JP2000218390A - Egrシステム構成部品用のろう材および該ろう材を用いてろう付けされたegrクーラ - Google Patents
Egrシステム構成部品用のろう材および該ろう材を用いてろう付けされたegrクーラInfo
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Abstract
温のJIS Z 3265に規定されたBNi−7程度
の融点(890〜950℃)を有しかつ1000℃以下
のろう付け作業温度でろう付けすることが可能であり、
母材の劣化を防止するとともに耐食性を向上し、また耐
硫酸腐食性にも優れ、さらにろう材の酸化を防止してろ
う材自体の強度を向上し、さらに濡れ性を高めたEGR
システムの構成部品用のろう材およびこのろう材を用い
てろう付けされ十分な耐久性を有するEGRクーラを提
供する。 【解決手段】 Cr:18.5〜29.7wt%、P:
3.1〜10.3wt%、Si:1.7〜6.9wt
%、残部NiからなるEGRシステム構成部品用のろう
材を特徴とする。さらに前記ろう材を用いてろう付けさ
れたEGRクーラを特徴とするものである。
Description
構成部品、例えばEGRクーラを組立てるために用いる
耐硫酸腐食性に優れたろう材およびこのろう材を用いて
ろう付けされたEGRクーラに関するものである。
再びエンジンの吸気系に戻し、混合気に加える方法は、
EGR(Exhaust Gas Recircula
tion:排気再循環)システムと称される。EGRは
NOx(窒素酸化物)の発生抑制、ポンプ損失の低減、
燃焼ガスの温度低下に伴う冷却液への放熱損失の低減、
作動ガス量・組成の変化による比熱比の増大と、これに
伴うサイクル効率の向上など、多くの効果が得られるこ
とから、排気ガスを浄化しながらエンジンの熱効率を改
善するには有効な方法とされている。そしてこのような
EGRシステムは一般にEGR配管、EGRバルブなど
により構成されている。
つEGRガス量が増大すると、その熱作用によりEGR
バルブの耐久性が劣化し、早期破損を招く場合があった
り、その防止のために水冷構造とする必要があることや
吸気温度の上昇に伴い充填効率の低下による燃費の低下
などが認識されている。このような事態を避けるため、
エンジンの冷却液などによってEGRガスを冷却するク
ールドEGRシステムが用いられている。このクールド
EGRシステム用のEGRクーラとしては、一般にオー
ステナイト系ステンレス鋼製の多管式の熱交換器(特開
平9−89491号公報参照)やプレート式の熱交換器
(特開平10−89880号公報参照)が利用される。
おける構成部品、特にEGRクーラを組立てる際のろう
付けには、従来JIS Z 3265に規定されたBN
i−5、すなわちCr:18.0〜19重量%、Si:
9.5〜10.50重量%、B:0.03重量%以下、
C:0.10重量%以下、P:0.02重量%以下、残
部Niからなるろう材が用いられていた。
0〜1135℃であり、またろう付け作業温度は115
0〜1205℃程度であるため、高温でのろう付け作業
を必要とし、このような高温でろう付け作業を実施した
場合には母材の劣化とともに、クロームカーバイドの析
出により耐食性が低下するために、より低温でのろう付
け作業が可能なろう材が求められた。このような要請に
基づいて現在はJISZ 3265に規定されたBNi
−2、すなわちCr:6.0〜8.0重量%、B:2.
75〜3.50重量%、Si:4.0〜5.0重量%、
Fe:2.5〜3.5重量%、C:0.06重量%以
下、P:0.02重量%以下、残部Niからなり、融点
が約970〜1000℃(ろう付け作業温度:1010
〜1175℃)のろう材が用いられるようになってき
た。
では排気ガスが循環するために、該排気ガスが冷却され
て結露した時に生成される硫酸を含有する凝縮水により
ろう材自体およびろうの拡散部分に腐食が起こり、前記
したBNi−2では十分な耐硫酸腐食性を得ることがで
きなかった。
3265に規定されたBNi−7、すなわちCr:1
3.0〜15.0重量%、B:0.01重量%以下、S
i:0.10重量%以下、Fe:0.20重量%以下、
C:0.08重量%以下、P:9.7〜10.5重量
%、残部Niからなるろう材(融点:890℃)がある
が、このろう材はBNi−2よりは融点は低いものの、
耐硫酸腐食性を得ることができなかった。
作業温度よりさらに低温のJISZ 3265に規定さ
れたBNi−7程度の融点(890〜980℃)を有し
かつ1100℃以下のろう付け作業温度でろう付けする
ことが可能であり、母材の劣化を防止するとともに耐食
性を向上し、また耐硫酸腐食性にも優れ、さらにろう材
の酸化を防止してろう材自体の強度を向上し、さらに濡
れ性を高めたEGRシステムの構成部品用のろう材およ
びこのろう材を用いてろう付けされ十分な耐久性を有す
るEGRクーラを提供することを目的とするものであ
る。
本発明の第1の実施態様は、Cr:18.5〜29.7
wt%、P:3.1〜10.3wt%、Si:1.7〜
6.9wt%、残部NiからなるEGRシステム構成部
品用のろう材を特徴とするものである。
1の実施態様に係る前記ろう材を用いてろう付けされた
EGRクーラを特徴とするものである。
GRシステムの構成部品用のろう材は、Cr:18.5
〜29.7wt%、P:3.1〜10.3wt%、S
i:1.7〜6.9wt%、残部Niからなることを特
徴とする。前記ろう材において、Crは主として耐硫酸
腐食性を向上するために添加するものであるが、Crが
29.7重量%を超えると、1100℃以下のろう付け
作業温度とすることができないため母材の劣化や耐食性
の低下が発生し、また連続炉などによるろう付けができ
ずに生産性が悪化し、一方18.9重量%未満では、耐
硫酸腐食性が低下してEGRクーラとしての耐久性を発
揮できない。またPは主として融点を下げるために添加
するが、上限を超えるか、あるいは下限未満では110
0℃以下のろう付け作業温度とすることができず母材の
劣化や耐食性が低下するので、3.1〜10.3重量%
の添加範囲とする。そしてSiは主としてろう材自体の
強度を向上するために添加するものであるが、6.9重
量%を超えるとろう材が脆くなり、また酸化し易くなっ
てしまい、一方1.7重量%未満ではろう材自体の強度
が不足して、この部分から割れや亀裂が発生する。
れば、ろう付け強度を損なうことなく融点を890〜9
