JPH093580A - 耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器 - Google Patents
耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器Info
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- JPH093580A JPH093580A JP15321095A JP15321095A JPH093580A JP H093580 A JPH093580 A JP H093580A JP 15321095 A JP15321095 A JP 15321095A JP 15321095 A JP15321095 A JP 15321095A JP H093580 A JPH093580 A JP H093580A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】各種環境下において良好な耐食性を有するアル
ミニウム合金製熱交換器を提供する。 【構成】チューブ1が、Cu:0.06〜0.5wt%を
含有し、残部アルミニウム及び不純物からなるととも
に、チューブ表面にZnが被覆、拡散されている。フィ
ン2の心材2aが、Mn:0.5〜1.5wt%を含有し、
さらにZn:0.5〜2.0wt%、In:0.01〜
0.2wt%、Sn:0.01〜0.2wt%の1種または
2種以上を含有し、残部アルミニウム及び不純物からな
るとともに、不純物としてSi:0.6wt%以下、F
e:0.7wt%以下、Cu:0.05wt%以下にそれら
の含有量が規制される。フィンのろう材2bは、Al−S
i系合金にZn:0.5〜2.0wt%、In:0.01
〜0.2wt%、Sn:0.01〜0.2wt%の1種また
は2種以上(ただしInとSnが同時に含まれる場合は
InとSnの合計が0.01〜0.2wt%)が含まれて
なる。
ミニウム合金製熱交換器を提供する。 【構成】チューブ1が、Cu:0.06〜0.5wt%を
含有し、残部アルミニウム及び不純物からなるととも
に、チューブ表面にZnが被覆、拡散されている。フィ
ン2の心材2aが、Mn:0.5〜1.5wt%を含有し、
さらにZn:0.5〜2.0wt%、In:0.01〜
0.2wt%、Sn:0.01〜0.2wt%の1種または
2種以上を含有し、残部アルミニウム及び不純物からな
るとともに、不純物としてSi:0.6wt%以下、F
e:0.7wt%以下、Cu:0.05wt%以下にそれら
の含有量が規制される。フィンのろう材2bは、Al−S
i系合金にZn:0.5〜2.0wt%、In:0.01
〜0.2wt%、Sn:0.01〜0.2wt%の1種また
は2種以上(ただしInとSnが同時に含まれる場合は
InとSnの合計が0.01〜0.2wt%)が含まれて
なる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、自動車における凝縮
器等の空気調和機用あるいはラジエーター等の放熱用と
して好適に用いられる熱交換器に関し、特に耐食性に優
れた熱交換器に関する。
器等の空気調和機用あるいはラジエーター等の放熱用と
して好適に用いられる熱交換器に関し、特に耐食性に優
れた熱交換器に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車に搭載される上記のような凝縮器
やラジエーター等に用いられるアルミニウム合金製の熱
交換器は、使用上様々な腐食環境に晒される。例えば海
水飛沫の多い環境や、これにさらに高温多湿が加わった
り、あるいは酸性度の強い雨水に晒されることもある。
あるいはアルカリ性の強い融雪剤に晒されたり、洗車時
の水環境に晒されることもある。
やラジエーター等に用いられるアルミニウム合金製の熱
交換器は、使用上様々な腐食環境に晒される。例えば海
水飛沫の多い環境や、これにさらに高温多湿が加わった
り、あるいは酸性度の強い雨水に晒されることもある。
あるいはアルカリ性の強い融雪剤に晒されたり、洗車時
の水環境に晒されることもある。
【0003】このような腐食環境に耐え、優れた耐食性
を実現するために、各種の提案がなされている。例え
ば、 熱交換チューブにJIS A1050相当合金の押出
しチューブ材を用い、熱交換フィンには、JIS A3
003相当のAl−Mn系合金にZnを含有させた心材
にJIS A4343相当のAl−Si系合金をろう材
として被覆したブレージングシートを用い、前記フィン
のろう材を介してチューブとフィンを接合した熱交換
器、 チューブに、JIS A3003相当合金心材の両面
にJIS A4343相当合金ろう材を被覆したブレー
ジングシートの電縫管を用い、フィンにJISA300
3相当合金にZnを含有させたシートを用い、前記チュ
ーブのろう材を介してチューブとフィンを接合した熱交
換器、 チューブに、JIS A1050等のAl純度99.
5%以上の純アルミニウム押出材の表面にZnを溶射し
たものを用い、フィンに、JIS A3003相当合金
にZnを含有させた心材にJIS A4343相当合金
ろう材を被覆したブレージングシートを用い、前記フィ
ンのろう材を介してチューブとフィンを接合した熱交換
器、 チューブに、JIS A1100等のAl純度99.
0%以上の押出材の表面にZnを溶射したものを用い、
フィンに、JIS A3003相当合金にZnを含有さ
せた心材にJIS A4343相当合金ろう材を被覆し
たブレージングシートを用い、前記フィンのろう材を介
してチューブとフィンを接合した熱交換器、等が提案さ
れている。
を実現するために、各種の提案がなされている。例え
ば、 熱交換チューブにJIS A1050相当合金の押出
しチューブ材を用い、熱交換フィンには、JIS A3
003相当のAl−Mn系合金にZnを含有させた心材
にJIS A4343相当のAl−Si系合金をろう材
として被覆したブレージングシートを用い、前記フィン
のろう材を介してチューブとフィンを接合した熱交換
器、 チューブに、JIS A3003相当合金心材の両面
にJIS A4343相当合金ろう材を被覆したブレー
ジングシートの電縫管を用い、フィンにJISA300
3相当合金にZnを含有させたシートを用い、前記チュ
ーブのろう材を介してチューブとフィンを接合した熱交
換器、 チューブに、JIS A1050等のAl純度99.
5%以上の純アルミニウム押出材の表面にZnを溶射し
たものを用い、フィンに、JIS A3003相当合金
にZnを含有させた心材にJIS A4343相当合金
ろう材を被覆したブレージングシートを用い、前記フィ
ンのろう材を介してチューブとフィンを接合した熱交換
器、 チューブに、JIS A1100等のAl純度99.
