JP2019034334A

JP2019034334A - 熱交換器の製造方法

Info

Publication number: JP2019034334A
Application number: JP2017159030A
Authority: JP
Inventors: 洋平井川; Yohei Igawa; 寺田　隆; Takashi Terada; 隆寺田; 拓史大槻; Takushi Otsuki
Original assignee: Keihin Thermal Technology Corp
Current assignee: Mahle Behr Thermal Systems Japan Ltd
Priority date: 2017-08-22
Filing date: 2017-08-22
Publication date: 2019-03-07

Abstract

【課題】耐孔食性を向上しうる熱交換器の製造方法を提供する。【解決手段】熱交換器の製造方法は、Ｍｎ含有量が０．２〜０．４質量％、Ｃｕ含有量が０．０５〜０．１質量％であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウム押出形材製熱交換管と、Ｓｉ含有量が０．２〜０．７質量％、Ｍｎ含有量が１．２〜２．０質量％、Ｚｎ含有量が２．０〜２．５質量％であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウム製芯材、ならびにＳｉ含有量が６．８〜９．５質量％、Ｃｕ含有量が０．２質量％以下であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されるとともに芯材の両面を覆うアルミニウム製皮材を有するアルミニウムブレージングシート製フィンと用いることを含む。【選択図】図１

Description

この発明は熱交換器の製造方法に関し、さらに詳しくいえば、たとえば自動車などの車両に搭載されるカーエアコン用コンデンサ、カーエアコン用エバポレータおよびカーエアコン用ヒータコアや、ラジエータに用いられる熱交換器を製造する方法に関する。

この明細書および特許請求の範囲において、「アルミニウム」という用語には、純アルミニウムの他にアルミニウム合金を含むものとする。また、元素記号で表現された材料は純材料を意味するものとする。

また、この明細書において、「自然電位」とは、５％ＮａＣｌ、ｐＨ３（酸性）の水溶液中における標準電極としての飽和カロメル電極（Ｓ．Ｃ．Ｅ）に対する材料が持つ電極電位を意味するものである。

カーエアコン用コンデンサとして、長手方向を上下方向に向けるとともに互いに間隔をおいて配置された１対のアルミニウム製ヘッダタンクと、幅方向を通風方向に向けた状態で両ヘッダタンク間にヘッダタンクの長手方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンクに接続された複数のアルミニウム押出形材製扁平状熱交換管と、隣り合う熱交換管どうしの間および両端の熱交換管の外側に配置されて熱交換管にろう付されたアルミニウム製コルゲート状フィンと、両端のフィンの外側に配置されてフィンにろう付されたアルミニウム製サイドプレートとを備えたものが広く用いられている。このようなコンデンサは、ヘッダタンク（ヘッダタンクを形成するための部材も含む）と熱交換管とフィンとを同時にろう付することを含む方法により製造されている。

ところで、カーエアコン用コンデンサは、腐食環境で使用されるので、熱交換管からの冷媒の洩れを防止するために、熱交換管の管壁に、比較的短期間で孔食が発生することを防止する必要がある。

カーエアコン用コンデンサの熱交換管の管壁に比較的短期間で孔食が発生することを防止するために、本出願人は、先に、Ｍｎ０．２〜０．３質量％、Ｃｕ０．０５質量％以下、Ｆｅ０．２質量％以下を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されており、かつ管壁の肉厚が２００μｍ以下であるアルミニウム押出形材製熱交換管と、アルミニウム製芯材および芯材の両面を覆うアルミニウムろう材製皮材からなるブレージングシートにより形成されたフィンとを用意すること、フラックス粉末と、平均粒径３〜５μｍでかつ最大粒径が１０μｍ未満のＺｎ粉末とをバインダーに分散混合させた分散液を、前記熱交換管の外面に塗布するとともに分散液中の液状成分を気化させることによって、熱交換管の外面に、Ｚｎ粉末付着量が１〜３ｇ／ｍ²、フラックス粉末付着量が１５ｇ／ｍ²以下、Ｚｎ粉末付着量に対するフラックス粉末付着量の比率（フラックス粉末付着量／Ｚｎ粉末付着量）が１以上となるように、Ｚｎ粉末およびフラックス粉末を付着させること、ならびに熱交換管およびフィンを組み合わせて加熱し、熱交換管の外面に付着したフラックス粉末およびフィンの皮材を利用して熱交換管とフィンとをろう付するとともに、熱交換管の外面に付着したＺｎ粉末を溶融させた後にＺｎを熱交換管の外面表層部に拡散させることにより、熱交換管の外面表層部にＺｎ拡散層を形成することを含む熱交換器の製造方法を提案した（特許文献１参照）。

