JP6204450B2 - 熱交換器用アルミニウム合金扁平管及びその製造方法並びに熱交換器コア及びその製造方法 - Google Patents
熱交換器用アルミニウム合金扁平管及びその製造方法並びに熱交換器コア及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6204450B2 JP6204450B2 JP2015253396A JP2015253396A JP6204450B2 JP 6204450 B2 JP6204450 B2 JP 6204450B2 JP 2015253396 A JP2015253396 A JP 2015253396A JP 2015253396 A JP2015253396 A JP 2015253396A JP 6204450 B2 JP6204450 B2 JP 6204450B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- aluminum alloy
- diffusion
- tube
- flat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 141
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 29
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 257
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 235
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 232
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 130
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 116
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 65
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 56
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 27
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 26
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 14
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 12
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 11
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910018131 Al-Mn Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910018461 Al—Mn Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910021364 Al-Si alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 3
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 208000014451 palmoplantar keratoderma and congenital alopecia 2 Diseases 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 2
- 206010003497 Asphyxia Diseases 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 206010040844 Skin exfoliation Diseases 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- UFZOPKFMKMAWLU-UHFFFAOYSA-N ethoxy(methyl)phosphinic acid Chemical compound CCOP(C)(O)=O UFZOPKFMKMAWLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012438 extruded product Nutrition 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
℃で5分〜10時間の加熱処理を行うことが開示されているが、加熱時間を短縮させて生産効率を向上させるためには、加熱温度を高くすると効率的であるが、大気中で加熱すると溶射されたZnが酸化され易くなってしまう。このような酸化による劣化を防ぐためには、不活性ガス雰囲気中の加熱が必要となってくる。そして、不活性ガス雰囲気中で加熱するためには、不活性ガスを準備することに加えて、密閉性のある加熱炉が必要となるため、コスト増要因となる。また、万が一、不活性ガスが漏れた場合には窒息の危険性がある。
アルミニウム合金部が、0.1〜0.7質量%のCuと、Znと、1.0〜1.8質量%のMnと、を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金であり、