0%以上の押出材の表面にZnを溶射したものを用い、
フィンに、JIS A3003相当合金にZnを含有さ
せた心材にJIS A4343相当合金ろう材を被覆し
たブレージングシートを用い、前記フィンのろう材を介
してチューブとフィンを接合した熱交換器、等が提案さ
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案に係る熱交換器は、様々な使用環境に対して一様にか
つ十分な長期耐食性を得ることができない場合があり、
なお一層の耐食性の向上が望まれている。特に、海水飛
沫などの塩素分の多い環境と融雪剤のある環境のいずれ
に対しても十分に耐食性を実現することは難しく、一方
の環境下で良好な耐食性を示しても他方の環境下では十
分な耐食性を得られないのが実情である。このため、両
環境下で満足な耐食性を有する熱交換器の実現が望まれ
ていた。
案に係る熱交換器は、様々な使用環境に対して一様にか
つ十分な長期耐食性を得ることができない場合があり、
なお一層の耐食性の向上が望まれている。特に、海水飛
沫などの塩素分の多い環境と融雪剤のある環境のいずれ
に対しても十分に耐食性を実現することは難しく、一方
の環境下で良好な耐食性を示しても他方の環境下では十
分な耐食性を得られないのが実情である。このため、両
環境下で満足な耐食性を有する熱交換器の実現が望まれ
ていた。
【0005】この発明は、このような技術的背景に鑑み
てなされたものであって、耐食性に優れたアルミニウム
合金製熱交換器、特に海水飛沫などの塩素分の多い環境
及び融雪剤のあるアルカリ性の環境その他各種の環境下
において良好な耐食性を有するアルミニウム合金製熱交
換器の提供を目的とする。
てなされたものであって、耐食性に優れたアルミニウム
合金製熱交換器、特に海水飛沫などの塩素分の多い環境
及び融雪剤のあるアルカリ性の環境その他各種の環境下
において良好な耐食性を有するアルミニウム合金製熱交
換器の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の対象とするア
ルミニウム合金製熱交換器の一例を図1及び図2に示
す。この熱交換器は、カークーラー用の凝縮器に用いら
れるものである。
ルミニウム合金製熱交換器の一例を図1及び図2に示
す。この熱交換器は、カークーラー用の凝縮器に用いら
れるものである。
【0007】これらの図において、(1)は偏平状の熱
交換チューブ、(2)はコルゲートフィンで、これらは
並列状態に交互に上下方向に配置されている。(3)
(4)は左右1対のヘッダーであり、チューブ(1)の
両端に連通状態に接続されている。
交換チューブ、(2)はコルゲートフィンで、これらは
並列状態に交互に上下方向に配置されている。(3)
(4)は左右1対のヘッダーであり、チューブ(1)の
両端に連通状態に接続されている。
【0008】前記チューブ(1)は、押出型材または電
縫管からなるものであり、内部が仕切壁(1a)により複
数個の室に区画されて伝熱性能、耐圧性能が高められ
た、いわゆるハモニカチューブである。また、前記コル
ゲートフィン(2)は、チューブ(1)の幅とほぼ同じ
幅のシート材をコルゲート状に成形してルーバーを切り
起こしたものであり、シート材としてろう材層がクラッ
ドされたアルミニウムブレージングシートが用いられて
いる。なお、チューブ(1)にブレージングシートが用
いられる場合には、フィン(2)としてろう材層の存在
しないベア材が用いられる。
縫管からなるものであり、内部が仕切壁(1a)により複
数個の室に区画されて伝熱性能、耐圧性能が高められ
た、いわゆるハモニカチューブである。また、前記コル
ゲートフィン(2)は、チューブ(1)の幅とほぼ同じ
幅のシート材をコルゲート状に成形してルーバーを切り
起こしたものであり、シート材としてろう材層がクラッ
ドされたアルミニウムブレージングシートが用いられて
いる。なお、チューブ(1)にブレージングシートが用
いられる場合には、フィン(2)としてろう材層の存在
しないベア材が用いられる。
【0009】前記ヘッダー(3)(4)は、アルミニウ
ムブレージングシートを断面円形のパイプに成形したも
のからなり、周面には図2に示すようにチューブ挿入孔
(5)が長さ方向に沿って間隔的に形成されるととも
に、このチューブ挿入孔(5)に各チューブ(1)の両
端が挿入接続されている。かつ左側ヘッダー(3)の上
端周面には冷媒入口管(6)が接続される一方、右側ヘ
ッダー(4)の下端周面には冷媒出口管(7)が接続さ
れている。また、左右ヘッダー(3)(4)の上下端開
口部は蓋体(8)によって閉塞されている。
ムブレージングシートを断面円形のパイプに成形したも
のからなり、周面には図2に示すようにチューブ挿入孔
(5)が長さ方向に沿って間隔的に形成されるととも
に、このチューブ挿入孔(5)に各チューブ(1)の両
端が挿入接続されている。かつ左側ヘッダー(3)の上
端周面には冷媒入口管(6)が接続される一方、右側ヘ
ッダー(4)の下端周面には冷媒出口管(7)が接続さ
れている。また、左右ヘッダー(3)(4)の上下端開
口部は蓋体(8)によって閉塞されている。
【0010】なお、図1及び図2において、(9)
(9)は最外側のフィン(2)の外側に配置されたサイ
ドプレート、(10)(10)は左右ヘッダーをそれぞれ長
さ方向に仕切ってチューブ(1)群によって構成される
冷媒通路を蛇行通路に形成するための仕切板である。
(9)は最外側のフィン(2)の外側に配置されたサイ
ドプレート、(10)(10)は左右ヘッダーをそれぞれ長
さ方向に仕切ってチューブ(1)群によって構成される
冷媒通路を蛇行通路に形成するための仕切板である。
【0011】図示に係る熱交換器では、冷媒入口管
(6)から左側ヘッダー(3)に流入した冷媒は、チュ
ーブ(1)群によって構成される冷媒通路を蛇行状に流
れて右側ヘッダー(4)へと至り、冷媒出口管(7)か
ら器外へと流出する。そして、冷媒がチューブ(1)を
流通する間にフィン(2)を含む空気流通間隙を流通す
る空気と熱交換を行うものである。
(6)から左側ヘッダー(3)に流入した冷媒は、チュ
ーブ(1)群によって構成される冷媒通路を蛇行状に流
れて右側ヘッダー(4)へと至り、冷媒出口管(7)か
ら器外へと流出する。そして、冷媒がチューブ(1)を
流通する間にフィン(2)を含む空気流通間隙を流通す
る空気と熱交換を行うものである。
【0012】而して、この発明の第1のものは、図3に
示されるように、前記フィン(2)が心材(2a)の表面
にろう材(2b)が被覆されたアルミニウムブレージング
シートにより構成され、アルミニウム合金製のチューブ
(1)と該フィン(2)とがフィンのろう材(2b)を介
して接合された熱交換器を対象とし、前記チューブ
(1)が、Cu:0.06〜0.5wt%を含有し、残部
アルミニウム及び不純物からなるとともに、チューブ表
面にZnが被覆、拡散され、前記フィン(2)の心材
(2a)が、Mn:0.5〜1.5wt%を含有し、さらに
Zn:0.5〜2.0wt%、In:0.01〜0.2wt
%、Sn:0.01〜0.2wt%の1種または2種以上
(ただしInとSnが同時に含まれる場合はInとSn
の合計が0.01〜0.2wt%)を含有し、残部アルミ
ニウム及び不純物からなるとともに、不純物としてS
i:0.6wt%以下、Fe:0.7wt%以下、Cu:
0.05wt%以下にそれらの含有量が規制され、前記ろ
う材(2b)がAl−Si系合金にZn:0.5〜2.0
wt%、In:0.01〜0.2wt%、Sn:0.01〜
0.2wt%の1種または2種以上(ただしInとSnが
同時に含まれる場合はInとSnの合計が0.01〜
0.2wt%)が含まれてなるものであることを特徴とす
るものである。
示されるように、前記フィン(2)が心材(2a)の表面
にろう材(2b)が被覆されたアルミニウムブレージング
シートにより構成され、アルミニウム合金製のチューブ
(1)と該フィン(2)とがフィンのろう材(2b)を介
して接合された熱交換器を対象とし、前記チューブ
(1)が、Cu:0.06〜0.5wt%を含有し、残部
アルミニウム及び不純物からなるとともに、チューブ表
面にZnが被覆、拡散され、前記フィン(2)の心材
(2a)が、Mn:0.5〜1.5wt%を含有し、さらに
Zn:0.5〜2.0wt%、In:0.01〜0.2wt
%、Sn:0.01〜0.2wt%の1種または2種以上
(ただしInとSnが同時に含まれる場合はInとSn
の合計が0.01〜0.2wt%)を含有し、残部アルミ
ニウム及び不純物からなるとともに、不純物としてS
i:0.6wt%以下、Fe:0.7wt%以下、Cu:
0.05wt%以下にそれらの含有量が規制され、前記ろ
う材(2b)がAl−Si系合金にZn:0.5〜2.0
wt%、In:0.01〜0.2wt%、Sn:0.01〜
0.2wt%の1種または2種以上(ただしInとSnが
同時に含まれる場合はInとSnの合計が0.01〜
0.2wt%)が含まれてなるものであることを特徴とす
るものである。
【0013】一般に、酸性ないしは塩分を含む中性の環
境下においては、陰極防食作用によりチューブ(1)の
耐食性向上を図ることが有効である。このためには、チ
ューブ(1)の孔食電位を可及的貴にし、フィン(2)
の心材(2a)の孔食電位を可及的卑にすることにより、
チューブ(1)とフィン(2)との電位差を大きく確保
し、もってフィン(2)の心材(2a)による犠牲防食作
用をより大きくする必要がある。チューブ(1)とフィ
ン(2)の合金組成は、まずかかる観点から決定されて
いる。
境下においては、陰極防食作用によりチューブ(1)の
耐食性向上を図ることが有効である。このためには、チ
ューブ(1)の孔食電位を可及的貴にし、フィン(2)
の心材(2a)の孔食電位を可及的卑にすることにより、
チューブ(1)とフィン(2)との電位差を大きく確保
し、もってフィン(2)の心材(2a)による犠牲防食作
用をより大きくする必要がある。チューブ(1)とフィ
ン(2)の合金組成は、まずかかる観点から決定されて
いる。
【0014】即ち、チューブ(1)に含まれるCuはチ
ューブの孔食電位を貴とするとともに、チューブ強度を
向上する元素であるが、Cuが0.06wt%未満ではそ
れらの効果に乏しい。一方、0.5wt%を超えるとCu
自体による孔食が発生する。従ってチューブに含まれる
Cuの含有量は0.06〜0.5wt%に規定されなけれ
ばならない。特に好ましいCu含有量の下限値は0.1
wt%であり、上限値は0.3wt%である。
ューブの孔食電位を貴とするとともに、チューブ強度を
向上する元素であるが、Cuが0.06wt%未満ではそ
れらの効果に乏しい。一方、0.5wt%を超えるとCu
自体による孔食が発生する。従ってチューブに含まれる
Cuの含有量は0.06〜0.5wt%に規定されなけれ
ばならない。特に好ましいCu含有量の下限値は0.1
wt%であり、上限値は0.3wt%である。
【0015】一方、前記フィン(2)の心材(2a)にお
けるMnは心材の強度を向上させるための元素である
が、0.5wt%未満ではその効果に乏しい。逆に1.5
wt%を超えると心材の孔食電位が貴となり、心材(2a)
とチューブ(1)との間に十分な孔食電位差を確保する
ことができなくなる。このため、フィン(2)の心材
(2a)におけるMn量は0.5〜1.5wt%に設定され
る必要がある。特に好ましいMn量の下限値は0.7wt
%であり、上限値は1.3wt%である。また、心材中の
不純物特にSiが0.6wt%を超え、Feが0.7wt%
を超え、Cuが0.2wt%を超えても、やはり心材の孔
食電位が貴となりチューブとの間に所望の電位差を得る
ことができない。従って、Si:0.6wt%以下、F
e:0.7wt%以下、Cu:0.05wt%以下にそれぞ
れ規制される必要がある。
けるMnは心材の強度を向上させるための元素である
が、0.5wt%未満ではその効果に乏しい。逆に1.5
wt%を超えると心材の孔食電位が貴となり、心材(2a)
とチューブ(1)との間に十分な孔食電位差を確保する
ことができなくなる。このため、フィン(2)の心材
(2a)におけるMn量は0.5〜1.5wt%に設定され
る必要がある。特に好ましいMn量の下限値は0.7wt
%であり、上限値は1.3wt%である。また、心材中の
不純物特にSiが0.6wt%を超え、Feが0.7wt%
を超え、Cuが0.2wt%を超えても、やはり心材の孔
食電位が貴となりチューブとの間に所望の電位差を得る
ことができない。従って、Si:0.6wt%以下、F
e:0.7wt%以下、Cu:0.05wt%以下にそれぞ
れ規制される必要がある。
【0016】また、この発明では、チューブ(1)の表
面にZn被覆拡散処理を施すことにより、該Zn拡散層
(1a)の犠牲腐食効果をも利用するものとしている。而
して、チューブの表面Zn濃度が0.8wt%、Zn拡散
層(1a)の厚さが90μm未満、Zn濃度勾配が4×1
0-3wt%/μm未満では、上記効果が十分でない場合が
ある。逆に、表面Zn濃度が5wt%を超え、Zn拡散層
の厚さが200μmを超える場合には、Zn拡散層の腐
食が早期に起こり、チューブに200μmを超える腐食
が進行し、チューブの強度が低下するという欠点を派生
するおそれがある。従って、チューブの表面Zn濃度は
0.8〜5wt%、Zn拡散層(1a)の厚さは90〜20
0μm、Zn濃度勾配は4×10-3wt%/μm以上とす
るのが望ましい。なお、チューブ表面のZn被覆の方法
は特に限定されることはない。一例として、チューブ材
の表面に溶射によりZn層を形成する方法を挙げ得る。
また、Znの拡散は、熱交換器の各構成部材の接合のた
めのろう付加熱により行えば良く、加熱条件を変えるこ
とにより表面のZn濃度、Zn拡散層の厚さ、Zn濃度
勾配を制御することができる。
面にZn被覆拡散処理を施すことにより、該Zn拡散層
(1a)の犠牲腐食効果をも利用するものとしている。而
して、チューブの表面Zn濃度が0.8wt%、Zn拡散
層(1a)の厚さが90μm未満、Zn濃度勾配が4×1
0-3wt%/μm未満では、上記効果が十分でない場合が
ある。逆に、表面Zn濃度が5wt%を超え、Zn拡散層
の厚さが200μmを超える場合には、Zn拡散層の腐
食が早期に起こり、チューブに200μmを超える腐食
が進行し、チューブの強度が低下するという欠点を派生
するおそれがある。従って、チューブの表面Zn濃度は
0.8〜5wt%、Zn拡散層(1a)の厚さは90〜20
0μm、Zn濃度勾配は4×10-3wt%/μm以上とす
るのが望ましい。なお、チューブ表面のZn被覆の方法
は特に限定されることはない。一例として、チューブ材
の表面に溶射によりZn層を形成する方法を挙げ得る。
また、Znの拡散は、熱交換器の各構成部材の接合のた
めのろう付加熱により行えば良く、加熱条件を変えるこ
とにより表面のZn濃度、Zn拡散層の厚さ、Zn濃度
勾配を制御することができる。
【0017】次に、融雪剤のあるアルカリ環境下におい
ては、チューブ(1)の電位がより卑となり、陰極防食
によるチューブの耐食性向上効果を期待できないことが
わかった。例えば、融雪剤中ではJIS A1100の
孔食電位は−1.45V(対S.C.E)、A1100
へのZn溶射材の孔食電位は−1.40V(対S.C.
E)、フィン材JIS A3003へのZn添加材の孔
食電位は−1.43V(対S.C.E)となり、いわゆ
る電位の逆転が生じ、チューブ(1)の腐食が促進され
ることになる。このため、融雪剤のあるアルカリ環境下
においては別途防食を図る必要がある。
ては、チューブ(1)の電位がより卑となり、陰極防食
によるチューブの耐食性向上効果を期待できないことが
わかった。例えば、融雪剤中ではJIS A1100の
孔食電位は−1.45V(対S.C.E)、A1100
へのZn溶射材の孔食電位は−1.40V(対S.C.
E)、フィン材JIS A3003へのZn添加材の孔
食電位は−1.43V(対S.C.E)となり、いわゆ
る電位の逆転が生じ、チューブ(1)の腐食が促進され
ることになる。このため、融雪剤のあるアルカリ環境下
においては別途防食を図る必要がある。
【0018】そこで、前記チューブ(1)のZn拡散層
(1a)をアルカリ環境下における防食作用にも寄与させ
るとともに、フィン(2)の心材(2a)及びろう材(2
b)にZn、In、Snの1種または2種以上を含有さ
せたものである。つまり、Zn拡散層(1a)を形成し、
あるいはフィンの心材(2a)及びろう材(2b)にZn、
In、Snの1種または2種以上を含有させることによ
り、融雪剤のあるアルカリ環境下において、チューブ
(1)、フィン(2)の表面に溶解度の小さい水酸化亜
鉛等の皮膜が形成されてアルカリに対して防食作用を示
し、その結果特別の防食用化成処理を施す必要がなくチ
ューブの腐食発生を抑制することができる。かつ、フィ
ン(2)もアルカリに対して防食されるので、フィンが
有する陰極防食作用が損なわれることはない。
(1a)をアルカリ環境下における防食作用にも寄与させ
るとともに、フィン(2)の心材(2a)及びろう材(2
b)にZn、In、Snの1種または2種以上を含有さ
せたものである。つまり、Zn拡散層(1a)を形成し、
あるいはフィンの心材(2a)及びろう材(2b)にZn、
In、Snの1種または2種以上を含有させることによ
り、融雪剤のあるアルカリ環境下において、チューブ
(1)、フィン(2)の表面に溶解度の小さい水酸化亜
鉛等の皮膜が形成されてアルカリに対して防食作用を示
し、その結果特別の防食用化成処理を施す必要がなくチ
ューブの腐食発生を抑制することができる。かつ、フィ
ン(2)もアルカリに対して防食されるので、フィンが
有する陰極防食作用が損なわれることはない。
【0019】チューブ(1)の表面Zn拡散層(1a)
を、アルカリ環境下の耐食性に対して有効に作用させる
ために、望ましくは前記と同様に、表面Zn濃度を0.
8〜5wt%、Zn拡散層の厚さを90〜200μm、Z
n濃度勾配を4×10-3wt%/μm以上に設定するのが
良い。
を、アルカリ環境下の耐食性に対して有効に作用させる
ために、望ましくは前記と同様に、表面Zn濃度を0.
8〜5wt%、Zn拡散層の厚さを90〜200μm、Z
n濃度勾配を4×10-3wt%/μm以上に設定するのが
良い。
【0020】一方、フィン(2)の心材(2a)およびろ
う材(2b)において、Zn、In、Snはアルカリ腐食
環境下において心材およびろう材の防食を図る点で同一
の作用を有するものであり、少なくとも1種が含有され
れば足りるが、Znが0.5wt%未満、Inが0.01
wt%未満、Snが0.01wt%未満(InとSnの両方
が含有される場合はInとSnの合計が0.01wt%未
満)では、防食効果に乏しい。逆に、Znが2.0wt%
を超え、Inが0.2wt%を超え、Snが0.2wt%を
超える場合(InとSnの両方が含有される場合はIn
とSnの合計が0.2wt%を超える場合)には、前記効
果の増大がないばかりか、犠牲腐食層の腐食速度が早く
なり、陰極防食効果が長続きしないという欠点を派生す
る。従って、Zn0.5〜2.0wt%、In:0.01
〜0.2wt%、Sn:0.01〜0.2wt%(ただしI
nとSnが同時に含まれる場合はInとSnの合計が
0.01〜0.2wt%)の範囲で含有されなければなら
ない。特に好ましい含有量は、Zn:0.8〜1.7wt
%(特に0.9〜1.5wt%)、In:0.05〜0.
1wt%、Sn:0.05〜0.1wt%(ただしInとS
nが同時に含まれる場合はInとSnの合計が0.05
〜0.1wt%)である。
う材(2b)において、Zn、In、Snはアルカリ腐食
環境下において心材およびろう材の防食を図る点で同一
の作用を有するものであり、少なくとも1種が含有され
れば足りるが、Znが0.5wt%未満、Inが0.01
wt%未満、Snが0.01wt%未満(InとSnの両方
が含有される場合はInとSnの合計が0.01wt%未
満)では、防食効果に乏しい。逆に、Znが2.0wt%
を超え、Inが0.2wt%を超え、Snが0.2wt%を
超える場合(InとSnの両方が含有される場合はIn
とSnの合計が0.2wt%を超える場合)には、前記効
果の増大がないばかりか、犠牲腐食層の腐食速度が早く
なり、陰極防食効果が長続きしないという欠点を派生す
る。従って、Zn0.5〜2.0wt%、In:0.01
〜0.2wt%、Sn:0.01〜0.2wt%(ただしI
nとSnが同時に含まれる場合はInとSnの合計が
0.01〜0.2wt%)の範囲で含有されなければなら
ない。特に好ましい含有量は、Zn:0.8〜1.7wt
%(特に0.9〜1.5wt%)、In:0.05〜0.
1wt%、Sn:0.05〜0.1wt%(ただしInとS
nが同時に含まれる場合はInとSnの合計が0.05
〜0.1wt%)である。
【0021】なお、フィン表面のAl−Si系ろう材に
おけるSi含有量は、一般的には、8〜11wt%あるい
はその近傍範囲に設定される。
おけるSi含有量は、一般的には、8〜11wt%あるい
はその近傍範囲に設定される。
【0022】ところで、前記チューブ(1)には、不純
物の含有が許容されるが、これらの不純物特にFeが多
いと次のような欠点を生じるおそれがある。即ち、チュ
ーブ(1)とフィン(2)あるいはチューブ(1)とヘ
ッダー(3)(4)との接合部においてろう材が過多に
存在する場合、ろう付時にチューブ表面に流化したろう
材がチューブ内に局部的に異常拡散することがあるが、
チューブ(1)中のFeが多いとこのろう材拡散の核と
なり、異常拡散が起こりやすい。このようなろう材の異
常拡散部分が腐食環境下に置かれると、該部分が優先的
に腐食して短期間で冷媒漏れを起こすおそれがある。こ
のため、チューブ(1)の不純物、特にFe量は少ない
ほど良く、望ましくは0.3wt%以下に規制されるのが
良い。また、Fe量を少なくすることによって、フィン
等による陰極防食作用が発揮されない場合であっても、
チューブ(1)の孔食が少なくなり耐食性が向上すると
いう効果もある。
物の含有が許容されるが、これらの不純物特にFeが多
いと次のような欠点を生じるおそれがある。即ち、チュ
ーブ(1)とフィン(2)あるいはチューブ(1)とヘ
ッダー(3)(4)との接合部においてろう材が過多に
存在する場合、ろう付時にチューブ表面に流化したろう
材がチューブ内に局部的に異常拡散することがあるが、
チューブ(1)中のFeが多いとこのろう材拡散の核と
なり、異常拡散が起こりやすい。このようなろう材の異
常拡散部分が腐食環境下に置かれると、該部分が優先的
に腐食して短期間で冷媒漏れを起こすおそれがある。こ
のため、チューブ(1)の不純物、特にFe量は少ない
ほど良く、望ましくは0.3wt%以下に規制されるのが
良い。また、Fe量を少なくすることによって、フィン
等による陰極防食作用が発揮されない場合であっても、
チューブ(1)の孔食が少なくなり耐食性が向上すると
いう効果もある。
【0023】また、チューブ(1)表面の表面粗さもろ
う材拡散に影響を与える。即ち、チューブ表面が粗い場
合、ろう付時にヘッダー(3)(4)表面に被覆された
ろう材がキャピラリー効果によりチューブ表面の微細凹
部に流れ込んで、チューブ(1)へのSi侵食が発生し
易くなる。そこで、チューブ(1)の表面粗さを最大高
さ(Rmax )15μm以下に規制することによって、キ
ャピラリー効果によるろう材の異常拡散を抑制するもの
である。特に好ましくは、最大高さ(Rmax )15μm
以下に規制するのが良い。
う材拡散に影響を与える。即ち、チューブ表面が粗い場
合、ろう付時にヘッダー(3)(4)表面に被覆された
ろう材がキャピラリー効果によりチューブ表面の微細凹
部に流れ込んで、チューブ(1)へのSi侵食が発生し
易くなる。そこで、チューブ(1)の表面粗さを最大高
さ(Rmax )15μm以下に規制することによって、キ
ャピラリー効果によるろう材の異常拡散を抑制するもの
である。特に好ましくは、最大高さ(Rmax )15μm
以下に規制するのが良い。
【0024】次に、この発明の第2のものについて説明
する。この発明は図4に示されるように、前記チューブ
(1)が心材(1b)の表面にろう材(1c)が被覆された
アルミニウムブレージングシートにより構成され、該チ
ューブ(1)とアルミニウム合金製のフィン(2)とが
チューブ(1)のろう材(1c)を介して接合された熱交
換器を対象とし、前記チューブ(1)の心材(1b)が、
Cu:0.06〜0.5wt%を含有し、残部アルミニウ
ム及び不純物からなるとともに、ろう材(1c)がAl−
Si系合金にZn:0.5〜2.0wt%が含まれてな
り、前記フィン(2)が、Mn:0.5〜1.5wt%を
含有し、さらにZn:0.5〜2.0wt%、In:0.
