热交换器制造技术

技术编号:10546756 阅读:90 留言:0更新日期:2014-10-15 20:30
一种热交换器(10)具有:包覆薄板材(2);包覆厚板材(1),所述包覆厚板材(1)配置成在所述包覆厚板材(1)与所述包覆薄板材(2)之间限定出通路(4),并且具有比所述包覆薄板材(2)的板厚大的板厚;和内翅片(3),所述内翅片被保持在包覆材料(1,2)之间。所述包覆厚板材(1)和所述包覆薄板材(2)分别具有位于它们的通路(4)侧的含Zn硬钎料层(12,22),并且硬焊后的表面Zn量A1和A2被设定成满足规定条件。此外,设定了与构成包覆材料(1,2)和内翅片(3)的各层的组成有关的特定条件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种热交换器(10)具有:包覆薄板材(2);包覆厚板材(1),所述包覆厚板材(1)配置成在所述包覆厚板材(1)与所述包覆薄板材(2)之间限定出通路(4),并且具有比所述包覆薄板材(2)的板厚大的板厚;和内翅片(3),所述内翅片被保持在包覆材料(1,2)之间。所述包覆厚板材(1)和所述包覆薄板材(2)分别具有位于它们的通路(4)侧的含Zn硬钎料层(12,22),并且硬焊后的表面Zn量A1和A2被设定成满足规定条件。此外,设定了与构成包覆材料(1,2)和内翅片(3)的各层的组成有关的特定条件。【专利说明】热交换器
本专利技术涉及一种热交换器,该热交换器装设在电动汽车或混合动力汽车中,或各 种电子设备线路中的任一者上,并且冷却诸如半导体装置之类的发热装置。
技术介绍
在电动汽车或混合动力汽车中或者在各种电子设备线路上装设有冷却诸如半导 体装置之类的发热装置的热交换器。该类型的传统热交换器的一个示例在图4中示出。该 热交换器100为使用冷却水作为冷却剂的水冷式热交换器,并且具有:顶板102,该顶板由 铝合金板形成,诸如半导体装置之类的冷却对象安装在该顶板上;由铝合金板形成的底板 101,该底板在底板101与顶板102之间限定出通路104 ;和内翅片103,该内翅片被保持在 这些铝合金板之间。该热交换器100通过内翅片103与在通路104内流动的冷却水之间的 热交换经由顶板102来冷却所述冷却对象。为了提高该类型的热交换器100中冷却水与冷 却对象之间的热交换效率,要将冷却对象安装在其上的顶板102构造成比底板101薄得多。 近年来还开发了该类型的热交换器:其中半导体装置(冷却对象)结合在其上的绝缘线路用 基板(冷却装置基板)安装在顶板102上。该绝缘线路用基板具有结合在导热绝缘陶瓷例如 A1N或Si3N4的两侧的金属板,例如纯铝板,并具有在将由半导体元件产生的热有效地传递 到顶板102的情况下使半导体装置与顶板102绝缘的功能。 在具有上述结构的热交换器100中,例如,使用至少在通路104侧表面上具有硬钎 料层101SU02S的包覆材料作为构成顶板102和底板101中的每一者的铝合金板,并且构 成热交换器100的顶板102、底板101和内翅片103利用硬钎料层101SU02S被硬焊在一 起。在以下说明中,构成底板101的包覆材料也称为"包覆厚板材"并且构成顶板102的包 覆材料也称为"包覆薄板材"。 近年来提高的环境意识已引起尽量减轻汽车的重量,并且对装设在汽车中的热交 换器100因而也在进行各种结构部件的薄化。另一方面,例如半导体装置的发热量越来越 大,这已引起对冷却此类半导体装置的热交换器100要求更高的冷却性能。 该类型的热交换器100具有与例如通常对发动机设置的散热器相同的腐蚀环境, 并且其各个部件由于在冷却水流动时特定部件与冷却水之间的接触而暴露于腐蚀性环境。 当热交换器100的构成部件经受苛刻的环境时,并且特别是在薄化后的顶板102的情况下, 腐蚀从通路104侧沿深度方向发展并且可比设计的使用寿命更快地发生点蚀(腐蚀孔)。这 使得,特别是为了同时实现提高的冷却性能和热交换器1〇〇的薄化,有必要改善顶板102 (即,包覆薄板材)的耐腐蚀性。已提出利用掺Zn的Al-Si硬钎料层或由Al-Zn合金形成的 涂覆材料层(牺牲材料层)包覆芯材的板材作为硬焊板(包覆材料),其目的是改善热交换器 100的耐腐蚀性(例如,参见日本专利申请公报(No. 7-41895 (JP7-41895A))。 当在这种情况下例如将具有硬钎料层的包覆材料用于顶板(包覆薄板材)102时, 在硬钎料层102S位于通路104侧的情况下将顶板102组装在热交换器100中,并且进行硬 焊,与硬焊相关的热处理使硬钎料层102S中存在的Zn成分扩散到芯材中,由此从顶板102 的表面(位于通路104侧的表面)102a沿厚度方向形成Zn成分的浓度梯度。该Zn浓度梯度 的产生引起在从由包覆薄板材制成的顶板102的表面102a沿厚度方向产生电势梯度。在 已形成这种电势梯度层的顶板102中冷却水诱发的腐蚀优先沿表面方向进行,并且点蚀的 发生于是可由于沿深度方向的腐蚀的抑制而停止。 然而,当试图使用电势梯度层来向具有上述结构的热交换器100中由包覆薄板材 制成的顶板102赋予耐腐蚀性时会发生以下问题:即使热交换器100基于在由包覆薄板材 制成的顶板102处形成抑制腐蚀的电势梯度层的目的而设计,也并未始终由在硬焊后的包 覆材料形成想要的电势梯度并且因而并未始终获得预期的腐蚀抑制效果。
