JPS6111595A - 耐食性が良好なアルミニウム合金製熱交換器のコア - Google Patents

耐食性が良好なアルミニウム合金製熱交換器のコア

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JPS6111595A
JPS6111595A JP13197884A JP13197884A JPS6111595A JP S6111595 A JPS6111595 A JP S6111595A JP 13197884 A JP13197884 A JP 13197884A JP 13197884 A JP13197884 A JP 13197884A JP S6111595 A JPS6111595 A JP S6111595A
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aluminum alloy
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heat exchanger
less
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Riki Hagiwara
萩原 理樹
Hideo Ito
秀男 伊藤
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Nippon Steel Corp
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/084Heat exchange elements made from metals or metal alloys from aluminium or aluminium alloys

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、カーエア」ンの]ンデン→J−1■バボレ−
ター、自動車用ラジェーター等のアルミニウム合金製熱
交換器のコアどして、耐食性1が良好イ]アに関するも
のである。
惺」JすU)□li− 従来、一般にろうM l−1により組立てられる7フル
ミニ「”ノへ合金製の空冷式熱交換器の=]アは、作動
流体(冷媒、冷却水イ【ど)の通路と、空気側の冷7,
11用フrンとによって構成されている。また、熱交換
器のコアには、端部がLJ曲げされ、直管部が並行して
蛇行状に連なり、多孔を設置jた偏平警状の作動流体通
路と、その直管部に接合されたフィンで構成されたらの
が広く用いられている。このようイI−]アは作動流体
通路を構成する板、形々4、あるい(,1゜管及び冷却
用)(ンを椙成刀る板のいづれか一方あるい(,11両
1〕(ニ)′しI−ジングシ−1・(〕′ルミニウムあ
るい+、1. Nrl f2アルミニウ11合金を心材
と1ノ、△181系又は△l−F、i−M(]基合金ろ
−)を皮1イどしだ合μ(反)を用いで、ろう(dll
に土【′)金属接合されるのが酋i!Ifである。
しかし、この、1. )イシ“熱交1ψ器が厳しノいf
lil I”、1環境、例えば塩分の多い尚)τ」JI
雰囲気や凍結防止剤の使用され−Cいる)^路、あるい
は高温高湿地帯では、作動流体通路を構成する材料にお
いて空気側より署しい孔食を生じ、内部流体の漏れが生
ずるようになるため、当該熱交換器の使用範囲に多くの
制限が加えられてい 1.:。
王こで現在、アルミニウム製熱交換器コアの耐食性を向
−1ニする手段を講じたものどして下記のような熱交換
器がある。
1) Zn Cl z系フラックスにより、フラックス
ろう(t 1)を行なって作動流体通路の外部のアルミ
ニウム表面にZnを置換付着さ0、ろう47口Jの加熱
にJζって表面に70拡散層を形成さQ 、これにより
該通路の耐食1z1を十げ′lこもの、1 2)Znn系シンイ・11〜Jを利用して、 1)と同
じ<Zrアルミニウム面にZn拡散層を形成しlr: 
’t)の1. 3)作動流、1小通路IAニ△l−Mn系、Al−CL
I系、あるいはAl −Mn−C1l系のアルミニウム
合金を用い、フィン材にAl=Zn系、△1〜8n系の
犠11陽極効果を有η゛るアルミニウム合金を用いて作
動流体通路月にフィン材との電位差をもたせて該通路の
耐食+’lを向上さ仕たもの。
発明が解決しようどする問題点 前記3)の熱交換器のコアにおいては、作動流体通路に
+13 t、Iるフィンとの接合部は、フィン材の犠1
〆1陽極効果が及ぶために、イの耐食性は向上するらの
の、作動流体通路の両端のU曲げ部(fI−1ベント部
)は、フーCンから10〜15mm以1.11111れ
ているため、フィン材の犠11陽極り11宋の到達範囲
外にilするのて゛、該部分の耐食1!I l;l、該
通路I自体のi−1食↑ノ1に依存しTいた、11、カ
l、?IY来ノ該通路)rA (rl 耐1’、I (
I+は十分で/J+・いのC1該部分には深い孔口が発
生して、二1アの耐久t’lを低下していた、。
そこで、本発明が解決しようとする問題点は、フィン材