特許文献１には、前記方法に用いられるフィンの具体例として、Ｓｉ０．４５質量％、Ｍｎ１．５質量％、Ｚｎ１．５質量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなるアルミニウム製芯材、およびＳｉ８．７質量％を含み、残部Ａｌおよび不可避不純物からなりかつ芯材の両面を覆うアルミニウムろう材製皮材よりなるブレージングシートにより形成されたフィンが挙げられている。

しかしながら、最近では、熱交換器の熱交換管およびフィンの耐食性をさらに向上させることが求められている。

特許第６１０６５３０号公報

この発明の目的は、上記実情に鑑み、熱交換管およびフィンの耐食性をさらに向上させることができる熱交換器の製造方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために以下の態様からなる。

1)アルミニウム製熱交換管および熱交換管にろう付されたアルミニウム製フィンを備えた熱交換器を製造する方法であって、
Ｍｎ含有量が０．２〜０．４質量％、Ｃｕ含有量が０．０５〜０．１質量％であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウム押出形材製熱交換管と、Ｓｉ含有量が０．２〜０．７質量％、Ｍｎ含有量が１．２〜２．０質量％、Ｚｎ含有量が２．０〜２．５質量％であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウム製芯材、ならびにＳｉ含有量が６．８〜９．５質量％、Ｃｕ含有量が０．２質量％以下であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されるとともに芯材の両面を覆うアルミニウム製皮材を有するアルミニウムブレージングシート製フィンとを用意すること、
フラックス粉末とＺｎ粉末とをバインダーに分散混合させた分散液を、熱交換管の外面に塗布するとともに分散液中の液状成分を気化させることによって、熱交換管の外面にＺｎ粉末およびフラックス粉末を付着させること、
ならびに熱交換管およびフィンを組み合わせて加熱し、熱交換管の外面に付着したフラックス粉末およびフィンの皮材を利用して熱交換管とフィンとをろう付するとともに、熱交換管の外面に付着したＺｎ粉末を溶融させた後にＺｎを熱交換管の外面表層部に拡散させることにより、熱交換管の外面表層部にＺｎ拡散層を形成することを含む熱交換器の製造方法。

上記1)の方法において、アルミニウム押出形材製熱交換管を形成する合金の各合金成分の限定理由は次の通りである。
Ｍｎ
Ｍｎは、熱交換管の強度を向上させる性質を有するが、Ｍｎ含有量が０．２質量％未満であるとこの効果が得られず、０．４質量％を超えると押出加工性が低下するから、Ｍｎ含有量を０．２〜０．４質量％とすべきである。
Ｃｕ
Ｃｕは、熱交換管の最大腐食深さを浅くして耐孔食性を向上させる性質を有するが、Ｃｕ含有量が０．０５質量％未満であるとこの効果が得られず、０．１質量％を超えると熱交換管の管壁全体の腐食速度が速くなりすぎるから、Ｃｕ含有量を０．０５〜０．１質量％とすべきである。

