat exchanger, and a heat exchanger member such as a multi-hole tube material produced by such a method. .

従来より、アルミニウム乃至はアルミニウム合金からなるアルミニウム製熱交換器は、自動車のラジエータ、ヒータコア、オイルクーラ、インタークーラ、カーエアコンのエバポレータやコンデンサ等として、広く使用されてきている。そして、そのようなアルミニウム製熱交換器は、例えば、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｎ−Ｃｕ系合金等のアルミニウム合金からなるチューブ材（作動流体通路材）に、アルミニウム合金からなるフィン材を組み付け、それらチューブ材とフィン材とをろう付けすることにより、製作されているのである。   Conventionally, aluminum heat exchangers made of aluminum or aluminum alloys have been widely used as automobile radiators, heater cores, oil coolers, intercoolers, car air conditioner evaporators, condensers, and the like. Such an aluminum heat exchanger has a tube material (working fluid passage material) made of an aluminum alloy such as an Al—Mn alloy and an Al—Mn—Cu alloy, for example, and a fin material made of an aluminum alloy. It is manufactured by assembling and brazing the tube material and the fin material.

また、そのようなろう付けを行うに際しては、Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金等のろう材と共に、一般に、フラックスが、アルミニウム材やろう材の表面に形成されるアルミニウムの酸化皮膜を除去するために、用いられている。なお、このフラックスを、アルミニウム材表面に適用せしめる手法としては、各種の手法が採用されており、例えば、所定の形状に成形されたフィン材やチューブ材、コアプレート材等を一体的に組み付けた後、その組付体の表面に、フラックス粉末又はそれとろう材粉末との混合粉末をそのまま振りかける手法や、かかる組付体を、所定の水性溶媒にフラックス粉末又はそれとろう材粉末を混合分散せしめてなる懸濁液に浸漬する手法、或いは、そのような懸濁液を組付体の全体に噴霧せしめる手法等が種々採用されている。   Further, when performing such brazing, in general, a flux is oxidized together with a brazing material such as an Al—Si based alloy or an Al—Si—Zn based alloy. Used to remove the film. In addition, as a method of applying this flux to the surface of the aluminum material, various methods are employed, for example, a fin material, a tube material, a core plate material, etc. molded into a predetermined shape are integrally assembled. Thereafter, the surface of the assembly is sprinkled with the flux powder or the mixed powder of the brazing filler metal powder as it is, or the assembly is mixed and dispersed in a predetermined aqueous solvent with the flux powder or the brazing filler metal powder. Various methods such as a method of immersing in a suspension or a method of spraying such a suspension over the entire assembly are employed.

しかしながら、それらの手法は、フラックスやろう材をそのまま振りかけるだけ、或いは、水性溶媒を用いてフラックスやろう材を付着させているだけであるために、組付体をろう付け炉に搬送するまでの間にフラックスやろう材が脱落して、ろう付け接合を満足に行うことができないだけでなく、フラックスやろう材の粉塵が環境雰囲気中に舞い、作業環境が悪化せしめられるといった問題や、また、組付体に付着しないで無駄となるフラックスやろう材も多くなり、それが、ろう付け製品のコストアップの一因となる等の問題を内在するものであった。   However, these methods only sprinkle the flux and brazing material as they are, or just attach the flux and brazing material using an aqueous solvent, so that the assembly is transported to the brazing furnace. In addition to not being able to satisfactorily perform brazing and joining with flux or brazing material in between, problems such as dust in the flux and brazing material fluctuating in the environmental atmosphere, and the working environment is deteriorated, There are many fluxes and brazing materials that are wasted without being attached to the assembly, which causes problems such as an increase in the cost of brazed products.

かかる状況下、アルミニウム材の表面に対するフラックスやろう材の付着性を高めるために、ろう付け時に、分解・蒸発するような樹脂（例えば、アクリル樹脂）をフラックスやろう材に混合せしめ、これを、ロール塗装等にて、チューブ材等のアルミニウム材の表面に塗装する手法が、開発された。これにより、上述の如き脱落が生じるようなことは少なくなったのであるが、そのような手法では、塗膜中に樹脂成分がバインダとして比較的に多く含まれるところから、そのうちの一部が僅かではあるが、ろう付け時までに分解せずに残存することがあり、そのため、アルミニウム材上に残存した樹脂成分によって、ろう付け性が低下せしめられることがあった。また、かかる樹脂成分は、バインダとして用いられているものの、ろう付け時には不要となるものであって、ろう付け温度に達するまでに分解・蒸発せしめられるものであるところから、作業環境やコストの面からも、そのような樹脂の使用をできるだけ少なくすることが、望ましいのである。   Under such circumstances, in order to improve the adhesion of the flux and brazing material to the surface of the aluminum material, a resin that decomposes and evaporates at the time of brazing (for example, acrylic resin) is mixed with the flux and brazing material. A technique for coating the surface of aluminum materials such as tube materials by roll coating has been developed. As a result, the occurrence of dropout as described above has been reduced. However, in such a technique, a relatively large amount of the resin component is contained as a binder in the coating film, and a part of the resin component is slightly However, it may remain without being decomposed by the time of brazing, so that the brazing property may be lowered by the resin component remaining on the aluminum material. In addition, the resin component is used as a binder, but it is not necessary during brazing and can be decomposed and evaporated before reaching the brazing temperature. Therefore, it is desirable to minimize the use of such a resin.

また一方、国際公開第２００６／１０００５４号公報（特許文献１）には、ろう合金粉末及び／或いはフラックス粉末を、アルミニウム材の表面にプラズマ溶射する手法が、提案されているが、そのようなプラズマ溶射法を採用する場合には、その溶射方式及びその構造から、設備コストが必然的に高くなるといった問題がある。加えて、発生するプラズマの温度は数千℃〜数万℃にも達するため、そのような高温環境に曝された粉末は、一部が気化してしまい、溶射効率（付着効率）が落ちるために、ランニングコストが上昇するといった問題も内在している。また、その一方で、粉末の気化を抑制するために、発生電流や電圧等を低く設定すると、溶射状態が不安定となって、溶射皮膜の密着性や均一性が悪化して、耐食性やろう付け性等の性能が低下するといった問題が生じることとなる。   On the other hand, International Publication No. 2006/100054 (Patent Document 1) proposes a method of plasma spraying a braze alloy powder and / or a flux powder on the surface of an aluminum material. When the thermal spraying method is adopted, there is a problem that the equipment cost is inevitably increased due to the thermal spraying method and the structure thereof. In addition, since the temperature of the generated plasma reaches several thousands to tens of thousands of degrees Celsius, part of the powder exposed to such a high temperature environment is vaporized and the spraying efficiency (adhesion efficiency) decreases. In addition, there is a problem that the running cost increases. On the other hand, if the generated current or voltage is set low in order to suppress the vaporization of the powder, the sprayed state becomes unstable, the adhesion and uniformity of the sprayed coating deteriorates, and the corrosion resistance will be increased. There arises a problem that performance such as stickiness is deteriorated.

さらに、特開平７−１２４７８７号公報（特許文献２）や特開平７−３１０１６２号公報（特許文献３）等には、Ｓｉ粉末、Ｚｎ粉末、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末、Ａｌ−Ｓｉ−Ｚｎ系合金粉末等のろう材粉末（金属粉末）と、フラックス粉末とを混合し、この混合粉末を、フレーム溶射法によって、アルミニウム材の表面に付着せしめる手法が、提案されている。しかしながら、ろう材粉末とフラックス粉末とを混合して用いると、ろう材粉末（金属粉末）の溶融状態を制御することが困難となったり、溶射中にフラックス粉末とろう材粉末が反応して、それらが劣化してしまうことがあり、これによって、ろう付け性が低下する等の問題があった。   Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-124787 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-310162 (Patent Document 3) disclose Si powder, Zn powder, Al—Si based alloy powder, Al—Si—Zn based. A technique has been proposed in which a brazing filler metal powder (metal powder) such as an alloy powder is mixed with a flux powder, and this mixed powder is adhered to the surface of an aluminum material by flame spraying. However, when the brazing filler metal powder and the flux powder are mixed and used, it becomes difficult to control the melting state of the brazing filler metal powder (metal powder), or the flux powder and the brazing filler metal powder react during the thermal spraying. They may be deteriorated, which causes problems such as a decrease in brazeability.

