JP6013779B2 - ろう付品の製造方法 - Google Patents
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Description
第4の本発明のろう付品の製造方法は、前記第1〜第3の本発明のいずれかにおいて、前記ろう付部材が、保管用容器に収納されて保管されたものであることを特徴とする。
また、ろう付部材は、アルミニウム合金製であれば特に材料が限定されるものではないが、好ましい合金組成としては、質量%で、Mn:0.05〜1.2%、Si:0.01〜1.0%を含有し、残部がAlおよび不可避不純物からなる組成を挙げることができる。
Si粉末は、ろう付時に溶融してろう液となり、このろう液にフラックス中のZnが均一に拡散してチューブ表面に均一に広がる。ろう液のような液相中でのZnの拡散速度は、固相中でのZnの拡散速度よりも著しく大きいため、チューブ表面のZn濃度がほぼ均一となり、その結果、均一なZn拡散層が形成され、チューブの耐食性を向上することができる。
なお、Si粉末の最大粒径が0.1μm未満であると、Si粉末の凝集が起こり、同様にエロージョン深さが増大する。
Zn含有フラックスとしては、ZnF2、ZnCl2、KZnF3などのZn化合物の単体またはこれらの混合物を例示することができる。また、ろう付用塗膜を構成する材料には、Zn含有フラックス以外にZn非含有フラックスを含んでいても良い。Zn非含有フラックスとしては、LiF、KF,CaF2、AlF3、SiF4などのフッ化物や、前記フッ化物の錯化合物であるKAlF4、K2AlF3・5H2O、K3AlF6の単体またはこれらの混合物を例示することができる。
チューブ表面に予め形成されるろう付用塗膜にZn含有フラックスを含有させることで、ろう付後のチューブ表面にZn拡散層が形成され、このZn拡散層が犠牲陽極層として機能することによりチューブの防食効果を高めることができる。
バインダとしては、アクリル系樹脂などを例示することができる。ろう付用塗膜は、Si粉末およびZn含有フラックスとともにバインダを含有することで、チューブに固着することができる。バインダは、通常、ろう付加熱時において、フラックスの活性化前に分解蒸発する。
また、Al−F系フラックスは、Kを含まず、少なくともAlとフッ素を構成成分とするフラックスである。具体的には、AlF3などを例示することができる。
また、K−Si−F系フラックスは、少なくともK、Si、フッ素を構成成分とするフラックスである。具体的には、K2SiF6などを例示することができる。
また、Cs−Al−F系フラックスは、少なくともCs、Al、フッ素を構成成分とするフラックスである。具体的には、Cs1−3AlF4−6などを例示することができる。
また、K−Zn−F系フラックスとは、少なくともK、Zn、フッ素からなるフラックスである。具体的には、、KZnF3などを例示することができる。
熱交換器用のチューブには、質量%で、Mn0.05〜1.2%、Si0.01〜1.0%を含有し、残部がAlおよび不可避不純物からなる組成を有するAl合金を用いることができる。該Al合金を常法により溶製し、通常は押出加工を経てチューブ1とされる。この実施形態では、チューブ1は、図1に示すように、扁平な多穴管構造とされ、内部に、複数の通路2が形成されている。
Si粉末は、塗布量が1〜5g/m2となるように調整される。
後塗りフラックス4の塗布方法は特に限定をされるものではなく、スプレー法、シャワー法、フローコーター法、ロールコーター法、刷毛塗り法、浸漬法などを適宜採用することができる。なお、後塗りフラックス4の塗布後、乾燥工程により、チューブ1上の後塗りフラックス4を乾燥させることができる。
後塗りフラックスは、塗布量1〜20g/m2となるように調整される。
ろう付に際しては、良好なろう付け性が得られる。
質量%で、Mn:0.5%、Si:0.7%を含有し、残部がAlおよび不可避不純物からなる組成を有するアルミニウム合金を溶製し、均質化処理後、熱間押出によりチューブを作製した。
その後、上記チューブ表面に、Si粉末、Zn含有フラックス、およびバインダを含む塗布物をロールコーター法により塗布し、乾燥させて、ろう付用塗膜を形成した。なお、Si粉末としては、最大粒径10μm、平均粒径5μmのものを用いた。Zn含有フラックスとしては、KZnF3を用いた。バインダとしては、アクリル樹脂バインダを用いた。また、各成分の塗布量は、それぞれ表1に示すとおりとした。
ろう付用塗膜が形成されたチューブは、後塗りフラックスの塗布を行うまで、包装しない状態で、30℃、相対湿度98%の環境下で7日保管した。
後塗りフラックスが塗布されたチューブは、ろう付までの間、包装しないままの状態で、30℃、相対湿度98%の環境下で3〜8日保管した。
フィン接合率(%)=(フィンとチューブの総ろう付長さ/フィンとチューブの総接触長さ)×100
他方、比較例1、2、5〜9では、いずれもフィン接合率が95%を下回り、十分なろう付性を得ることができなかった。フィン接合率が低下したのは、比較例1では、ろう材不足のためであり、比較例2では、酸化皮膜を除去するためのフラックス不足のためであり、比較例5では、塗膜に剥離が発生したためであり、比較例6では、バインダ残渣が発生したためであり、比較例7、9では、塗膜が劣化したためであり、比較例8では、ろう付前後の塗膜厚さの変化が大きいためである。また、比較例2では、腐食速度を速めるSi残渣が発生した。
また、後塗りフラックスを塗布しなかった比較例10では、フィン接合率が著しく低い結果となった。
なお、比較例3、4ではフィン接合率は高かったものの、比較例3では、Znによる防食層の形成が不足して耐食性が劣る結果となり、また、比較例4では、腐食によるフィンの早期脱落が発生した。
2 通路
3 ろう付用塗膜
4 後塗りフラックス
5 ヘッダーパイプ
6 差込用穴
7 フィン
Claims (4)
- Si粉末、Zn含有フラックスおよびバインダを含むろう付用塗膜が予め表面に形成され、前記Si粉末の塗布量が1〜5g/m2、前記Zn含有フラックスの塗布量が3〜20g/m2、前記バインダの塗布量が0.2〜8.3g/m2であるアルミニウム合金製のろう付部材の、少なくとも、乾燥した前記ろう付用塗膜上に、ろう付前に、さらに、K−Al−F系フラックス、Al−F系フラックス、K−Si−F系フラックス、Cs−Al−F系フラックスおよびK−Zn−F系フラックスのうちの1種または2種以上を含む後塗りフラックスを塗布し、前記後塗りフラックスが塗布された前記ろう付部材をろう付することを特徴とするろう付品の製造方法。
- 前記ろう付品が熱交換器で、前記ろう付部材が熱交換器用のチューブであり、前記ろう付において、前記チューブと熱交換器用のフィンとをろう付けすることを特徴とする請求項1記載のろう付品の製造方法。
- 前記後塗りフラックスが、前記ろう付の7日前から前記ろう付の間に、前記ろう付部材の少なくとも前記ろう付用塗膜上に塗布されることを特徴とする請求項1または2に記載のろう付品の製造方法。
- 前記ろう付部材が、保管用容器に収納されて保管されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のろう付品の製造方法。
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