なお、アルミニウム押出形材製熱交換管を形成する合金中に、不純物としてＳｉ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｔｉが含まれていることがあるが、Ｓｉ含有量およびＦｅ含有量が多くなりすぎると耐食性が低下し、Ｚｎ含有量が多くなりすぎると熱交換管の自然電位が卑化することで周辺部品との電位バランスが変わってしまい、Ｔｉ含有量が多くなりすぎるとコストが高くなるから、Ｓｉ含有量およびＦｅ含有量を０．２質量％以下、Ｚｎ含有量を０．３質量％以下、Ｔｉ含有量を０．１質量％以下とすることが好ましい。また、アルミニウム押出形材製熱交換管を形成する合金中には、Ｍｇ、Ｃｒなどのその他の不純物が含まれることもあるが、この場合、その他の各不純物の含有量を０．０５質量％以下とし、その他の不純物の合計含有量を０．１５質量％以下とすることが好ましい。なお、全不純物の含有量は０質量％のこともある。

上記1)の方法において、フィンを製作するアルミニウムブレージングシートの芯材を形成する合金の各合金成分の限定理由は次の通りである。
Ｓｉ
Ｓｉは、皮材中のＳｉの侵食に起因する芯材へのエロ−ジョンの発生を抑制するという性質を有するが、Ｓｉ含有量が０．２質量％未満であるとこの効果が得られず、０．７質量％を超えると加工性が低下するから、Ｓｉ含有量を０．２〜０．７質量％とすべきである。なお、芯材中のＳｉはエロージョンを抑制するために必要とされるものであり、この発明の目的である熱交換管およびフィンの耐食性向上には影響するものではない。
Ｍｎ
Ｍｎはフィンの強度を増大させるという性質を有するが、その含有量が１．２質量％未満であればこの効果が得られず、２．０質量％を越えるとフィンの成形が困難になるから、Ｍｎ含有量を１．２〜２．０質量％とすべきである。
Ｚｎ
Ｚｎは、製造された熱交換器のフィンの電位をコントロールし、熱交換管におけるＺｎ拡散層を除いた芯部の電位に対するフィンの電位を卑にすることにより、熱交換管の最大腐食深さを浅くする性質を有するが、Ｚｎ含有量が２．０質量％未満であればこの効果が得られず、２．５質量％を超えるとフィンの自己耐食性が低下するから、Ｚｎ含有量を２．０〜２．５質量％とすべきである。

なお、上記1)の方法において、フィンを製作するアルミニウムブレージングシートの芯材を形成する合金中に不純物としてのＦｅやＣｕが含まれる場合があるが、Ｆｅ含有量が多くなりすぎると製造された熱交換器のフィンの腐食を促進させる性質を有し、Ｃｕ含有量が多くなりすぎると製造された熱交換器のフィンの粒界腐食を促進させる性質を有するので、Ｆｅ含有量を０．４質量％以下、Ｃｕ含有量を０．１質量％以下とすることが好ましい。また、フィンを製作するアルミニウムブレージングシートの芯材を形成する合金中には、Ｍｇ、Ｔｉなどのその他の不純物が含まれることもあるが、この場合、その他の各不純物の含有量を０．０５質量％以下とし、その他の不純物の合計含有量を０．１５質量％以下とすることが好ましい。なお、全不純物の含有量は０質量％のこともある。

上記1)の方法において、フィンを製作するアルミニウムブレージングシートの皮材を形成する合金の各合金成分の限定理由は次の通りである。
Ｓｉ
Ｓｉは、皮材がろう材として作用するために必要なものであり、その含有量を６．８〜９．５質量％とすべきである。
Ｃｕ
フィンの薄肉化を図るにはフィンの自己耐食性を向上させる必要があるが、不純物として含まれるＣｕの含有量が多くなりすぎると、結晶粒界腐食を促進させて製造された熱交換器のフィンの自己耐食性を低下させるので、Ｃｕ含有量は０．２質量％以下とすべきである。Ｃｕ含有量は０質量％のこともある。