そこで、本発明者等は、ろう材粉末とフラックス粉末との混合粉末ではなく、アルミニウムの酸化皮膜の除去に必要なフラックス粉末だけを、フレーム溶射法により溶射して、アルミニウム材の表面全体に、フラックスからなる溶射皮膜を形成せしめることを検討したのであるが、フラックス粉末だけをフレーム溶射しようとすると、フラックス粉末とろう材粉末との混合粉末の溶射皮膜を形成せしめる場合と比べて、フラックスからなる溶射皮膜の密着性（付着性）が低下すると共に、溶射効率（粉末の付着効率）も低下することが明らかとなった。特に、表面粗さ（Ｒａ）の小さいアルミニウム材、具体的には、表面粗さ（Ｒａ）が２μｍ以下のアルミニウム材に対してフラックス粉末を溶射すると、アンカー効果（溶射粉末がアルミニウム材の表面に機械的にかみ合うことによって皮膜とアルミニウム材との密着性を高める効果）が乏しく、溶射皮膜の密着性と溶射効率が、著しく低下することが明らかとなった。なお、アンカー効果を得るために、ショットブラスト加工等を施して、アルミニウム材表面の粗面化を行うことも可能であるが、作業工数が増加して、経済性が悪化する。また一方、表面粗さ（Ｒａ）が２μｍを超える押出材や引抜材等のアルミニウム材は、一般に、表面精度が悪いものであって、押出しや引抜き時に、表面に筋状の凹凸が形成されており、このようなアルミニウム材に対して、フラックス粉末を溶射すると、筋状の凹凸により、溶射皮膜の密着性や溶射効率の低下が多少は抑制され得るものの、ろう付け時に、ろう材が、アルミニウム材の表面に形成された筋状の凹部に沿って、不必要な部位にまで流れ出し、ろう不足によるろう付け不良やアルミニウム材の耐食性の低下が惹起されるおそれがあったのである。   Therefore, the present inventors sprayed only the flux powder necessary for removing the aluminum oxide film, not the mixed powder of the brazing filler metal powder and the flux powder, by the flame spraying method on the entire surface of the aluminum material, We have considered the formation of a thermal spray coating consisting of flux. However, if we try to flame spray only the flux powder, it will consist of flux compared to the case of forming a thermal spray coating of mixed powder of flux powder and brazing filler metal powder. It became clear that the adhesion (adhesiveness) of the thermal spray coating decreased and the thermal spray efficiency (powder adhesion efficiency) also decreased. In particular, when the flux powder is sprayed onto an aluminum material having a small surface roughness (Ra), specifically, an aluminum material having a surface roughness (Ra) of 2 μm or less, the anchor effect (sprayed powder is applied to the surface of the aluminum material). It was revealed that the mechanical contact between the coating and the aluminum material has a poor effect on enhancing the adhesion between the coating and the aluminum material, and the adhesion and the spraying efficiency of the thermal spray coating are significantly reduced. In order to obtain the anchor effect, it is possible to roughen the surface of the aluminum material by performing shot blasting or the like, but the work man-hour increases and the economic efficiency deteriorates. On the other hand, aluminum materials such as extruded materials and drawn materials whose surface roughness (Ra) exceeds 2 μm are generally poor in surface accuracy, and streaky irregularities are formed on the surface during extrusion or drawing. However, when the flux powder is sprayed on such an aluminum material, the brazing material may be somewhat reduced in the adhesion and spraying efficiency of the sprayed coating due to the streaks, but during brazing, the brazing material is made of aluminum. It flowed to unnecessary parts along the streak-like recesses formed on the surface of the material, and there was a risk of causing poor brazing due to insufficient brazing or a decrease in corrosion resistance of the aluminum material.

国際公開第２００６／１０００５４号公報International Publication No. 2006/100054 特開平７−１２４７８７号公報JP-A-7-124787 特開平７−３１０１６２号公報JP-A-7-310162

ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、表面粗さ（Ｒａ）が２μｍ以下とされたアルミニウム材の表面に、優れたろう付け性能を実現し得るフラックスからなる溶射皮膜を、良好なる密着性及び溶射効率をもって形成することが可能な、ろう付け用アルミニウム材の有利な製造方法と、かかる製造手法によって、フラックスからなる溶射皮膜が形成された熱交換器用部材を提供することにある。   Here, the present invention has been made against the background of such circumstances, and the problem to be solved is excellent on the surface of an aluminum material having a surface roughness (Ra) of 2 μm or less. An advantageous manufacturing method of an aluminum material for brazing capable of forming a thermal spray coating composed of a flux capable of realizing brazing performance with good adhesion and thermal spraying efficiency, and thermal spraying composed of flux by such a manufacturing method. It is providing the member for heat exchangers in which the film was formed.

そして、本発明者等が鋭意検討を重ねた結果、表面粗さ（Ｒａ）が２μｍ以下とされたアルミニウム材であっても、アルミニウム材を１００〜６００℃の温度に加熱した状態でフラックス粉末をフレーム溶射することにより、高い溶射効率で、溶射皮膜を密着性よく形成することができることを見出し、しかも、そのようなフラックスからなる溶射皮膜が形成されたろう付け用アルミニウム材を用いて、ろう付けを行っても、ろう付け不良が惹起されないことを見出し、本発明を完成するに至ったのである。   As a result of repeated studies by the present inventors, even when the aluminum material has a surface roughness (Ra) of 2 μm or less, the flux powder is used in a state where the aluminum material is heated to a temperature of 100 to 600 ° C. By flame spraying, it has been found that a thermal spray coating can be formed with high thermal spray efficiency and good adhesion, and brazing is performed using an aluminum material for brazing on which a thermal spray coating made of such a flux is formed. It was found that no brazing failure was caused even if it was performed, and the present invention was completed.

すなわち、本発明は、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム材として、表面粗さ（Ｒａ）が２μｍ以下とされた、２μｍを超える表面粗さ（Ｒａ）を与える筋状の凹凸が形成されていないアルミニウム押出形材を用い、該アルミニウム押出形材を１００〜６００℃の温度に保持した状態下において、フレーム溶射法にて、該アルミニウム押出形材の表面に、６０〜３００μｍの平均粒径を有するフッ化物系フラックス粉末を溶射して、該フラックスからなる溶射皮膜を形成せしめることを特徴とするろう付け用アルミニウム材の製造方法を、その要旨とするものである。
That is, the present invention is an aluminum material made of aluminum or an aluminum alloy, in which the surface roughness (Ra) is 2 μm or less, and the aluminum is not formed with streak-like irregularities giving a surface roughness (Ra) exceeding 2 μm. Using an extruded profile , the aluminum extruded profile is held at a temperature of 100 to 600 ° C., and a flame having an average particle diameter of 60 to 300 μm is formed on the surface of the extruded aluminum profile by flame spraying. The gist of the present invention is a method for producing a brazing aluminum material characterized by spraying a fluoride-based flux powder to form a sprayed coating composed of the flux.

なお、かかる本発明に従うろう付け用アルミニウム材の製造方法の好ましい態様の一つによれば、前記アルミニウム押出形材として、押し出されたままの多穴チューブ材が、用いられる。 In addition, according to one of the preferable aspects of the manufacturing method of the aluminum material for brazing according to this invention, the extruded multi-hole tube material is used as said aluminum extrusion shape material .

また、本発明に従うろう付け用アルミニウム材の製造方法における別の好ましい態様の一つによれば、前記フラックス粉末として、Ｋ及びＡｌを含むフッ化物系化合物、Ｚｎを含むフッ化物系化合物、Ｓｉを含むフッ化物系化合物、及びＣｓを含むフッ化物系化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種以上のフッ化物系フラックスの粉末が、採用されることとなる。   According to another preferred embodiment of the method for producing a brazing aluminum material according to the present invention, the flux powder includes a fluoride compound containing K and Al, a fluoride compound containing Zn, and Si. A powder of at least one fluoride flux selected from the group consisting of a fluoride compound containing Cs and a fluoride compound containing Cs will be employed.

さらに、本発明に従うろう付け用アルミニウム材の製造方法における望ましい態様の一つによれば、前記フラックスからなる溶射皮膜は、前記アルミニウム押出形材の表面に対して、フラックス付着量が３〜２０ｇ／ｍ² となるように、形成されている。
Furthermore, according to one of the desirable aspects in the manufacturing method of the aluminum material for brazing according to this invention, the thermal spray coating which consists of the said flux has a flux adhesion amount of 3-20 g / with respect to the surface of the said aluminum extrusion shape material. It is formed so as to be m ² .

加えて、本発明に従うろう付け用アルミニウム材の製造方法の他の好ましい態様の一つによれば、フレーム温度：５００〜４０００℃、及びフレーム速度：５０〜２００ｍ／ｓの条件下で、前記溶射が行われることとなる。   In addition, according to another preferred embodiment of the method for producing a brazing aluminum material according to the present invention, the thermal spraying is performed under conditions of a flame temperature of 500 to 4000 ° C. and a flame speed of 50 to 200 m / s. Will be performed.

