JPH05322482A - Al製熱交換器の製造方法 - Google Patents

Al製熱交換器の製造方法

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JPH05322482A
JPH05322482A JP15286192A JP15286192A JPH05322482A JP H05322482 A JPH05322482 A JP H05322482A JP 15286192 A JP15286192 A JP 15286192A JP 15286192 A JP15286192 A JP 15286192A JP H05322482 A JPH05322482 A JP H05322482A
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JP
Japan
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tube
alloy
brazing
clad
fin
Prior art date
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Pending
Application number
JP15286192A
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English (en)
Inventor
Motoyoshi Yamaguchi
元由 山口
Koichi Fujita
浩一 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Aluminum Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Aluminum Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラジエーター、パラレルフロータイプのコン
デンサー等、フィンとチューブの外面にろう材層を有す
るチューブとの組合せからなるAl製熱交換器のチュー
ブ外面の耐食性を向上させる。 【構成】 熱媒体が流れるチューブと放熱フィンとを主
要部として構成される熱交換器の製造方法において、フ
ィン材としてチューブ外表面の電位より50mV以上卑な
Al又はAl合金のフィン材を用い、チューブ材として
Cuを0.3%〜0.8%含んだAl合金芯材の片面
に、Al−Si系ろう材をクラッドし、他面には芯材よ
り電位の卑なAlまたはAl合金犠牲材をクラッドした
3層のクラッドのブレージングシートを用いて熱交換器
を組付け、弗化物系フラックスを塗布、乾燥し、非酸化
性雰囲気中でろう付することを特徴とするAl製熱交換
器の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はAl製熱交換器の製造方
法に関するものであり、特にラジエーターやパラレルフ
ロータイプのコンデンサー等の外面の耐食性を向上させ
るものである。
【0002】
【従来の技術】自動車用のAl製熱交換器としてはラジ
エーターを始めとして、種々のものが用いられている。
例えば、図1に示す構成のラジエーターでは、一般的な
使用材料はチューブ材としては板厚が0.4mm程度の3
層のブレージングシートで、チューブ外面になる層には
JISA4343(Al−7.5%Si)、JISA4
045(Al−10%Si)等のAl−Si系ろう材
を、チューブ内面になる層にはJISA7072(Al
−1%Zn)、純Al等の芯材を犠牲防食する、芯材よ
り電位の卑な犠牲材を、芯材にはJISA3003(A
l−0.15%Cu−1.1%Mn)が用いられてい
る。またフィン材にはコア外面の耐食性を考慮してチュ
ーブを保護するためAl−1.1%Mn−1.5%Z
n、Al−0.1%In等のチューブ外表面の電位より
卑な電位を有する板厚0.1mm程度の犠牲フィンが用い
られている。またヘッダー材も板厚1.6mm程度の3層
のブレージングシートが使用されており、芯材にはJI
SA3003、熱媒体が流れる側にはAl−1%Zn−
0.5%Mg合金、コア外面側にはJISA4343や
JISA4045等のろう材が用いられている。これら
の材料を所定形状に成形して組立て、治具により固定
し、一般的にはトリクロロエタンやフロン等の有機溶剤
により脱脂する。そしてKAlF4 、K2AlF5 ・H
2 O、K3 AlF6 等からなる弗化物系のフラックスの
5%程度の水懸濁液をスプレー等により組立物に塗布
し、水を蒸発させるために200℃程度で乾燥する。そ
の後窒素ガス等により置換された非酸化性雰囲気のろう
付炉に挿入して、600℃程度に加熱してろう付を行っ
ている。そして冷却後に、プラスチック製のタンクをヘ
ッダーにかしめ方式で取付けてラジエーターが完成す
る。なお本明細書においてAl合金組成の説明はすべて