80℃程度にすることができ、また濡れ性を向上せしめ
てろう付け作業温度を950〜1050℃に下げること
が可能となる。そして本発明のろう材は、粉状、ペース
ト状、箔状あるいはシート状として被ろう付け部分に適
用することができ、ろう付け作業温度が低いために還元
雰囲気下で連続炉を用いてろう付けすることが可能とな
る。
用いて多管式のEGRクーラやプレート式のEGRクー
ラをろう付けすることを特徴とするのが本発明の第2の
実施態様である。ここで多管式のEGRクーラにおける
伝熱管の材質としては、SUS304、SUS304
L、SUS316、SUS316L、SUS321など
のオーステナイト系ステンレス鋼などが用いられ、外径
は6.35mmや5.00mmで、長さは120〜60
0mm程度のものが多いが特に長さの制限はない。胴管
やチューブシートも前記と同様の材質やこれら相当のS
CS鋳物とすることができる。またプレート式のEGR
クーラにおける平板や波板も前記と同様の材質である。
る。 [実施例]端部キャップがSCS13製精密鋳造の鋳物
からなり、かつチューブシート、胴管および伝熱管がS
US304からなり、外径6.35mm、長さ250m
mの寸法を有する伝熱管を30本胴管に内設してなるデ
ィーゼル車のEGRガスを冷却するための多管式のEG
Rクーラを下記条件にてろう付けした。Cr:23.8
重量%、P:7.3重量%、Si:4.5重量%、残部
Niからなるろう材粉(融点:890〜950℃)にバ
インダーを添加してペースト状とし、該ペースト状とし
たろう材を用いて水素ガス雰囲気下でろう付け作業温度
1040℃で連続炉においてろう付けした。このように
してろう付けして得られたEGRクーラについて下記す
る5%硫酸耐食試験を実施した。 硫 酸:5重量%(残部蒸留水) 液温度:80℃ 方 法:液中に浸漬(液は撹拌する) 判 定:24時間浸漬後に腐食減量(重量)を判定する 前記した5%硫酸耐食試験後の判定結果を下記する図1
および図2に示す。これら図から分かる通り、ろう材お
よび母材のろう拡散部の腐食は殆どなく優れた耐硫酸腐
食性を有するものであった。
ーラを下記条件にてろう付けした。Cr:7重量%、
B:3重量%、Si:4重量%、Fe:3重量%、残部
NiからなるJIS Z 3265に規定されたBNi
−2のろう材粉(融点:970〜1000℃)にバイン
ダーを添加してペーストとし、該ペースト状としたろう
材を用いて水素ガス雰囲気下でろう付け作業温度107
0℃で連続炉においてろう付けした。このようにしてろ
う付けして得られたEGRクーラについて実施例1と同
様な5%硫酸耐食試験をした後、判定結果を下記する図
1および図3に示す。これら図から分かる通り、ろう材
および母材のろう拡散部が腐食した。すなわちろう自体
も腐食され、かつ母材もボロンが拡散しているために腐
食されていた。
たBNi−7程度の融点(890〜980℃)を有しか
つ1000℃以下のろう付け作業温度でろう付けするこ
とができ、母材の劣化を防止し耐食性を向上するあるば
かりでなく、耐硫酸腐食性にも優れ、さらにろう材の酸
化を防止してろう材自体の強度を向上し、また濡れ性を
高めたEGRシステムの構成部品用のろう材およびこの
ろう材を用いてろう付けされ十分な耐久性を有するEG
Rクーラを提供することが可能となった。
施例と比較例の判定結果を示すグラフである。
示す顕微鏡写真で、(a)は38倍の腐食試験前を示す
図、(b)は38倍の腐食試験後を示す図、(c)は
(b)を拡大したもので、100倍の倍率の図である。
示す顕微鏡写真で、(a)は38倍の腐食試験前を示す
図、(b)は38倍の腐食試験後を示す図、(c)は
(b)を拡大したもので、100倍の倍率の図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 Cr:18.5〜29.7wt%、P:
3.1〜10.3wt%、Si:1.7〜6.9wt
%、残部Niからなることを特徴とするEGRシステム
構成部品用のろう材。 - 【請求項2】 請求項1記載のろう材を用いてろう付け
されたことを特徴とするEGRクーラ。
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|---|---|---|---|
| JP11018465A JP2000218390A (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | Egrシステム構成部品用のろう材および該ろう材を用いてろう付けされたegrクーラ |
| US09/489,974 US6203754B1 (en) | 1999-01-27 | 2000-01-24 | Brazing filler metal superior in corrosion resistance and heat resistance, and EGR cooler brazed with said brazing filler metal |
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP11018465A JP2000218390A (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | Egrシステム構成部品用のろう材および該ろう材を用いてろう付けされたegrクーラ |
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|---|---|
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| JP11018465A Withdrawn JP2000218390A (ja) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | Egrシステム構成部品用のろう材および該ろう材を用いてろう付けされたegrクーラ |
Country Status (2)
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|---|---|
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| JP (1) | JP2000218390A (ja) |
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