また、本発明においては、上述の如きろう付け用アルミニウム材の製造方法によって、前記アルミニウム押出形材の表面に前記フラックスからなる溶射皮膜が形成されていることを特徴とする熱交換器用部材をも、その要旨とするものである。
According to the present invention, there is also provided a heat exchanger member characterized in that a thermal spray coating made of the flux is formed on the surface of the aluminum extruded profile by the method for producing a brazing aluminum material as described above. This is the gist.

このように、本発明に従うろう付け用アルミニウム材の製造方法にあっては、１００〜６００℃の温度に保持されたアルミニウム押出形材の表面に対して、フレーム溶射法にて、フッ化物系フラックス粉末を溶射するようにしているところから、溶射粒子（フラックス粒子）とアルミニウム押出形材との温度差が小さくなって、フラックスからなる溶射皮膜が、良好なる密着性をもって、有利に形成され得るようになるのである。また、アルミニウム押出形材を上記温度に保持することによって、溶射粒子がアルミニウム押出形材の表面で弾かれるようなことも効果的に防止され得て、溶射効率も有利に改善され得るようになる。これにより、ショットブラスト等の特別な表面加工（粗面化処理）を施すことなく、押し出したまま、或いは圧延したままの、表面粗さ（Ｒａ）の小さなアルミニウム押出形材、つまり表面粗さ（Ｒａ）が２μｍ以下のアルミニウム押出形材の表面に対しても、高い溶射効率で、フラックスのみからなる溶射皮膜を密着性よく形成することができるようになる。
As described above, in the method for producing a brazing aluminum material according to the present invention, a fluoride-based flux is applied to the surface of an aluminum extruded profile held at a temperature of 100 to 600 ° C. by flame spraying. Since the powder is sprayed, the temperature difference between the sprayed particles (flux particles) and the aluminum extruded profile is reduced, so that the sprayed coating made of flux can be formed advantageously with good adhesion. It becomes. Further, by keeping the aluminum extruded profile at the above temperature, it is possible to effectively prevent the sprayed particles from being repelled on the surface of the aluminum extruded profile , and the thermal spraying efficiency can be advantageously improved. . Thus, without performing a special surface treatment of shot blasting or the like (graining treatment), while the extrusion, or the as-rolled, small aluminum extruded profile of the surface roughness (Ra), that is the surface roughness ( It becomes possible to form a sprayed coating consisting only of a flux with high adhesion even on the surface of an aluminum extruded profile whose Ra) is 2 μm or less with high spraying efficiency.

また、かかる溶射皮膜が形成されたろう付け用アルミニウム材を用いてろう付けを行えば、溶射皮膜のフラックスにて、アルミニウム押出形材やろう材の表面に形成される酸化皮膜が有利に除去せしめられ、ろうの濡れ性や流動性が効果的に高められ得ることとなる。
In addition, if brazing is performed using an aluminum material for brazing formed with such a thermal spray coating, the oxide coating formed on the surface of the aluminum extruded shape or brazing material can be advantageously removed by the flux of the thermal spray coating. , Wax wettability and fluidity can be effectively enhanced.

さらに、上述せる如きろう付け用アルミニウム材の製造方法によって、フラックスからなる溶射皮膜が形成された熱交換器用部材にあっては、ろうの濡れ性や流動性が効果的に高められ、優れたろう付け性が実現され得るところから、他の部材との接合が極めて良好に行われ得るのである。   Furthermore, in the heat exchanger member in which the thermal spray coating made of the flux is formed by the method for producing the aluminum material for brazing as described above, the wettability and fluidity of the brazing are effectively enhanced, and the brazing is excellent. Therefore, joining with other members can be performed extremely well.

本発明に従ってアルミニウム材の表面にフラックスからなる溶射皮膜を形成せしめる一工程を概略的に示す断面説明図であって、アルミニウム材の表面に溶射を行っている状態を示している。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view schematically showing a step of forming a thermal spray coating made of flux on the surface of an aluminum material according to the present invention, showing a state in which thermal spraying is performed on the surface of the aluminum material. 本発明に従ってフラックスからなる溶射皮膜が形成されたろう付け用アルミニウム材（熱交換器用部材）の一例を示す斜視説明図である。It is perspective explanatory drawing which shows an example of the aluminum material for brazing (member for heat exchangers) in which the sprayed coating consisting of the flux was formed according to this invention. 図２に示されるろう付け用アルミニウム材（熱交換器用部材）をろう付けに用いた状態を示す正面説明図である。It is front explanatory drawing which shows the state which used the aluminum material for brazing (member for heat exchangers) shown by FIG. 2 for brazing.

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。   Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

先ず、図１には、本発明に従って、アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム材に対して、フレーム溶射法による溶射が実施されている工程の一例が、概略的に示されている。この図１において、１０は、アルミニウム材であって、その表面１２に対して、粉末式フレーム溶射を行い得る公知の構造の溶射ガン１４から、所定のフラックス粉末の溶射粒子が溶射されて、かかるフラックスからなる溶射皮膜１６が、形成されている。   First, FIG. 1 schematically shows an example of a process in which flame spraying is performed on an aluminum material made of aluminum or an aluminum alloy according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an aluminum material, and spray particles of a predetermined flux powder are sprayed from a spray gun 14 having a known structure capable of performing powder type flame spraying on the surface 12. A thermal spray coating 16 made of flux is formed.

ここにおいて、上記フラックスからなる溶射皮膜１６が形成されるアルミニウム材１０としては、ろう付けの対象とされるアルミニウム若しくはアルミニウム合金からなる押出形材（ろう付け用アルミニウム材）であれば、その種類は特に制限されるものではなく、本実施形態においては、図２に示される如き形状の押出形材（多穴チューブ材乃至は多穴管）が、アルミニウム材１０として採用されている。この多穴チューブ材（１０）は、従来より熱交換器の製造に用いられている熱交換器用部材の１種であって、フラックスからなる溶射皮膜１６が形成された多穴チューブ材（１０）は、図３に示されるように、他の熱交換器用部材（フィン材１８）とろう付けされるのである。
Here, as the aluminum material 10 on which the thermal spray coating 16 made of the flux is formed, if it is an extruded shape material (aluminum material for brazing) made of aluminum or an aluminum alloy to be brazed, the type thereof is There is no particular limitation , and in this embodiment, an extruded profile (multi-hole tube material or multi-hole tube) having a shape as shown in FIG. This multi-hole tube material (10) is a kind of heat exchanger member that has been conventionally used in the manufacture of heat exchangers, and is a multi-hole tube material (10) on which a thermal spray coating 16 made of flux is formed. As shown in FIG. 3, it is brazed to another heat exchanger member (fin material 18).

特に、本発明においては、後述するように、アルミニウム材１０が特定の温度に保持された状態で溶射が行われ得るようになっているところから、表面粗さ（Ｒａ）が２μｍ以下のアルミニウム材１０に対しても、フラックス粉末の溶射が有利に施され得るようになっているのである。ここで、「表面粗さ（Ｒａ）」は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１）に規定される算術平均粗さを示している。そして、かかる表面粗さ（Ｒａ）が小さくなると、一般に、アンカー効果が乏しくなる傾向があり、特に、ろう材粉末と混合されていないフラックス粉末をアルミニウム材１０の表面１２に溶射する場合には、その傾向が顕著となって、フラックスからなる溶射皮膜１６とアルミニウム材１０（以下、基材とも言う。）との密着性が低下するのである。   In particular, in the present invention, as will be described later, since the aluminum material 10 can be sprayed while being kept at a specific temperature, the aluminum material having a surface roughness (Ra) of 2 μm or less. No. 10 can be advantageously sprayed with the flux powder. Here, “surface roughness (Ra)” indicates an arithmetic average roughness defined in JIS B 0601 (2001). And when such surface roughness (Ra) becomes small, in general, the anchor effect tends to be poor, particularly when spraying the flux powder not mixed with the brazing filler metal powder onto the surface 12 of the aluminum material 10, The tendency becomes remarkable, and the adhesiveness between the thermal spray coating 16 made of flux and the aluminum material 10 (hereinafter also referred to as a base material) decreases.

