JP7650407B2 - Heat exchanger and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本開示は、熱交換器及びその製造方法に関する。The present disclosure relates to a heat exchanger and a method for manufacturing the same.
特許文献1には、アルミニウム合金部材ろう付け方法が開示されている。このろう付け方法では、以下の工程を行ってろう付けが行われる。まず、ろう材用アルミニウム合金として、質量%で、Mg:0.2~3.0%、Si:3~12%を含有し、所望により、Bi:0.02~0.3%を含有し、残部がAlおよび不可避不純物からなる組成に調製する。また、芯材用アルミニウム合金として、質量%で、Mg:0.1~0.8%を含有し、残部がAlと不可避不純物からなる組成に調製する。そして、芯材の一方または両方の面にろう材が重ね合わされて接合されたクラッド材として、アルミニウム合金芯材の一方の面にアルミニウム合金ろう材がクラッドされた熱交換器用のアルミニウム合金ブレージングシートを得る。アルミニウム合金ブレージングシートとろう付け対象部材とは、アルミニウム合金芯材とろう付け対象部材との間にアルミニウム合金ろう材が介在するように配置し、さらに、アルミニウム合金ろう材上に、シランカップリング剤と水溶性変性シリコーンオイルとを配合して含む塗料を含んだ塗膜を形成する。そして、これらを組み付けてろう付け用アルミニウム合金組み付け体とする。これにより接合部において塗膜を介在させる。組み付け体は、減圧を伴うことなく非酸化性雰囲気とされた加熱炉内に配置される。非酸化性雰囲気としては、酸素濃度として体積比で50ppm以下が望ましい。この雰囲気下で、例えば、昇温速度10~200℃/minで加熱して、590~610℃で加熱をしてろう付けを行う。このろう付け方法では、酸化物を除去するフッ化物系フラックスなどの使用が不要になるとされている。
特許文献2には、アルミニウム合金ブレージングシートのろう付方法、及び、熱交換器の製造方法に関し、特に、フラックスを使用しないろう付方法、いわゆるフラックスレスろう付方法、及び、フラックスレスろう付方法を用いた熱交換器の製造方法が開示されている。このろう付け方法では、心材(芯材)とろう材とを備えるアルミニウム合金ブレージングシートのろう付が行われる。このろう付け方法では、ろう材のSiの含有量をCSi質量%とし、ろう材のBiの含有量をCBi質量%とし、ろう材のMgの含有量をCMg-b質量%とし、心材のMgの含有量をCMg-c質量%とし、CMg=CMg-b+CMg-c/2とした場合に、3≦CSi≦13、0.13CMg-0.3≦CBi≦0.58CMg0.45、CMg-b≧0.1、0.2≦CMg≦1.1、を満たし、アル
ミニウム合金ブレージングシートを不活性ガス雰囲気においてフラックスを用いずに560~620℃の加熱温度によってろう付する。
このろう付け方法では、ブレージングシートの心材は、Mg:2.0質量%以下(0質量%を含む)であるアルミニウム合金からなる。引用文献3では、このようなアルミニウム合金として、JIS 2000系のAl-Cu系合金、JIS 3000系のAl-Mn系合金、JIS 5000系のAl-Mg系合金、JIS 6000系のAl-Mg-Si系合金等を用いることができるとされている。In this brazing method, the core material of the brazing sheet is made of an aluminum alloy containing 2.0 mass % or less (including 0 mass %) of Mg.
また、このろう付け方法におけるブレージングシートの心材は、Mn、Si、Cu、Fe、Ti、Cr、Zr、Liをさらに適宜含有していてもよいとされている。ブレージングシートのろう材は、Mn、Ti、Cr、Zr、Zn、Sr、Na、Sb、希土類元素、Liをさらに適宜含有してもよいとされている。The core material of the brazing sheet in this brazing method may further contain Mn, Si, Cu, Fe, Ti, Cr, Zr, and Li. The brazing filler metal of the brazing sheet may further contain Mn, Ti, Cr, Zr, Zn, Sr, Na, Sb, rare earth elements, and Li.
このろう付け方法では、心材について、Mgの含有量は0質量%以上、2.0質量%以下、Mnの含有量は2.5質量%以下、Siの含有量は1.2質量%以下、Cuの含有量は3.0質量%以下、Feの含有量は、1.5質量%以下、Tiの含有量は、0.5質量%以下、Crの含有量は、0.5質量%以下、Zrの含有量は、0.5質量%、Liの含有量は、0.3質量%以下であってよいとされている。また、心材のTi、Cr、Zrは、上記の上限値を超えなければ、心材に1種以上、つまり1種が含まれる場合だけでなく、2種以上が含まれていてもよいとされている。心材の不可避的不純物としては、V、Ni、Ca、Na、Sr等について、V:0.05質量%以下、Ni:0.05質量%以下、Ca:0.05質量%以下、Na:0.05質量%以下、Sr:0.05質量%以下、その他の元素:0.01質量%未満の範囲で含有されていてもよいとされている。In this brazing method, the core material may have an Mg content of 0% by mass or more and 2.0% by mass or less, an Mn content of 2.5% by mass or less, an Si content of 1.2% by mass or less, an Cu content of 3.0% by mass or less, an Fe content of 1.5% by mass or less, an Ti content of 0.5% by mass or less, an Cr content of 0.5% by mass or less, an Zr content of 0.5% by mass or less, and an Li content of 0.3% by mass or less. Also, the core material may contain one or more types of Ti, Cr, and Zr, i.e., not only one type, but two or more types, as long as the amounts do not exceed the upper limits described above. The unavoidable impurities in the core material are V, Ni, Ca, Na, Sr, etc., and may be contained in the following ranges: V: 0.05 mass% or less, Ni: 0.05 mass% or less, Ca: 0.05 mass% or less, Na: 0.05 mass% or less, Sr: 0.05 mass% or less, and other elements: less than 0.01 mass%.
このろう付け方法では、ろう材について、Mnの含有量は2.0質量%以下、Tiの含有量は0.3質量%以下、Crの含有量は0.3質量%以下、Zrの含有量は0.3質量%以下、Znの含有量は5.0質量%以下、Srの含有量は0.10質量%以下、Naの含有量は0.050質量%以下、Sbの含有量は0.5質量%以下、Liの含有量は、0.3質量%以下であってよいとされている。そして、ろう材のMn、Ti、Cr、Zrは、上記の上限値を超えなければ、ろう材に1種以上、つまり1種が含まれる場合だけでなく、2種以上が含まれていてもよいとされている。また、ろう材のSr、Na、Sbは、上記の上限値を超えなければ、ろう材に1種以上、つまり1種が含まれる場合だけでなく、2種以上が含まれていてもよいとされている。また、ろう材に希土類元素を含有させる場合、1種が含まれていても、2種以上が含まれていてもよく、例えば、Sc、Y、La、Ce、Nd、Dyなどを添加してもよいとされいる。そして、ろう材の不可避的不純物として、Fe:0.35質量%以下、Ca:0.05質量%以下、Be:0.01質量%以下、その他の元素:0.01質量%未満の範囲で含有されていてもよいとされている。In this brazing method, the brazing material may have a Mn content of 2.0 mass% or less, a Ti content of 0.3 mass% or less, a Cr content of 0.3 mass% or less, a Zr content of 0.3 mass% or less, a Zn content of 5.0 mass% or less, a Sr content of 0.10 mass% or less, a Na content of 0.050 mass% or less, an Sb content of 0.5 mass% or less, and a Li content of 0.3 mass% or less. As long as the upper limit values are not exceeded, the brazing material may contain one or more of Mn, Ti, Cr, and Zr, that is, not only one type, but also two or more types. As long as the upper limit values are not exceeded, the brazing material may contain one or more of Sr, Na, and Sb. Furthermore, when rare earth elements are contained in the brazing filler metal, one type may be contained or two or more types may be contained, for example, Sc, Y, La, Ce, Nd, Dy, etc. Also, as unavoidable impurities in the brazing filler metal, the following may be contained in the ranges: Fe: 0.35 mass% or less, Ca: 0.05 mass% or less, Be: 0.01 mass% or less, and other elements: less than 0.01 mass%.
特許文献3には、細流路インナーフィンを有する熱交換器のフラックスレスろう付け方法およびそれに用いるアルミニウムクラッド材が開示されている。このろう付け方法では、質量%で、Mgを0.1~5.0%、Siを3~13%含有するAl-Si系ろう材が最表面に位置するアルミニウムクラッド材を用いて、減圧を伴わない非酸化性雰囲気で加熱温度559~620℃において、前記Al-Si系ろう材によりろう付け対象部材との接触密着部を接合する。
このアルミニウムクラッド材のろう材と芯材とは常法により製造することができ、両者またはこれに犠牲材などの他の材料とを重ねてクラッド圧延して製造できることが開示されている。そして、このクラッド材の芯材の組成は、Si:0.1~1.2%、Mg:0.01~2.0%を含有するもの、Mn:0.2~2.5%、Cu:0.05~1.0%、Si:0.1~1.2%、Fe:0.1~1.0%を含有するもの、あるいはSi:0.1~1.2%、Mg:0.01~2.0%を含有し、さらにMn:0.2~2.5%、Cu:0.05~1.0%、Fe:0.1~1.0%の内1種または2種以上を含有し、さらに所望によりZr:0.01~0.3%、Ti:0.01~0.3%、Cr:0.01~0.5%、Bi:0.01~1.0%の内1種または2種以上を含有することが望ましいことが開示されている。It is disclosed that the brazing material and core material of this aluminum clad material can be manufactured by a conventional method, and that the two or more materials, such as a sacrificial material, can be laminated together and then rolled to form a clad. It is disclosed that the composition of the core material of this clad material is one containing Si: 0.1-1.2%, Mg: 0.01-2.0%, one containing Mn: 0.2-2.5%, Cu: 0.05-1.0%, Si: 0.1-1.2%, Fe: 0.1-1.0%, or one containing Si: 0.1-1.2%, Mg: 0.01-2.0%, and further containing one or more of Mn: 0.2-2.5%, Cu: 0.05-1.0%, Fe: 0.1-1.0%, and optionally one or more of Zr: 0.01-0.3%, Ti: 0.01-0.3%, Cr: 0.01-0.5%, Bi: 0.01-1.0%.
特許文献3では、ろう材に関しBiの含有は必須ではないが、Biを含有させることにより、ろう材の濡れ性を向上させることが可能となることが開示されている。Biの含有量は0.01~1.0%がよいこと、0.01%未満では効果が十分でなく、1.0%を越えると効果の飽和、材料コストの増大を招くため好ましくないことが開示されている。
アルミニウム合金アルミニウム合金におけるフラックスを用いないろう付け(以下では、フラックスレスろう付け、と記載する)では、ろう付け性を向上させるために、芯材又はろう材にマグネシウムが添加される。しかし、芯材及びろう材におけるマグネシウムの含有量によっては、溶融したろう材によって、芯材が浸食される現象(以下では、エロージョンと称する)が起こり易くなる。In brazing aluminum alloys without using flux (hereinafter referred to as fluxless brazing), magnesium is added to the core material or brazing material to improve brazing properties. However, depending on the magnesium content in the core material and brazing material, the phenomenon in which the core material is eroded by the molten brazing material (hereinafter referred to as erosion) is likely to occur.
自動車などの熱交換器では、軽量化のために、アルミニウム合金が用いられる。このような熱交換器において、アルミニウム合金同士の接合には、上記特許文献に記載のごとく、ろう付けが用いられる。フラックスレスろう付けを行えば、ろう付け後のフラックスの残渣の除去が不要になるため、熱交換器の生産性を向上させることができる。自動車などの熱交換器では、軽量化のために、アルミニウム合金を用いた部材の薄肉化が望まれる。しかしながら、アルミニウム合金を薄肉化した部材では、エロージョンが生じると、当該部材に貫通孔が生じてしまったり、貫通孔が生じないまでも、熱交換器の耐久性が低下したりするなどの問題が生じる場合がある。しかも、フラックスレスろう付けは、一般に、エロージョンが生じないろう付けを実現できる操作条件が狭い。そのため、フラックスレスろう付けによる安定した熱交換器の製造が行えない場合がある。そのため、熱交換器の生産性向上、軽量化及び耐久性の向上が困難になる場合がある。In heat exchangers for automobiles and the like, aluminum alloys are used to reduce weight. In such heat exchangers, brazing is used to join aluminum alloys together, as described in the above patent document. If fluxless brazing is performed, the removal of flux residue after brazing is not necessary, and the productivity of the heat exchanger can be improved. In heat exchangers for automobiles and the like, it is desirable to thin the members using aluminum alloys in order to reduce weight. However, in members made of thin aluminum alloys, when erosion occurs, problems such as through holes being formed in the members, or even if no through holes are formed, the durability of the heat exchanger being reduced may occur. Moreover, in general, the operating conditions for fluxless brazing that can realize brazing without erosion are narrow. Therefore, it may not be possible to manufacture a stable heat exchanger by fluxless brazing. Therefore, it may be difficult to improve the productivity, weight reduction, and durability of the heat exchanger.