02〜0.2wt%、Sn:0.02〜0.2wt%の1種
または2種以上(ただしInとSnが同時に含まれる場
合はInとSnの合計が0.02〜0.2wt%)を含有
し、残部アルミニウム及び不純物からなるとともに、不
純物としてSi:0.6wt%以下、Fe:0.7wt%以
下、Cu:0.05wt%以下にそれらの含有量が規制さ
れてなることを特徴とするものである。
する。この発明は図4に示されるように、前記チューブ
(1)が心材(1b)の表面にろう材(1c)が被覆された
アルミニウムブレージングシートにより構成され、該チ
ューブ(1)とアルミニウム合金製のフィン(2)とが
チューブ(1)のろう材(1c)を介して接合された熱交
換器を対象とし、前記チューブ(1)の心材(1b)が、
Cu:0.06〜0.5wt%を含有し、残部アルミニウ
ム及び不純物からなるとともに、ろう材(1c)がAl−
Si系合金にZn:0.5〜2.0wt%が含まれてな
り、前記フィン(2)が、Mn:0.5〜1.5wt%を
含有し、さらにZn:0.5〜2.0wt%、In:0.
02〜0.2wt%、Sn:0.02〜0.2wt%の1種
または2種以上(ただしInとSnが同時に含まれる場
合はInとSnの合計が0.02〜0.2wt%)を含有
し、残部アルミニウム及び不純物からなるとともに、不
純物としてSi:0.6wt%以下、Fe:0.7wt%以
下、Cu:0.05wt%以下にそれらの含有量が規制さ
れてなることを特徴とするものである。
【0025】上記において、チューブ(1)の心材(1
b)組成、フィン(2)の組成は、それぞれ上述した第
1の発明におけるチューブ(1)の組成、フィンの心材
(2a)の組成と同じであるが、改めて説明すると次のと
おりである。
b)組成、フィン(2)の組成は、それぞれ上述した第
1の発明におけるチューブ(1)の組成、フィンの心材
(2a)の組成と同じであるが、改めて説明すると次のと
おりである。
【0026】即ち、チューブ(1)の心材(1b)に含ま
れるCuは心材の孔食電位を貴とするとともに、チュー
ブ強度を向上する元素であるが、Cuが0.06wt%未
満ではそれらの効果に乏しい。一方、0.5wt%を超え
るとCu自体による孔食が発生する。従ってチューブ心
材(1b)に含まれるCuの含有量は0.06〜0.5wt
%に規定されなければならない。特に好ましいCu含有
量の下限値は0.1wt%であり、上限値は0.3wt%で
ある。
れるCuは心材の孔食電位を貴とするとともに、チュー
ブ強度を向上する元素であるが、Cuが0.06wt%未
満ではそれらの効果に乏しい。一方、0.5wt%を超え
るとCu自体による孔食が発生する。従ってチューブ心
材(1b)に含まれるCuの含有量は0.06〜0.5wt
%に規定されなければならない。特に好ましいCu含有
量の下限値は0.1wt%であり、上限値は0.3wt%で
ある。
【0027】一方、前記フィン(2)におけるMnはフ
ィンの強度を向上させるための元素であるが、0.5wt
%未満ではその効果に乏しい。逆に1.5wt%を超える
とフィン(2)の孔食電位が貴となり、フィン(2)と
チューブ(1)との間に十分な孔食電位差を確保するこ
とができなくなる。このため、フィン(2)におけるM
n量は0.5〜1.5wt%に設定される必要がある。特
に好ましいMn量の下限値は0.7wt%であり、上限値
は1.3wt%である。また、フィン(2)中の不純物特
にSiが0.6wt%を超え、Feが0.7wt%を超え、
Cuが0.05wt%を超えても、やはりフィンの孔食電
位が貴となりチューブとの間に所望の電位差を得ること
ができない。従って、Si:0.6wt%以下、Fe:
0.7wt%以下、Cu:0.05wt%以下にそれぞれ規
制される必要がある。
ィンの強度を向上させるための元素であるが、0.5wt
%未満ではその効果に乏しい。逆に1.5wt%を超える
とフィン(2)の孔食電位が貴となり、フィン(2)と
チューブ(1)との間に十分な孔食電位差を確保するこ
とができなくなる。このため、フィン(2)におけるM
n量は0.5〜1.5wt%に設定される必要がある。特
に好ましいMn量の下限値は0.7wt%であり、上限値
は1.3wt%である。また、フィン(2)中の不純物特
にSiが0.6wt%を超え、Feが0.7wt%を超え、
Cuが0.05wt%を超えても、やはりフィンの孔食電
位が貴となりチューブとの間に所望の電位差を得ること
ができない。従って、Si:0.6wt%以下、Fe:
0.7wt%以下、Cu:0.05wt%以下にそれぞれ規
制される必要がある。
【0028】また、フィン(2)に含まれるZn、I
n、Snは融雪材のあるアルカリ環境下における耐食性
を向上させるものである。即ち、Zn、In、Snの1
種または2種以上を含有することにより、融雪剤のある
アルカリ環境下において、フィン(2)の表面に溶解度
の小さい水酸化亜鉛等の皮膜が形成されてアルカリに対
して防食作用を示し、その結果特別の防食用化成処理を
施す必要がなくフィン(2)の腐食発生を抑制すること
ができ、フィンが有する陰極防食作用が損なわれること
はない。このように、Zn、In、Snはアルカリ腐食
環境下においてフィンの防食を図る点で同一の作用を有
するものであり、少なくとも1種が含有されれば足りる
が、Znが0.5wt%未満、Inが0.01wt%未満、
Snが0.01wt%未満(InとSnの両方が含有され
る場合はInとSnの合計が0.01wt%未満)では、
防食効果に乏しい。逆に、Znが2.0wt%を超え、I
nが0.2wt%を超え、Snが0.2wt%を超える場合
(InとSnの両方が含有される場合はInとSnの合
計が0.2wt%を超える場合)には、前記効果の増大が
ないばかりか、スクラップとして返り材となった時に他
材料と混合できないなど材料選択上問題となるという欠
点を派生する。従って、Zn0.5〜2.0wt%、I
n:0.01〜0.2wt%、Sn:0.01〜0.2wt
%(ただしInとSnが同時に含まれる場合はInとS
nの合計が0.01〜0.2wt%)の範囲で含有されな
ければならない。特に好ましい含有量は、Zn:0.8
〜1.7wt%(特に0.9〜1.5wt%)、In:0.
05〜0.1wt%、Sn:0.05〜0.1wt%(ただ
しInとSnが同時に含まれる場合はInとSnの合計
が0.05〜0.1wt%)である。
n、Snは融雪材のあるアルカリ環境下における耐食性
を向上させるものである。即ち、Zn、In、Snの1
種または2種以上を含有することにより、融雪剤のある
アルカリ環境下において、フィン(2)の表面に溶解度
の小さい水酸化亜鉛等の皮膜が形成されてアルカリに対
して防食作用を示し、その結果特別の防食用化成処理を
施す必要がなくフィン(2)の腐食発生を抑制すること
ができ、フィンが有する陰極防食作用が損なわれること
はない。このように、Zn、In、Snはアルカリ腐食
環境下においてフィンの防食を図る点で同一の作用を有
するものであり、少なくとも1種が含有されれば足りる
が、Znが0.5wt%未満、Inが0.01wt%未満、
Snが0.01wt%未満(InとSnの両方が含有され
る場合はInとSnの合計が0.01wt%未満)では、
防食効果に乏しい。逆に、Znが2.0wt%を超え、I
nが0.2wt%を超え、Snが0.2wt%を超える場合
(InとSnの両方が含有される場合はInとSnの合
計が0.2wt%を超える場合)には、前記効果の増大が
ないばかりか、スクラップとして返り材となった時に他
材料と混合できないなど材料選択上問題となるという欠
点を派生する。従って、Zn0.5〜2.0wt%、I
n:0.01〜0.2wt%、Sn:0.01〜0.2wt
%(ただしInとSnが同時に含まれる場合はInとS
nの合計が0.01〜0.2wt%)の範囲で含有されな
ければならない。特に好ましい含有量は、Zn:0.8
〜1.7wt%(特に0.9〜1.5wt%)、In:0.
05〜0.1wt%、Sn:0.05〜0.1wt%(ただ
しInとSnが同時に含まれる場合はInとSnの合計
が0.05〜0.1wt%)である。
【0029】また、チューブ(1)のろう材(1c)に含
まれるZnは、ろう付加熱時にチューブの心材(1b)に
拡散してZn拡散層を形成し、陰極防食作用を発揮する
とともに、アルカリ腐食環境下において水酸化亜鉛等の
皮膜が形成されてアルカリに対して防食作用を示し、そ
の結果チューブ(1)の腐食発生を抑制することができ
る。しかし、ろう材(1c)中のZn量が0.5wt%未満
ではその効果に乏しい。逆に2.0wt%を超えても該効
果の増大がないばかりか、ろう材層の腐食速度が早く
て、陰極防食効果が長続きしないという欠点を派生す
る。従って、ろう材(1c)中のZn含有量は0.5〜
2.0wt%に設定する必要がある。特に好ましい含有量
は0.8〜1.7wt%である。なお、Al−Si系ろう
材(1c)におけるSi含有量は、一般的には、8〜11
wt%あるいはその近傍範囲に設定される。
まれるZnは、ろう付加熱時にチューブの心材(1b)に
拡散してZn拡散層を形成し、陰極防食作用を発揮する
とともに、アルカリ腐食環境下において水酸化亜鉛等の
皮膜が形成されてアルカリに対して防食作用を示し、そ
の結果チューブ(1)の腐食発生を抑制することができ
る。しかし、ろう材(1c)中のZn量が0.5wt%未満
ではその効果に乏しい。逆に2.0wt%を超えても該効
果の増大がないばかりか、ろう材層の腐食速度が早く
て、陰極防食効果が長続きしないという欠点を派生す
る。従って、ろう材(1c)中のZn含有量は0.5〜
2.0wt%に設定する必要がある。特に好ましい含有量
は0.8〜1.7wt%である。なお、Al−Si系ろう
材(1c)におけるSi含有量は、一般的には、8〜11
wt%あるいはその近傍範囲に設定される。
【0030】また、前記チューブ(1)の心材(1b)に
含まれるFeが多いとろう材拡散の核となり、ろう材の
異常拡散が起こりやすい。このようなろう材の異常拡散
部分が腐食環境下に置かれると、該部分が優先的に腐食
して短期間で冷媒漏れを起こすおそれがある。このた
め、チューブ心材(1b)の不純物、特にFe量は少ない
ほど良く、望ましくは0.3wt%以下に規制されるのが
良い。また、Fe量を少なくすることによって、フィン
(2)による陰極防食作用が発揮されない場合であって
も、チューブ(1)の孔食が少なくなり耐食性が向上す
るという効果もある。
含まれるFeが多いとろう材拡散の核となり、ろう材の
異常拡散が起こりやすい。このようなろう材の異常拡散
部分が腐食環境下に置かれると、該部分が優先的に腐食
して短期間で冷媒漏れを起こすおそれがある。このた
め、チューブ心材(1b)の不純物、特にFe量は少ない
ほど良く、望ましくは0.3wt%以下に規制されるのが
良い。また、Fe量を少なくすることによって、フィン
(2)による陰極防食作用が発揮されない場合であって
も、チューブ(1)の孔食が少なくなり耐食性が向上す
るという効果もある。
【0031】尚、チューブ(1)をブレージングシート
により構成する場合は、一般に、チューブ内には別途イ
ンナーフィンが挿入ろう付されるが、図4ではインナー
フィンは省略してある。
により構成する場合は、一般に、チューブ内には別途イ
ンナーフィンが挿入ろう付されるが、図4ではインナー
フィンは省略してある。
【0032】
【作用】第1の発明においては、チューブに所定量のC
uを含有せしめる一方、フィンの心材に所定量のMnを
含有せしめるとともに不純物としてのSi、Fe、Cu
を規制したから、チューブの孔食電位がより貴となり、
フィンの心材の孔食電位がより卑となり、両部材間の孔
食電位差はより大きくなる。従って、酸性あるいは中性
環境下において、フィンの陰極防食作用が効果的に発揮
される。また、チューブ表面に被覆形成されたZn拡散
層、あるいはチューブ表面のAl−Si系ろう材中のZ
nがチューブ心材に拡散することによって形成された拡
散層も陰極防食作用を発揮して、より耐食性に優れたも
のとなる。
uを含有せしめる一方、フィンの心材に所定量のMnを
含有せしめるとともに不純物としてのSi、Fe、Cu
を規制したから、チューブの孔食電位がより貴となり、
フィンの心材の孔食電位がより卑となり、両部材間の孔
食電位差はより大きくなる。従って、酸性あるいは中性
環境下において、フィンの陰極防食作用が効果的に発揮
される。また、チューブ表面に被覆形成されたZn拡散
層、あるいはチューブ表面のAl−Si系ろう材中のZ
nがチューブ心材に拡散することによって形成された拡
散層も陰極防食作用を発揮して、より耐食性に優れたも
のとなる。
【0033】また、フィンの心材に所定量のZn、I
n、Snの1種または2種以上が含まれ、あるいはフィ
ンのろう材にも所定量のZn、In、Snの1種または
2種以上が含まれており、チューブにZn拡散層が形成
されているから、融雪剤の存在するようなアルカリ環境
下において、フィンやチューブの表面に溶解度の小さい
水酸化亜鉛等の皮膜が形成されて、アルカリに対して防
食作用を示すものとなる。
n、Snの1種または2種以上が含まれ、あるいはフィ
ンのろう材にも所定量のZn、In、Snの1種または
2種以上が含まれており、チューブにZn拡散層が形成
されているから、融雪剤の存在するようなアルカリ環境
下において、フィンやチューブの表面に溶解度の小さい
水酸化亜鉛等の皮膜が形成されて、アルカリに対して防
食作用を示すものとなる。
【0034】また、チューブのFe量が一定値以下に規
制されている場合には、ろう材がチューブ内に異常拡散
することに起因するチューブの耐食性悪化が防止され
る。
制されている場合には、ろう材がチューブ内に異常拡散
することに起因するチューブの耐食性悪化が防止され
る。
【0035】一方、第2の発明においては、チューブの
心材とフィンの作用は上記の第1の発明のチューブとフ
ィン心材の作用と同じであるが、チューブろう材中のZ
nがろう付加熱によってチューブ心材に拡散され、該拡
散層がチューブの陰極防食作用及びアルカリ環境下にお
ける防食作用を発揮する。
心材とフィンの作用は上記の第1の発明のチューブとフ
ィン心材の作用と同じであるが、チューブろう材中のZ
nがろう付加熱によってチューブ心材に拡散され、該拡
散層がチューブの陰極防食作用及びアルカリ環境下にお
ける防食作用を発揮する。
【0036】
【実施例】次に、この発明の実施例を説明する。
【0037】(実施例A)図1及び図2に示した熱交換
器を製作するに際し、熱交換チューブ(1)として、表
1に示す各種組成のアルミニウム合金からなる肉厚0.
7mmの押出偏平ハモニカチューブをそれぞれ複数個製
作するとともに、チューブの厚さ方向の両面に、溶射法
により10〜15g/m2 のZn溶射層を形成した。各
チューブ(1)のZn被覆前(押出材のままのもの)及
びZn被覆後の孔食電位(対S.C.E)は表1のとお
りであった。
器を製作するに際し、熱交換チューブ(1)として、表
1に示す各種組成のアルミニウム合金からなる肉厚0.
7mmの押出偏平ハモニカチューブをそれぞれ複数個製
作するとともに、チューブの厚さ方向の両面に、溶射法
により10〜15g/m2 のZn溶射層を形成した。各
チューブ(1)のZn被覆前(押出材のままのもの)及
びZn被覆後の孔食電位(対S.C.E)は表1のとお
りであった。
【0038】次に、コルゲートフィン(2)として、表
1に示す各種組成の心材の両面にAl−Si系ろう材を
クラッドした厚さ0.13mmのブレージングシートを
成形したものをそれぞれ複数個用意した。各コルゲート
フィンの心材及びろう材の孔食電位(対S.C.E)は
表1のとおりであった。
1に示す各種組成の心材の両面にAl−Si系ろう材を
クラッドした厚さ0.13mmのブレージングシートを
成形したものをそれぞれ複数個用意した。各コルゲート
フィンの心材及びろう材の孔食電位(対S.C.E)は
表1のとおりであった。
【0039】一方、ヘッダー(3)(4)として、A3
203アルミニウム合金心材の両面にAl−Si−Zn
系合金をクラッドした厚さ15mmのブレージングシー
トを筒状に成形するとともに、チューブ挿入孔(5)を
設けたものを用意した。
203アルミニウム合金心材の両面にAl−Si−Zn
系合金をクラッドした厚さ15mmのブレージングシー
トを筒状に成形するとともに、チューブ挿入孔(5)を
設けたものを用意した。
【0040】そして、前記チューブ(1)の長さ方向の
両端を、1対のヘッダー(3)(4)のチューブ挿入孔
(5)に差し込むとともに、隣接チューブ(1)(1)
間に前記コルゲートフィン(2)を配置して熱交換器組
立体とした。
両端を、1対のヘッダー(3)(4)のチューブ挿入孔
(5)に差し込むとともに、隣接チューブ(1)(1)
間に前記コルゲートフィン(2)を配置して熱交換器組
立体とした。
【0041】こうして仮組した各種熱交換器サンプル
に、フッ化物系フラックス懸濁液を塗布したのち、窒素
雰囲気中で加熱した。加熱後のチューブ表面のZn濃
度、Zn拡散層の厚さ、Zn濃度勾配は表1のとおりで
あった。
に、フッ化物系フラックス懸濁液を塗布したのち、窒素
雰囲気中で加熱した。加熱後のチューブ表面のZn濃
度、Zn拡散層の厚さ、Zn濃度勾配は表1のとおりで
あった。
【0042】次に、各熱交換器サンプルについて、表2
に示すような3種類の腐食試験を実施した。
に示すような3種類の腐食試験を実施した。
【0043】そして、腐食試験後においてチューブに発
生した最も深い腐食の深さを測定するとともに、腐食状
態を目視観察した。その結果を表1に示す。
生した最も深い腐食の深さを測定するとともに、腐食状
態を目視観察した。その結果を表1に示す。
【0044】
【表1】
【表2】 表1の結果からわかるように、本発明実施品ではチュー
ブの最大腐食深さがいずれもZn拡散層の厚さと同程度
であり、フィン及びZn拡散層の陰極防食効果が明確に
認められ、優れた耐食性を示すものであった。また、融
雪剤存在下での耐食性にも優れていることがわかる。
ブの最大腐食深さがいずれもZn拡散層の厚さと同程度
であり、フィン及びZn拡散層の陰極防食効果が明確に
認められ、優れた耐食性を示すものであった。また、融
雪剤存在下での耐食性にも優れていることがわかる。
【0045】これに対して、比較品ではチューブの最大
腐食深さがいずれもZn拡散層の厚さを超えてピット状
を呈しており、耐食性に劣るものであった。特に比較品
6、7では、ヘッダーのろう材がチューブに濡れ広がっ
て部分的にSi侵食が起こっており、深い腐食が認めら
れた。
腐食深さがいずれもZn拡散層の厚さを超えてピット状
を呈しており、耐食性に劣るものであった。特に比較品
6、7では、ヘッダーのろう材がチューブに濡れ広がっ
て部分的にSi侵食が起こっており、深い腐食が認めら
れた。
【0046】(実施例B)チューブ(1)として、表3
に示す組成の心材の両面に同表に示す組成のろう材が被
覆されたブレージングシートの成形品を用いるととも
に、フィン(2)として表4に示す組成のものを用い、
チューブ(1)とフィン(2)との接合を前記チューブ
のろう材を介して行った以外は、上記実施例Aと同様に
して各種の熱交換器を製作した。
に示す組成の心材の両面に同表に示す組成のろう材が被
覆されたブレージングシートの成形品を用いるととも
に、フィン(2)として表4に示す組成のものを用い、
チューブ(1)とフィン(2)との接合を前記チューブ
のろう材を介して行った以外は、上記実施例Aと同様に
して各種の熱交換器を製作した。
【0047】
【表3】 そして、得られた熱交換器サンプルについて、前記表2
に示したのと同じ3種類の腐食試験を実施し、チューブ
に発生した最も深い腐食の深さを測定するとともに、腐
食状態を目視観察した。その結果を表3に示す。
に示したのと同じ3種類の腐食試験を実施し、チューブ
に発生した最も深い腐食の深さを測定するとともに、腐
食状態を目視観察した。その結果を表3に示す。
【0048】表3の結果から、本発明実施品は耐食性に
優れていることがわかる。
優れていることがわかる。
【0049】
【発明の効果】この発明にかかる第1のものは、チュー
ブに所定量のCuを含有せしめる一方、フィンの心材に
所定量のMnを含有せしめるとともに不純物としてのS
i、Fe、Cuを規制したから、チューブの孔食電位を
より貴に、フィンの心材の孔食電位をより卑にでき、両
部材間の孔食電位差を大きくすることができる。従っ
て、酸性あるいは中性環境下において、フィンの陰極防
食作用を効果的に発揮させることができる。また、チュ
ーブ表面に被覆形成されたZn拡散層も陰極防食作用を
発揮して、より耐食性に優れたものとなる。一方また、
フィンの心材に所定量のZn、In、Snの1種または
2種以上が含まれ、あるいはフィンのろう材にも所定量
のZn、In、Snの1種または2種以上が含まれてお
り、かつチューブにZn拡散層が形成されているから、
融雪剤の存在するようなアルカリ環境下において、フィ
ンやチューブの表面に溶解度の小さい水酸化亜鉛等の皮
膜が形成されてアルカリに対して防食作用を発揮させる
ことができる。その結果、各種の腐食環境に対して優れ
た耐食性を有する熱交換器となしえ、使用環境に対する
適用範囲を拡大できる。
ブに所定量のCuを含有せしめる一方、フィンの心材に
所定量のMnを含有せしめるとともに不純物としてのS
i、Fe、Cuを規制したから、チューブの孔食電位を
より貴に、フィンの心材の孔食電位をより卑にでき、両
部材間の孔食電位差を大きくすることができる。従っ
て、酸性あるいは中性環境下において、フィンの陰極防
食作用を効果的に発揮させることができる。また、チュ
ーブ表面に被覆形成されたZn拡散層も陰極防食作用を
発揮して、より耐食性に優れたものとなる。一方また、
フィンの心材に所定量のZn、In、Snの1種または
2種以上が含まれ、あるいはフィンのろう材にも所定量
のZn、In、Snの1種または2種以上が含まれてお
り、かつチューブにZn拡散層が形成されているから、
融雪剤の存在するようなアルカリ環境下において、フィ
ンやチューブの表面に溶解度の小さい水酸化亜鉛等の皮
膜が形成されてアルカリに対して防食作用を発揮させる
ことができる。その結果、各種の腐食環境に対して優れ
た耐食性を有する熱交換器となしえ、使用環境に対する
適用範囲を拡大できる。
【0050】特にチューブ表面のZn濃度が0.8〜5
wt%、Zn拡散層の厚さが90〜200μm、Zn濃度
勾配が4×10-3wt%/μm以上に規定されている場合
には、チューブ表面のZn拡散層の効果をさらに有効に
発揮させることができる。
wt%、Zn拡散層の厚さが90〜200μm、Zn濃度
勾配が4×10-3wt%/μm以上に規定されている場合
には、チューブ表面のZn拡散層の効果をさらに有効に
発揮させることができる。
【0051】また、チューブにおける不純物としてのF
eが0.3wt%以下に規制されている場合には、ろう材
がチューブ内に異常拡散することに起因するチューブの
耐食性悪化を防止できる。特に、チューブの表面粗さが
Rmax 15μm以下に調整されている場合には、ろう材
の異常拡散をさらに防止することができる。
eが0.3wt%以下に規制されている場合には、ろう材
がチューブ内に異常拡散することに起因するチューブの
耐食性悪化を防止できる。特に、チューブの表面粗さが
Rmax 15μm以下に調整されている場合には、ろう材
の異常拡散をさらに防止することができる。
【0052】一方、この発明の第2のものにおいては、
チューブの心材に所定量のCuを含有せしめる一方、フ
ィンに所定量のMnを含有せしめるとともに不純物とし
てのSi、Fe、Cuを規制したから、チューブ心材の
孔食電位をより貴に、フィンの孔食電位をより卑にで
き、両部材間の孔食電位差を大きくすることができる。
従って、酸性あるいは中性環境下において、フィンの陰
極防食作用を効果的に発揮させることができる。また、
チューブ表面のろう材中のZnがろう付加熱によって拡
散し、この拡散層も陰極防食作用を発揮して、より耐食
性に優れたものとなる。一方また、フィンに所定量のZ
n、In、Snの1種または2種以上が含まれており、
かつチューブにもZn拡散層が形成されるから、融雪剤
の存在するようなアルカリ環境下において、フィンやチ
ューブの表面に溶解度の小さい水酸化亜鉛等の皮膜が形
成されてアルカリに対して防食作用を発揮させることが
できる。その結果、各種の腐食環境に対して優れた耐食