wt%を意味するがこれを略して単に%と記すこととす
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようにして製造さ
れているラジエーターの要求される重要な特性のひとつ
として耐食性がある。そのうち外面側の耐食性に関して
は、一般的にはチューブ表面の電位より50mV以上卑な
フィンとの組合わせによりフィンを優先的に腐食させて
チューブを保護する、所謂犠牲フィンの考え方である。
ここで問題となるのが腐食環境である。犠牲フィンの考
え方では、フィンとチューブ表面との間で電解質を介し
て防食電流が流れ、はじめてチューブを保護することが
できるのである。例えばフィンとチューブとが導通せ
ず、チューブ表面のみが腐食環境になった時には犠牲フ
ィンの効果は全くない状況になり耐食性が低下してしま
う。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような状況
に鑑み、種々検討の結果、犠牲フィンの防食効果が得ら
れないあるいは少ない場合の熱交換器の耐食性を向上さ
せる方法を見出したもので、チューブ芯材にCuを添加
することにより、芯材とろう材表面との電位差を利用し
チューブを防食するものである。即ち、本発明は、熱媒
体が流れるチューブと放熱フィンとを主要部として構成
される熱交換器の製造方法において、フィン材としてチ
ューブ外表面の電位より50mV以上卑なAl又はAl合
金のフィン材を用い、チューブ材としてCuを0.3%
〜0.8%含んだAl合金芯材の片面に、Al−Si系
ろう材をクラッドし、他面には芯材より電位の卑なAl
またはAl合金犠牲材をクラッドした3層クラッドのブ
レージングシートを用いて熱交換器を組付け、弗化物系
フラックスを塗布、乾燥し、非酸化性雰囲気中でろう付
することを特徴とするAl製熱交換器の製造方法であ
る。
【0005】
【作用】本発明の対象となる熱交換器は、図1に示すラ
ジエーター、図2に示すパラレルフロータイプのコンデ
ンサー、あるいはヒーター(図示せず)等フィンと外面
にろう材層を有するチューブ材との組合わせからなる全
ての熱交換器に適用できる。
【0006】熱媒体の流れるチューブは、片面にろう材
がクラッドされ、他面には犠牲材がクラッドされている
3層のブレージングシートを用い、コイル状のブレージ
ングシートを連続的にろう材が外面となるように電縫加
工し、成形して偏平形状としたものである。
【0007】この犠牲材は一般的にはJISA7072
(Al−1%Zn)であり、その他純Al、Al−Ca
合金、Al−Sn合金等の芯材より電位の卑な合金を用
いることが出来る。
【0008】また芯材は一般的にはJISA3003合
金が用いられているが、本発明はCuを0.3%〜0.
8%含んだAl合金を使用することにより、ろう材の電
位より芯材の電位を貴にしてチューブ材の耐食性を向上
させたものである。Cu量を0.3%〜0.8%の範囲
に限定したのは、0.3%未満ではその効果が少なく、
0.8%を超えると電位は貴となるが、自己の耐食性や
材料の加工性が劣るためである。またCuを添加するA
l又はAl合金とは、99.7%Al、JISA300
3(Al−0.15%Cu−1.1%Mn)、JISA
3203(Al−1.1%Mn)、JISA3005
(Al−1.1Mn−0.4%Mg)、JISA606
3(Al−0.4Si−0.6Mg)等であり、電位を
卑とするZn、Ca、Sn、In等の元素が添加されて
いない合金であればどのような合金も使用することが出
来る。
【0009】Al−Si系ろう材とは、少なくともSi
量を5〜15%含む合金で、例えば、JIS4343、
JIS4045、JIS4047等である。なおこれら
ろう材には、ろう材の流動性を向上させるBi等の元
素、融点を低下させるSn等の元素、ろうの耐食性を向
上させるZn等の元素を含んでも差支えない。
【0010】フィンはコルゲート加工して用いられ、ろ
う材クラッドのチューブと組合わせるのでベア材を使用
するのが一般的であるが、ブレージングシートのフィン
材を使用してもかまわない。チューブ外表面より50mV
以上卑なAl又はAl合金のフィン材とは、99.7%
Al、Al0.1%In合金、熱伝導性の良い合金等の
純Al系、Al−Mn系の例えばAl−0.15%Cu
−1.1%Mn−1.5%Zn合金、等であり、実質的
にチューブ外表面より50mV以上卑であればどのような
合金も使用することができる。
【0011】上記コルゲートフィン(1) と電縫加工チュ
ーブ(2) 、更にヘッダー(3) とを組立て、治具により固
定する。そしてフロン等の有機溶剤により脱脂する。そ
して弗化物系のフラックスの5%濃度の水懸濁液をスプ
レー等により塗布する。弗化物系のフラックスとは、一
般的にはKAlF4 、K2 AlF5 ・H2 O、K3 Al
6 の少なくとも1種以上が含まれるものを用いるが、
これにろう付性改善や低融点化や耐食性効果を加味する