本開示は、かかる実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、フラックスレスろう付けによりエロージョンの発生を抑制した熱交換器及びその製造方法を提供することにある。The present disclosure has been made in consideration of the above circumstances, and has an object to provide a heat exchanger in which the occurrence of erosion is suppressed by fluxless brazing, and a manufacturing method thereof.
上記目的を達成するための本開示に係る熱交換器は、
流体を流通させる板状の流路形成部材を備え、
前記流路形成部材は、
芯材層と、
ろう材層と、
前記芯材層と前記ろう材層の間に形成された拡散層と、を有し、
前記芯材層は、
マグネシウムの含有量が、0.5質量%以上0.75質量%以下、
マンガンの含有量が、1.0質量%以上2.5質量%以下、
ケイ素の含有量が、0.2質量%以下、
のアルミニウム合金であり、
前記ろう材層は、
マグネシウムの含有量が、0質量%以上0.9質量%以下、
マンガンの含有量が、1.0質量%以下、且つ、前記芯材層のマンガンの含有量よりも少なく、
ケイ素の含有量が、8質量%以上12.0質量%以下、
のアルミニウム合金であり、
前記拡散層は、マンガンの含有量が前記ろう材層のマンガンの含有量を超え、且つ、ケイ素の含有量が前記芯材層が含むケイ素の含有量を超えている領域であり、
前記拡散層における、前記ろう材層から前記芯材層側に45μm離れた測定点におけるマグネシウム含有量(質量%)をYmとし、ケイ素含有量(質量%)をXsと表したとき、以下の関係式を満たす。
Ym≦-0.31Xs+0.71・・・(1)
Ym≧-0.44Xs+0.58・・・(2)
Xs≦0.375Ym2-0.92Ym+0.994・・・(3)
Xs≧0.36・・・(4) In order to achieve the above object, the heat exchanger according to the present disclosure comprises:
A plate-shaped flow path forming member is provided to allow a fluid to flow therethrough,
The flow path forming member is
A core layer;
A brazing material layer;
a diffusion layer formed between the core layer and the brazing material layer,
The core layer is
The magnesium content is 0.5% by mass or more and 0.75% by mass or less,
The manganese content is 1.0% by mass or more and 2.5% by mass or less,
The silicon content is 0.2% by mass or less,
It is an aluminum alloy of
The brazing material layer is
The magnesium content is 0% by mass or more and 0.9% by mass or less,
The manganese content is 1.0 mass% or less and is less than the manganese content of the core layer,
The silicon content is 8% by mass or more and 12.0% by mass or less,
It is an aluminum alloy of
The diffusion layer is a region in which the manganese content exceeds the manganese content of the brazing material layer and the silicon content exceeds the silicon content of the core material layer,
When the magnesium content (mass%) at a measurement point in the
Ym≦-0.31Xs+0.71...(1)
Ym≧-0.44Xs+0.58...(2)
Xs≦0.375Ym2-0.92Ym+0.994...(3)
Xs≧0.36...(4)
上記目的を達成するための本開示に係る熱交換器の製造方法は、
芯材層の一方の表面に配置されたろう材層を有する流路形成部材と第二部材とをろう付けする熱交換器の製造方法であって、
前記芯材層を、
マグネシウムの含有量が、0.5質量%以上0.75質量%以下、
マンガンの含有量が、1.0質量%以上2.5質量%以下、
ケイ素の含有量が、0.2質量%以下、
のアルミニウム合金とし、
前記ろう材層を、
マグネシウムの含有量が、0質量%以上0.9質量%以下、
マンガンの含有量が、1.0質量%以下、且つ、前記芯材層のマンガンの含有量よりも少なく、
ケイ素の含有量が、8質量%以上12.0質量%以下、
のアルミニウム合金とし、
前記第二部材を、
マグネシウムの含有量が、0.5質量%以上0.75質量%以下、
マンガンの含有量が、1.0質量%以上2.5質量%以下、
ケイ素の含有量が、0.2質量%以下、
のアルミニウム合金の層を含むものとし、
前記第二部材を前記ろう材層に当接させた状態で昇温させていき、
前記昇温時における、400℃から577℃まで昇温させる際の昇温速度を、50℃毎分以上の温度上昇率とする。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a heat exchanger according to the present disclosure includes:
A method for manufacturing a heat exchanger, comprising brazing a flow passage forming member having a brazing material layer disposed on one surface of a core material layer to a second member, the method comprising the steps of:
The core layer is
The magnesium content is 0.5% by mass or more and 0.75% by mass or less,
The manganese content is 1.0% by mass or more and 2.5% by mass or less,
The silicon content is 0.2% by mass or less,
The aluminum alloy is
The brazing material layer is
The magnesium content is 0% by mass or more and 0.9% by mass or less,
The manganese content is 1.0 mass% or less and is less than the manganese content of the core layer,
The silicon content is 8% by mass or more and 12.0% by mass or less,
The aluminum alloy is
The second member,
The magnesium content is 0.5% by mass or more and 0.75% by mass or less,
The manganese content is 1.0% by mass or more and 2.5% by mass or less,
The silicon content is 0.2% by mass or less,
The aluminium alloy layer is
The second member is heated while being in contact with the brazing material layer,
During the temperature increase, the temperature increase rate when increasing the temperature from 400° C. to 577° C. is set to be 50° C. per minute or more.
フラックスレスろう付けによりエロージョンの発生を抑制した熱交換器及びその製造方法を提供することができる。It is possible to provide a heat exchanger in which the occurrence of erosion is suppressed by fluxless brazing, and a manufacturing method thereof.
図面を参照しつつ、本開示の実施形態に係る熱交換器及びその製造方法について説明する。A heat exchanger and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
図1には、本実施形態に係る熱交換器のコア100の一部を拡大して示している。図2には、図1のII-II矢視断面図を示している。図1、図2に示すように、コア100は、チューブ3(流路形成部材の一例)とフィン4(流路形成部材の一例、第二部材の一例)とを有する。コア100は、チューブ3にフィン4をろう付けして形成されている。図3には、チューブ3とフィン4とのろう付け部分(図1のA部)の拡大図を示している。Fig. 1 shows an enlarged view of a part of a
チューブ3は、その内部に流体(熱媒体)が通流する流路30を形成する流路形成部材である。チューブ3の外部には、流体(別の熱媒体)が通流する流路40が形成される。チューブ3は、流路30を通流する流体の熱をフィン4を介して流路40を通流する流体に伝える伝熱部材である。なお、本実施形態において、熱媒体となり得る流体の一例は、空気、水や水溶液(具体例として、不凍液)、有機溶剤や油などである。The
チューブ3は、図1、図2に示すように、芯材層11とろう材層12とを有するアルミニウム合金ブレージングシート(以下では、単にブレージングシート1と称する)で形成されている。As shown in FIGS. 1 and 2, the
チューブ3は、図2に示すように、一例としてブレージングシート1を環状に折り曲げて形成されている。チューブ3は、ろう材層12(図1、図4参照)が環状の形状における径方向外側位置に配置されるようにブレージングシート1を折り曲げて形成されている。チューブ3は、ブレージングシート1における、第一の(一方の)端部1aのろう材層12と第二の(他方の)端部1bのろう材層12とを重ねた状態で、第一の端部1aと第二の端部1bとがろう付けにより接合されている。以下では、チューブにおける、第一の端部と1a第二の端部1bとがろう付けにより接合された部分を第一接合部51と称する。As shown in Fig. 2, the
フィン4は、図1、図2に示すように、一例としてアルミニウム合金製の板材(図5参照、以下では、単にシート材2と称する)を波板状に折り曲げて形成されている。フィン4は、いわゆる、コルゲートフィンである。1 and 2, the
フィン4は、流路40(図1参照)に配置されている。フィン4は、チューブ3の熱を流路40を通流する流体に伝える伝熱部材であり、流路40を区画する流路形成部材である。The
コア100では、フィン4の波板状の折り曲げ形状における、山の外側の頂部41とチューブ3のろう材層12(図1、図4参照)側とがろう付けにより接合されている。以下では、コア100における、フィン4の頂部41とチューブ3のろう材層12側とがろう付けにより接合されている部分を第二接合部52と称する。In the
コア100では、第一接合部51と第二接合部52とが同一又は隣接する位置に形成される場合がある。すなわち、第一接合部51における、チューブ3の径方向外側位置にフィン4の頂部41がろう付けされて第二接合部52が形成される場合がある。このように、第一接合部51に第二接合部52が形成されてチューブ3とフィン4とがろう付けにより接合されている部分を、特に第三接合部53と称する場合がある。すなわち、第一接合部51又は第二接合部52には第三接合部53が含まれる場合があり、第三接合部53は、第一接合部51且つ第二接合部52である。以下では、第一接合部51、第二接合部52、及び第三接合部53を包括して、単に接合部と称する場合がある。In the
各接合部において、チューブ3とフィン4とが離間していく部分には、図1から図3に示すように、フィレット34が形成される。フィレット34は、ろう材層12(図3参照)のろう材が溶融して流れ、接合部における、チューブ3とフィン4とが離間していく部分において、ろう材の表面張力により形成される。適切なサイズのフィレット34の形成は、ろう材のろう流れが適切であることを示しており、ろう付けが良好であることを示すものである。At each joint, a
以下では、チューブ3を形成するブレージングシート1(図1、図2、図4参照)、チューブ3、フィン4を形成するシート材2(図5参照)、フィン4及び接合部について詳述する。The
図4に示すように、ろう付けが行われる前のブレージングシート1は、芯材層11と芯材層11の一方の表面に配置されたろう材層12とを有する二層構造である。As shown in FIG. 4 , the
芯材層11は、マグネシウム(Mg)の含有量が、0.5質量%以上0.75質量%以下、マンガン(Mn)の含有量が、1.0質量%以上2.5質量%以下、ケイ素(Si)の含有量が、0.2質量%以下、のアルミニウム合金からなる。The
芯材層11において、ケイ素の含有量は、0.05質量%以下であることが好ましい。In the
芯材層11は、マグネシウム、マンガン及びケイ素以外に、添加剤としての金属元素や不純物を含みうる。In addition to magnesium, manganese, and silicon, the
ろう材層12は、マグネシウムの含有量が、0質量%以上0.9質量%以下、マンガンの含有量が、1.0質量%以下、且つ、芯材層11のマンガンの含有量よりも少なく、ケイ素の含有量が、8質量%以上12.0質量%以下、のアルミニウム合金からなる。The
ろう材層12において、マンガンの含有量は、好ましくは0.10質量%以下である。ろう材層12において、マンガンの含有量は、0.05質量%以上であっても許容される。ろう材層12において、マンガンは必須の成分ではない。The manganese content in the
ろう材層12は、マグネシウム、マンガン及びケイ素以外に、添加剤としての金属や不純物を含みうる。例えば、ろう材層12は、添加剤としてビスマスを含んでよい。ろう材層12においてビスマスの含有量は0.1質量%以上1.0質量%以下であることが好ましい。ビスマスが上記割合でろう材に含有されることにより、材料表面(ろう付けされる側の表面)から溶出することなく、ろう材の濡れ性を向上させることができる。更に好ましくは、ろう材層においてビスマスの含有量は、0.20質量%以上0.40質量%以下含まれることが好ましい。The
図5に示すシート材2は、マグネシウムの含有量が、0.5質量%以上0.75質量%以下、マンガンの含有量が、1.0質量%以上2.5質量%以下、ケイ素の含有量が、0.2質量%以下、のアルミニウム合金からなる合金層を有する。The
シート材2の合金層は、マグネシウム、マンガン及びケイ素以外に、添加剤としての金属や不純物を含みうる。シート材2は、合金層の表面に配置された第二の合金層を有する二層構造であってもよい。第二の合金層は、例えばブレージングシート1のろう材層12(それぞれ図4参照)と同様の層であってよい。以下の説明では、シート材2が一層である場合を例示して説明する。The alloy layer of the
図1、図2に示すコア100では、ブレージングシート1(図1、図2、図4参照)とシート材2(図5参照)、すなわち、チューブ3とフィン4とは、ろう材層12を介してろう付けされている。このろう付けにおける熱処理によって、チューブ3を形成するブレージングシート1では、芯材層11とろう材層12(それぞれ図4参照)との界面においてろう付けに伴う金属成分の拡散が生じている。この拡散により、コア100では、ろう付け前のブレージングシート1と、ろう付け後のブレージングシート1(すなわち、チューブ3)では、その層構造が変化している。以下の説明におけるチューブ3の層構造の説明はすなわち、ろう付け後のブレージングシート1の層構造を説明している。以下の説明では、ろう付け後のブレージングシート1について説明する場合を含めて、チューブ3と称する。また、単にブレージングシート1と称する場合は、ろう付け前のブレージングシート1を指し示すものとする。In the