該アルミニウム合金部の外縁から深さ95〜250μmの位置まで、亜鉛が拡散されており、該アルミニウム合金部の平坦面の表面の亜鉛濃度が、5.3〜15%であること、
を特徴とする熱交換器用アルミニウム合金扁平管を提供するものである。
ΣDt=ΣD0・exp(−Q/(R・Tn))・Δtn (1)
(式中、Tnは、予備拡散加熱を開始して温度が200℃に到達した時から予備拡散加熱を終了して温度が200℃に到達した時までの総加熱時間を、微小時間Δtn(秒)で区切ったときの各微小時間の温度(℃)であり、D0は、1.77×10−5(m2/s)であり、Qは、117000(kJ/mol)であり、Rは、8.3145(J/mol・K)である。)
金製の扁平管に亜鉛を溶射する方法は、特に制限されず、従来より行われている亜鉛の溶射方法を適宜用いることができる。溶射に用いる素線としては、製造が容易であることから、純亜鉛線が、好ましく用いられる。
バラツキが大きくなり、品質管理が困難となる。そのため、予備拡散加熱処理での最高到達温度が比較的低いときには、蒸発割合のバラツキが大きくなり、品質管理が困難となるという問題が生じる。これらのことから、亜鉛溶射素管の平坦面同士を重ね合わせない場合、亜鉛の蒸発に関して種々の問題が生じる。
ΣDt=ΣD0・exp(−Q/(R・Tn))・Δtn (1)
(式中、Tnは、予備拡散加熱を開始して温度が200℃に到達した時から予備拡散加熱を終了して温度が200℃に到達した時までの総加熱時間を、微小時間Δtn(秒)で区切ったときの各微小時間の温度(℃)であり、D0は、1.77×10−5(m2/s)であり、Qは、117000(kJ/mol)であり、Rは、8.3145(J/mol・K)である。)
D=Do・exp(−Q/RT) (3)
で求められる。ここで、Do=1.77×10−5(m2/s)、Q=117000(kJ/mol)、R=8.3145(J/mol・K)である。そして、総拡散量ΣDtは、拡散係数に時間を乗じることにより求められる。
n・・・Δtfに区切る。次いで、各微小時間の温度T1、T2・・・Tn・・・Tfを読み取る。次いで、式(3)に、各微小時間の時間(秒)及び温度(K)を代入して、各微小時間の拡散量ΔDtn(m2)を求める。次いで、それらを総和して、すなわち、ΣD0・exp(−Q/(R・Tn))・Δtn=ΣDt(m2)を求める。なお、各微小時間の間に、温度が変化している場合は、図9に示すように、各微小時間の中央の時間の温度を、各微小時間の温度とする。
アルミニウム合金部が、0.1〜0.7質量%のCuと、Znと、を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金であり、
該アルミニウム合金部の外縁から深さ95〜250μmの位置まで、亜鉛が拡散されており、該アルミニウム合金部の平坦面の表面の亜鉛濃度が、1.5〜15%であること、を特徴とする熱交換器用アルミニウム合金扁平管である。なお、表面の亜鉛濃度とは、最表層(表面)における、全金属に対する亜鉛の質量割合(質量%)であり、例えば、EMPAによる表面の元素濃度分析による質量比換算で求められる。
ても、ろう付け後に、犠牲陽極層の量(厚み)が十分に確保でき、良好な耐食性を得ることができる。一方、亜鉛の拡散深さが、上記範囲未満だと、ろう付け加熱時間が短かい場合には、犠牲陽極層の量(厚み)が不足するとともに表面の亜鉛濃度が高くなり、腐食により比較的早期に犠牲陽極層が消耗してしまうため、扁平管の耐食性が不十分となる。また、亜鉛の拡散深さが、上記範囲未満だと、フィンとの接合部のフィレットの電位が卑となり、フィンの剥離が生じ易くなる。また、上記範囲を超えると、犠牲陽極層の量(厚み)が過剰に厚くなり、長期間の腐食により消耗する犠牲陽極層が多く、残存する扁平管の壁の厚さが薄くなることにより、強度が低下しやすくなる。また表面の亜鉛濃度が上記より低いと犠牲陽極の電位差が不十分となり耐食性が低下し、上記より高いと犠牲陽極層の消耗速度が速くなり耐食性が低下する。亜鉛の拡散深さには、試験片の断面を樹脂埋めして研磨した試料を作成し、EPMA等により亜鉛濃度を線分析することにより求められる。
ΣDt=ΣD0・exp(−Q/(R・Tn))・Δtn (2)
(式中、Tnは、ろう付け加熱を開始して温度が200℃に到達した時からろう付け加熱を終了して温度が200℃に到達した時までの総加熱時間を、微小時間Δtn(秒)で区切ったときの各微小時間の温度(℃)であり、D0は、1.77×10−5(m2/s)であり、Qは、117000(kJ/mol)であり、Rは、8.3145(J/mol・K)である。)
気中で加熱してろう付け接合するろう付け加熱処理を行うことにより熱交換器コアを製造する。
連続鋳造により表1及び表3に示す組成のφ80mmのアルミニウム合金のビレットを作製し、得られたビレットを600℃で6時間保持する均質化処理を行った。
次いで、このビレットを550℃で加熱し、熱間押出して、図11に示す断面形状の肉厚0.4mmの押出扁平管211を作製した。押出直後に、扁平管の平坦部に所定量の純
亜鉛を溶射し、コイル状に整列巻取りした。その後、コイルを巻きほぐしながら、管軸が直線状の直管とし、所定寸法に切断した後、平坦面同士が重なるように整列させた状態で束ねた。
この束ねた直管の亜鉛溶射押出扁平管を、あるいは、コイル状に整列巻取りしたままのコイル状の亜鉛溶射押出扁平管を、空気雰囲気中で加熱し、亜鉛の予備拡散加熱処理を行った。この時の実体温度を測定し、ΣDtを計算した。
次いで、予備拡散加熱処理を行った後の亜鉛溶射押出扁平管を、窒素ガス雰囲気中で単独で最高到達温度600℃で5〜20分間のろう付け加熱を行った。ろう付け加熱時にも実体温度を測定し、同様にΣDtを計算した。
得られたろう付け後の単管について、CASS試験を1500時間実施し、貫通腐食の発生有無で耐食性を評価した。CASS試験結果を表2、表3、表5及び表6に示す。