性を有する熱交換器となしえ、使用環境に対する適用範
囲を拡大できる。
チューブの心材に所定量のCuを含有せしめる一方、フ
ィンに所定量のMnを含有せしめるとともに不純物とし
てのSi、Fe、Cuを規制したから、チューブ心材の
孔食電位をより貴に、フィンの孔食電位をより卑にで
き、両部材間の孔食電位差を大きくすることができる。
従って、酸性あるいは中性環境下において、フィンの陰
極防食作用を効果的に発揮させることができる。また、
チューブ表面のろう材中のZnがろう付加熱によって拡
散し、この拡散層も陰極防食作用を発揮して、より耐食
性に優れたものとなる。一方また、フィンに所定量のZ
n、In、Snの1種または2種以上が含まれており、
かつチューブにもZn拡散層が形成されるから、融雪剤
の存在するようなアルカリ環境下において、フィンやチ
ューブの表面に溶解度の小さい水酸化亜鉛等の皮膜が形
成されてアルカリに対して防食作用を発揮させることが
できる。その結果、各種の腐食環境に対して優れた耐食
性を有する熱交換器となしえ、使用環境に対する適用範
囲を拡大できる。
【図1】この発明を適用した熱交換器の一例を示すもの
で、(イ)は正面図、(ロ)は平面図である。
で、(イ)は正面図、(ロ)は平面図である。
【図2】図1の熱交換器のチューブ及びフィンとヘッダ
ーを分離して示す断面斜視図である。
ーを分離して示す断面斜視図である。
【図3】図2のIII −III 線断面拡大図である。
【図4】チューブとフィンの構成を変えた図3相当の断
面拡大図である。
面拡大図である。
フロントページの続き (72)発明者 小堀 一博 堺市海山町6丁224番地 昭和アルミニウ ム株式会社内
Claims (6)
- 【請求項1】 アルミニウム合金製の熱交換チューブ
と、心材の表面にろう材が被覆されたアルミニウム合金
製ブレージングシートからなるフィンとが組合わされる
とともに、前記ろう材を介して接合された熱交換器にお
いて、 前記チューブが、Cu:0.06〜0.5wt%を含有
し、残部アルミニウム及び不純物からなるとともに、チ
ューブ表面にZnが被覆、拡散され、 前記フィンの心材が、Mn:0.5〜1.5wt%を含有
し、さらにZn:0.5〜2.0wt%、In:0.01
〜0.2wt%、Sn:0.01〜0.2wt%の1種また
は2種以上(ただしInとSnが同時に含まれる場合は
InとSnの合計が0.01〜0.2wt%)を含有し、
残部アルミニウム及び不純物からなるとともに、不純物
としてSi:0.6wt%以下、Fe:0.7wt%以下、
Cu:0.05wt%以下にそれらの含有量が規制され、 前記ろう材がAl−Si系合金にZn:0.5〜2.0
wt%、In:0.01〜0.2wt%、Sn:0.01〜
0.2wt%の1種または2種以上(ただしInとSnが
同時に含まれる場合はInとSnの合計が0.01〜
0.2wt%)が含まれてなるものであることを特徴とす
る耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器。 - 【請求項2】 チューブ表面のZn濃度が0.8〜5wt
%、Zn拡散層の厚さが90〜200μm、Zn濃度勾
配が4×10-3wt%/μm以上に規定されている請求項
1に記載の耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換
器。 - 【請求項3】 チューブにおける不純物としてのFeが
0.3wt%以下に規制されている請求項1または2に記
載の耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器。 - 【請求項4】 チューブの表面粗さがRmax 15μm以
下に調整されている請求項1ないし3のいずれかに記載
の耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器。 - 【請求項5】 心材の表面にろう材が被覆されたアルミ
ニウム合金製ブレージングシートからなる熱交換チュー
ブと、アルミニウム合金製のフィンとが組合わされると
ともに、前記ろう材を介して接合された熱交換器におい
て、 前記チューブの心材が、Cu:0.06〜0.5wt%を
含有し、残部アルミニウム及び不純物からなるととも
に、ろう材がAl−Si系合金にZn:0.5〜2.0
wt%が含まれてなり、 前記フィンが、Mn:0.5〜1.5wt%を含有し、さ
らにZn:0.5〜2.0wt%、In:0.02〜0.
2wt%、Sn:0.02〜0.2wt%の1種または2種
以上(ただしInとSnが同時に含まれる場合はInと
Snの合計が0.02〜0.2wt%)を含有し、残部ア
ルミニウム及び不純物からなるとともに、不純物として
Si:0.6wt%以下、Fe:0.7wt%以下、Cu:
0.05wt%以下にそれらの含有量が規制されてなるこ
とを特徴とする耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交
換器。 - 【請求項6】 チューブの心材における不純物としての
Feが0.3wt%以下に規制されている請求項5に記載
の耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15321095A JPH093580A (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15321095A JPH093580A (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH093580A true JPH093580A (ja) | 1997-01-07 |
Family
ID=15557460
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15321095A Pending JPH093580A (ja) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | 耐食性に優れたアルミニウム合金製熱交換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH093580A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005066570A1 (en) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Showa Denko K.K. | Heat exchanger, method for manufacturing the same, and heat exchanging tube |
JP2005257257A (ja) * | 2004-02-12 | 2005-09-22 | Showa Denko Kk | 熱交換器及びその製造方法 |
JP2006188756A (ja) * | 2004-12-07 | 2006-07-20 | Showa Denko Kk | 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 |
JP2009127995A (ja) * | 2007-11-28 | 2009-06-11 | Furukawa Sky Kk | 熱交換器用チューブ及びこれと外部フィンとを結合した熱交換器 |
WO2011115133A1 (ja) * | 2010-03-16 | 2011-09-22 | 古河スカイ株式会社 | 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 |
JP2016047967A (ja) * | 2015-12-25 | 2016-04-07 | 株式会社Uacj | 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 |
WO2024093977A1 (zh) * | 2022-10-31 | 2024-05-10 | 杭州三花微通道换热器有限公司 | 一种换热器和用于换热器的集管 |
-
1995
- 1995-06-20 JP JP15321095A patent/JPH093580A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005066570A1 (en) * | 2004-01-09 | 2005-07-21 | Showa Denko K.K. | Heat exchanger, method for manufacturing the same, and heat exchanging tube |
JP2007528297A (ja) * | 2004-01-09 | 2007-10-11 | 昭和電工株式会社 | 熱交換器及びその製造方法並びに熱交換器用チューブ |
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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 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051129 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060516 |