そして、本発明においては、基材温度を、１００〜６００℃、好ましくは１５０〜４００℃に保持した状態下で、基材表面に対して、溶射粉末としてのフラックス粉末を、フレーム溶射法にて溶射するようにしているところから、溶射粒子（フラックス粒子）と基材との温度差が小さくなって、フラックスからなる溶射皮膜１６が、良好なる密着性をもって、アルミニウム材１０の表面１２に形成されることとなるのである。このため、ショットブラスト等の特別な表面加工（粗面化処理）を施すことなく、押し出したままのアルミニウム材１０の表面１２に対して、高い溶射効率で、フラックスからなる溶射皮膜１６を形成することができるのである。なお、かかる基材温度が、１００℃未満の場合には、溶射粒子とアルミニウム材１０との温度差が大きく、溶射粒子の衝突直後の基材表面の熱膨張と溶射粒子の凝固収縮の差によって、溶射皮膜１６の密着性や、溶射効率の低下が惹起されることとなる。また一方、基材温度が６００℃を超える場合には、基材表面の高温酸化皮膜が成長することに加えて、溶射されたフラックスも高温で保持されるため、フラックス自体の酸化劣化も惹起され、その結果、ろう付け性が阻害されるようになる。
And in this invention, the base material temperature is 100-600 degreeC, Preferably under the state hold | maintained at 150-400 degreeC, the flux powder as a thermal spray powder is flame-sprayed with respect to the base-material surface. Since the thermal spraying is performed, the temperature difference between the thermal spray particles (flux particles) and the substrate is reduced, and the thermal spray coating 16 made of flux is formed on the surface 12 of the aluminum material 10 with good adhesion. It will be. Therefore, without performing a special surface treatment of shot blasting or the like (graining treatment) to the surface 12 of the extrusion Tama Mano aluminum material 10, a high spraying efficiency, to form a thermal spray coating 16 consisting of a flux It can be done. When the temperature of the base material is less than 100 ° C., the temperature difference between the sprayed particles and the aluminum material 10 is large, and the difference between the thermal expansion of the base material surface immediately after the collision of the sprayed particles and the solidification shrinkage of the sprayed particles. As a result, the adhesion of the thermal spray coating 16 and a decrease in thermal spray efficiency are caused. On the other hand, when the substrate temperature exceeds 600 ° C., in addition to the growth of the high-temperature oxide film on the surface of the substrate, the sprayed flux is also maintained at a high temperature, which causes oxidative degradation of the flux itself. As a result, the brazing ability is inhibited.

ここにおいて、アルミニウム材１０の加熱方法は、従来から公知の各種の手法を採用することができる。例えば、アルミニウム材１０の加熱方法としては、図示しないものの、電気ヒータやガスヒータ等の加熱装置で所定の温度に加熱した炉内（槽内）に、アルミニウム材１０を収容して、或いはかかる炉内を通過せしめて、加熱する手法や、誘導加熱等にて加熱する手法等を挙げることができるが、これらの方法に何等限定されるものではない。また、押出材の場合は、押出直後では、通常、かなりの高温度となっているところから、そのような押出材が、押出後、未だ十分な余熱を保持している間に、フラックス粉末の溶射を行うことも可能である。このように、他工程の余熱を利用する場合には、アルミニウム材１０を加熱する工程を省略することができるため、ろう付け用アルミニウム材の製造コストを有利に低減できるといったメリットも得られる。   Here, the conventionally well-known various methods are employable as the heating method of the aluminum material 10. For example, as a heating method of the aluminum material 10, although not shown, the aluminum material 10 is accommodated in a furnace (in a tank) heated to a predetermined temperature by a heating device such as an electric heater or a gas heater, or the inside of the furnace. However, the method is not limited to these methods. However, it is not limited to these methods. In the case of an extruded material, since the temperature is usually quite high immediately after extrusion, while the extruded material still retains sufficient residual heat after extrusion, Thermal spraying is also possible. Thus, when utilizing the remaining heat of another process, since the process which heats the aluminum material 10 can be skipped, the merit that the manufacturing cost of the aluminum material for brazing can be reduced advantageously is also acquired.

また、アルミニウム材１０の表面１２に溶射される溶射粉末として、本発明では、ろう材粉末とフラックス粉末との混合粉末ではなく、ろう材粉末を含まないフラックス粉末が用いられることとなるのである。かかるフラックスは、アルミニウム材やろう材の表面に形成される酸化皮膜を除去せしめ、ろうの濡れ性や流動性を改善して、アルミニウム材とろう材との共晶合金の形成を促進するものであって、そのようなフラックスの粉末として、本発明においては、特に、フッ化物系のフラックス粉末が用いられることとなる。かかるフッ化物系のフラックス粉末は、常温でアルミニウム材に対して非腐食性であり、ろう付け後のフラックス洗浄が不要とされる等の利点がある。具体例としては、ＫＡｌＦ₄、Ｋ₂ＡｌＦ₅、Ｋ₂ＡｌＦ₅・Ｈ₂Ｏ、Ｋ₃ＡｌＦ₆等のＫ及びＡｌを含むフッ化物系化合物、ＫＺｎＦ₃、Ｋ₂ＺｎＦ₄等のＺｎを含むフッ化物系化合物、Ｋ₂ＳｉＦ₆等のＳｉを含むフッ化物系化合物、Ｃｓ−Ａｌ−Ｆ系、Ｃｓ−Ｋ−Ａｌ−Ｆ系、Ｃｓ−Ｓｉ−Ｆ系等のＣｓを含むフッ化物系化合物を挙げることができ、これらのうちの１種が単独で用いられ、或いはそれらの２種以上が併用されることとなる。なお、融点が大きく異なるフッ化物系フラックスを併用する場合においては、高融点側のフラックスが十分に溶融していなくても、溶融したフラックスと共に溶射皮膜に取り込まれて、皮膜形成されるようになる。 In addition, as the thermal spraying powder sprayed on the surface 12 of the aluminum material 10, in the present invention, not the mixed powder of the brazing filler metal powder and the flux powder but the flux powder not containing the brazing filler metal powder is used. Such a flux removes the oxide film formed on the surface of the aluminum material and the brazing material, improves the wettability and fluidity of the brazing material, and promotes the formation of a eutectic alloy between the aluminum material and the brazing material. In the present invention, in particular, fluoride-based flux powder is used as such flux powder. Such a fluoride-based flux powder has the advantage that it is non-corrosive to an aluminum material at room temperature and does not require flux cleaning after brazing. Specific examples include fluoride compounds containing K and Al such as KAlF ₄ , K ₂ AlF ₅ , K ₂ AlF ₅ .H ₂ O, K ₃ AlF ₆ , and Zn such as KZnF ₃ and K ₂ ZnF _4. Fluoride compounds, fluoride compounds containing Si such as K ₂ SiF _6, fluoride compounds containing Cs such as Cs—Al—F, Cs—K—Al—F, Cs—Si—F, etc. One of these can be used alone, or two or more of them can be used in combination. In addition, in the case of using fluoride-based fluxes with greatly different melting points, even if the high melting point side flux is not sufficiently melted, it is taken into the sprayed coating together with the melted flux to form a film. .

また、上記したフラックス粉末は、６０〜３００μｍの平均粒径（Ｄ₅₀）を有する粉末として用いられ、このような平均粒径のものを用いることによって、フラックス粉末の溶射効率がより一層改善されることとなる。なお、かかるフラックス粉末の平均粒径が小さすぎる場合には、フレーム溶射に用いる溶射装置（溶射ガン）の溶射粉末の供給口や、溶射ガン内にフラックス粉末を導入するまでの導入路内で、フラックス粉末が目詰まりを起こしてしまい、溶射装置への安定した粉末送流量を確保することができず、フラックスからなる溶射皮膜１６を均一に形成することができないおそれがある。また逆に、フラックス粉末の平均粒径が大きすぎる場合には、フラックス粒子の表面のみが溶融し、基材表面への衝突時に、溶融していない粒子の中央部分によってフラックス粒子が弾かれて、基材表面に付着しなかったり、付着しても剥離しやすくなるおそれがある。ここにおいて、「平均粒径（Ｄ₅₀）」は、光散乱式粒径分布測定装置にて測定される粒径分布から、その累積度数分布における累積度数が５０％である粒子径を示す。
Further, the flux powder described above is used as a powder having an average particle size of _{6 0 ~3 00μm (D 50)} , by the use of those having such an average particle diameter, more improved spray efficiency of the flux powder Will be. If the average particle size of the flux powder is too small, in the spraying powder supply port of the spraying device (spraying gun) used for flame spraying or in the introduction path until the flux powder is introduced into the spraying gun, There is a possibility that the flux powder is clogged, and a stable powder feed rate to the thermal spraying apparatus cannot be secured, and the thermal spray coating 16 made of flux cannot be formed uniformly. Conversely, if the average particle size of the flux powder is too large, only the surface of the flux particles is melted, and at the time of collision with the substrate surface, the flux particles are repelled by the center portion of the unmelted particles, There is a possibility that it does not adhere to the surface of the substrate, or even if it adheres, it tends to peel off. Here, “average particle diameter (D ₅₀ )” indicates a particle diameter having a cumulative frequency of 50% in the cumulative frequency distribution based on the particle size distribution measured by the light scattering particle size distribution measuring apparatus.