コイル整列:純亜鉛を溶射した後のコイル状に整列巻取りした形態
2)Zn拡散深さ:断面のEPMA分析により、表層からのZn濃度分布を測定し、Zn濃度が0.2質量%となる深さを拡散深さとする。
3)平坦面のZn濃度:表面のEPMA分析により、表層のZnの質量濃度を測定した。4)亜鉛の残存率:(拡散Zn総質量/亜鉛溶射によるZn付着量)×100(%)で求めた。拡散Znは断面のZn濃度分布より計算した。
直管単独:直管の平坦面同士を重ね合わせずに、1本1本バラバラにした形態
2)Zn拡散深さ:断面のEPMA分析により、表層からのZn濃度分布を測定し、Zn濃度が0.2質量%となる深さを拡散深さとする。
3)平坦面のZn濃度:表面のEPMA分析により、表層のZnの質量濃度を測定した。4)亜鉛の残存率:(拡散Zn総質量/亜鉛溶射によるZn付着量)×100(%)で求めた。拡散Znは断面のZn濃度分布より計算した。
Claims (3)
- アルミニウム合金で形成されている扁平管であり、
アルミニウム合金部が、0.1〜0.7質量%のCuと、Znと、1.0〜1.8質量%のMnと、を含有し、残部アルミニウム及び不可避不純物からなるアルミニウム合金であり、
該アルミニウム合金部の外縁から深さ95〜250μmの位置まで、亜鉛が拡散されており、該アルミニウム合金部の平坦面の表面の亜鉛濃度が、5.3〜15%であること、
を特徴とする熱交換器用アルミニウム合金扁平管。 - 前記アルミニウム合金部は、更に、0.1〜1.2質量%のSiを含有することを特徴とする請求項1記載の熱交換器用アルミニウム合金扁平管。
- 前記アルミニウム合金部は、更に、0.01〜0.3質量%のCr、0.01〜0.3質量%のZr及び0.01〜0.3質量%のTiのうちの1種又は2種以上を含有することを特徴とする請求項1又は2いずれか1項記載の熱交換器用アルミニウム合金扁平管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015253396A JP6204450B2 (ja) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | 熱交換器用アルミニウム合金扁平管及びその製造方法並びに熱交換器コア及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015253396A JP6204450B2 (ja) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | 熱交換器用アルミニウム合金扁平管及びその製造方法並びに熱交換器コア及びその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012058947A Division JP5877739B2 (ja) | 2012-03-15 | 2012-03-15 | 熱交換器用アルミニウム合金扁平管及びその製造方法並びに熱交換器コア及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016047967A JP2016047967A (ja) | 2016-04-07 |
JP6204450B2 true JP6204450B2 (ja) | 2017-09-27 |
Family
ID=55649017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015253396A Expired - Fee Related JP6204450B2 (ja) | 2015-12-25 | 2015-12-25 | 熱交換器用アルミニウム合金扁平管及びその製造方法並びに熱交換器コア及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6204450B2 (ja) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63143285A (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-15 | Furukawa Alum Co Ltd | 熱交換器用クラツド材の製造方法 |
JPH06281386A (ja) * | 1993-03-29 | 1994-10-07 | Showa Alum Corp | 熱交換器およびその製造方法 |
JPH093580A (ja) * | 1995-06-20 | 1997-01-07 | Showa Alum Corp | 耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器 |
JPH09137245A (ja) * | 1995-11-09 | 1997-05-27 | Denso Corp | 熱交換器用アルミニウム管体および該アルミニウム管体を使用したアルミニウム製熱交換器 |
JP3929854B2 (ja) * | 2002-08-23 | 2007-06-13 | 三菱アルミニウム株式会社 | 熱交換器用押出扁平チューブ並びにそれを使用した熱交換器 |
JP2008121108A (ja) * | 2006-10-16 | 2008-05-29 | Showa Denko Kk | 熱交換器用チューブおよびその製造方法 |
JP2010229426A (ja) * | 2007-08-07 | 2010-10-14 | Showa Denko Kk | 熱交換器用部材の製造方法および熱交換器用部材 |
