JPS61195947A - 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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JPS61195947A
JPS61195947A JP3528985A JP3528985A JPS61195947A JP S61195947 A JPS61195947 A JP S61195947A JP 3528985 A JP3528985 A JP 3528985A JP 3528985 A JP3528985 A JP 3528985A JP S61195947 A JPS61195947 A JP S61195947A
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JP
Japan
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core
fin
corrosion resistance
aluminum alloy
heat exchanger
Prior art date
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Pending
Application number
JP3528985A
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English (en)
Inventor
Riki Hagiwara
萩原 理樹
Yoshifusa Shiyouji
美房 正路
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.)
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Light Metal Industries Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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、カーエアコンのコンデンサー、エバポレータ
ー、自動車用ラジェーター等のアルミニウム合金製熱交
換器のコアとして、耐食性が良好なコアに関するもので
ある。
従来の技術 従来、一般にろう付けにより組立てられるアルミニウム
合金製の空冷式熱交換器のコアは、作動流体(冷媒、冷
却水など)の通路と、空気側の冷却用フィンとによって
構成されている。また、熱交換器のコアには、端部がU
曲げされ、直管部が並行して蛇行状に連なり、多孔を設
けた偏平管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ものが広く用いられている。この
ようなコアは作動流体通路を構成する板、形材、あるい
は管及び冷却用フィンを構成する板のいづれか一方ある
いは両方にプレージングシート(アルミニウムあるいは
耐食アルミニウム合金を心材とし、Al−8i系又はA
l −8i −MQ基合金ろうを皮材とした合せ板)を
用いて、ろう付けにより金属接合されるのが普通である
しかし、このような熱交換器が厳しい腐食環境、例えば
塩分の多い海洋性雰囲気や凍結防止剤の使用されている
道路、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著しい孔食を生じ、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た。
そこで現在、アルミニウム製熱交換器コアの耐食性を向
上する手段を講じたものとして下記のような熱交換器が
ある。
1) Zn C12系フラツクスにより、フラックスろ
う付け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を置換付着させ、ろう付けの加熱によって表面
にZn拡散層を形成させ、これにより該通路の耐食性を
上げたもの。
2)Zn系ハンダ付けを利用して、1)と同じくアルミ
ニウム表面にZn拡散層を形成したもの。
3)作動流体通路材にAl−Mn系、Al−Cu系、あ
るいはAl −Mn−Cu系のアルミニウム合金を用い
、フィン材にAl−Zll系、Al−8n系の犠牲陽極
効果を有するアルミニウム合金を用いて作動流体通路材
にフィン材との電位差をもたせて該通路の耐食性を向上
させたもの。
が解決しようとする  、 前記3)の熱交換器のコアにおいては、作動流体通路に
おけるフィンとの接合部は、フィン材の犠牲陽極効果が
及ぶために、その耐食性は向上するものの、作動流体通
路の両端のU曲げ部(チューブベント部)は、フィンか
ら10〜1511以上離れているため、フィン材の犠牲
陽極効果の到達範囲外にあるので、該部分の耐食性は、
該通路材自体の耐食性に依存していた。しかし従来の該
通路材の耐食性は十分でないので、該部分には深い孔食
が発生して、コアの耐久性を低下していた。
そこで、本発明が解決しようとする問題点は、フィン材
の犠牲陽極効果を利用して耐食性の向上を図る熱交換器
において、作動流体通路の端部、例えば多孔の偏平状熱
交換管のチューブベント部のような、フィンから離れて
フィンの犠牲陽極効果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
による該通路を犠牲陽極効果を十分に有する材料を用い
たフィンと組合せて、ろう付けにより構成してなる熱交
換器のコアを得ることにある。
間 、を解決するための 段 前記問題点は、本発明により、作動流体通路材として下
記の組成のアルミニウム合金を用い、かつフィン材とし
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、Al
−8i系又はAl −81−Mg系ろうを皮材として複
合したプレージングシートを用いて、これら作動流体通
路とフィンとを組合せて、ろう付け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。
作動流体通路材 Me : 0,03〜0.2%、ly%n : 0.3
1〜0.85%、Zn:0.10〜0.50%を含み、
又は更にQu : 0,03〜0.20%、Qr : 
0.01〜0.3%、Zr : 0,01〜0.3 、
Ti  : 0,01〜0.3 %(1)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A1であるアルミニウム合金
フィン用プレージングシートの心材 1)Zn: 0.1〜5%、Mn:0,2〜2%を含み
、又は更にMQ:0.1〜1%、Cu:0.01〜1%
、Cr : 0.01〜0.5%、zr:0.01〜0
.5%の1種又は2種以上を含み、残部は実質的にA1
であるアルミニウム合金。(ただし、7−n量は前記作
動流体通路用アルミニウム合金中のZnlより大)2)
 Sn : 0.02〜009%を含み、又は更にMi
l+ :  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%、Si: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