図6には、チューブ3とフィン4との接合部である第二接合部52の断面の部分拡大図を示している。図6に示すように、チューブ3は、芯材層11における、ろう材層12に接する面側の表面近傍に形成された拡散層13を有する。なお、図6に示す例では、フィン4を形成するシート材2はチューブ3は芯材層11と同様のアルミニウム合金であるので、フィン4においても、ろう材層12に接する面側の表面近傍に拡散層23が形成される。拡散層23は、拡散層13と同様のものとなる。以下の説明において、拡散層13に関する説明は、拡散層23についても同様である。Fig. 6 shows a partially enlarged cross-sectional view of a second
拡散層13は、マンガンの含有量がろう材層12のマンガンの含有量を超え、且つ、ケイ素の含有量が芯材層11が含むケイ素の含有量を超えている領域である。The
各接合部の拡散層13における、ろう材層12から芯材層11側に45μm離れた位置の測定点におけるマグネシウム含有量(質量%)をYmとし、ケイ素含有量(質量%)をXsと表したとき、測定点では、以下の式(1)から式(4)が満たされる。なお、測定点は、第一接合部51、第二接合部52及び第三接合部53(以上、図2参照)のいずれの接合部においても同じである。When the magnesium content (mass%) at a measurement point in the
Ym≦-0.31Xs+0.71・・・式(1) Ym≦-0.31Xs+0.71...Formula (1)
Ym≧-0.44Xs+0.58・・・式(2) Ym≧-0.44Xs+0.58...Formula (2)
Xs≦0.375Ym2-0.92Ym+0.994・・・式(3) Xs≦0.375Ym2-0.92Ym+0.994...Formula (3)
Xs≧0.36・・・式(4) Xs≧0.36...Formula (4)
なお、図7に示すように、測定点は、ろう材層12と拡散層13との境界面14の垂線Sに沿う方向であって、当該境界面14から芯材層11側に45μm(距離d)離れた地点(図7において仮想線Pで示す位置)である。As shown in Figure 7, the measurement point was in a direction along the perpendicular line S to the
本実施形態において、この測定点は、チューブ3を芯材層11に対して垂直に切断した切断面における、ろう材層12と拡散層13との境界線(図7の境界面14と同じ)の垂線(図7の垂線Sと同じ)に沿う方向であって、当該境界線から芯材層11側に45μm離れた地点である。In this embodiment, the measurement point is in the direction along the perpendicular line (same as perpendicular line S in Figure 7) to the boundary line (same as
本実施形態において、拡散層13におけるマグネシウム含有量とケイ素含有量とは、チューブ3を芯材層11に対して垂直に切断した切断面を、EPMAの線分析によってろう材層12側から芯材層11側に向けて走査して計測した値である。In this embodiment, the magnesium content and silicon content in the
上記で説明したブレージングシート1を用い、且つ、測定点において、上記式(1)から式(4)が満たされるようにろう付けすることにより、図1、図2に示すコア100、すなわち本実施形態にかかる熱交換器では、フラックスレスろう付けによるエロージョンの発生が抑制される。ブレージングシート1を用いたチューブ3においてエロージョンの発生が抑制されることで、熱交換器の生産性、軽量化及び耐久性の向上を実現することができる。By using the
コア100では、接合部における測定点においても上記式(1)から式(4)が満たされることで、接合部においてもエロージョンの発生が抑制される。また、接合部におけるエロージョンの発生が抑制されることで、熱交換器の耐久性がさらに向上する。In the
エロージョンの発生が抑制されたコア100(熱交換器)は、例えば以下のろう付け方法を含む熱交換器の製造方法により実現される。すなわち、シート材2をブレージングシート1に当接させた状態で昇温させていき、昇温時における、400℃から577℃まで昇温させる際の昇温速度を、50℃毎分以上の温度上昇率とするろう付け方法を含む熱交換器の製造方法により、本実施形態にかかるコア100(熱交換器)を製造することができる。なお、50℃毎分以上の温度上昇率とは、少なくとも50℃毎分以上温度を上昇させることを意味する。The core 100 (heat exchanger) in which the occurrence of erosion is suppressed can be realized by, for example, a method for manufacturing a heat exchanger including the following brazing method. That is, the core 100 (heat exchanger) according to this embodiment can be manufactured by a method for manufacturing a heat exchanger including a brazing method in which the
なお、50℃毎分未満の温度上昇率では、ろう付けの加工速度が低下し、これにより熱交換器の生産性が低下するため好ましくない。また、50℃毎分未満の温度上昇率では、温度上昇に時間がかかるため、芯材層11とろう材層12(それぞれ図4参照)との界面における、ろう付けに伴う金属成分の拡散量が増加し(拡散が過剰になり)、適切なろう付けが行えない場合があるので好ましくない。A temperature rise rate of less than 50° C. per minute is not preferable because the brazing processing speed decreases, which reduces the productivity of the heat exchanger. Also, a temperature rise rate of less than 50° C. per minute is not preferable because it takes a long time to increase the temperature, which increases the amount of diffusion of metal components accompanying brazing at the interface between the
この熱交換器の製造方法では、ろう付け時に、常温から577℃以上600℃以下まで昇温させることが好ましい。なお、本実施形態における常温とは、熱交換器の製造現場に熱交換器の構成材料(ブレージングシート1やシート材2)の保管時又は輸送などの取り扱い中の温度(例えば加工室の室温)のことであり、概ね、0℃から50℃である。In this method for manufacturing a heat exchanger, it is preferable to raise the temperature during brazing from room temperature to 577° C. or higher and 600° C. or lower. Note that room temperature in this embodiment refers to the temperature during storage or handling of the constituent materials of the heat exchanger (the
アルミニウムとケイ素の二元系状態図に基づく近似的な評価では、本実施形態で特定されるろう材層12のろう材は、577℃から溶け始め、577℃ではろう材全体の60%から80%が溶融すると考えられる。本実施形態で特定されるろう材層12は、同様の評価では、590℃で80%から100%溶融し、殆どのろう材を有効に使えると考えらえる。In an approximate evaluation based on a binary phase diagram of aluminum and silicon, the brazing material of the
ところで、ろう付けにおいては、芯材層11の芯材が溶融しない事が重要である。芯材を溶融させない為には、ろう付け時の温度が低いほうが有利である。本実施形態における熱交換器では、上記の拡散層(例えば測定点)のケイ素の含有量が最大で0.65重量%程度、マグネシウムの含有量が最大で0.45重量%程度となり、拡散層の融点は600℃付近まで低下すると考えられる。すなわち、ろう付け時の温度が600℃を超えると、ろう材から拡散してくるケイ素の量がさらに増加し、拡散層の融点がさらに下がるとともに、ろう付け時の温度が高い事も相まって芯材の溶融を招くことになる。したがって、ろう付け時の温度は600℃以下が適切である。By the way, in brazing, it is important that the core material of the
ろう付けは、不活性ガス、或いは還元性ガスであって、非酸化性雰囲気の下、酸素濃度10ppm以下の雰囲気で行う。不活性ガスは、アルミニウム合金の接合に用いられるガスであれば使用可能であり、一例として、窒素、アルゴンを好適に用いることができる。Brazing is performed in a non-oxidizing atmosphere of an inert gas or reducing gas with an oxygen concentration of 10 ppm or less. Any inert gas that is used for joining aluminum alloys can be used, and nitrogen and argon are suitable examples.
以下では、本実施形態にかかる熱交換器の実施例について説明する。An example of the heat exchanger according to this embodiment will be described below.
本実施形態に係る熱交換器の接合部を模した供試体を作製し、ろう付け条件(芯材やろう材の成分及びろう付け時の温度条件)を変化させた各供試体について、ろう付け処理後のろう付け状態の評価を行った。Test specimens simulating the joints of the heat exchanger according to this embodiment were prepared, and the brazing condition after the brazing process was evaluated for each test specimen with different brazing conditions (compositions of the core material and brazing material, and temperature conditions during brazing).
供試体は、以下のようにして準備した。The specimens were prepared as follows.
アルミニウム合金「A3003」の処方を目安として当該アルミニウム合金のマグネシウム含有量とケイ素含有量とを変えた芯材を作製した。芯材のマグネシウム含有量は、後述の通り、0質量%、0.30質量%、0.50質量%、0.60質量%、0.75質量%又は0.90質量%とした。芯材のケイ素の含有量は、後述の通り、0.05質量%以下又は0.20質量%とした。なお、芯材のマンガンの含有量は1.0質量%以上2.5質量%以下とし、この範囲内での変動を許容した。また、芯材の銅の含有量は、0.05質量%以上0.20質量%以下で許容した。また、芯材の亜鉛の含有量は、0.10質量%以下で許容した。芯材のその他の不純物は、個々の元素として0.05質量%以下、不純物の合計として0.15質量%以下で許容した。Using the recipe of the aluminum alloy "A3003" as a guide, core materials were produced by changing the magnesium content and silicon content of the aluminum alloy. The magnesium content of the core material was set to 0 mass%, 0.30 mass%, 0.50 mass%, 0.60 mass%, 0.75 mass%, or 0.90 mass%, as described below. The silicon content of the core material was set to 0.05 mass% or less or 0.20 mass%, as described below. The manganese content of the core material was set to 1.0 mass% or more and 2.5 mass% or less, and fluctuations within this range were allowed. The copper content of the core material was allowed to be 0.05 mass% or more and 0.20 mass% or less. The zinc content of the core material was allowed to be 0.10 mass% or less. Other impurities in the core material were allowed to be 0.05 mass% or less as individual elements and 0.15 mass% or less as the total of impurities.
次に、アルミろう「A-4045(JIS規格:BA4045)」及び「A-4043(JIS規格:BA4045)」の処方を目安として当該アルミニウム合金のマグネシウム含有量及びケイ素(Si)含有量を変えたろう材を作製した。ろう材のマグネシウム含有量は、後述の通り、0質量%、0.50質量%、0.60質量%、0.75質量%、0.90質量%又は1.00質量%とした。ろう材のケイ素の含有量は、後述の通り、8.0質量%、10.0質量%又は12.0質量%とした。なお、それぞれのろう材には、ビスマス(Bi)を0.1重量%処方した。マンガンの含有量は0.05質量%以下で許容した。また、ろう材の銅の含有量は、0.30質量%以下で許容した。また、ろう材の亜鉛及びチタンの含有量は、それぞれ、0.20質量%以下で許容した。ろう材のその他の不純物は、個々の元素として0.05質量%以下、不純物の合計として0.15質量%以下で許容した。Next, brazing materials were prepared by changing the magnesium content and silicon (Si) content of the aluminum alloy based on the prescriptions of aluminum brazing materials "A-4045 (JIS standard: BA4045)" and "A-4043 (JIS standard: BA4045)". The magnesium content of the brazing material was set to 0 mass%, 0.50 mass%, 0.60 mass%, 0.75 mass%, 0.90 mass%, or 1.00 mass%, as described later. The silicon content of the brazing material was set to 8.0 mass%, 10.0 mass%, or 12.0 mass%, as described later. In addition, 0.1 wt% of bismuth (Bi) was prescribed for each brazing material. The manganese content was allowed to be 0.05 mass% or less. In addition, the copper content of the brazing material was allowed to be 0.30 mass% or less. In addition, the zinc and titanium contents of the brazing material were allowed to be 0.20 mass% or less, respectively. Other impurities in the brazing material were permitted to be up to 0.05% by weight for each individual element and up to 0.15% by weight for the total amount of impurities.