JP2009046702A (ja) * | 2007-08-14 | 2009-03-05 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 耐食性に優れた熱交換器用押出扁平多穴管 |
JP5850827B2 (ja) * | 2010-03-16 | 2016-02-03 | 株式会社Uacj | 拡管接合型熱交換器ならびに熱交換器用管材及びフィン材 |
-
2015
- 2015-12-25 JP JP2015253396A patent/JP6204450B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016047967A (ja) | 2016-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9976200B2 (en) | Cladded aluminum-alloy material and production method therefor, and heat exchanger using said cladded aluminum-alloy material and production method therefor | |
JP6115892B2 (ja) | フィン用アルミニウム合金製ブレージングシート、熱交換器及び熱交換器の製造方法 | |
JP7042023B2 (ja) | ろう付方法 | |
JP6468983B2 (ja) | アルミニウム合金ブレージングシート、その製造方法、アルミニウム合金シート及び熱交換器 | |
WO2015056669A1 (ja) | アルミニウム合金製熱交換器 | |
JP5115963B2 (ja) | 耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器用部材および耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器の製造方法 | |
JP6236290B2 (ja) | アルミニウム合金クラッド材および該クラッド材を成形したチューブを組み付けた熱交換器 | |
JP2009058139A (ja) | 耐食性に優れたアルミニウム製熱交換器用部材 | |
JP5334086B2 (ja) | 耐食性に優れたアルミニウム製熱交器およびその製造方法 | |
JP5574595B2 (ja) | フィンチューブ型エアコン熱交換器用アルミニウム合金押出チューブ | |
JP6039218B2 (ja) | 熱交換器用アルミニウム合金扁平管の製造方法及び熱交換器コアの製造方法 | |
JP5977640B2 (ja) | アルミニウム管の接合体 | |
JP5466472B2 (ja) | 熱交換器 | |
WO2014076949A1 (ja) | Al合金管の接合体、ならびに、これを用いた熱交換器 | |
JP5101812B2 (ja) | 熱交換器用高耐食性チューブ及び熱交換器とその製造方法 | |
JP5877739B2 (ja) | 熱交換器用アルミニウム合金扁平管及びその製造方法並びに熱交換器コア及びその製造方法 | |
JP2012057183A (ja) | アルミニウム合金製クラッド材およびそれを用いた熱交換器 | |
JP6968598B2 (ja) | 耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器の製造方法およびアルミニウム合金製熱交換器 | |
JP6204450B2 (ja) | 熱交換器用アルミニウム合金扁平管及びその製造方法並びに熱交換器コア及びその製造方法 | |
JP5963112B2 (ja) | ルームエアコン用アルミニウム製熱交換器 | |
JP5731106B2 (ja) | 管材の接合方法、ならびに、当該接合方法により接合した管材とフィン材とを接合した熱交換器 | |
JP6329924B2 (ja) | 熱交換器用アルミニウム合金管および熱交換器コア | |
JP6518804B2 (ja) | 熱交換器用アルミニウム合金管の製造方法 | |
JP4452561B2 (ja) | 熱交換器用高耐食性チューブ及び熱交換器 | |
JP2016182616A (ja) | アルミニウム合金クラッド材およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160104 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160104 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161011 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161024 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20161216 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170329 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20170501 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170808 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170831 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6204450 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |