具有牺牲防腐蚀层及接合层的铝合金管的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及具有牺牲防腐蚀层以及接合层的铝合金管（tube)(以下也称为管）。
【背景技术】
[0002] 一般地铝合金制热交换器是以焊接而制造的。焊接时使用膏状钎料，焊箔，钎焊片 等。特别是在挤出管和翅片（Fin)的接合中，一般使用的是包覆翅片（Clad fin)，即钎焊片 (Brazing sheet)进行接合。
[0003] 钎焊片是在芯材铝合金板材的一面或两面上与钎料相配合的覆层材料（Clad material)，就热交换器中使用的钎焊片而言，是在芯材的一面或两面上与4000系合金相 配合而使用的钎料。
[0004] 在板成形管中，因为可以使用钎焊片，可以于管、内翅片（Inner fin)、外翅片上适 宜地选择使用单层材，覆层材。
[0005] 然而挤出管，特别是于剖面形状复杂的挤出材上施加覆层的话，可以设想到挤出 时不均一地包覆，偶尔混入其他种类合金的情况，因此只能对于简单形状的挤出管施加覆 层。例如在圆管中，可以进行带覆层材的制造，不过于热交换器中使用的具有扁平管等复杂 剖面形状之材料上，不能进行覆层。即，如果制造使用挤出管的热交换器，因为不能把挤出 管作为覆层材，一般是将翅片材作为覆层材进行钎焊。
[0006] 有人提出不使用钎焊片而对于挤出管进行钎焊的方法。例如，专利文献1中公开 了：使用粘合剂以及钎焊用铝合金粉末进行钎焊的方法，不过该说明书中只记载了接合，没 有记载热交换器中的重要课题耐蚀性。 现有技术文献 专利文献
[0007] 专利文献1 :(日本）特开平03-106595
【发明内容】
发明要解决的课题
[0008] 上述使用了挤出管、特别是扁平管的热交换器的制造中，一般使用于翅片材设置 有钎料的钎焊片，以此来解决问题。但是钎焊片（覆层材）比单层材（以下称为裸材，Bare material)价格高，制造也不是简单的。由此人们讨论于翅片上使用裸材，要求挤出管本身 具有钎料及耐蚀性功能。
[0009] 鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种耐蚀性出色，具有钎焊用接合层之铝合 金管。另外，本发明的其他目的是，提供一种利用翅片的热交换器，该翅片不使用覆层材而 使用廉价且容易得到的裸材。 解决课题的手段
[0010] 本发明提供一种铝合金管的制造方法，该方法包括，将纯度95%以上的Zn以溶射 量3?10g/m 2、溶射速度150X IO3?350X 10 3mm/sec的条件于铝合金管表面上电弧溶射， 由此形成含Zn的牺牲防腐蚀层之工序；以及由纯度95%以上的Si粉末和助焊剂（flux)混 合而得的混合物组成钎焊用接合材，将该接合材涂布于上述牺牲防腐蚀层表面，使该Si粉 末的涂布量为1. 2?3. Og/m2,由此形成钎焊用接合层之工序。
[0011] 使用该方法，通过在铝合金管表面预先设置牺牲防腐蚀层提高耐蚀性，另外以涂 布钎料形成接合层，将具有接合层的管材作为铝合金管，使铝合金管和翅片可以接合。在 此，通过控制形成牺牲防腐蚀层时的溶射速度，在挤出管表面可以确实且有效地形成牺牲 防腐蚀层。因此使用该方法，可以提供一种耐蚀性出色、具有钎焊用接合层的铝合金管。
[0012] 另外，本发明提供一种以上述制造方法而得的铝合金管。
[0013] 根据本构成，在上述制造方法中通过控制形成牺牲防腐蚀层时的溶射速度，在挤 出管表面可以确实且有效地形成牺牲防腐蚀层，因此可以提供一种耐蚀性出色、具有钎焊 用接合层的铝合金管。
[0014] 另外，本发明提供一种热交换器，该热交换器具有以上述制造方法制得的铝合金 管以及由该铝合金裸材组成的翅片材，该翅片材被钎焊于该铝合金管。
[0015] 根据该构成，使用具有耐蚀性出色的牺牲防腐蚀层和可以钎焊的接合层的铝合金 管，可以提供一种翅片不使用覆层材而使用廉价、容易得到的裸材之热交换器。 发明的效果
[0016] 本发明可以提供一种具有耐蚀性出色的牺牲防腐蚀层以及钎焊用接合层的铝合 金管。另外，本发明可以提供不使用覆层材而使用廉价、容易得到的裸材之热交换器。
【附图说明】
[0017] 【图1】表示本实施方式中，于铝合金管表面溶射牺牲防腐蚀层的溶射工序。 【图2】表示本实施方式中，于铝合金管的牺牲防腐蚀层表面涂布含有钎焊用接合材的 接合层之涂布工序。 【图3】表示本实施方式中，于牺牲防腐蚀层形成前的铝合金管表面溶射牺牲防腐蚀层 时使用的溶射设备。 【图4】是本实施方式中，以等间隔配置有3个中空部的扁平管之剖面图。 本发明的实施方式
[0018] 以下就本发明的实施的方式，以附图进行说明。另外在全部的附图中，对于同样的 构成要素赋予同样的符号，将适当地省略其说明。本实施方式中所谓的「A?B」，指的是A 以上且B以下。
[0019] 图1，2是表不溶射、涂布的工序不意图。图3表不溶射设备。本实施方式的错合 金管的制造方法中，通过于铝合金管形成牺牲防腐蚀层以及钎焊用接合层，可以不将翅片 材作为覆层材而制造热交换器，且可以得到耐蚀性出色的热交换器用铝合金管。另外，使用 该铝合金管，特别是挤出管提高生产率，所以是优选的。
[0020] 本实施方式中，刚挤出后于管表面溶射Zn而形成牺牲防腐蚀层，之后在牺牲防腐 蚀层表面涂布Si等钎焊用材料和助焊剂、粘合剂混合物形成接合层（钎料）。接着，将裸材 组合以595?605°C加热3?5分钟，由此得到裸材和翅片接合的热交换器。
[0021] 〈牺牲层〉 牺牲层是通过在铝合金管表面溶射Zn而形成的。首先，在溶射设备中进行电弧放电， 以该放电能量使固体Zn溶融。并且，以压缩空气将溶融的Zn溶射于管表面，于管表面形成 牺牲层。
[0022] Zn是使电位降低的元素，Zn牺牲层在铝合金管表面形成，从而使牺牲层优先被腐 蚀，防止铝合金管的腐蚀的进行。对于将连接管和翅片接合成为热交换器之钎焊进行加热， 被溶射的Zn扩散于铝合金管材，由此于铝合金管材和牺牲层中形成浓度梯度，产生防腐蚀 效果。
[0023] 牺牲防腐蚀层是通过溶射时的Zn量为3?10g/m2而形成的。Zn量不满3g/m 2时 防腐蚀效果低。另外，Zn量大于10g/m2时钎焊加热后的Zn浓度变大。特别是在管与翅片 接合时产生的角焊缝（Fillet)中，因为Zn浓度显著变大，导致翅片剥落等。另外，该溶射 时的 Zn 量可以是在 3g/m2,4g/m2, 5g/m2,6g/m2, 7g/m2,8g/m2,9g/m2,10g/m2中任意 2 个值的 范围内。
[0024] 并且，由于Zn量为3?10g/m2,通过加热钎焊，从管表面开始Zn扩散层的深度 为50?200 μ m，管表面的Zn浓度为0. 5?5. Owt %，铝合金管的防腐蚀性可以提高。另 夕卜，该Zn扩散层的深度也可以是在50 μ m，60 μ m，70 μ m，80 μ m，90 μ m，100 μ m，110 μ m， 120 μ m，130 μ m，140 μ m，150 μ m，160 μ m，170 μ m，180 μ m，190 μ m，200 μ m 中任意 2 个值的 范围内。另外，管表面的Zn浓度也可以是在0· 5wt%、I. Owt%、I. 5wt%、2· Owt%、2· 5wt%、 3· Owt%、3· 5wt%、4· Owt%、4· 5wt%、5· Owt% 中任意 2 个值的范围内。
[0025] 另外，优选使用高纯度的Zn，95%以上的纯度下发挥牺牲防腐蚀层的效果。纯度不 到95%时牺牲防腐蚀效果小。Zn以外的剩余部分是Al，Fe等。
[0026] 被溶射的挤出管优选为高温。通常因为在刚挤出后为450°C左右，本发明利用该刚 挤出后的热能。温度低于Zn熔点的话，Zn接触挤出管表面时，Zn的热量立刻被挤出管夺 走，因此密合性变差。
[0027] 〈溶射速度〉 向挤出管的溶射因为利用挤出工序的余热，以挤出管在制造工序的生产线上运行的状 态下进行。Zn的溶射速度远远大于挤出管生产线的速度，所以控制溶射速度可以高效率地 于挤出管表面形成牺牲防腐蚀层。
[0028] Zn 的溶射速度为 150X 103?350X 10 3mm/sec。溶射速度比 350X 103mm/sec 快 的话，单位时间溶射的Zn粒变多，产品的出产率降低，导致成本上的损失。另外，向被溶射 材料的吹力（blow)的影响变大，材料的抖动变大，所以给牺牲防腐蚀层的形成带来负面影 响。另一方面，溶射速度比150X 103mm/sec慢的话，材料的密合性下降。另外，由于被溶射 的Zn量不足，挤出管表面没有形成防腐蚀牺牲层的部分出现。另外，该Zn的溶射速度，也 可以是在 150 X 103mm/sec，175 X 103mm/sec，200 X 103mm/sec，225 X 103mm/sec，250 X 103mm/ sec，275 X 103mm/sec, 300 X 103mm/sec，325 X 103mm/sec, 350 X 103mm/sec 中任意 2 个值的范 围内。
[0029] 用于吹Zn粒子的气体，考虑到防止溶融Zn溶射时氧化，较之于使用空气吹，优选 为以非活性气体吹。
[0030] 〈接合层〉 接合层用于牺牲层表面形成