そして、上記芯材上記にろう材をクラッドしてブレージングシート1とし、当該ブレージングシート1を用いて平板状の試験片を所定のサイズで作製した。この試験片は、芯材層の厚さが0.2mmで、ろう材層の厚さは0.05mmである。The core material was then clad with a brazing material to form a
この試験片のろう材層側をアルミニウム水平板に対向させた状態で、試験片と、第二部材としてのアルミニウム水平板(アルミニウム合金「A3003」)との間にスペーサを挟み込み、試験片とアルミニウム水平板との接点から45mm離れた位置に1mmの隙間を形成したものを供試体とした。The brazing material layer side of this test piece was placed facing an aluminum horizontal plate, and a spacer was sandwiched between the test piece and the aluminum horizontal plate (aluminum alloy "A3003") serving as the second component, leaving a gap of 1 mm at a
図8には、上述の供試体の構造を示している。図8では、試験片91とアルミニウム水平板92とスペーサ93とで構成された供試体200を示している。試験片91とアルミニウム水平板92とは接点94で当接している。接点94から45mm離れた位置にスペーサ93の挟み込みにより、試験片91とアルミニウム水平板92との間には1mmの隙間Cが形成されている。Fig. 8 shows the structure of the above-mentioned test specimen. Fig. 8 shows a
ろう付けは、酸素濃度10ppmとした密閉雰囲気下において、供試体を昇温速度50℃/分で一定として所定の到達温度まで昇温し、その到達温度にて所定時間保持して行った。ろう付けが行われた場合、供試体における試験片とアルミニウム水平板との接点(以下、単に供試体の接点と記載する)からスペーサの側に向けて、試験片とアルミニウム水平板との隙間を埋めるようにフィレットが形成される。Brazing was performed in a sealed atmosphere with an oxygen concentration of 10 ppm by heating the specimen at a constant heating rate of 50° C./min up to a predetermined temperature and holding the specimen at the temperature for a predetermined time. When brazing was performed, a fillet was formed from the contact point between the test piece and the horizontal aluminum plate of the specimen (hereinafter simply referred to as the contact point of the specimen) toward the spacer so as to fill the gap between the test piece and the horizontal aluminum plate.
ろう付け処理後の供試体については、後述するように、拡散層の成分(マグネシウム及、ケイ素、酸化マグネシウム(MgO))、ろう材の溶融の程度の目安の一例としてろう材の液相率、ろう付け不良の有無(エロージョンの有無)及びろう材流動距離の目視観察を行った。As described below, the test pieces after the brazing process were visually observed for the components of the diffusion layer (magnesium, silicon, magnesium oxide (MgO)), the liquid phase rate of the brazing material as an example of an indication of the degree of melting of the brazing material, the presence or absence of brazing defects (the presence or absence of erosion), and the brazing material flow distance.
ろう材流動距離は、ろう付け処理後の供試体において、試験片とアルミニウム水平板との隙間を埋めるように形成されたフィレットの長さ(試験片の接点からスペーサの側へ、アルミニウム水平板に沿ってフィレットが延在している長さ)をろう材流動距離として計測して評価した。以下では供試体の接点からスペーサの側へ試験片とアルミニウム水平板とに沿ってフィレットが延在している長さを、単にろう材流動距離と記載する。ろう材流動距離は20mm以上であれば、良好である。ろう材流動距離が20mm未満であれば不良と判断する。The brazing material flow distance was evaluated by measuring the length of the fillet formed in the test piece after the brazing process so as to fill the gap between the test piece and the horizontal aluminum plate (the length of the fillet extending from the contact point of the test piece to the spacer side along the horizontal aluminum plate). Hereinafter, the length of the fillet extending from the contact point of the test piece to the spacer side along the test piece and the horizontal aluminum plate is simply referred to as the brazing material flow distance. If the brazing material flow distance is 20 mm or more, it is considered to be good. If the brazing material flow distance is less than 20 mm, it is considered to be bad.
図9には、ろう付けが良好に行われた場合のろう付け処理後の供試体を示している。図9に示すように、供試体200において、試験片91とアルミニウム水平板92との隙間Cを埋めるように試験片91からろう材が流れて接点94からスペーサ93の側へ試験片91とアルミニウム水平板92とに沿ってフィレット95が延在するように形成される。図9中、距離Lがろう材流動距離である。Fig. 9 shows a specimen after the brazing process when the brazing was performed well. As shown in Fig. 9, in the
拡散層の成分は、ろう付け処理後の供試体の試験片における、ろう材層から芯材層側に45μm離れた測定点、すなわち、ろう材層と拡散層との境界面から芯材層側に45μm離れた地点の成分を電子線解析アナライザー(EPMA)により測定して評価する。以下の実施例では、ケイ素とマグネシウムの含有量を評価する。なお、境界面からの距離は、境界面の垂線に沿う方向における距離であり、切断面における観察にあっては、ろう材層と拡散層との境界線の垂線に沿う方向における距離と同じである。試験片が平板状である場合は、切断面における観察において、境界面からの距離は、ろう材層と拡散層との境界線から試験片の厚み方向に沿う距離と同じである。The components of the diffusion layer are evaluated by measuring the components at a
ここで、境界面及び拡散層は、以下のようにして特定される。まず、試験片を芯材層に対して垂直に切断した切断面について、試験片の厚み方向においてろう材層側から芯材層側にかけてEPMAライン分析(定量分析)を行い、ケイ素(Si)、マグネシウム(Mg)、マンガン(Mn)の濃度の変化を測定する。以下では、試験片の厚み方向におけるろう材層側から芯材層側への向きを、単に深さ又は深さ方向と称する場合がある。Here, the boundary surface and the diffusion layer are specified as follows. First, an EPMA line analysis (quantitative analysis) is performed on a cut surface of the test piece cut perpendicular to the core layer in the thickness direction of the test piece from the brazing material layer side to the core material layer side to measure the changes in the concentrations of silicon (Si), magnesium (Mg), and manganese (Mn). Hereinafter, the direction from the brazing material layer side to the core material layer side in the thickness direction of the test piece may be simply referred to as the depth or depth direction.
以下の実施例では、図9に示すように、フィレット95の中央、すなわち、供試体200の接点94からアルミニウム水平板92に沿って接点94からろう材流動距離である距離Lの1/2の離れた位置Qを通り試験片91に垂直となる仮想線Rに沿って、すなわち、試験片91の深さ方向に沿ってEPMAライン分析を行った。そして、試験片91におけるろう材層と芯材層との境界面を特定し、当該境界面から芯材層側に45μm離れた地点Gを測定点とした。すなわち、測定点は、仮想線Pと仮想線Rとの交点である。In the following examples, as shown in Fig. 9, EPMA line analysis was performed along a virtual line R that passes through the center of the
EPMAライン分析は、電子線プローブマイクロアナライザー(日本電子株株式会社製、型式:JEOL JXA-8530F)を用いた。元素の定量には、検量線法を用いた。加速電圧は20kV、試料電流の電流値は100nAとした。マグネシウムの分析には、分光結晶としてTAP(フタル酸タリウム)結晶を用い、試料と分光結晶との距離は107.513mmとした。マンガンの分析には、分光結晶としてLIF(フッ化リチウム、LIFH)結晶を用い、試料と分光結晶との距離は146.141mmとした。なお、検出限界は、軽元素において、下限値で0.01~0.05%である。For the EPMA line analysis, an electron probe microanalyzer (manufactured by JEOL Co., Ltd., model: JEOL JXA-8530F) was used. For the quantitative determination of elements, a calibration curve method was used. The acceleration voltage was 20 kV, and the current value of the sample current was 100 nA. For the analysis of magnesium, a TAP (thallium phthalate) crystal was used as the analyzing crystal, and the distance between the sample and the analyzing crystal was 107.513 mm. For the analysis of manganese, a LIF (lithium fluoride, LIFH) crystal was used as the analyzing crystal, and the distance between the sample and the analyzing crystal was 146.141 mm. The detection limit for light elements is 0.01 to 0.05% at the lower limit.
ろう材層と拡散層との境界面(境界線)の特定について補足する。図10には、マンガンの濃度について、ろう材層から芯材層に向けて試験片の深さ方向に沿ってEPMAライン分析を行った測定結果の一例を示している。図10のグラフにおいて、マンガンはMnと表記している。図10のグラフにおいて、横軸は試験片の深さ、左側の縦軸はEPMAライン分析におけるカウント数である。また、図10のグラフにおいて、右側の縦軸は、カウント数から導いたマンガンの濃度(重量%)である。ろう材層と拡散層との境界面(境界線)は、このグラフをスムージングし、さらにそのグラフの微分値を求め、この微分値の最も大きな深さの位置を求めてこれをろう材層と拡散層との境界面(境界線)として特定することができる。スムージングは、例えば、深さ方向における45μm(図10の場合は、EPMAライン分析の150回分の計測)間の最小値を選択してグラフ化することにより行える(図11参照)。グラフの微分値は、近似関数を求めて数学的に微分し、微分式をグラフ化して微分値が最大値を示す位置を求めてもよいが、例えば、微小区間(例えば、深さ方向における4.9μm)を設定し、この微小区間の傾きを微分値の近似値として求めてグラフ化して最大値を示す位置を求めてもよい(図12参照)。図12では、図中のB部が境界面であると特定される。図10から図12には、図12で求めた境界面に基づいて特定したろう材層、芯材層及び境界層の範囲を示している。境界層は、図12において境界面を特定したB部が含まれる、グラフ中のひと山の範囲である。A supplementary explanation will be given regarding the determination of the boundary surface (boundary line) between the brazing material layer and the diffusion layer. FIG. 10 shows an example of the measurement results of EPMA line analysis performed along the depth direction of the test piece from the brazing material layer to the core material layer with respect to the concentration of manganese. In the graph of FIG. 10, manganese is represented as Mn. In the graph of FIG. 10, the horizontal axis is the depth of the test piece, and the vertical axis on the left is the count number in the EPMA line analysis. In addition, in the graph of FIG. 10, the vertical axis on the right is the concentration (weight %) of manganese derived from the count number. The boundary surface (boundary line) between the brazing material layer and the diffusion layer can be determined by smoothing this graph, further obtaining a differential value of the graph, and determining the depth position where this differential value is the largest, and this can be determined as the boundary surface (boundary line) between the brazing material layer and the diffusion layer. Smoothing can be performed, for example, by selecting the minimum value between 45 μm in the depth direction (measurements of 150 times of EPMA line analysis in the case of FIG. 10) and graphing it (see FIG. 11). The differential value of the graph may be obtained by mathematically differentiating an approximate function, and the differential formula may be graphed to obtain the position where the differential value is maximum. Alternatively, for example, a small section (e.g., 4.9 μm in the depth direction) may be set, and the slope of this small section may be obtained as an approximation of the differential value, graphed, and the position where the maximum value is obtained (see FIG. 12). In FIG. 12, part B in the figure is specified as the boundary surface. Figures 10 to 12 show the ranges of the brazing layer, core layer, and boundary layer specified based on the boundary surface obtained in FIG. 12. The boundary layer is the range of a peak in the graph that includes part B in FIG. 12, where the boundary surface is specified.
芯材層とろう材層との境界面では、ろう付け処理によって、芯材層側からろう材層にマグネシウムが拡散して移動するとともに、ろう材層から芯材層にケイ素が拡散して移動する。これに対し、マンガンは、ろう付け処理によって拡散しにくく、移動しにくい元素である。At the interface between the core layer and the brazing layer, magnesium diffuses and moves from the core layer to the brazing layer, and silicon diffuses and moves from the brazing layer to the core layer due to the brazing process. In contrast, manganese is an element that is difficult to diffuse and move due to the brazing process.
ケイ素は、芯材層よりもろう材層に多く含まれる原子である。このため、EPMAライン分析によって厚み方向に走査した場合に、ろう付け前の芯材層よりも多くのケイ素が観測される深さの位置まで、芯材層側にろう材層のケイ素が拡散していることになる。Silicon is an atom contained in a larger amount in the brazing material layer than in the core material layer, and therefore, when scanning in the thickness direction by EPMA line analysis, silicon from the brazing material layer is diffused to the core material layer side up to a depth position where more silicon is observed than in the core material layer before brazing.
マンガンは、ろう材層よりも芯材層に多く含まれる原子である。このため、EPMAライン分析によって厚み方向に走査した場合に、マンガンの検出量が増大しはじめた深さの位置が、芯材層とろう材層との境界面である。Manganese is an atom contained in greater amounts in the core layer than in the brazing layer, and therefore, when scanning in the thickness direction by EPMA line analysis, the depth position at which the amount of detected manganese begins to increase is the interface between the core layer and the brazing layer.
すなわち、上記の境界面から、芯材層における、ろう付け前の芯材層よりも多くのケイ素が観測される深さの位置までが、本実施形態における拡散層である。That is, the diffusion layer in this embodiment is from the above-mentioned boundary surface to a depth position in the core material layer where more silicon is observed than in the core material layer before brazing.
拡散層について上記の測定点(境界面から芯材層側に45μm離れた地点)の成分を評価するのは、以下の理由に基づく。すなわち、実施例の評価に先立って、供試体の試験片のろう材層の厚みを種々変化させてろう付けを行い、良好にろう付けが行われた供試体の拡散層の成分をEPMAライン分析によって評価した。その結果、ろう材層の厚みを種々変化させても、また、ろう材層や芯材層のケイ素含有量を変化させても、ろう材層のケイ素含有量と芯材層のケイ素含有量との比率が一定であれば、場合境界面から45μm以上の深さでは、ろう材層の厚みが異なっても(ただし、ろう材層の厚みは10μmから150μmの範囲)ケイ素の含有量は同等の値を示していたという事前評価の結果に基づく。The reason for evaluating the components of the diffusion layer at the above measurement point (a
なお、マグネシウムはろう付けにおいてアルミニウムの酸化被膜を破壊する機能を有する成分であるため、拡散層の成分の評価では、どの程度試験片の表面(ろう材層側の表面、以下、単に試験片の表面と記載する)にマグネシウムが拡散しやすい状態であったかを評価できればよい。そのため、拡散層におけるマグネシウムの含有量は、任意の深さ、たとえば、ケイ素の含有量がろう材層の厚みにかかわらず一定となる境界面から45μmの深さで評価できれば足りる。このようにして、測定点は境界面から芯材層側に45μm離れた地点と定めた。Since magnesium is a component that has the function of destroying the oxide film of aluminum during brazing, the evaluation of the components of the diffusion layer only requires the evaluation of the degree to which magnesium was easily diffused to the surface of the test piece (the surface on the brazing layer side, hereinafter simply referred to as the surface of the test piece). Therefore, it is sufficient to evaluate the magnesium content in the diffusion layer at any depth, for example, at a depth of 45 μm from the boundary surface where the silicon content is constant regardless of the thickness of the brazing layer. In this way, the measurement point was set to a
ろう材液相率(ろう付け時におけるろう材の液相率)は、主な成分であるアルミニウムとケイ素の二元系状態図と供試体の到達温度により近似的に算出した。ろう材液相率が80%以上となるろう付け条件であれば、ろう付け処理において、ろう材への入熱が足りて、ろう材が十分に溶融することができると考えられる。一方、ろう材液相率が80%未満となるろう付け条件であれば、ろう材への入熱が不足して、ろう材が十分に溶融できないと考えられる。したがって、ろう材液相率が80%未満となるろう付け条件の供試体は、不良とする。The brazing filler metal liquid phase ratio (liquid phase ratio of the brazing filler metal during brazing) was approximately calculated from the binary phase diagram of the main components aluminum and silicon and the temperature reached by the specimen. If the brazing conditions are such that the brazing filler metal liquid phase ratio is 80% or more, it is considered that the heat input to the brazing filler metal during the brazing process is sufficient and the brazing filler metal can be sufficiently melted. On the other hand, if the brazing conditions are such that the brazing filler metal liquid phase ratio is less than 80%, it is considered that the heat input to the brazing filler metal is insufficient and the brazing filler metal cannot be sufficiently melted. Therefore, specimens under brazing conditions where the brazing filler metal liquid phase ratio is less than 80% are considered defective.
エロージョンの発生有無は、各供試体の拡散層の状態を光学顕微鏡にて観察して調べた。エロージョンは、発生していないものが良好である。エロージョンの発生が明白であるろう付け条件は、不良である。The occurrence of erosion was checked by observing the state of the diffusion layer of each test piece with an optical microscope. Brazing conditions in which erosion was clearly observed were considered to be good.
光学顕微鏡によるエロージョンの発生有無の確認について例示しつつ説明する。図13から図16は、芯材層とろう材層の成分を変化させて形成した、拡散層の状態を光学顕微鏡にて観察した拡大写真の一例である。The confirmation of the occurrence of erosion using an optical microscope will be described below with reference to examples. Figures 13 to 16 are examples of enlarged photographs of the state of the diffusion layer formed by changing the components of the core material layer and the brazing material layer, observed with an optical microscope.
図13は、芯材層のマグネシウムを0.75質量%、ろう材層のマグネシウム及びケイ素をそれぞれ0.30質量%及び12質量%とした試験片を用いた供試体を昇温速度50℃/分で到達温度600℃まで温度を上昇させ、その後、到達温度600℃において3分間保持してろう付けした場合(参考例1)の拡散層の拡大写真である。FIG. 13 is an enlarged photograph of the diffusion layer in a test specimen in which the core layer contained 0.75% by mass of magnesium and the brazing material layer contained 0.30% by mass of magnesium and 12% by mass of silicon, respectively, was heated at a heating rate of 50° C./min up to an ultimate temperature of 600° C., and then held at the ultimate temperature of 600° C. for 3 minutes for brazing (Reference Example 1).
図14は、芯材層のマグネシウムを0.75質量%、ろう材層のマグネシウム及びケイ素をそれぞれ0.50質量%及び12質量%とした試験片を用いた供試体を昇温速度50℃/分で到達温度600℃まで温度を上昇させ、その後、到達温度600℃において3分間保持してろう付けした場合(参考例2)の拡散層の拡大写真である。なお、参考例2の供試体は、後述する供試体19と同条件で作成されたものである。14 is an enlarged photograph of the diffusion layer in the case where a test piece having a core layer containing 0.75% by mass of magnesium and a brazing layer containing 0.50% by mass of magnesium and 12% by mass of silicon was brazed by increasing the temperature to 600° C. at a heating rate of 50° C./min and then holding the temperature at 600° C. for 3 minutes (Reference Example 2). The specimen in Reference Example 2 was prepared under the same conditions as specimen 19 described later.
図15は、芯材層のマグネシウムを0.75質量%、ろう材層のマグネシウム及びケイ素をそれぞれ0.75質量%及び12質量%とした試験片を用いた供試体を昇温速度50℃/分で到達温度600℃まで温度を上昇させ、その後、到達温度600℃において3分間保持してろう付けした場合(参考例3)の拡散層の拡大写真である。なお、参考例3の供試体は、後述する供試体8と同条件で作成されたものである。15 is an enlarged photograph of the diffusion layer in the case where a test piece having a core layer containing 0.75% by mass of magnesium and a brazing layer containing 0.75% by mass of magnesium and 12% by mass of silicon was heated at a heating rate of 50° C./min to an ultimate temperature of 600° C., and then held at the ultimate temperature of 600° C. for 3 minutes for brazing (Reference Example 3). The specimen in Reference Example 3 was prepared under the same conditions as specimen 8 described below.
図16は、芯材層のマグネシウムを0.75質量%、ろう材層のマグネシウム及びケイ素をそれぞれ1.00質量%及び12質量%とした試験片を用いた供試体を昇温速度50℃/分で到達温度600℃まで温度を上昇させ、その後、到達温度600℃において3分間保持してろう付けした場合(参考例4)の拡散層の拡大写真である。Figure 16 is an enlarged photograph of the diffusion layer in a test specimen in which the core layer contained 0.75% magnesium by mass and the brazing material layer contained 1.00% magnesium by mass and 12% silicon by mass, respectively, was heated at a heating rate of 50°C/min up to an ultimate temperature of 600°C, and then held at the ultimate temperature of 600°C for 3 minutes for brazing (Reference Example 4).
参考例1(図13参照)及び参考例2(図14参照)では、ろう材層から芯材層にかけて結晶粒が判然と確認できずエロージョンが生じていないが、参考例3(図15参照)及び参考例4(図16参照)では、ろう材層から芯材層にかけて結晶粒が判然と確認できエロージョンが生じていることがわかる。このように、エロージョンは、光学顕微鏡写真により、直接観察することができる。In Reference Example 1 (see FIG. 13) and Reference Example 2 (see FIG. 14), crystal grains are not clearly visible from the brazing material layer to the core material layer, and erosion does not occur, but in Reference Example 3 (see FIG. 15) and Reference Example 4 (see FIG. 16), crystal grains are clearly visible from the brazing material layer to the core material layer, and erosion occurs. In this way, erosion can be directly observed by optical microscope photographs.
表1-1及び表1-2には、評価対象とした供試体のろう付け条件と評価結果とを示している。表1-1には、供試体1から供試体10のろう付け条件と評価結果とを、表1-2には、供試体11から供試体22のろう付け条件と評価結果とを示している。以下では、表1-1及び表1-2を包括して、表1と称する。Tables 1-1 and 1-2 show the brazing conditions and evaluation results of the specimens evaluated. Table 1-1 shows the brazing conditions and evaluation results of
表1では、マグネシウムをMg、ケイ素をSiで表記している。「試験片の成分」の行には、芯材層のマグネシウムの処方量とろう材層のマグネシウム及びケイ素の処方量とを示している。In Table 1, magnesium is represented as Mg and silicon is represented as Si. The row "Components of test piece" shows the amount of magnesium in the core layer and the amounts of magnesium and silicon in the brazing layer.
また、「測定点の成分」の行には、ろう付け時の温度条件としての到達温度と、ろう付け後の計測結果として測定点のケイ素及びマグネシウムの含有量と、を示している。表1には記さないが、上述のごとく、いずれの供試体についても昇温速度は50℃/分であり、到達温度に到達してからの保持時間は3分である。In addition, the row "Components at measurement points" shows the temperature reached as the temperature conditions during brazing, and the silicon and magnesium contents at the measurement points as the measurement results after brazing. Although not shown in Table 1, as mentioned above, the heating rate for all specimens was 50° C./min, and the holding time after reaching the temperature was 3 minutes.
また、「結果」の行には、ろう材の液相率、エロージョンの有無、ろう材の流動距離及び総合評価を示している。The "Results" row also shows the liquid phase rate of the brazing filler metal, the presence or absence of erosion, the flow distance of the brazing filler metal, and an overall evaluation.
ろう材の液相率は、ろう材液相率が80%未満で不良と判断したものに「F(fale:不良)」と記載し、それ以外には「G(good:良好)」と記載した。The liquid phase rate of the brazing filler metal was marked "F (fail)" when it was less than 80% and judged to be defective, and marked "G (good)" otherwise.
エロージョンの有無は、エロージョンの発生が明白であり不良と判断したものに「F(fale:不良)」と記載し、それ以外には「G(good:良好)」と記載した。Regarding the presence or absence of erosion, those in which the occurrence of erosion was obvious and judged to be defective were marked as "F (fail)" and others were marked as "G (good)."
ろう材の流動距離は、計測されたろう材の流動距離を示している。ろう材流動距離が20mm未満であれば不良と判断する。The brazing filler metal flow distance indicates the measured brazing filler metal flow distance. If the brazing filler metal flow distance is less than 20 mm, it is determined to be defective.
総合評価では、材流動距離、ろう材液相率及びエロージョンの発生有無の評価項目について、不良と評価された項目が含まれる場合は、「F(fale:不良)」と判断し、良好な結果が得られた場合(適切にろう付けを行えた場合)には「G(good:良好)」と判定した。In the overall evaluation, if any of the evaluation items, such as material flow distance, brazing material liquid phase rate, and the occurrence or non-occurrence of erosion, was rated as poor, it was judged as "F (fail)" and if a good result was obtained (if brazing was performed appropriately), it was judged as "G (good)".