なお、上記1)の方法において、フィンを製作するアルミニウムブレージングシートの皮材を形成する合金中に、不純物としてＦｅ、Ｚｎが含まれていることがあるが、Ｆｅ含有量が多くなりすぎると耐食性が低下し、Ｚｎ含有量が多くなりすぎるとろう付時にフィレットへ流れて濃縮することによりフィレットが優先的に腐食されることになるから、Ｆｅ含有量を０．２質量％以下、Ｚｎ含有量を０．１質量％以下とすることが好ましい。また、フィンを製作するアルミニウムブレージングシートの皮材を形成する合金中には、Ｍｇ、Ｔｉなどのその他の不純物が含まれることもあるが、この場合、その他の各不純物の含有量を０．０５質量％以下とし、その他の不純物の合計含有量を０．１５質量％以下とすることが好ましい。なお、全不純物の含有量は０質量％のこともある。

上記1)の方法により製造された熱交換器においては、熱交換管の外面表層部に犠牲腐食層としてのＺｎ拡散層が形成されていること、および熱交換管の外面表層部のＺｎ拡散層を除いた芯部の電位に対するフィンの電位が卑となってフィンが犠牲腐食されることによって、熱交換管の最大腐食深さが浅くなり、その結果熱交換管への孔食の発生が抑制されて熱交換管の耐孔食性が向上する。しかも、フィンの自己耐食性が向上する。

この発明の方法で製造されたカーエアコン用コンデンサの全体構成を示す斜視図である。図１のコンデンサを製造する方法において、外面にフラックス粉末およびＺｎ粉末を付着させた熱交換管を示す横断面図である。図２の部分拡大図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態は、この発明の方法をカーエアコン用コンデンサの製造に使用したものである。

図１はこの発明の方法で製造されたカーエアコン用コンデンサの全体構成を示す。また、図２は図１のコンデンサを製造する方法において、外面にフラックス粉末とＺｎ粉末とを付着させた熱交換管を示し、図３はその一部を拡大して示す。

なお、以下の説明において、図１の上下、左右を上下、左右というものとする。

図１において、カーエアコン用のコンデンサ(1)は、左右方向に間隔をおいて配置された上下方向にのびる１対のアルミニウム製ヘッダタンク(2)(3)と、両ヘッダタンク(2)(3)間において幅方向を通風方向に向けるとともに上下方向に間隔をおいて配置され、かつ両端部が両ヘッダタンク(2)(3)にろう付された複数のアルミニウム押出形材製扁平状熱交換管(4)と、隣り合う熱交換管(4)どうしの間、および上下両端の熱交換管(4)の外側に配置されて熱交換管(4)にろう付されたコルゲート状のアルミニウム製フィン(5)と、上下両端のフィン(5)の外側に配置されてフィン(5)にろう付されたアルミニウム製サイドプレート(6)とを備えており、図１に矢印Ｘで示す方向に風が流れるようになっている。熱交換管(4)は、幅方向に並んだ複数の冷媒流路(4a)（図２参照）を有している。

左側ヘッダタンク(2)は、高さ方向の中央部よりも上方において仕切部材(7)により上下２つのヘッダ部(2a)(2b)に仕切られ、右側ヘッダタンク(3)は、高さ方向の中央部よりも下方において仕切部材(7)により上下２つのヘッダ部(3a)(3b)に仕切られている。左側ヘッダタンク(2)の上ヘッダ部(2a)に流体入口（図示略）が形成され、流体入口に通じる流入路(8a)を有するアルミニウム製入口部材(8)が上ヘッダ部(2a)にろう付されている。また、右側ヘッダタンク(3)の下ヘッダ部(3b)に流体出口（図示略）が形成され、流体出口に通じる流出路(9a)を有するアルミニウム製出口部材(9)が下ヘッダ部(3b)にろう付されている。

左右のヘッダタンク(2)(3)は、少なくとも外面にろう材層を有するアルミニウム製パイプ、たとえば両面にろう材層を有するアルミニウムブレージングシートからなる素板が筒状に成形されるとともに両側縁部が部分的に重ね合わされて相互にろう付された筒状体からなり、かつ前後方向に長い複数の管挿入穴を有するタンク本体(11)と、タンク本体(11)の両端にろう付されてその両端開口を閉鎖するアルミニウム製閉鎖部材(12)とからなる。なお、ヘッダタンク本体(11)の詳細な図示は省略する。また、ヘッダタンク本体(11)は、外周面にろう材が溶射されたアルミニウム押出管からなるものであってもよい。

コンデンサ(1)は、以下に述べる方法で製造される。

まず、熱交換管(4)、フィン(5)、サイドプレート(6)、仕切部材(7)、少なくとも外面にろう材層を有する１対の筒状アルミニウム製ヘッダタンク本体素材、閉鎖部材(12)、入口部材(8)、および出口部材(9)を用意する。ヘッダタンク本体素材には複数の管挿入穴が形成されている。

熱交換管(4)は、Ｍｎ含有量が０．２〜０．４質量％、Ｃｕ含有量が０．０５〜０．１質量％であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されている。熱交換管(4)の管壁の肉厚は２００μｍ以下であることが好ましい。ここで、フィン(5)とろう付される前の熱交換管(4)の管壁の肉厚は、全体に同一ではなく、部分的に異なる場合があるが、管壁の肉厚が２００μｍ以下ということは、管壁の最も厚肉部分の肉厚が２００μｍ以下であることを意味する。

フィン(5)は、Ｓｉ含有量が０．２〜０．７質量％、Ｍｎ含有量が１．２〜２．０質量％、Ｚｎ含有量が２．０〜２．５質量％であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウム製芯材、ならびにＳｉ含有量が６．８〜９．５質量％、Ｃｕ含有量が０．２質量％以下であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されるとともに芯材の両面を覆うアルミニウム製皮材を有するアルミニウムブレージングシートにより形成されている。なお、熱交換管(4)とろう付される前のフィン(5)の肉厚は、たとえば７０μｍ以上である。

また、フラックス粉末と、Ｚｎ粉末とをバインダーに分散混合させた分散液を用意する。ここで、Ｚｎ粉末は、平均粒径が３〜５μｍでかつ最大粒径が１０μｍ未満であることが好ましい。平均粒径が小さすぎると、製造が困難であるとともに、表面積が増大して表面酸化皮膜の量が多くなることに起因して表面酸化皮膜を除去するのに必要なフラックス量が多くなり、大きすぎると、エロージョンが発生するとともに、後工程の加熱によりＺｎ粉末が溶融した際のＺｎ濃度が部分的に不均一になるおそれがあるからである。フラックス粉末は、たとえばＫＡｌＦ₄とＫ₂ＡｌＦ₅との混合物を主成分とするフッ化物系の非腐食性フラックスからなるものが用いられる。バインダーとしては、たとえばアクリル樹脂を３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールに溶解した溶液からなるものが用いられる。なお、分散液には、バインダーの粘度を調整する目的で、たとえば３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールからなる希釈剤が添加される。

ついで、前記分散液を熱交換管(4)の外面に塗布するとともに分散液中の液状成分を気化させることによって、熱交換管(4)の外面に、Ｚｎ粉末付着量が１〜３ｇ／ｍ²、フラックス粉末付着量が１５ｇ／ｍ²以下、Ｚｎ粉末付着量に対するフラックス粉末付着量の比率（フラックス粉末付着量／Ｚｎ粉末付着量）が１以上となるように、Ｚｎ粉末およびフラックス粉末を付着させる。熱交換管(4)の外面にＺｎ粉末およびフラックス粉末を付着させる方法としては、熱交換管(4)外面への分散液の塗布を噴霧法により行い、その後熱交換管(4)を加熱乾燥させることにより分散液中の液状成分を気化させて、熱交換管(4)の外面にＺｎ粉末およびフラックス粉末を付着させる方法や、熱交換管(4)外面を予め加熱した状態で、熱交換管(4)外面への分散液の塗布をロールコート法により行い、その後熱交換管(4)を加熱乾燥させることにより分散液中の液状成分を気化させて、熱交換管(4)の外面にＺｎ粉末およびフラックス粉末を付着させる方法がある。

熱交換管(4)の外面にＺｎ粉末およびフラックス粉末を付着させると、図２および図３に示すように、熱交換管(4)の外面に、Ｚｎ粉末(16)を含んだフラックス粉末層(15)が形成される。フラックス粉末層(15)中においては、Ｚｎ粉末(16)は均一に分散して保持されている。

熱交換管(4)の外面へのＺｎ粉末付着量を１〜３ｇ／ｍ²とするのは、１ｇ／ｍ²未満であると、後工程の加熱により熱交換管(4)の外面表層部に形成されるＺｎ拡散層の厚みが不足して十分な犠牲腐食効果の持続性が低下するおそれがあり、３ｇ／ｍ²を超えると、熱交換管(4)の管壁の肉厚に対する外面表層部に形成されるＺｎ拡散層の厚みの比率が大きくなりすぎ、腐食後の管壁の肉厚が薄くなって熱交換管(4)の強度が低下するおそれがあるからである。

熱交換管(4)の外面へのフラックス粉末付着量を１５ｇ／ｍ²以下とするのは、１５ｇ／ｍ²を超えると、後工程の加熱の際にフラックスが溶融すると、Ｚｎ粉末が流出するおそれがあるからである。なお、フラックス粉末付着量の下限は、熱交換管(4)外面の酸化皮膜およびＺｎ粉末表面の酸化皮膜を破壊しうる量となるように決められる。

さらに、Ｚｎ粉末付着量に対するフラックス粉末付着量の比率（フラックス粉末付着量／Ｚｎ粉末付着量）を１以上とするのは、当該比率が１未満であるとすべてのＺｎ粉末表面の酸化皮膜を破壊することができなくなるおそれがあるからである。

ついで、管挿入穴を有する１対のヘッダタンク本体素材を間隔をおいて配置するとともに、両ヘッダタンク本体素材の両端に閉鎖部材(12)を配置し、さらに両ヘッダタンク本体素材に仕切部材(7)を配置してヘッダタンク素材を用意する。また、熱交換管(4)とフィン(5)とを交互に配置し、熱交換管(4)の両端部をヘッダタンク素材の管挿入穴に挿入する。また、両端のフィン(5)の外側にサイドプレート(6)を配置し、さらに入口部材(8)および出口部材(9)を配置する。

ついで、ヘッダタンク本体素材と閉鎖部材(12)と仕切部材(7)とからなるヘッダタンク素材、熱交換管(4)、フィン(5)、サイドプレート(6)、入口部材(8)および出口部材(9)を仮止めして仮止め体をつくる。

その後、仮止め体をろう付炉内に入れるとともに、ろう付炉内において仮止め体を所定温度まで昇温して加熱する。なお、熱交換管(4)以外の部品には、必要に応じて筆塗りなどの公知の方法で、フラックスを塗布しておく。仮止め体の昇温時に、まずＺｎの融点に達し、Ｚｎ粉末(16)が溶融するが、溶融Ｚｎは、溶融前と同じように、フラックス粉末層(15)中に分散して保持される。

その後、さらに仮止め体が昇温されてろう付温度に達すると、フラックス粉末層(15)を形成するフラックス粉末が溶融し、当該溶融フラックスおよびフィン(5)の皮材を利用してフィン(5)と熱交換管(4)およびサイドプレート(6)とがろう付されるとともに、ヘッダタンク本体素材のろう材を利用して熱交換管(4)とヘッダタンク本体素材、ならびにヘッダタンク本体素材と閉鎖部材(12)および仕切部材(7)とがろう付される。これと同時に、熱交換管(4)の外面の溶融フラックスが流れ広がると同時に溶融Ｚｎも流れ広がり、Ｚｎが熱交換管(4)の外面表層部に拡散してＺｎ拡散層が形成される。こうして、コンデンサ(1)が製造される。