等の性能改善のために他の弗化物が添加されているフラ
ックスでも良い。その他Alのろう付に使用できる弗化
物系のフラックスであれば何でも良く、特にフラックス
を限定するものではない。そしてフラックス塗布後に水
分を蒸発させるために100℃〜300℃程度で乾燥を
行う。フラックスが塗布、乾燥されたコアは、次にろう
付が行われる。ろう付は露点が低く、酸素濃度の少ない
非酸化性雰囲気中で行う。この雰囲気を得るためには一
般的には窒素ガスを用い、露点40℃、酸素濃度200
ppm 程度でろう付する。ろう付温度はろう材の融点によ
り、また材料の融点や、その他性能上の問題を考慮して
決められるが大凡590℃〜620℃の範囲である。な
お材料やフラックスが酸化しろう付性を劣化させるので
昇温速度は速い程良い。
【0012】
【実施例】Al−0.1%In−0.15%Zr合金、
Al−1.1%Mn−1.5%Zn合金よりなる厚さ
0.1mm、幅16mmのコイル材をコルゲート加工して、
フィン材を製造した。また表1に示す組成の芯材と、J
ISA4045合金のろう材、JISA7072合金の
犠牲材とで、ろう材クラッド率が10%、犠牲材クラッ
ド率が10%の構成の板厚0.4mmのチューブ用のブレ
ージングシートを常法により製造した。そしてろう材が
外面側になるように、一般的な電縫管製造設備により厚
さ2.2mm×幅16mmのチューブ材を製造した。更にヘ
ッダー材としてJISA4045合金ろう材と、JIS
A3003合金の芯材と、JISA7072合金よりな
る犠牲材とで、ろう材クラッド率が5%、犠牲材クラッ
ド率5%の構成の板厚1.6mmの板材を製造し、プレス
成形してヘッダーに加工した。これら部材を図1に示す
如くのラジエーターに組立て、治具により固定し、そし
てフロンにより脱脂した。そしてKAlF4 、K2 Al
5 ・H2 Oよりなる組成の弗化物系フラックスの5%
水懸濁液をスプレーにより塗布し、その後200℃に加
熱した炉に挿入して水分を乾燥させた。乾燥後直ちに、
露点−40℃、酸素濃度100ppm の窒素ガス雰囲気の
温度600℃に加熱したろう付炉に挿入し、実体温度が
600℃に3分間保持してろう付した。そして炉外へ取
り出した。更にヘッダーにオーリングを介してプラスチ
ックタンクをかしめて取付けてラジエーターを製造し
た。このラジエーターについてCASS試験を720時
間行いチューブ外表面の孔食深さを測定した。その結果
を表1に併記した。
【0013】
【表1】
【0014】表1より明らかなように、本発明例のNo.
1〜No.4では、腐食試験の結果、孔食深さは0.1mm
以下であり、耐食性は優れていた。これに対して、本発
明例の範囲を外れる比較例No.5〜No.8では孔食深さ
は0.25〜0.32mmであり、耐食性は劣っていた。
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によればラジ
エーター等の熱交換器の外面側の耐食性を著しく向上さ
せることができ、工業上顕著な効果を奏するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】ラジエーターの概略図。
【図2】パラレルフロータイプのコンデンサーの概略
図。
【符号の説明】
1 フィン 2 チューブ 3 ヘッダー 4 プラスチックタンク 5 ヘッダーパイプ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱媒体が流れるチューブと放熱フィンと
    を主要部として構成される熱交換器の製造方法におい
    て、フィン材としてチューブ外表面の電位より50mV以
    上卑なAl又はAl合金のフィン材を用い、チューブ材
    としてCuを0.3%〜0.8%含んだAl合金芯材の
    片面に、Al−Si系ろう材をクラッドし、他面には芯
    材より電位の卑なAlまたはAl合金犠牲材をクラッド
    した3層クラッドのブレージングシートを用いて熱交換
    器を組付け、弗化物系フラックスを塗布、乾燥し、非酸
    化性雰囲気中でろう付することを特徴とするAl製熱交
    換器の製造方法。
JP15286192A 1992-05-19 1992-05-19 Al製熱交換器の製造方法 Pending JPH05322482A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013231579A (ja) * 2012-04-04 2013-11-14 Denso Corp 熱交換器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013231579A (ja) * 2012-04-04 2013-11-14 Denso Corp 熱交換器

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