総合評価より、供試体5-7,10-12,14,15,17及び19-22が、本実施形態における実施例である。また、供試体1-4,8,9,13,16及び18は比較例である。From the overall evaluation, specimens 5-7, 10-12, 14, 15, 17, and 19-22 are examples of the present embodiment, and specimens 1-4, 8, 9, 13, 16, and 18 are comparative examples.
表1の結果より、エロージョンの発生を抑制したろう付け、すなわち、エロージョンの発生を抑制した熱交換器を実現することができる、拡散層における測定点のマグネシウム含有量とケイ素含有量との関係を、図17に示すグラフのごとく導くことができる。図17では、エロージョンの発生を抑制した熱交換器を実現できる拡散層のマグネシウム含有量とケイ素含有量とを示す範囲を、領域Xとして示している。上述の式(1)から式(4)は、図14に示すグラフの外縁を示している。From the results in Table 1, the relationship between the magnesium content and the silicon content at the measurement points in the diffusion layer, which can realize brazing with suppressed erosion, i.e., a heat exchanger with suppressed erosion, can be derived as shown in the graph in Figure 17. In Figure 17, the range showing the magnesium content and silicon content of the diffusion layer that can realize a heat exchanger with suppressed erosion is shown as region X. The above-mentioned formulas (1) to (4) show the outer edge of the graph shown in Figure 14.
表1の結果より、エロージョンの発生を抑制した熱交換器及びその製造方法について、以下のように考察することができる。また、図17に示すグラフ及び式(1)から式(4)は、以下のようにして導かれたものである。From the results in Table 1, the heat exchanger suppressing the occurrence of erosion and the manufacturing method thereof can be considered as follows. The graph shown in Fig. 17 and formulas (1) to (4) were derived as follows.
まず、考察に当たり、良好なろう付けを行うための基本的な考え方と、アルミニウム合金における添加剤の基本的な影響を説明する。First, the basic concept for performing good brazing and the basic effects of additives in aluminum alloys will be explained.
アルミニウム合金(A3003、A4045又はA4343)では、ケイ素の含有量が増大すると、融点が低下する。すなわち、ろう付けの加熱条件(入熱)とろう材の溶融(ろう流動距離)の点では、ろう材層のケイ素の含有量が多い場合にろう材の融点が低下するのでろう付けに有利である。後述するように、拡散層(芯材)のケイ素の含有量が増大するような場合では、拡散層の融点が低下するため、エロージョンの原因となる場合もある。In aluminum alloys (A3003, A4045, or A4343), the melting point decreases as the silicon content increases. In other words, in terms of the heating conditions (heat input) and melting of the brazing material (brazing material flow distance), a high silicon content in the brazing material layer is advantageous for brazing because the melting point of the brazing material decreases. As will be described later, when the silicon content of the diffusion layer (core material) increases, the melting point of the diffusion layer decreases, which may cause erosion.
ろう付けにおけるマグネシウムの不足とは、アルミ酸化被膜を破壊するためのマグネシウムの不足である。Magnesium deficiency in brazing means a lack of magnesium to break down the aluminum oxide film.
エロージョンは、主に、ろう材成分の拡散によって、芯材(拡散層)の融点が低下して芯材が溶けることによって生じる。アルミニウム合金であるA3003、A4045又はA4343に含まれうる添加剤のうち、これらアルミニウム合金の融点の変化に影響するのはマグネシウムとケイ素であり、それ以外の添加剤の添加量の変化は、マグネシウムやケイ素の影響に比べて十分に小さい。Erosion occurs mainly when the melting point of the core material (diffusion layer) is lowered due to the diffusion of the brazing material components, causing the core material to melt. Of the additives that can be contained in the aluminum alloys A3003, A4045, and A4343, only magnesium and silicon affect the change in the melting point of these aluminum alloys, and the change in the amount of other additives added is sufficiently small compared to the effect of magnesium and silicon.
マグネシウムが過剰になると、試験片の表面の酸化マグネシウムが生じやすくなる。試験片の表面の酸化マグネシウムが増加すると、ろうの流れの阻害因子となる。Excessive magnesium tends to cause magnesium oxide on the surface of the test piece, which becomes an inhibitor of wax flow.
例えば入熱不足やろう材層の成分の変更により液相率が不足すると、ろう材が溶融せず、ろう材の液相量が不足状態となって、ろう付けが適切に行えない。以下、表1の結果について具体的に考察していく。For example, if the liquid phase rate is insufficient due to insufficient heat input or a change in the composition of the brazing material layer, the brazing material will not melt, the amount of liquid phase in the brazing material will be insufficient, and brazing will not be performed properly. The results in Table 1 will be considered in detail below.
上述のごとく、マグネシウムはろう付けにおいてアルミニウムの酸化被膜を破壊する機能を有する成分であるため、最もアルミニウムの酸化被膜の破壊に不利な条件(試験片の表面に拡散するマグネシウム量が最も少ない条件)は、芯材層にのみマグネシウムが添加された材料処方である。As mentioned above, magnesium is a component that has the function of destroying the oxide film on aluminum during brazing, so the condition that is most unfavorable for destroying the oxide film on aluminum (the condition in which the amount of magnesium diffusing to the surface of the test piece is the smallest) is a material formulation in which magnesium is added only to the core layer.
供試体の作成及び評価順序は、供試体の番号とは一致していない。本実施例では、予備試験的に、芯材層のマグネシウム含有量に着目して、供試体8,12,15,16,17,19,20の試作及び評価を先行しておこなった。本実施形態において、供試体の作成及び評価順序は、供試体の番号とは一致せず、無関係である。The order of making and evaluating the specimens does not match the number of the specimens. In this example,
供試体15,16,17の結果によると、芯材層のマグネシウム含有量が0.5重量%から0.75重量%の範囲では、ろう付けが良好となることがわかる。この供試体15,16,17の結果に基づいて、ろう付け性が上がるか否かの確認の為、ろう材層のマグネシウム含有量を、供試体8,12,19,20のごとく増加させると、供試体12,19,20が良好で、供試体8が不良であった。供試体12,19,20では、測定点のマグネシウム含有量がそれぞれ0.43重量%で同等であり、供試体8では測定点のマグネシウム含有量が0.51重量%で、供試体12,19,20の場合よりも有意に大きかった。ここで、測定点(境界層)のマグネシウム含有量は、芯材層とろう材層とのマグネシウム含有量のバランスによってきまると考えられる。したがって、供試体12,19,20よりも、芯材層又はろう材層のマグネシウム含有量を増大させたろう付け条件では適切なろう付けが行えないと判断された。According to the results of
上記供試体8,12,15,16,17,19,20の評価結果に基づいて、拡散層(測定点)における、ケイ素の含有量と適切なマグネシウム含有量の下限(マグネシウム不足)との関係を以下のように検討した。これにより、上記式(2)を導いた。Based on the evaluation results of the
供試体15,16の評価結果に基づいて、測定点のケイ素含有量が約0.65重量%となる場合における、ろう付けが適切に行える(マグネシウム不足が生じない)測定点のマグネシウム含有量の境界(下限)を画定した。Based on the evaluation results of
表1に示す供試体10,13,14,15,16、18,21は、ろう材層のケイ素の含有量が8重量%であり、このケイ素の含有量に起因して液相率が低くなるため、ろう付けが最も厳しい供試体の一例であると考えられる。
上記供試体8,12,15,16,17,19,20の評価結果に基づいて、ろう材層のケイ素の含有量が8重量%とし、ろう付け時の到達温度を低くしてろう材層のケイ素の芯材層への拡散を抑制した供試体14,18と、供試体10,13,21とを試作して評価した。Based on the evaluation results of the
供試体14,18の評価結果に基づいて、測定点のケイ素含有量が約0.5重量%となる場合における、ろう付けが適切に行える(マグネシウム不足が生じない)測定点のマグネシウム含有量の境界(下限)を画定した。Based on the evaluation results of
更に、供試体10,13,21の評価結果に基づいて、測定点のケイ素含有量が約0.36重量%程度となる場合における、ろう付けが適切に行える(マグネシウム不足が生じない)測定点のマグネシウム含有量の境界(下限)を画定した。Furthermore, based on the evaluation results of
以上のようにして、上記式(2)を導いた。In this manner, the above formula (2) was derived.
次に、拡散層(測定点)における、ケイ素の含有量と適切なマグネシウム含有量の下限(マグネシウム不足)との関係を以下のように検討した。これにより、上記式(3)を導いた。Next, the relationship between the silicon content and the appropriate lower limit of the magnesium content (magnesium deficiency) in the diffusion layer (measurement point) was examined as follows, leading to the above formula (3).
上述のごとく、エロージョンは、主に、ろう材成分の拡散によって、芯材(拡散層)の融点が低下して芯材が溶けることによって生じ、融点の変化に影響するのはマグネシウムとケイ素である。As described above, erosion occurs mainly when the melting point of the core material (diffusion layer) is lowered due to the diffusion of the brazing material components, causing the core material to melt, and it is magnesium and silicon that affect the change in melting point.
供試体8,19は、ケイ素の含有量に関し、最もエロージョンが起きやすい条件、すなわち、ろう材層のケイ素含有量が12重量%と最も多く、芯材層にケイ素が拡散して芯材(拡散層)の融点が低下しやすい供試体である。また、供試体8,19は、ろう付けの温度条件の到達温度が最も高く、最も芯材が溶融しやすい条件の供試体である。供試体8,19の比較により、測定点のケイ素含有量が約0.65重量%の場合における、ろう付けが適切に行える(エロージョンが生じない)測定点のマグネシウム含有量の境界(上限)を画定した。なお、更に供試体12,20の結果を加味しても、同様の境界を特定することができる。Specimens 8 and 19 are specimens that are most susceptible to erosion in terms of silicon content, that is, the brazing layer has the highest silicon content of 12 wt%, and silicon is most likely to diffuse into the core layer, causing the melting point of the core (diffusion layer) to decrease. Specimens 8 and 19 are also specimens that are most susceptible to the highest brazing temperature conditions, causing the core to melt. By comparing specimens 8 and 19, the boundary (upper limit) of the magnesium content at the measurement point at which brazing can be performed properly (no erosion occurs) was determined when the silicon content at the measurement point is about 0.65 wt%. The same boundary can be identified by further taking into account the results of
供試体8ではエロージョンが発生したことから、到達温度を供試体8よりも低下させた供試体7を試作して評価し、測定点のケイ素含有量が約0.59重量%の場合における、ろう付けが適切に行える(エロージョンが生じない)測定点のマグネシウム含有量の境界(上限)を画定した。Since erosion occurred in specimen 8, specimen 7, which had a lower attained temperature than specimen 8, was fabricated and evaluated, and the boundary (upper limit) of the magnesium content at the measurement point at which brazing can be performed appropriately (no erosion occurs) was determined when the silicon content at the measurement point was approximately 0.59 wt.%.
試験片のろう材層のケイ素の含有量が供試体7,8,19の12重量パーセントよりも少なく、測定点のマグネシウム含有量がこれら供試体と同等以下となるものは、到達温度が600℃以下の場合にはエロージョンは生じないと考えられるため、そのような供試体の作成や評価を省略した。For test pieces in which the silicon content of the brazing material layer was less than 12 weight percent for specimens 7, 8, and 19, and the magnesium content at the measurement point was equal to or less than that of these specimens, erosion was not expected to occur if the temperature reached was 600°C or less. Therefore, the production and evaluation of such specimens was omitted.
以上結果と、Al-Si-Mg系三元状態図に基づいて、上記式(3)を導いた。Based on the above results and the Al-Si-Mg ternary phase diagram, the above formula (3) was derived.
次に、拡散層(測定点)における、ケイ素の含有量と適切なマグネシウム含有量の上限(酸化マグネシウム発生の影響)との関係を以下のように検討した。これにより、上記式(1)を導いた。Next, the relationship between the silicon content and the appropriate upper limit of the magnesium content (the effect of magnesium oxide generation) in the diffusion layer (measurement point) was examined as follows, leading to the above formula (1).
上述のごとく、マグネシウムが過剰になると、試験片の表面の酸化マグネシウムが生じやすくなり、試験片の表面の酸化マグネシウムが増加すると、ろうの流れの阻害因子となるから、ろう付け不良が生じる。As described above, if there is an excess of magnesium, magnesium oxide is likely to form on the surface of the test piece, and if the amount of magnesium oxide on the surface of the test piece increases, it becomes an obstruction to the flow of brazing material, resulting in poor brazing.