次に、本発明の具体的実施例を比較例とともに説明する。

図２に示す横断面形状を有し、幅１２ｍｍ、長さ６５０ｍｍ、管壁の最厚肉部分の肉厚が２００μｍである３種類のアルミニウム押出形材製熱交換管（Ａ〜Ｃ）と、芯材および芯材の両面を覆う皮材からなるアルミニウムブレージングシートで形成され、かつ肉厚が７０μｍである７種類のアルミニウムブレージングシート製コルゲート状フィン（Ｄ〜Ｊ）を用意した。熱交換管を形成する合金の組成は表１に示す通りであり、フィンを形成するブレージングシートの芯材および皮材となる合金の組成は表２に示す通りである。

さらに、ＫＡｌＦ₄とＫ₂ＡｌＦ₅との混合物（当該混合物中のＫ₂ＡｌＦ₅量が１０〜４０質量％）を、９０質量％以上含むフッ化物系の非腐食性フラックス粉末と、平均粒径３〜５μｍでかつ最大粒径が１０μｍ未満のＺｎ粉末（Ｚｎ粉末の全重量の５質量％未満が酸化亜鉛である。）と、アクリル樹脂を３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールに溶解した溶液からなるバインダーと、３−メトキシ−３−メチル−１−ブタノールからなる希釈剤とを用意し、Ｚｎ粉末および非腐食性フラックス粉末を、バインダーおよび希釈剤中に分散混合させて分散液を得た。当該分散液における全成分の重量比率は、Ｚｎ粉末：非腐食性フラックス粉末：バインダー：希釈剤が、１７重量部：２１重量部：５２重量部：１０重量部である。
実施例１
この実施例１は表１の熱交換管Ａおよび表２のフィンＤを用いて行ったものである。

まず、熱交換管を実体温度が４０℃になるまで加熱した後に、Ｚｎ粉末付着量が３ｇ／ｍ²となることを狙うとともに、フラックス粉末付着量が１５ｇ／ｍ²以下、Ｚｎ粉末付着量に対するフラックス粉末付着量の比率（フラックス粉末付着量／Ｚｎ粉末付着量）が１以上となるように、前記分散液を前記分散液をロールコート法により熱交換管の外面に塗布し、ついで乾燥機内で乾燥させて分散液中の液状成分を気化させることにより、熱交換管の外面にＺｎ粉末およびフラックス粉末を付着させた。

その後、複数の熱交換管と複数のコルゲートフィンとを交互に積層状に組み合わせて積層し、窒素ガス雰囲気とされた炉内において熱交換管およびコルゲートフィンを加熱し、熱交換管およびコルゲートフィンの実体温度が５８０〜６００℃で３分間保持することにより、熱交換管とコルゲートフィンとをろう付した。
実施例２
この実施例は表１の熱交換管Ａと表２のフィンＥを用いたことを除いては、前記実施例１と同様にして行ったものある。
比較例１
この比較例１は表１の熱交換管Ａおよび表２のフィンＦを用いたことを除いては、前記実施例１と同様にして行ったものある。
比較例２
この比較例２は表１の熱交換管Ａおよび表２のフィンＧを用いたことを除いては、前記実施例１と同様にして行ったものある。
比較例３
この比較例３は表１の熱交換管Ｂおよび表２のフィンＨを用いたことを除いては、前記実施例１と同様にして行ったものある。
比較例４
この比較例４は表１の熱交換管Ｃおよび表２のフィンＩを用いて行ったものである。

