自動車ラジエーター用アルミ箔：フィン合金、ゲージ、ろう付け

アルミホイルがラジエーターの構造で主流となる理由

ラジエーターとコンデンサーは、金属が高い熱伝導率と低い密度を兼ね備えているため、薄いアルミニウム素材から作られています。合金 3003 は約 193 W/mK で熱を伝導します。これは体積では銅の約半分ですが、密度は 1 立方センチメートルあたり 2.73 g で約 3 分の 1 です。そのため、ろう付けされたアルミニウム コアは、大幅に低い質量とコストで銅-のコアと同じ熱遮断を実現します。アルミニウム箔は、空気側の境界層を分割するルーバーや槍状のフィンの形状にも適しており、大量生産に使用されるろう付けプロセスにも適合します。-

フィン、チューブおよびクラッド合金

3003 のマンガンは強度と熱疲労に対する耐性を高めます。ブレージングシート上のシリコンリッチなクラッド層は、ろう付けサイクル中にコアよりも先に溶け、毛細管現象によって接合部を濡らし、フィンを潰すことなくフィレットを形成するように配合されています。シートとフォイルの寸法とコア合金の機械的特性は ASTM B209 に準拠し、メートル法市場では組成と特性についてそれぞれ EN 573-3 および EN 485-2 に準拠します。

ゲージの選択と熱伝達

フィンストックの厚さは通常 0.08 ～ 0.12 mm です。ゲージを小さくするとフィン全体の熱抵抗が低下し、材料コストが削減されますが、薄いフィンは振動、ジェットの洗浄、コア組み立て時の取り扱いによって歪みやすくなります。約 0.15 mm ～ 0.2 mm のより重いセクションは、チューブ、プレート、ヘッダー、および圧力サイクルや振動にさらされる用途に選択されます。最適な厚さはフィンの密度、冷却剤の流れ、空気の速度に依存し、通常は経験則ではなくテストコアで検証された熱シミュレーションによって決定されます。

ろう付けルート

2 つのプロセスが支配的です。真空ろう付けは、酸化皮膜を破壊するためにクラッド内のマグネシウムまたはマグネシウムを含むコア表面に依存します。-制御された真空雰囲気とフラックスフリーの炉での注意深い実践が必要です。-制御雰囲気ろう付けでは、-組み立てられたコアに適用される非腐食性フルオロアルミン酸カリウムフラックスと、露点が制御された窒素雰囲気を使用します。これは合金の変動に対する耐性が高く、大量のラジエーターを生産する場合により一般的なルートです。-どちらのルートでも、クリーンでオイルフリーのフォイルが必要です。残留する転がり潤滑剤と過剰な酸化物の両方が、フィン-接合部に沿ったスキップと非湿潤を引き起こします。-

空気{0}}面と冷却液-面の耐久性を高めるコーティング

親水性コーティングがフィンの表面に塗布されているため、凝縮水はフィンの隙間を埋めて空気の流れを妨げる水滴を形成するのではなく、膜状に広がります。クロム酸塩-を含まない化成層やシリカまたは樹脂-ベースのシステムなどの防食コーティング-は、空気側を道路塩から保護し、冷却剤側を弱アルカリ性グリコール環境から保護します。コーティングの密着性と腐食性能は、たとえば ASTM B117 や ISO 9227 に準拠した湿度および塩水噴霧の周期試験によって評価され、コーティングされたコアが車両プラットフォームの耐久性要件を満たしていることが確認されます。

リサイクル

ろう付けアルミニウムラジエーターは完全にリサイクル可能です。スクラップコアは細断されて鋼とプラスチックに分離され、アルミニウムは溶解および精製されて鋳造所または鍛造インゴットに戻されます。アルミニウムの再溶解に必要なエネルギーは、鉱石から一次金属を製造するのに必要なエネルギーのほんの一部のみであり、一般的に最大 95 パーセントの節約といわれています。実際には、リサイクル率は、回収量と、解体された車両に含まれる銅、真鍮、プラスチックの分別効率によって決まります。

よくある質問

Q:ラジエーターフィンに使用されている合金は何ですか?
A: 合金 3003 は標準的なフィンとチューブのコア合金で、強度と熱疲労耐性のために 1.0 ～ 1.5 パーセントの範囲のマンガンが含まれており、ろう付けクラッド層として 4343 または 4045 が含まれています。

Q:一般的なフィンの厚さはどれくらいですか?
A: ほとんどのフィンストックは 0.08 ～ 0.12 mm です。約 0.15 ～ 0.2 mm のセクションは、チューブ、プレート、ヘッダーなど、より高い剛性や耐振動性が必要な場合に使用されます。

Q:なぜ親水性コーティングが使用されるのですか?
A: 凝縮水が隣接するフィンに橋を架けて空気の経路を遮断する液滴の形成を防ぎ、湿潤運転時に空気側の熱伝達と圧力降下を安定に保ちます。{0}}

Q:ろう付け中に濡れない原因は何ですか?{0}
Ａ：圧延油の残留、酸化アルミニウムの過剰、またはクラッド率の誤り。ろう付け用の箔は清浄な状態で供給され、通常はコアを組み立てる直前に脱脂されます。

Q:寿命を迎えたラジエター フォイルはリサイクルできますか?--
A: はい。細断され分離されたラジエター アルミニウムは新しいインゴットに再溶解され、再溶解に消費されるエネルギーは一次アルミニウムの製造に必要なエネルギーのほんの一部です。

Q:腐食性能はどのように検証されますか?
A: ASTM B117 や ISO 9227 などの塩水噴霧および周期腐食試験と、コアに使用されるフィンとクラッド層の組み合わせの長期電気化学試験-による。