そして、フラックスからなる溶射皮膜１６を、アルミニウム材１０の表面１２に形成せしめるには、従来から公知の構造の粉末式フレーム溶射用の溶射装置（溶射ガン）が用いられるのであり、例えば、図１に示される溶射ガン１４は、その径方向（図１中、左右方向）中央部に、溶射粉末４０（フラックス粉末、又はフラックス粉末と樹脂粉末の混合粉末）とキャリアガスを供給する溶射粉末供給ポート２０が配置されている。また、かかる溶射粉末供給ポート２０の径方向外方には、同軸的に、内側から外側に向かって、ノズル部２２とエアキャップ部２４が配置されている。それらのうち、ノズル部２２は、内管２２ａ及び外管２２ｂとからなる二重管構造とされ、内管２２ａの外面と外管２２ｂの内面との間の環状空隙部が、燃焼ガスの通過する燃焼ガス通路２６とされている。また、ノズル部２２（外管２２ｂ）の外面とエアキャップ部２４の内面との間の環状空隙部は、圧縮空気が導入される圧縮空気通路２８とされている。   In order to form the thermal spray coating 16 made of flux on the surface 12 of the aluminum material 10, a conventionally known thermal spraying device (spray gun) for flame type flame spraying is used. For example, FIG. The spray gun 14 shown in FIG. 1 has a spray powder supply port for supplying a spray powder 40 (flux powder or a mixed powder of flux powder and resin powder) and a carrier gas at the center of the radial direction (left and right direction in FIG. 1). 20 is arranged. Further, a nozzle portion 22 and an air cap portion 24 are arranged coaxially from the inner side toward the outer side on the outer side in the radial direction of the thermal spray powder supply port 20. Among them, the nozzle portion 22 has a double tube structure including an inner tube 22a and an outer tube 22b, and an annular gap between the outer surface of the inner tube 22a and the inner surface of the outer tube 22b passes through the combustion gas. A combustion gas passage 26 is formed. An annular gap between the outer surface of the nozzle portion 22 (outer tube 22b) and the inner surface of the air cap portion 24 is a compressed air passage 28 into which compressed air is introduced.

また、圧縮空気通路２８は、周方向に所定の間隔をあけて２〜８箇所程度設けられた、径方向内方側に向かって斜めに延びる連通路３０にて、溶射粉末供給ポート２０の外面とノズル部２２（内管２２ａ）の内面との間の環状空隙部３２に連通されており、圧縮空気通路２８内の圧縮空気が、かかる連通路３０を通じて、環状空隙部３２内に導入され得るようになっている。また、図１からも明らかなように、ノズル部２２の先端は、エアキャップ部２４の先端よりも被溶射基材であるアルミニウム材１０側に突出しており、この外気に露出した突出先端部にも、周方向に所定の間隔をあけた部位において、径方向内方側に向かって斜めに延びる連通路３４が適宜設けられており、外部の空気が、この連通路３４の開口部３６から連通路３４を通じて、溶射粉末供給ポート２０の先端部側に供給され得るようになっている。また、図１中、ノズル部２２（内管２２ａ）の内面と溶射粉末供給ポート２０の外面との間の環状空隙部３２や、ノズル部２２（外管２２ｂ）の外面とエアキャップ部２４の内面との間の環状空隙部には、それぞれ、Ｏ−リングが適宜に設置されている。   In addition, the compressed air passage 28 is an outer surface of the thermal spray powder supply port 20 in a communication passage 30 that is provided at about 2 to 8 locations with a predetermined interval in the circumferential direction and extends obliquely toward the radially inner side. And the inner surface of the nozzle portion 22 (inner tube 22a) communicated with the annular gap 32, and the compressed air in the compressed air passage 28 can be introduced into the annular gap 32 through the communication passage 30. It is like that. Further, as is apparent from FIG. 1, the tip of the nozzle portion 22 protrudes toward the aluminum material 10 that is the substrate to be sprayed more than the tip of the air cap portion 24. In addition, a communication passage 34 that extends obliquely inward in the radial direction is appropriately provided at a portion that is spaced at a predetermined interval in the circumferential direction, and external air communicates from the opening 36 of the communication passage 34. It can be supplied to the tip end side of the thermal spray powder supply port 20 through the passage 34. Further, in FIG. 1, the annular gap 32 between the inner surface of the nozzle portion 22 (inner tube 22 a) and the outer surface of the thermal spray powder supply port 20, the outer surface of the nozzle portion 22 (outer tube 22 b), and the air cap portion 24. O-rings are appropriately installed in the annular gaps between the inner surfaces.

そして、燃焼ガス通路２６の先端部から供給された燃焼ガスが燃焼することによって、溶射ガン１４の先端からアルミニウム材１０に向かうフレーム３８（燃焼炎）が形成され、この形成されたフレーム３８中に、溶射粉末供給ポート２０の先端部から、窒素ガス等のキャリアガスによって搬送された溶射粉末４０が噴射される。そして、フレーム３８中に噴射された溶射粉末４０は、フレーム３８によって加熱、溶融せしめられると共に、燃焼ガス流によって加速せしめられて、前述の如き温度（１００〜６００℃）に保持されたアルミニウム材１０に衝突することにより、アルミニウム材１０の表面１２に、フラックスからなる溶射皮膜１６が形成される。この際、フレーム３８には、圧縮空気通路２８及び連通路３０を通って供給された圧縮空気が導入され得るようになっているところから、フレーム３８が効果的に冷却されて、フレーム温度が所望とする温度に有利に調整され得るようになっていると共に、フレーム３８中に噴射された溶射粒子が、フレーム３８の外方（図１中、左右方向）に向かって拡散するようなことが有利に防止され得るようになっているのである。また、図示しないものの、溶射ガン１４内に導入するまでの導入路を外部から加熱して、溶射粉末を予熱することにより、溶射皮膜１６がより一層有利に形成され得るようになる。   Then, the combustion gas supplied from the tip of the combustion gas passage 26 burns to form a frame 38 (combustion flame) from the tip of the thermal spray gun 14 toward the aluminum material 10, and in the formed frame 38. The thermal spray powder 40 conveyed by a carrier gas such as nitrogen gas is sprayed from the tip of the thermal spray powder supply port 20. The sprayed powder 40 injected into the frame 38 is heated and melted by the frame 38 and accelerated by the combustion gas flow so as to be maintained at the temperature (100 to 600 ° C.) as described above. The thermal spray coating 16 made of flux is formed on the surface 12 of the aluminum material 10. At this time, since the compressed air supplied through the compressed air passage 28 and the communication passage 30 can be introduced into the frame 38, the frame 38 is effectively cooled, and the frame temperature is set to a desired value. It is advantageous that the sprayed particles injected into the frame 38 diffuse toward the outside of the frame 38 (in the left-right direction in FIG. 1). It can be prevented by this. Although not shown, the thermal spray coating 16 can be formed more advantageously by preheating the thermal spray powder by heating the introduction path until it is introduced into the thermal spray gun 14 from the outside.

ここで、フレーム温度としては、従来と同様な温度が採用され得るものであるが、本発明においては、好ましくは５００〜４０００℃、より好ましくは１０００〜２０００℃の範囲とされることが望ましい。なぜなら、かかるフレーム温度が低くなりすぎると、フレーム３８によってフラックス粉末に熱量が十分に与えられないところから、フラックス粉末が十分に溶融せず、このため、そのようなフラックスがアルミニウム材１０の表面１２に衝突せしめられても、その表面１２で弾かれて付着せず、溶射効率が低下するおそれがあるからであり、また、フレーム温度が高すぎると、過剰な熱量がフラックス粉末に与えられ、フラックス粉末の一部が昇華乃至は気化して、溶射効率が低下し、ランニングコストを上昇させたり、或いは、昇華しない場合であっても、溶融した溶射粒子の表面の酸化が促進されて、溶射皮膜形成後のろう付け時において、ろう付け性が阻害されるおそれがあるからである。   Here, as the frame temperature, a temperature similar to the conventional one can be adopted, but in the present invention, it is preferably 500 to 4000 ° C., more preferably 1000 to 2000 ° C. This is because if the flame temperature becomes too low, the flux powder is not sufficiently melted by the flame 38, so that the flux powder is not sufficiently melted. This is because even if it is made to collide with the surface, it will not be bounced and adhered to its surface 12 and the spraying efficiency may be lowered. If the flame temperature is too high, an excessive amount of heat will be given to the flux powder, A part of the powder is sublimated or vaporized, the spraying efficiency is lowered, the running cost is increased, or even if it is not sublimated, the oxidation of the surface of the molten sprayed particles is promoted, and the sprayed coating This is because brazing may be hindered during brazing after formation.