の1n Vl陽極効宋音利用して耐食性の向−トを図る
熱交換器において、作動流体通路の端部、例えば多孔の
偏平状熱交1り管のチューブベント部のような、フィン
h口ら離れてフィンの犠11陽極効甲が及ばない部分に
孔食が発生しないように、作動流体通路材自体の耐食性
を向上させるようにした該通路材の新規合金を得ること
、及びこの合金ににる該通路を犠牲陽極効果を十分に有
する材料を用いたフィンと相合l−て、ろう付1〜Jに
より構成してイρる熱交換器のコアを得ることにある。
Vす國玉l夫上りこめの手段 前記問題点は、本発明にJ:す、作動流体通路材と(]
て下記の組成のアルミニウム合金を用い、かつフィンl
として、下記1)の組成のアルミニウム合金あるいは下
記2)の組成のアルミニウム合金のいづ′れかを心材に
、△1〜81系又はAl −8t−M(I系ろうを皮(
4どしC複合したプレージングシートを用いて、これら
作動流体通路とフィンとを相合せて、ろう伺(プよって
熱交換器コアに構成することによって解決される。
作動流体通路月 M(1: 0.03〜0.2%、Mn : 0.31〜
0.85%、Z n : 0.51〜1.0%を含み、
又は更にC11:0.03〜0.20%、Cr : 0
,01〜0.3%、Zr:0.01〜0.3、Ti:0
.01〜0.3%の6一 1種又は2秤以十を含み、残部は「e :0.15%以
下、5ilo、15%以下のほか実質的にA1で゛ある
11ルミニウム含金。
フィン用プレージングシートの心材 1) Zn :  0.1・=!+%、Mn : 0.
2〜2%を含み、又は史にMg : 0゜1〜1%、C
(1;0.01〜1%、O1’ : 0.01□−0,
5%、Zr:0.01〜0.5%の1種又は2神以1〜
を含み、残部は実τ1的に△l 7’あインアルミニ9
18合金。(ただし、/11吊は前記作動冶1体通路用
アルミニウl\合金中の70吊上り人)2) Sn :
 0,02−009%を含み、又は更にM!II : 
 0.1〜2%、Mn: 0.1〜2%、Zn:0.1
〜5%、CLI : 0.01〜2%、Cr二0.01
〜0.5%、Z r : 0.01〜0.5%、Fe二
0.01〜2%、Si:0.01〜1%の1種又は2種
以上を含み、残部は実質的にA1であるアルミニウム合
金。
次に上記の各アルミニウム合金におl−jる各成分の有
する作用と含有量について説明する。
作動流体通路月 Mg、Mnは、jtに通路材の強度を向」:さ1!る。
fvH+の吊が0.03%にり少いとこの作用はなく、
一方0.2%より多いと通路材の耐食性1を劣化させる
。またMgの吊も0.31%J:り少イ「いと上記の作
用がなく、0.85%を越えると同じく耐食性を損なう
/1)は、該通路材の耐孔食を向上させる。
イの61が0.51%より少いと十分でなく、一方1.
0 ’10 Jり多いど通路材の自己腐食量が増加する
Cr 、Zr 、Tiは、いづれも合金の結晶粒を微細
化して通路材の耐孔食性を向上させる。しかし、いづれ
の成分もその吊が0.01%より少いどこの作用はなく
、一方0.3%にり多いと巨大化合物を生じさせて通路
材の耐食性を劣化させる。
CLIは、通路材の強度を向上させる。その量が0.0
3%J:り少ないとこの作用はなく、一方0.2%より
多いときには耐食性を劣化させる。
Fe 、3iは、不純物であって、いづれも0.15%
より多く存在すると通路材の耐孔食性を劣化さVるので
、それぞれ0.15以下に制限する。
フィン材どしての一/1.・−ジンジヤ−1・の心材前
ii[!1)のアルミニウム合金、合金Znは、フィン
が作v1流体通路に接合されて熱交換器二lFに組立て
られたとき、ツインがアノードど(7るJ、うにフィン
材の電位を卑にする作用がある。ただし、フィン材中の
Zn串(,1,前記1′[動流体通路H用アルミニウム
合金中のZn吊より多くする心数がある。好ましくはフ
ィン材中のZn吊≧通路材中のZn間+0.4%とする
。そして、Zn含有量が0.1%より少ないときは上記
作用はなく、一方5%を越えるほど多くするとフィン材
の自己腐食が激しくなる。
Mnは、フィン材の強度のほか、耐座屈性、コルゲート
加工性も改善する作用がある。しかし、その量が0.2
%より少いとこの作用はなく、一方2%より多いとこの
合金の鋳造時に巨大な金属間化合物を晶出して材質欠陥
の原因をつ(る。
この合金は、またMn 、Cu 、Zr 。
FCのうちの1種又は2種以上を含むことがあるが、こ
れらの成分はフィン材の強度、耐座屈すノ1を改善する
触きがある。ただしMOが0.1%J、す、Cu、Or
及びZrが0.01%より、「eが0.05%にり少い
と上記作用はイfく、一方Mg、CI」及びFeが1%
より、Cr及びlrが0.5%より多いとろう付【J性
の低下、コルゲート加工性などを低下させる。本合金は
不純物としてSi1%以下、Ti  005%以下、B
 O,1%以下、Ni  1%以下を含んでもよい。
前記2)のアルミニウム合金 3nは、フィンが犠牲陽極となるようにフィン材の電位
を卑にする作用がある。しかし含有量が0.02%より
少いときはこの作用はなく、一方0.09%より多いと