まず、従来の真空ろう付け工法で用いられる、マグネシウムが添加されたろう材層を有する試験片を用いて供試体1、2を試作し、マグネシウムの効果を検証したところ、ろう材の流動距離が小さく、酸化マグネシウムによるろう付け不良と考えられた。そこで、供試体1,2に基づいて、これら供試体よりもろう材層のマグネシウム含有量をわずかに減少させた供試体5,6を試作したところ、ろう付けは良好であった。これら供試体1,2,5,6の評価結果に基づいて、ろう付けが適切に行える測定点における、マグネシウムの含有量の境界(上限)を画定した。First,
ところで、上述のごとく、拡散層(測定点)のマグネシウム含有量は、芯材層とろう材層とのマグネシウム含有量のバランスによってきまる。拡散層(測定点)のマグネシウム含有量が同等となる芯材層とろう材層の組み合わせにおいて、最も試験片の表面で酸化マグネシウムの発生が生じやすくなり、ろう付けが不良となりやすい条件は、ろう材層にのみマグネシウムが添加された場合である。したがって、ろう材層にのみマグネシウムを含む供試体1,2,5,6で確認を行えばマグネシウムの含有量の境界(上限)の特定は適切に行える。そのため、これら供試体1,2,5,6よりも酸化マグネシウムの発生の有無の点でろう付けが有利になる、ろう材層と芯材層とにバランスさせてマグネシウムを含有させた供試体の試作及び評価は省略した。As described above, the magnesium content of the diffusion layer (measurement point) is determined by the balance of the magnesium content of the core material layer and the brazing material layer. In the combination of the core material layer and the brazing material layer in which the magnesium content of the diffusion layer (measurement point) is the same, the condition in which magnesium oxide is most likely to occur on the surface of the test piece and brazing is most likely to be defective is when magnesium is added only to the brazing material layer. Therefore, the boundary (upper limit) of the magnesium content can be appropriately identified by checking the
また、供試体1,2,5,6は、ろう材の溶融しやすさの点で最もろう付けに不利な条件である、ろう材層のケイ素含有量が8重量%とされている。すなわち、これら供試体よりもろう材層のケイ素含有量が多い場合は、供試体5,6よりもろう付け性が有利であると考えられる。したがって、拡散層が供試体5,6と同様のマグネシウム及びケイ素含有量となるろう材層及び芯材層の全ての組み合わせは、供試体5,6よりもろう付けに有利であるから、供試体5,6よりもろう付けに有利となる供試体の試作及び評価は省略した。In addition, the brazing material layer of
以上のようにして、上記式(1)を導いた。In this manner, the above formula (1) was derived.
最後に、拡散層(測定点)における、ケイ素の含有量の下限(ろう材の液相率及び入熱とのバランス)との関係を以下のように検討した。これにより、上記式(4)を導いた。
Finally, the relationship between the lower limit of the silicon content in the diffusion layer (measurement point) (balance with the liquid phase rate of the brazing material and heat input) was examined as follows, leading to the above formula (4).
上述のごとく、ろう材層のケイ素の含有量が多い場合にろう材の融点が低下するのでろう付けに有利である。As described above, when the brazing material layer has a high silicon content, the melting point of the brazing material is lowered, which is advantageous for brazing.
到達温度が高くなって入熱量が増加するに伴って拡散層へのケイ素の拡散量は増加する。そこで、到達温度を変更して入熱量を変えた供試体4,5,9,10の評価結果に基づいて、拡散層(測定点)における、ケイ素の含有量の下限を0.36重量%と画定した。なお、供試体5,10は、ろう付けにもっと不利となる、ろう材層のケイ素含有量が8重量%とされている。供試体5,10のごとくろう材層のケイ素含有量が8重量%より多い供試体では、ろう材の液相率が向上するという点でろう付けが有利になると考えられるから、そのような供試体の試作及び評価は省略した。As the attained temperature increases and the heat input increases, the amount of silicon diffused into the diffusion layer increases. Based on the evaluation results of
以上のようにして、上記式(4)を導いた。In this manner, the above formula (4) was derived.
以上のようにして、上記式(1)から式(4)を導き、領域Xを画定した。確認的な評価として、供試体3,11を試作して評価したところ、測定点のケイ素及びマグネシウムの含有量が領域Xの外部に位置する供試体3ではロージョンが生じてろう付けが不良であった。供試体11では、測定点のケイ素及びマグネシウムの含有量が領域X内に位置し、不良のない良好なろう付けが行えた。In this manner, formula (4) was derived from formula (1) above, and region X was defined. As a confirmatory evaluation,
また、更なる確認的な評価として、他の供試体よりも芯材のケイ素の含有量が大きい供試体22を試作して評価した。供試体22では、測定点のケイ素及びマグネシウムの含有量が領域X内に位置し、不良のない良好なろう付けが行えた。As a further confirmatory evaluation, a specimen 22 having a core material with a larger silicon content than the other specimens was produced and evaluated. In the specimen 22, the silicon and magnesium contents at the measurement points were within the region X, and good brazing without any defects was achieved.
以上のごとく、供試体3,11,22の評価結果より、測定点のケイ素及びマグネシウムの含有量が領域X内に位置していれば不良のない良好なろう付けが行え、測定点のケイ素及びマグネシウムの含有量が領域X内に位置していなければろう付けが不良となることが確認された。As described above, from the evaluation results of the
ところで、上述の各供試体では、上述のごとく、ろう材にビスマスを含んでいる。一般に、アルミニウム合金のろう材においてビスマスの含有量が増大すると、ろう材の濡れ性を向上させることが可能となる(例えば、特許文献3参照)。そして、ビスマスの含有量は0.01重量%以上1.0重量%以下がよいこと、0.01重量%未満では効果が十分でなく、1.0重量%を越えると効果の飽和、材料コストの増大を招くため好ましくないことが知られている(例えば、特許文献3参照)。本実施形態においても、この知見と同様に、ろう材のビスマスの含有量が1.0重量%以下であれば、ろう材の濡れ性が向上してろう付け性が向上するにしても、ろう流動距離の低下は想定しえず、エロージョンの発生が生じる理由もないと考えられる。Incidentally, in each of the above-mentioned test specimens, as described above, the brazing filler metal contains bismuth. In general, when the content of bismuth in the brazing filler metal for an aluminum alloy increases, it is possible to improve the wettability of the brazing filler metal (see, for example, Patent Document 3). It is known that the content of bismuth is preferably 0.01% by weight or more and 1.0% by weight or less, and that if it is less than 0.01% by weight, the effect is insufficient, and if it exceeds 1.0% by weight, the effect is saturated and the material cost increases, which is undesirable (see, for example, Patent Document 3). In this embodiment, similar to this knowledge, if the content of bismuth in the brazing filler metal is 1.0% by weight or less, even if the wettability of the brazing filler metal is improved and the brazing property is improved, the brazing filler metal flow distance cannot be expected to decrease, and there is no reason for the occurrence of erosion.
本実施形態において、芯材に含まれうる他の元素(例えば、Cu、Fe、Ti、Cr、Zr、Li、V、Ni、Ca、Na、Sr等)については、当業者の技術常識、例えば、アルミニウムと上記各元素とにおいて知られる公知の状態図に基づいて、例えば特許文献2で含有されていてもよいとされている程度の含有量においてろう付け性に影響しないと考えられる。すなわち、上記実施例では言及していないこれら元素が芯材に所定量含まれた場合であっても、これら元素が芯材やろう材のマグネシウムやケイ素と結びつくなどして、これらマグネシウムやケイ素の拡散を阻害してろう付け性の低下が生じるほどの影響は予測されない。In this embodiment, other elements (e.g., Cu, Fe, Ti, Cr, Zr, Li, V, Ni, Ca, Na, Sr, etc.) that may be contained in the core material are considered not to affect brazeability at the content that may be contained, for example, in
本実施形態において、ろう材に含まれうる他の元素(例えば、Ti、Cr、Zr、Zn、Sr、Na、Sb、Li、Sc、Y、La、Ce、Nd、Dy、Fe、Ca、Be等)については、当業者の技術常識、例えば、アルミニウムと上記各元素とにおいて知られる公知の状態図に基づいて、例えば特許文献2で含有されていてもよいとされている程度の含有量においてろう付け性に影響しないと考えられる。すなわち、上記実施例では言及していないこれら元素がろう材に所定量含まれた場合であっても、これら元素が芯材やろう材のマグネシウムやケイ素と結びつくなどして、これらマグネシウムやケイ素の拡散を阻害してろう付け性の低下が生じるほどの影響は予測されない。In this embodiment, other elements (e.g., Ti, Cr, Zr, Zn, Sr, Na, Sb, Li, Sc, Y, La, Ce, Nd, Dy, Fe, Ca, Be, etc.) that may be contained in the brazing material are considered not to affect brazing properties at the content levels that may be contained, for example, in
具体的には、本実施形態において、芯材の銅の含有量は、0.05質量%以上0.20質量%以下で許容される。また、芯材の亜鉛の含有量は、0.10質量%以下で許容される。また、芯材のその他の不純物は、個々の元素として0.05質量%以下、不純物の合計として0.15質量%以下で許容される。Specifically, in this embodiment, the copper content of the core material is allowed to be 0.05% by mass or more and 0.20% by mass or less, the zinc content of the core material is allowed to be 0.10% by mass or less, and other impurities of the core material are allowed to be 0.05% by mass or less as individual elements and 0.15% by mass or less as the total of the impurities.
具体的には、本実施形態において、ろう材の銅の含有量は、0.30質量%以下で許容される。また、ろう材の亜鉛及びチタンの含有量は、それぞれ、0.20質量%以下で許容される。また、ろう材のその他の不純物は、個々の元素として0.05質量%以下、不純物の合計として0.15質量%以下で許容される。Specifically, in this embodiment, the copper content of the brazing filler metal is allowed to be 0.30% by mass or less, the zinc and titanium contents of the brazing filler metal are allowed to be 0.20% by mass or less, and the other impurities of the brazing filler metal are allowed to be 0.05% by mass or less as individual elements and 0.15% by mass or less as the total of the impurities.
このように、所定のケイ素及びマグネシウムの含有量の芯材層及びろう材層を用い、測定点のケイ素及びマグネシウムの含有量が領域Xに位置するろう付けを行われた接続部を有する熱交換器は、エロージョンの発生が抑制されることが示された。In this way, it was shown that a heat exchanger having a brazed connection using a core layer and a brazing material layer having a predetermined silicon and magnesium content, where the silicon and magnesium content at the measurement point is located in region X, suppresses the occurrence of erosion.
接続部において、測定点のケイ素及びマグネシウムの含有量が領域Xに位置するろう付けを行う熱交換器の製造方法では、接合部においてエロージョンの発生が抑制されるから、熱交換器の製造効率を高めることができる。また、エロージョンの発生が抑制されることから、熱交換器の軽量化が容易となり、熱交換器を高耐久なものとすることができる。In the method for manufacturing a heat exchanger in which brazing is performed at the joint where the silicon and magnesium contents at the measurement points are in region X, the production efficiency of the heat exchanger can be improved because the occurrence of erosion at the joint is suppressed. In addition, because the occurrence of erosion is suppressed, the heat exchanger can be easily made lighter and more durable.
測定点のケイ素及びマグネシウムの含有量が領域Xに位置するろう付けを行う熱交換器の製造方法では、所定のケイ素及びマグネシウムの含有量の芯材層及びろう材層を用いる場合において、400℃から577℃まで昇温させる際の昇温速度を、50℃毎分以上の温度上昇率とする前提で、到達温度が577℃以上600℃以下の範囲で良好なろう付けを行うことができる。すなわち、この熱交換器の製造方法では、製造時点おいて、ろう付けの到達温度を577℃以上600℃以下という広い範囲で管理すれば良好なろう付けを行えるので、熱交換器の製造時のろう付け条件管理の負担を軽減することができ、効率的である。In a manufacturing method for a heat exchanger in which brazing is performed where the silicon and magnesium contents at the measurement points are in region X, when a core material layer and a brazing material layer with predetermined silicon and magnesium contents are used, good brazing can be performed at an ultimate temperature range of 577° C. to 600° C., provided that the heating rate when heating from 400° C. to 577° C. is a temperature rise rate of 50° C. per minute or more. That is, in this manufacturing method for a heat exchanger, good brazing can be performed by controlling the ultimate brazing temperature in a wide range of 577° C. to 600° C. at the time of manufacturing, so that the burden of controlling brazing conditions during manufacturing of the heat exchanger can be reduced, which is efficient.