また、フレーム速度にあっても、従来と同様な速度が採用され得るのであるが、本発明においては、燃焼ガスの供給速度等を適宜に調整することにより、好ましくは５０〜２００ｍ／ｓ、より好ましくは７０〜１５０ｍ／ｓの範囲に制御されることが望ましい。これは、フレーム速度が遅すぎる場合には、溶射粒子が十分に加速されず、溶射粒子の送流速度が遅すぎて、基材に対する衝撃力が低下して、フラックスが基材表面に付着し難くなり、溶射効率（付着効率）が低下するおそれがあるからであり、逆に、フレーム速度が２００ｍ／ｓを超える場合には、溶射粒子の送流速度が速くなりすぎて、溶射粒子に熱が十分に加えられないため、フラックス粒子が溶融しないうちに基材に衝突する割合が多くなって、溶射効率（付着効率）が低下するからである。   Further, even at the frame speed, the same speed as the conventional one can be adopted. However, in the present invention, by appropriately adjusting the supply speed of the combustion gas and the like, it is preferably 50 to 200 m / s. It is preferably controlled in the range of 70 to 150 m / s. This is because when the flame speed is too slow, the spray particles are not accelerated sufficiently, the flow rate of the spray particles is too slow, the impact force on the substrate is reduced, and the flux adheres to the substrate surface. This is because the thermal spraying efficiency (adhesion efficiency) may be reduced, and conversely, when the frame speed exceeds 200 m / s, the flow rate of the thermal spray particles becomes too high and the thermal spray particles are heated. This is because the ratio of collision with the base material before the flux particles are melted increases and the spraying efficiency (adhesion efficiency) decreases.

なお、フレーム溶射に用いられる燃焼ガスとしては、特に限定されるものではなく、従来と同様なものが、何れも採用され得るのであるが、本発明においては、主燃焼ガスとして、プロパン、プロピレン、ブタン、エタン、アセチレン、水素、及び灯油のうちの少なくとも１種と、かかる主燃焼ガスに組み合わされる支燃ガスとして、酸素又は空気を用いることが望ましい。つまり、燃焼ガスとしては、例えば、酸素−プロパン、酸素−プロピレン、酸素−ブタン、酸素−エタン、酸素−アセチレン、酸素−水素、酸素−灯油等の混合ガスが好適に使用され得るのであり、このような混合ガスを用いることによって、フレーム３８の温度や速度を、所望とする比較的低熱量の範囲に調整することが、有利に行われ得るようになり、安定したフレーム３８が形成され得ることとなるのである。なお、燃焼ガスとして、上記混合ガスよりも発熱量の高いガスを用いる場合には、熱量を低く抑えるために、燃焼ガスの供給量を極めて低く抑える等、溶射条件の制限が増え、安定した入熱を継続し難い等の不具合が生じ、以て、安定した溶射皮膜１６を連続して形成することができず、溶射皮膜１６が不均一になるおそれがある。また逆に、燃焼ガスとして、上記混合ガスよりも発熱量の低いガスを選定すると、溶射粒子を十分に溶融せしめることが困難となって、溶射効率が低下し、ひいては、ランニングコストの上昇が惹起されるおそれがある。   Incidentally, the combustion gas used for flame spraying is not particularly limited, and any of the conventional combustion gases can be adopted. In the present invention, propane, propylene, It is desirable to use oxygen or air as a combustion support gas combined with at least one of butane, ethane, acetylene, hydrogen, and kerosene and the main combustion gas. That is, as the combustion gas, for example, a mixed gas such as oxygen-propane, oxygen-propylene, oxygen-butane, oxygen-ethane, oxygen-acetylene, oxygen-hydrogen, oxygen-kerosene can be preferably used. By using such a mixed gas, it is possible to advantageously adjust the temperature and speed of the frame 38 to a desired relatively low heat range, and a stable frame 38 can be formed. It becomes. When a gas with a higher calorific value than the above mixed gas is used as the combustion gas, in order to keep the amount of heat low, the amount of combustion gas to be kept extremely low, such as the amount of combustion gas being kept very low, is stable. There arises a problem such as difficulty in continuing the heat, so that the stable thermal spray coating 16 cannot be continuously formed, and the thermal spray coating 16 may become non-uniform. Conversely, if a gas with a calorific value lower than that of the above mixed gas is selected as the combustion gas, it becomes difficult to sufficiently melt the sprayed particles, resulting in a decrease in spraying efficiency and an increase in running cost. There is a risk of being.

また、溶射粉末供給ポート２０の先端部からフレーム３８中に噴射される溶射粉末４０の送流量は、フラックスによる酸化皮膜除去効果が有利に発現され得るように、アルミニウム材１０の表面に付着せしめられるフラックスの付着量が、好ましくは３〜２０ｇ／ｍ² となるように、より好ましくは５〜１５ｇ／ｍ² となるように、フレーム速度や、溶射ガン１４若しくはアルミニウム材１０の移動速度等に応じて、適宜に調整されることとなる。 Further, the flow rate of the thermal spray powder 40 injected into the frame 38 from the tip of the thermal spray powder supply port 20 is adhered to the surface of the aluminum material 10 so that the effect of removing the oxide film by the flux can be advantageously expressed. Depending on the frame speed, the moving speed of the thermal spray gun 14 or the aluminum material 10 and the like so that the amount of adhesion of the flux is preferably 3 to 20 g / m ² , more preferably 5 to 15 g / m ^2. Therefore, it will be adjusted appropriately.

さらに、溶射ガン１４からアルミニウム材表面１２までの距離（図１中、Ｄ）は、近すぎると溶射粒子が十分に加熱されず、また、遠すぎるとフレーム３８で加熱及び加速された溶射粒子の温度や速度が低下するところから、一般に、２００〜５００ｍｍ程度、好ましくは１５０〜３００ｍｍ程度に保持されることが望ましい。   Further, if the distance from the spray gun 14 to the aluminum material surface 12 (D in FIG. 1) is too close, the spray particles are not sufficiently heated, and if too far, the spray particles heated and accelerated by the frame 38 are not sufficiently heated. In general, it is desirable that the temperature and the speed are reduced to about 200 to 500 mm, preferably about 150 to 300 mm.

加えて、溶射皮膜１６は、溶射ガン１４若しくはアルミニウム材１０を、互いに相対的に移動せしめることにより、アルミニウム材１０の表面１２の全面に形成され得ることとなるのであるが、溶射ガン１４若しくはアルミニウム材１０の移動速度（送り速度）は、特に制限されるものではなく、一般に、３０〜２００ｍ／分程度の範囲内の速度とされる。なお、図１においては、アルミニウム材１０が、図示しない搬送ライン上に設置されて、矢印Ａ方向に、所定の速度で移動せしめられるようになっている。また、図１においては、アルミニウム材１０の片側の面に対してのみ、フレーム溶射が実施されているが、両面に対して溶射を行うことも可能である。   In addition, the thermal spray coating 16 can be formed on the entire surface 12 of the aluminum material 10 by moving the thermal spray gun 14 or the aluminum material 10 relative to each other. The moving speed (feeding speed) of the material 10 is not particularly limited, and is generally a speed within a range of about 30 to 200 m / min. In FIG. 1, an aluminum material 10 is installed on a conveyance line (not shown) and is moved in the direction of arrow A at a predetermined speed. Further, in FIG. 1, flame spraying is performed only on one surface of the aluminum material 10, but it is also possible to perform spraying on both surfaces.