このり斜の圧延加工性が低下し、またフィン材において
自己腐食量が大き(なる。
Ma 、 Mn 、 Cu 、Cr 、Zr 、 Fe
及びSiはフィン材の強度、耐垂下性、フィン成形加工
費などを改善する働きがある。
ただしMg及びMnが0.1%より、OLI、Or、Z
r、Fe及びSiが0.01%より少いと−に記の動ぎ
がなく、一方MgXMn 。
C11及びFeが2%J:す、Cr、Zrが0.5%J
:す、S:h<1%J、り多イ、!= jA fil 
)塑性加工性が低下する。
Znはフィン材に犠牲陽極宋音を与え、前記Snの働き
を助長する。しかし壬の含有量が0.1%より少いとこ
のIil+きは少く、5%より多いどフィン材のろう(
qt it fすが低下する。
一方、プLノージングシ−1・の皮材に(,1、A I
 −S i  (6〜15% ) m rf△l −S
i(6・=15%  )   −MIJ   (0,2
〜3  %  )  ”fnO>  −ノ’ルミニウム
合金ろうが用いられる。
また、本発明による熱交換器コアを組立てる際のろうM
 l−J法としては、フラックス法、真空法、低圧雰囲
気法、不活性ガス雰囲気法などいづれのものでもよい。
実施例 第1表に掲げる各種合金材から作動流体通路として、肉
厚0.7mmtの多孔チコーブを製作し、また第2表に
18ける3種の合金を心材としたプレージングシートを
用いてフィンを製作し、これらを第2表に示すとおりに
組合せて、各種ろう付は法にJ:って熱交換器コアに組
立てた。次いで各側の熱交換器コアについて、下記のI
IX食試験を行なって作動流体通路外面における最大孔
食深さを調べた。その結束を第2表に示す。
腐食試験 0△SS試験(、J I S H8681)  2ヶ月
乾個交n浸漬試験      2ケ月 3%Na C1、pl−1= 3−M酸で調整40℃×
30分浸tFj  50℃×30分乾燥の繰返し 第1表 第1表のつづぎ 第2表 第2表のつづき 発明の効果 実施例に示した試験結果から明らかであるように、本発
明によれば、フィンHの犠11陽極効果を利用して作動
流体通路の耐食性の向上を図る熱交換器のコアとして、
作動流体通路のフィン接合部はもちろん、フィンから聞
1れていてその犠牲陽極効果の及ばない箇所、例えばチ
]−ブベント部における耐孔食性を改善することができ
る。
したがって、本発明によるコアを備える熱交換器の使用
範囲は拡大されるから、本コアの有用性&31極めて高
い。
特V[出願人 住友軽金属工業株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Mg:0.03〜0.2%、Mn:0.31〜0
    .85%、Zn:0.51〜1.0%を含み、又は更に
    Cu:0.03〜0.20%、Cr:0.01〜0.3
    %、Zr:0.01〜0.3%、Ti:0.01〜0.
    3%の1種又は2種以上を含み、残部はFe:0.15
    %以下、Si:0.15%以下のほか実質的にAlであ
    るアルミニウム合金からなる作動流体通路と、Zn:0
    .1〜5%、Mn:0.2〜2%を含み、又は更にMg
    :0.1〜1%、Cu:0.01〜1%、Cr:0.0
    1〜0.5%、Zr:0.01〜0.5%の1種又は2
    種以上を含み、残部は実質的にAlであるアルミニウム
    合金(ただし、 Zn量は前記作動流体通路材中のZn量より大)、及び
    Sn:0.02〜0.09%を含み、又は更にMg:0
    .1〜2%、Mn:0.1〜2%、Zn:0.1〜5%
    、Cu:0.01〜2%、Cr:0.01〜0.5%、
    Zr:0.01〜0.5%、Fe:0.01〜2%、S
    i:0.01〜1%の1種又は2種以上を含み、残部は
    実質的にAlであるアルミニウム合金のいづれかを心材
    とし、Al−Si系あるいはAl−Si−Mg系ろうを
    皮材としたブレージングシートからなるフィンとを組合
    せてろう付けして構成した耐食性が良好なアルミニウム
    合金製熱交換器のコア。
JP13197884A 1984-06-28 1984-06-28 耐食性が良好なアルミニウム合金製熱交換器のコア Granted JPS6111595A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56137096A (en) * 1980-03-27 1981-10-26 Mitsubishi Alum Co Ltd Heat exchanger of a -alloy
JPS5798646A (en) * 1981-10-12 1982-06-18 Sumitomo Light Metal Ind Ltd Material for fin of heat exchanger made of aluminum alloy and its manufacture

Patent Citations (2)

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