以上のようにして、エロージョンの発生を抑制した熱交換器及びその製造方法を提供することができる。In this manner, it is possible to provide a heat exchanger in which the occurrence of erosion is suppressed and a manufacturing method thereof.
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態では、図2に示すように、チューブ3がブレージングシート1で形成され、フィン4が一層であり、アルミニウム合金製の板材であるシート材2で形成されている場合を説明した。しかしながら、チューブ3とフィン4とはこのような材料で形成される場合に限られない。チューブ3がシート材2で形成され、フィン4がブレージングシート1で形成されてもよい。チューブ3とフィン4とがブレージングシート1で形成されてもよい。コア100は、チューブ3とフィン4とがろう材層12(図4参照)を介してろう付けされる形態であればよい。[Another embodiment]
(1) In the above embodiment, as shown in Fig. 2, a case has been described in which the
(2)上記実施形態では、図7に示すように、測定点が、拡散層13における、ろう材層12から芯材層11側に45μm離れた位置である場合を説明した。しかし、拡散層13に位置する測定点に関する説明は、測定点が、接合部であって、フィン4であるシート材2における、ろう材層12に接する面側の拡散層23に位置している場合であっても同じである。すなわち、接合部において、拡散層23であって、ろう材層12から芯材層11側に45μm離れた位置に位置する測定点についても、拡散層13における測定点と同じである。ただし、チューブ3とフィン4とが離間していく部分近傍の拡散層23は除く。コア100では、各接合部の何れかにおいて、また、拡散層13又は拡散層23の何れかの測定点において、上記実施形態で説明した式(1)から式(4)が満たされればよい。(2) In the above embodiment, as shown in FIG. 7, the case where the measurement point is located at a position in the
(3)上記実施形態では、チューブ3が、流路30を通流する流体の熱をフィン4を介して流路40を通流する流体に伝える伝熱部材であり、また、フィン4が、チューブ3の熱を流路40を通流する流体に伝える伝熱部材であることを説明した。しかし、フィン4が、流路40を通流する流体の熱をチューブ3を介して流路30を通流する流体に伝える伝熱部材であり、また、チューブ3が、フィン4の熱を流路30を通流する流体に伝える伝熱部材であってもよい。(3) In the above embodiment, it has been described that the
(4)上記実施形態では、ブレージングシート1が芯材層11と芯材層11の一方の表面に配置されたろう材層12とを有する二層構造である場合を説明した。しかし、ブレージングシート1はこのような構造に限られない。たとえば、ブレージングシート1が芯材層11と芯材層11の一方の表面に配置されたろう材層12に加えて、芯材層11における、ろう材層12が配置された表面とは反対側の表面に別のろう材層を有する三層構造であってもよい(4) In the above embodiment, the
(5)上記実施形態では、ブレージングシート1が芯材層11と芯材層11の一方の表面に配置されたろう材層12とを有する二層構造である場合を説明した。しかし、ブレージングシート1はこのような構造に限られない。例えば、芯材層11が複数の層で形成されてもよい。同様に、ろう材層12が複数の層で形成されてもよい。この場合、芯材層11やろう材層12を構成する各層のそれぞれが、芯材層11又はろう材層12として、上記実施形態で説明した要件を満たせばよい。(5) In the above embodiment, the
なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本開示の実施形態はこれに限定されず、本開示の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。In addition, the configurations disclosed in the above embodiments (including other embodiments, the same applies below) can be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments, as long as no contradiction arises. Furthermore, the embodiments disclosed in this specification are examples, and the embodiments of the present disclosure are not limited thereto, and can be appropriately modified within the scope that does not deviate from the purpose of the present disclosure.
本開示は、熱交換器及びその製造方法に適用できる。The present disclosure is applicable to heat exchangers and methods of manufacturing the same.
1 :ブレージングシート
100 :コア
11 :芯材層
12 :ろう材層
13 :拡散層
14 :境界面
1a :第一の端部
1b :第二の端部
2 :シート材
200 :供試体
23 :拡散層
3 :チューブ
30 :流路
34 :フィレット
4 :フィン
40 :流路
41 :頂部
5 :供試体
51 :第一接合部
52 :第二接合部
53 :第三接合部
91 :試験片
92 :アルミニウム水平板
93 :スペーサ
94 :接点
95 :フィレット
C :隙間
G :地点
L :距離
P :仮想線
Q :位置
R :仮想線
S :垂線
X :領域
d :距離1: Brazing sheet 100: Core 11: Core material layer 12: Brazing material layer 13: Diffusion layer 14:
Claims (6)
前記流路形成部材は、
芯材層と、
ろう材層と、
前記芯材層と前記ろう材層の間に形成された拡散層と、を有し、
前記芯材層は、
マグネシウムの含有量が、0.5質量%以上0.75質量%以下、
マンガンの含有量が、1.0質量%以上1.5質量%以下、
ケイ素の含有量が、0.2質量%以下、
銅の含有量が、0.05質量%以上0.20質量%以下、
亜鉛の含有量が、0.10質量%以下、であり、
残部が、アルミニウムと、個々の元素が0.05質量%以下、且つ、合計が0.15質量%以下の不純物と、である、アルミニウム合金であり、
前記ろう材層は、
マグネシウムの含有量が、0質量%以上0.9質量%以下、
マンガンの含有量が、0.05質量%以下、且つ、前記芯材層のマンガンの含有量よりも少なく、
ケイ素の含有量が、8質量%以上12.0質量%以下、
銅の含有量が、0.30質量%以下、
亜鉛の含有量が、0.20質量%以下、
チタンの含有量が、0.20質量%以下、であり、
残部が、アルミニウムと、個々の元素が0.05質量%以下、且つ、合計が0.15質量%以下の不純物と、である、アルミニウム合金であり、
前記拡散層は、マンガンの含有量が前記ろう材層のマンガンの含有量を超え、且つ、ケイ素の含有量が前記芯材層が含むケイ素の含有量を超えている領域であり、
前記拡散層における、前記ろう材層から前記芯材層側に45μm離れた測定点におけるマグネシウム含有量(質量%)の最大値をYmとし、ケイ素含有量(質量%)の最大値をXsと表したとき、以下の関係式を満たし、
前記測定点は、前記ろう材層と前記拡散層との境界面の垂線に沿う方向であって、当該境界面から前記芯材層側に45μm離れた地点である、熱交換器。
Ym≦-0.31Xs+0.71・・・(1)
Ym≧-0.44Xs+0.58・・・(2)
Xs≦0.375Ym2-0.92Ym+0.994・・・(3)
Xs≧0.36・・・(4) A plate-shaped flow path forming member is provided to allow a fluid to flow therethrough,
The flow path forming member is
A core layer;
A brazing material layer;
a diffusion layer formed between the core layer and the brazing material layer,
The core layer is
The magnesium content is 0.5% by mass or more and 0.75% by mass or less,
The manganese content is 1.0 mass% or more and 1.5 mass% or less,
The silicon content is 0.2% by mass or less,
The copper content is 0.05% by mass or more and 0.20% by mass or less,
The zinc content is 0.10% by mass or less;
the balance being aluminum and impurities each of which is 0.05% or less, by weight, and the sum of which is 0.15% or less, by weight;
The brazing material layer is
The magnesium content is 0% by mass or more and 0.9% by mass or less,
The manganese content is 0.05 mass% or less and is less than the manganese content of the core layer,
The silicon content is 8% by mass or more and 12.0% by mass or less,
The copper content is 0.30% by mass or less,
The zinc content is 0.20% by mass or less,
The titanium content is 0.20% by mass or less;
the balance being aluminum and impurities each of which is 0.05% or less, by weight, and the sum of which is 0.15% or less, by weight;
The diffusion layer is a region in which the manganese content exceeds the manganese content of the brazing material layer and the silicon content exceeds the silicon content of the core material layer,
When the maximum value of the magnesium content (mass%) at a measurement point in the diffusion layer that is 45 μm away from the brazing material layer toward the core material layer is represented as Ym and the maximum value of the silicon content (mass%) is represented as Xs, the following relational expression is satisfied:
A heat exchanger , wherein the measurement point is in a direction along a perpendicular line to the boundary surface between the brazing material layer and the diffusion layer, and is a point 45 μm away from the boundary surface toward the core material layer .
Ym≦-0.31Xs+0.71...(1)
Ym≧-0.44Xs+0.58...(2)
Xs≦0.375Ym2-0.92Ym+0.994...(3)
Xs≧0.36...(4)
前記流路形成部材を前記芯材層に対して垂直に切断した切断面を、EPMAの線分析によって前記ろう材層側から前記芯材層側に向けて走査して計測した値である請求項1に記載の熱交換器。 The magnesium content and silicon content in the diffusion layer are
The heat exchanger according to claim 1 , wherein the value is measured by scanning a cross section of the flow path forming member cut perpendicular to the core material layer from the brazing material layer side to the core material layer side using EPMA line analysis.
前記流路形成部材と前記第二部材とは、前記ろう材層を介してろう付けされており、
前記第二部材は、
マグネシウムの含有量が、0.5質量%以上0.75質量%以下、
マンガンの含有量が、1.0質量%以上1.5質量%以下、
ケイ素の含有量が、0.2質量%以下、
銅の含有量が、0.05質量%以上0.20質量%以下、
亜鉛の含有量が、0.10質量%以下、であり、
残部が、アルミニウムと、個々の元素が0.05質量%以下、且つ、合計が0.15質量%以下の不純物とである、アルミニウム合金の層を含む請求項2に記載の熱交換器。 A second member brazed to the flow passage member,
the flow passage forming member and the second member are brazed via the brazing material layer,
The second member is
The magnesium content is 0.5% by mass or more and 0.75% by mass or less,
The manganese content is 1.0 mass% or more and 1.5 mass% or less,
The silicon content is 0.2% by mass or less,
The copper content is 0.05% by mass or more and 0.20% by mass or less,
The zinc content is 0.10% by mass or less;
3. The heat exchanger of claim 2 comprising a layer of an aluminum alloy with the balance being aluminum and impurities not exceeding 0.05% by weight of each element and not exceeding 0.15% by weight in total .
前記チューブは、
前記ろう材層が前記環状の形状における径方向外側位置に配置されており、
前記流路形成部材における、第一の端部の前記ろう材層と第二の端部の前記ろう材層とを重ねた状態で、前記第一の端部と前記第二の端部とが接合された接合部を有し、
前記測定点は、前記接合部における前記拡散層に位置している請求項4に記載の熱交換器。 The flow path forming member is a tube formed by bending into a ring shape,
The tube is
the brazing material layer is disposed at a radially outer position of the annular shape,
a joint portion in which the first end portion and the second end portion of the flow passage forming member are joined together in a state in which the brazing material layer of the first end portion and the brazing material layer of the second end portion of the flow passage forming member are overlapped with each other,
The heat exchanger according to claim 4 , wherein the measurement point is located in the diffusion layer at the joint.
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|---|---|---|---|---|
| JP2013193128A (en) | 2012-03-23 | 2013-09-30 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | Brazing method of aluminum alloy |
| JP2018099725A (en) | 2016-12-16 | 2018-06-28 | 株式会社神戸製鋼所 | Aluminum alloy brazing sheet |
| JP2019085622A (en) | 2017-11-08 | 2019-06-06 | 株式会社Uacj | Brazing sheet and manufacturing method thereof |
| JP2021031755A (en) | 2019-08-29 | 2021-03-01 | 株式会社神戸製鋼所 | Aluminum alloy material, fluxless brazed structure, and fluxless brazing method |
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2023
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013193128A (en) | 2012-03-23 | 2013-09-30 | Furukawa-Sky Aluminum Corp | Brazing method of aluminum alloy |
| JP2018099725A (en) | 2016-12-16 | 2018-06-28 | 株式会社神戸製鋼所 | Aluminum alloy brazing sheet |
| JP2019085622A (en) | 2017-11-08 | 2019-06-06 | 株式会社Uacj | Brazing sheet and manufacturing method thereof |
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