次に上記の各アルミニウム合金における各成分の有する
作用と含有量について説明する。
作動流体通路材 Mg、Mnは、共に通路材の強度を向上させる。Mgの
量が0.03%よ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を劣化させる。またMll
の量も0.31%より少な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。
7nは、該通路材の耐孔食を向上させる。
その量が0.10%より少いと十分でなく、一方0.5
0%より多いと通路材の自己腐食量が増加するとともに
フィン心材との電位差が十分にとれずフィンの犠牲陽極
効果が不十分となる。
Cr −Zr s T+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
れの成分もその量が0.01%より少いとこの作用はな
く、一方0.3%よ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。
Cuは、通路材の強度を向上させる。その母が0.03
%よ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 、Si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せるので
、それぞれ0.15以下に制限する。
フィン材としてのプレージングシートの心材前記1)の
アルミニウム合金 Znは、フィンが作動流体通路に接合されて熱交換器コ
アに組立てられたとき、フィンがアノードとなるように
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量は前記作動流体通路材用アルミニウム合金
中のZn量より多くする必要がある。好ましくはフィン
材中の7−n量≧通路材中のZn量+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、その曇が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
の原因をつくる。
この合金は、またMO、Cu 、 Zr sFe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、耐座屈性を改善する働きがある。た
だしM(+が0.1%より、Cu5C「及びZrが0.
01%より、Feが0.05%より少いと上記作用はな
く、一方Mill 、Cu及びFeが1%より、Cr及
びZrが0.5%より多いとろう付は性の低下、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S
;1%以下、Ti  O,5%以下、8001%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 Sn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
この材料の圧延加工性が低下し、またフィン材において
自己腐食量が大きくなる。
Ma 、 Mn 、 Cu 、 Or 、 Zr 、 
Fe及びSiはフィン材の強度、耐垂下性、フィン成形
加工性などを改善する働きがある。
ただしMg及びMnが0.1%より、Cu。
Cr、z「、Fe及びSiが0.01%より少いと上記
の働きがなく、一方M(] 、Mn 。
Cu及びl”eが2%より、Cr5zrが0.5%より
、Siが1%より多いと材料の塑性加工性が低下する。
Znはフィン材に犠牲陽極効果を与え、前記3nの働き
を助長する。しかしその含有層が0.1%より少いとこ
の働きは少く、5%より多いとフィン材のろう付は性が
低下する。
一方、プレージングシートの皮材には、Al−8i(6
〜15%)及びAl −8i(6〜15%)−M(] 
 (00,2〜3%系のア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付
は法としては、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0.7mg+tの多孔チューブを製作し、また第2表
に掲げる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、各種ろう付は法によ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、下記の腐食
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。その結果を第2表に示す。
腐食試験 CASS試験(JISH8681)2ケ月乾湿交互浸漬
試験       2ケ月3%Na C1,1)H=3
・・・酢酸で調整40℃X30分浸漬 50℃×30分
乾燥の繰返し 第1表 第1表のつづき 第2表 第2表のつづき 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、フィン材の犠牲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、フィンから離れ
ていてその犠牲陽極効果の及ばない箇所、例えばチュー
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、本コアの有用性は極めて高い。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) Mg:0.03〜0.2%、Mn:0.31〜
    0.85%、Zn:0.10〜0.50%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
    .01〜0.5%、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%、
    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
    を皮材としたプレージングシートからなるフインとを組
    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。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01188646A (ja) * 1987-10-09 1989-07-27 Mitsubishi Alum Co Ltd 耐粒界腐食性にすぐれたラジエータ用フィン材
JPH02258944A (ja) * 1989-03-30 1990-10-19 Sky Alum Co Ltd 耐孔食性に優れた缶容器蓋用アルニミウム合金圧延板
JPH046239A (ja) * 1990-04-24 1992-01-10 Kobe Steel Ltd ろう付性が優れた高強度アルミニウム合金
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