技术实现思路
本专利技术提供了一种热交换器,在该热交换器中,能在构成热交换器的各包覆材料 中可靠地形成抑制腐蚀的电势梯度层,由此产生优良的耐冷却水引起的腐蚀性,并且在该 热交换器中,即使使用了薄包覆板材,也能在各包覆材料之间的接合区域附近抑制点蚀。 根据本专利技术的第一方面的热交换器具有:包覆薄板材;包覆厚板材,所述包覆厚 板材配置成在所述包覆厚板材与所述包覆薄板材之间限定出通路,并且具有比所述包覆薄 板材的板厚大的板厚;和内翅片,所述内翅片被保持在所述包覆厚板材与所述包覆薄板材 之间,其中:这些部件的接合区域通过硬焊接合;所述热交换器构造成使得待安装在所述 包覆薄板材的与所述通路相反的一侧的冷却对象通过与在所述通路中流动的冷却水进行 的热交换而被冷却;所述包覆厚板材具有第一芯材和覆盖所述第一芯材的位于其通路侧的 表面的第一通路侧硬钎料层;所述包覆薄板材具有第二芯材和覆盖所述第二芯材的位于其 通路侧的表面的第二通路侧硬钎料层;所述第一芯材和所述第二芯材中的每一者都由铝合 金形成,所述铝合金以下面的含量包含Mn、Cu和Si并且以下面的含量包含选自Fe、Ti和 Zr的至少一者,余量由A1和不可避免的杂质组成:Μη :0.4至1.5质量%,Cu :0.05至0.8 质量 %,Si :0· 05 至 1. 0 质量 %,Fe :0· 05 至 0· 5 质量 %,Ti :0· 05 至 0· 20 质量 %,Zr :0· 05 至0. 15质量% ;所述第一通路侧硬钎料层和所述第二通路侧硬钎料层中的每一者都由铝合 金硬钎料形成,所述铝合金硬钎料以下面的含量包含Si和Zn,余量由A1和不可避免的杂质 组成:Si :4. 5至11. 0质量%,Zn :0. 5至6. 0质量% ;所述内翅片由铝合金形成,所述铝合金 以下面的含量包含Μη和Zn并且以下面的含量包含选自Cu、Si、Fe、Ti和Zr的至少一者, 余量由A1和不可避免的杂质组成:Μη :0. 8至1. 5质量%,Zn :0. 5至3. 0质量%,Cu :0. 05 至 0. 3 质量 %,Si :0. 05 至 1. 0 质量 %,Fe :0. 05 至 0. 5 质量 %,Ti :0. 05 至 0. 20 质量 %,Zr : 0. 05至0. 20质量% ;并且假设&是在硬焊之后所述包覆厚板材的位于其通路侧的表面处 的Zn的量并且A2是在硬焊之后所述包覆薄板材的位于其通路侧的表面处的Zn的量,那么 满足以下条件A :0. 5至3. 0质量%,A2本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种热交换器,其特征在于包括:包覆薄板材;包覆厚板材,所述包覆厚板材配置成在所述包覆厚板材与所述包覆薄板材之间限定出通路,并且具有比所述包覆薄板材的板厚大的板厚;和内翅片,所述内翅片被保持在所述包覆厚板材与所述包覆薄板材之间,其中:所述包覆厚板材、所述包覆薄板材和所述内翅片的接合区域通过硬焊接合;所述热交换器构造成使得待安装在所述包覆薄板材的与所述通路相反的一侧的冷却对象通过与在所述通路中流动的冷却水进行的热交换而被冷却;所述包覆厚板材具有第一芯材和覆盖所述第一芯材的位于其通路侧的表面的第一通路侧硬钎料层;所述包覆薄板材具有第二芯材和覆盖所述第二芯材的位于其通路侧的表面的第二通路侧硬钎料层;所述第一芯材和所述第二芯材中的每一者都由铝合金形成,所述铝合金以下面给出的含量包含Mn、Cu和Si并且以下面给出的含量包含选自Fe、Ti和Zr的至少一者,余量由Al和不可避免的杂质组成,Mn:0.4至1.5质量%Cu:0.05至0.8质量%Si:0.05至1.0质量%Fe:0.05至0.5质量%Ti:0.05至0.20质量%Zr:0.05至0.15质量%;所述第一通路侧硬钎料层和所述第二通路侧硬钎料层中的每一者都由铝合金硬钎料形成,所述铝合金硬钎料以下面给出的含量包含Si和Zn,余量由Al和不可避免的杂质组成,Si:4.5至11.0质量%Zn:0.5至6.0质量%;所述内翅片由铝合金形成,所述铝合金以下面给出的含量包含Mn和Zn并且以下面给出的含量包含选自Cu、Si、Fe、Ti和Zr的至少一者,余量由Al和不可避免的杂质组成,Mn:0.8至1.5质量%Zn:0.5至3.0质量%Cu:0.05至0.3质量%Si:0.05至1.0质量%Fe:0.05至0.5质量%Ti:0.05至0.20质量%Zr:0.05至0.20质量%;并且假设A1是在硬焊之后所述包覆厚板材的位于其通路侧的表面处的Zn的量并且A2是在硬焊之后所述包覆薄板材的位于其通路侧的表面处的Zn的量,那么满足以下条件:A1:0.5至3.0质量%A2:0.4至2.0质量%A1>A2‑0.5。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:黑田周吉野路英大野一贵深见智杉野裕司
申请(专利权)人:丰田自动车株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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