かくして、上述のようにして、フラックス粉末が溶射されたアルミニウム材１０（多穴チューブ材）の表面１２には、その表面粗さ（Ｒａ）が２μｍ以下となっているにも拘わらず、高い溶射効率で、均一な溶射皮膜１６が、優れた密着性をもって形成せしめられているのである。そして、そのような溶射皮膜１６が形成されたアルミニウム材１０は、他の部材とのろう付けに好適に用いられるのである。例えば、図３に示されるように、多穴チューブ材（１０）は、溶射皮膜１６が形成された面乃至は部位において、ろう材がクラッドされたブレージングシートからなるコルゲート状のフィン材１８や、図示しないコアプレート材等に組み付けられ、所定のろう付け温度（一般に、５５０〜６５０℃程度）に加熱されることにより、複数の部材がろう付け接合されることとなる。この際、アルミニウム材１０の表面１２のフラックスにて、アルミニウム材やろう材の表面に形成される酸化皮膜が除去せしめられて、ろうの濡れ性や流動性が良好なものとなって、ろう付け性能も効果的に高められることとなる。   Thus, as described above, the surface 12 of the aluminum material 10 (multi-hole tube material) sprayed with the flux powder has high thermal spraying although the surface roughness (Ra) is 2 μm or less. An efficient and uniform sprayed coating 16 is formed with excellent adhesion. And the aluminum material 10 in which such a thermal spray coating 16 was formed is used suitably for brazing with another member. For example, as shown in FIG. 3, the multi-hole tube material (10) has a corrugated fin material 18 made of a brazing sheet clad with a brazing material on the surface or portion where the thermal spray coating 16 is formed, A plurality of members are brazed and joined by being assembled to a core plate material or the like (not shown) and heated to a predetermined brazing temperature (generally about 550 to 650 ° C.). At this time, the oxide film formed on the surface of the aluminum material or the brazing material is removed by the flux on the surface 12 of the aluminum material 10, so that the wettability and fluidity of the brazing material are improved, and brazing is performed. The performance will be improved effectively.

なお、本発明に従って、フラックスからなる溶射皮膜１６が形成されたろう付け用のアルミニウム材１０をろう付けするには、接合相手材として、ろう材がクラッドされたブレージングシートからなるアルミニウム部材を用いる他にも、置きろう付け法や、ろう材粉末と樹脂粉末を混合したペーストを、接合部に付与して、ろう付け加熱を行う手法等、従来から公知の各種の手法が何れも採用され得るのである。   According to the present invention, in order to braze the brazing aluminum material 10 on which the thermal spray coating 16 made of flux is formed, an aluminum member made of a brazing sheet clad with a brazing material is used as a bonding partner material. In addition, any of various conventionally known methods such as a brazing method and a method in which a paste obtained by mixing a brazing material powder and a resin powder is applied to a joint and brazed and heated can be employed. .

以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等が加え得るものであることが、理解されるべきである。   Some examples of the present invention will be shown below to clarify the present invention more specifically. However, the present invention is not limited by the description of such examples. Needless to say. In addition to the following examples, the present invention includes various changes and modifications based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention, in addition to the specific description described above. It should be understood that improvements and the like can be added.

先ず、アルミニウム材として、下記表１及び表２に示される各種表面粗さ（Ｒａ）のアルミニウム押出形材（Ａ１１００、幅：１６ｍｍ×長さ：６０ｍｍ×高さ：１．８ｍｍ）を準備する一方、溶射装置としては、図１に示される如き構造のフレーム溶射用の溶射ガン（スルザーメテコ社製）を準備した。なお、試験例２３に係る、表面粗さ（Ｒａ）：２．５μｍ）のアルミニウム押出形材を観察したところ、その表面に、多数の筋状の凹凸が形成されていることを認めた。   First, as an aluminum material, while preparing aluminum extruded shapes (A1100, width: 16 mm × length: 60 mm × height: 1.8 mm) having various surface roughnesses (Ra) shown in Tables 1 and 2 below. As a thermal spraying device, a thermal spray gun for flame spraying (manufactured by Sulzer Metco) having a structure as shown in FIG. 1 was prepared. In addition, when an aluminum extruded shape member having a surface roughness (Ra): 2.5 μm) according to Test Example 23 was observed, it was recognized that a large number of streaks were formed on the surface.

そして、かかる準備された溶射ガンを用いて、下記表１及び表２に示される溶射粉末（フラックス粉末）を、それぞれ、下記表１及び表２に示される条件下で、アルミニウム材の表面に溶射した。この際、アルミニウム材と溶射ガンとの間の距離は３００ｍｍに設定し、アルミニウム材を１００ｍ／分の速度で移動させることにより、アルミニウム材の全面に、溶射皮膜を形成させた。また、溶射粉末の送流量は、基材表面に対するフラックス付着量が略３〜２０ｇ／ｍ² 程度となるように、調整した。更に、アルミニウム材の加熱は、電気ヒータで加熱した槽内にアルミニウム材を通過させることにより行い、下記表１及び表２に示される基材温度の各アルミニウム材に対して、フレーム溶射を行った。 And using this prepared spray gun, the thermal spray powder (flux powder) shown in the following Table 1 and Table 2 is sprayed on the surface of the aluminum material under the conditions shown in the following Table 1 and Table 2, respectively. did. At this time, the distance between the aluminum material and the spray gun was set to 300 mm, and the aluminum material was moved at a speed of 100 m / min to form a sprayed coating on the entire surface of the aluminum material. Moreover, the flow rate of the sprayed powder was adjusted so that the amount of flux adhered to the surface of the substrate was about 3 to ²⁰ g / m ² . Furthermore, the aluminum material was heated by passing the aluminum material through a tank heated by an electric heater, and flame spraying was performed on each aluminum material at the substrate temperature shown in Tables 1 and 2 below. .

そして、溶射皮膜が形成された各アルミニウム材を用いて、以下に示すように、溶射皮膜の均一性、溶射効率、密着性及びろう付け性の評価を行った。   And as shown below, using each aluminum material in which the sprayed coating was formed, the uniformity of the sprayed coating, the spraying efficiency, the adhesion and the brazing property were evaluated.

［溶射皮膜の均一性］
得られたろう付け用アルミニウム材を目視観察し、アルミニウム材表面に形成された溶射皮膜の均一性を、次の基準で評価して、その評価結果を下記表１及び表２に示した。評価基準は、むらのあるものを「×」、むらのないものを「○」とした。 [Uniformity of sprayed coating]
The obtained brazing aluminum material was visually observed, and the uniformity of the sprayed coating formed on the surface of the aluminum material was evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2 below. The evaluation criteria were “X” for unevenness and “O” for unevenness.

［溶射効率］
溶射ガンから噴射された溶射粉末の重量と溶射前後のアルミニウム材の重量変化量とを測定し、それらから、溶射効率（溶射ガンから噴射された溶射粉末に対するアルミニウム材に付着した溶射粉末の割合）を算出した。そして、得られた溶射効率の値が、５％未満であるものを「×」、５％以上、１０％未満であるものを「△」、１０％以上であるものを「○」として評価を行い、その評価結果を、下記表１及び表２に示した。 [Spraying efficiency]
Measure the weight of the spray powder sprayed from the spray gun and the weight change of the aluminum material before and after spraying, and then determine the spray efficiency (the ratio of the spray powder adhered to the aluminum material to the spray powder sprayed from the spray gun) Was calculated. And, when the value of the thermal spraying efficiency obtained is less than 5%, it is evaluated as “×”, 5% or more but less than 10% as “△”, and 10% or more as “◯”. The evaluation results are shown in Table 1 and Table 2 below.

［密着性］
ＪＩＳ Ｋ ５６００−５−４の「塗料一般試験方法−第５部：塗膜の機械的性質−第４節：引っかき硬度（鉛筆法）」に準拠して、アルミニウム材表面に被覆形成された溶射皮膜の鉛筆硬度を測定し、得られた結果を下記表１及び表２に示すと共に、鉛筆硬度がＨＢよりも軟らかいものを「×」、ＨＢ以上の硬さのものを「○」として評価を行い、その評価結果も、下記表１及び表２に示した。 [Adhesion]
Thermal spraying formed on the surface of an aluminum material in accordance with JIS K 5600-5-4 "General coating test method-Part 5: Mechanical properties of coating film-Section 4: Scratch hardness (pencil method)" The pencil hardness of the film was measured, and the results obtained are shown in Tables 1 and 2 below, and those with a pencil hardness softer than HB were evaluated as “X”, and those with a hardness higher than HB were evaluated as “◯”. The evaluation results are also shown in Table 1 and Table 2 below.