まず、熱交換管の外面に、溶射法によりＺｎ溶射皮膜を形成した。

その後、複数の熱交換管と、フィンとを交互に積層状に組み合わせて積層し、窒素ガス雰囲気とされた炉内において熱交換管およびコルゲートフィンを加熱し、熱交換管およびコルゲートフィンの実体温度が５８０〜６００℃で３分間保持することにより、熱交換管とコルゲートフィンとをろう付した。
評価試験
実施例１〜２および比較例１〜４で得られた熱交換管とフィンとのろう付体について、ＳＷＡＡＴ９６hr試験を施してフィンの腐食状況を調べた。また、実施例１〜２および比較例１〜４で得られた熱交換管とフィンとのろう付体について、ＳＷＡＡＴ４８０hr試験を施して熱交換管の外面に発生した腐食の最大腐食深さを調べた。これらの結果を表３にまとめて示す。

さらに、実施例１〜２および比較例１〜４で得られた熱交換管とフィンとのろう付体における熱交換管の最外面の自然電位、熱交換管のＺｎ拡散層を除いた芯部の自然電位、およびフィンの自然電位を測定した。また、実施例２および比較例２〜４で得られた熱交換管とフィンとのろう付体については、熱交換管とフィンとのろう付部に形成されたフィレットの電位も測定した。その結果も表３に示す。

表３に示す結果から、実施例１〜２のろう付体においては、フィンの自己耐食性および熱交換管の耐孔食性のいずれもが向上しているのに対し、比較例１〜４のろう付体においては、フィンの自己耐食性および熱交換管の耐孔食性のうち少なくともいずれかが不足していることがわかる。すなわち、フィンを形成するブレージングシートの芯材中のＺｎ含有量が多い場合および皮材中のＣｕ含有量が多い場合には、フィンの自己耐食性が低下し、熱交換管中のＣｕ含有量が少ない場合およびフィンを形成するブレージングシートの芯材中のＺｎ含有量が少ない場合には、熱交換管のＺｎ拡散層を除いた芯部の電位に対するフィンの電位を十分に卑にすることができず、熱交換管の耐孔食性が不足している。

この発明による熱交換器の製造方法は、カーエアコン用コンデンサの製造に好適に用いられる。

(1)：コンデンサ（熱交換器）
(4)：アルミニウム押出形材製扁平状熱交換管
(5)：フィン
(15)：フラックス粉末層
(16)：Ｚｎ粉末

Claims

アルミニウム製熱交換管および熱交換管にろう付されたアルミニウム製フィンを備えた熱交換器を製造する方法であって、
Ｍｎ含有量が０．２〜０．４質量％、Ｃｕ含有量が０．０５〜０．１質量％であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウム押出形材製熱交換管と、Ｓｉ含有量が０．２〜０．７質量％、Ｍｎ含有量が１．２〜２．０質量％、Ｚｎ含有量が２．０〜２．５質量％であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されたアルミニウム製芯材、ならびにＳｉ含有量が６．８〜９．５質量％、Ｃｕ含有量が０．２質量％以下であり、かつ残部Ａｌおよび不可避不純物からなる合金により形成されるとともに芯材の両面を覆うアルミニウム製皮材を有するアルミニウムブレージングシート製フィンとを用意すること、
フラックス粉末とＺｎ粉末とをバインダーに分散混合させた分散液を、熱交換管の外面に塗布するとともに分散液中の液状成分を気化させることによって、熱交換管の外面にＺｎ粉末およびフラックス粉末を付着させること、
ならびに熱交換管およびフィンを組み合わせて加熱し、熱交換管の外面に付着したフラックス粉末およびフィンの皮材を利用して熱交換管とフィンとをろう付するとともに、熱交換管の外面に付着したＺｎ粉末を溶融させた後にＺｎを熱交換管の外面表層部に拡散させることにより、熱交換管の外面表層部にＺｎ拡散層を形成することを含む熱交換器の製造方法。