［ろう付け性］
軽金属溶接構造協会規格：ＬＷＳ Ｔ ８８０１の「アルミニウムブレージングシートのろう付性試験方法」に準拠して、逆Ｔ字型の間隙充填試験を行って、ろう付け性を評価した。具体的には、水平板として、上記で溶射皮膜の形成されたアルミニウム材（幅：１６ｍｍ×長さ：６０ｍｍ×高さ：１．８ｍｍ）を用いる一方、垂直板として、心材（Ａ３００３）の表面にろう材（Ａ４０４５）を１０％クラッドしたブレージングシート（幅：２５ｍｍ×長さ：５０ｍｍ×厚さ：１．０ｍｍ）を用い、これら水平板と垂直板を組み合わせて、間隙充填試験片を作製し、窒素雰囲気中で、ろう付け加熱を行った。かかるろう付け加熱は、試験片の温度が６００℃に到達するところで、炉内雰囲気が、酸素濃度：５０ｐｐｍ以下、露点：−４０℃以下になるように調整した。また、試験片が６００℃に到達した後、室温の窒素ガスを吹き付けて冷却し、試験片をろう材の凝固温度（５７７℃）以下とした後、炉外に取り出した。そして、ろう付け後に形成されたフィレットの長さを測定して、その長さが、２５ｍｍ未満のものを「×」、２５ｍｍ以上のものを「○」として評価を行い、その評価結果を、下記表１及び表２に示した。 [Brassability]
In accordance with “Standard Method for Brazing of Aluminum Brazing Sheet” of Light Metal Welding Structure Association Standard: LWS T 8801, an inverted T-shaped gap filling test was conducted to evaluate brazing. Specifically, the aluminum plate (width: 16 mm × length: 60 mm × height: 1.8 mm) on which the above-mentioned sprayed coating is formed is used as the horizontal plate, while the surface of the core material (A3003) is used as the vertical plate. Using a brazing sheet (width: 25 mm x length: 50 mm x thickness: 1.0 mm) clad with brazing filler metal (A4045) 10%, these horizontal and vertical plates were combined to produce a gap-filled test piece. Then, brazing heating was performed in a nitrogen atmosphere. The brazing heating was adjusted so that the furnace atmosphere had an oxygen concentration of 50 ppm or less and a dew point of −40 ° C. or less when the temperature of the test piece reached 600 ° C. Moreover, after the test piece reached 600 ° C., it was cooled by blowing nitrogen gas at room temperature, and the test piece was brought to the solidification temperature (577 ° C.) or less of the brazing material, and then taken out of the furnace. Then, the length of the fillet formed after brazing is measured, and the length is evaluated as “×” when the length is less than 25 mm, and “◯” when the length is 25 mm or more. The results are shown in Tables 1 and 2.

かかる表１及び表２の結果からも明らかなように、試験例１〜１７にあっては、均一性、溶射効率、密着性及びろう付け性の評価が何れも「○」となっている。また、試験例１８〜２１は、溶射効率の評価が「△」となっているものの、均一性、密着性及びろう付け性の評価は「○」となっており、フラックスからなる溶射皮膜が、実用上において支障なく形成され得ることが認められる。一方、試験例２２では、アルミニウム材として、表面粗さ（Ｒａ）が２．５μｍとされた押出形材が用いられているところから、ろう付け時にろうが筋状の凹部に沿って流れてしまい、ろう付け性が悪化した。また、溶射時におけるアルミニウム材の温度が８０℃や２０℃とされた試験例２３，２４では、溶射効率と密着性が低下している。更に、溶射時におけるアルミニウム材の温度が６３０℃とされた試験例２５では、基材表面に高温酸化皮膜が生成されると共に、溶射されたフラックスも高温に曝されて酸化劣化し、ろう付け性が低下した。 As is clear from the results of Table 1 and Table 2, in Test Examples 1 to 17 , the evaluations of uniformity, thermal spray efficiency, adhesion, and brazeability are all “◯”. . Further, Test Example 1 8-2 1, although evaluation of the spray efficiency is "△", uniformity, the evaluation of adhesion and brazeability has a "○", thermal spray coating consisting of a flux However, it is recognized that it can be formed without any practical problem. On the other hand, in Test Example 2 2, as an aluminum material, from where the surface roughness (Ra) is used is extruded profile which is a 2.5 [mu] m, with wax during brazing flows along the streaky recess As a result, the brazability deteriorated. Further, test example in which the temperature of the aluminum material is a 80 ° C. and 20 ° C. 2 3, the 2 4, spray efficiency and adhesion is lowered at the time of spraying. Further, in Test Example 25 in which the temperature of the aluminum material at the time of thermal spraying was 630 ° C., a high-temperature oxide film was formed on the surface of the base material, and the sprayed flux was also exposed to high temperature to be oxidized and deteriorated. Decreased.

１０ アルミニウム材 １２ 表面
１４ 溶射ガン １６ 溶射皮膜
１８ フィン材 ２０ 溶射粉末供給ポート
２２ ノズル部 ２２ａ 内管
２２ｂ 外管 ２４ エアキャップ部
２６ 燃焼ガス通路 ２８ 圧縮空気通路
３０ 連通路 ３２ 環状空隙部
３４ 連通路 ３６ 開口部
３８ フレーム ４０ 溶射粉末 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Aluminum material 12 Surface 14 Thermal spray gun 16 Thermal spray coating 18 Fin material 20 Thermal spray powder supply port 22 Nozzle part 22a Inner pipe 22b Outer pipe 24 Air cap part 26 Combustion gas path 28 Compressed air path 30 Communication path 32 Annular gap part 34 Communication path 36 Opening 38 Frame 40 Thermal spray powder

Claims (7)

アルミニウム若しくはアルミニウム合金からなるアルミニウム材として、表面粗さ（Ｒａ）が２μｍ以下とされた、２μｍを超える表面粗さ（Ｒａ）を与える筋状の凹凸が形成されていないアルミニウム押出形材を用い、該アルミニウム押出形材を１００〜６００℃の温度に保持した状態下において、フレーム溶射法にて、該アルミニウム押出形材の表面に、６０〜３００μｍの平均粒径を有するフッ化物系フラックス粉末を溶射して、該フラックスからなる溶射皮膜を形成せしめることを特徴とするろう付け用アルミニウム材の製造方法。 As an aluminum material made of aluminum or an aluminum alloy, an aluminum extruded shape member having a surface roughness (Ra) of 2 μm or less and having no surface irregularities giving a surface roughness (Ra) exceeding 2 μm is used. Under the condition that the extruded aluminum shape is kept at a temperature of 100 to 600 ° C., a fluoride-based flux powder having an average particle diameter of 60 to 300 μm is sprayed on the surface of the extruded aluminum shape by a flame spraying method. Then, a method for producing a brazing aluminum material, characterized in that a thermal spray coating made of the flux is formed. 前記アルミニウム押出形材が、押し出されたままの多穴チューブ材である請求項１に記載のろう付け用アルミニウム材の製造方法。 The method for producing an aluminum material for brazing according to claim 1, wherein the extruded aluminum shape material is a multi-hole tube material that has been extruded . 前記フラックス粉末が、Ｋ及びＡｌを含むフッ化物系化合物、Ｚｎを含むフッ化物系化合物、Ｓｉを含むフッ化物系化合物、及びＣｓを含むフッ化物系化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種以上のフッ化物系フラックスの粉末である請求項１又は請求項２に記載のろう付け用アルミニウム材の製造方法。   The flux powder is at least one selected from the group consisting of fluoride compounds containing K and Al, fluoride compounds containing Zn, fluoride compounds containing Si, and fluoride compounds containing Cs. The method for producing a brazing aluminum material according to claim 1 or 2, wherein the powder is a fluoride flux powder. 前記フラックスからなる溶射皮膜が、前記アルミニウム押出形材の表面に対して、フラックス付着量が３〜２０ｇ／ｍ² となるように、形成されている請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のろう付け用アルミニウム材の製造方法。 The thermal spray coating made of the flux is formed so as to have a flux adhesion amount of 3 to 20 g / m ² with respect to the surface of the aluminum extruded profile. The manufacturing method of the aluminum material for brazing as described in 2. フレーム温度：５００〜４０００℃、及びフレーム速度：５０〜２００ｍ／ｓの条件下で、前記溶射が行われる請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のろう付け用アルミニウム材の製造方法。   The method for producing an aluminum material for brazing according to any one of claims 1 to 4, wherein the thermal spraying is performed under conditions of a flame temperature: 500 to 4000 ° C and a flame speed: 50 to 200 m / s. . 請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のろう付け用アルミニウム材の製造方法によって、前記アルミニウム押出形材の表面に前記フラックスからなる溶射皮膜が形成されていることを特徴とする熱交換器用部材。 A thermal spray coating comprising the flux is formed on a surface of the aluminum extruded profile by the method for producing a brazing aluminum material according to any one of claims 1 to 5. Exchanger member. 請求項６に記載の熱交換器用部材において、前記アルミニウム押出形材が多穴チューブ材であるものを用い、該多穴チューブ材の表面における前記フラックスからなる溶射皮膜の形成部位に対して、フィン材を組み付けて、ろう材の存在下で、それら多穴チューブ材とフィン材とをろう付け接合することを特徴とする熱交換器の製造法。7. The heat exchanger member according to claim 6, wherein the aluminum extruded shape member is a multi-hole tube material, and a fin is formed on the surface of the multi-hole tube material with respect to a formation portion of the thermal spray coating composed of the flux. A method of manufacturing a heat exchanger, comprising assembling materials and brazing the multi-hole tube material and the fin material in the presence of a brazing material.

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