内面带有沟槽的铝合金制导热管制造技术

提供一种发卡弯曲加工性好，难以发生散热片破损，并且耐蚀性好的导热管。一种内面带有沟槽的铝合金制导热管，其特征在于：在内面上形成2个或更多个脊形散热片；含有Mn∶0.8～1.8质量％(以下，以％来表示质量％)，Cu∶0.3～0.8％，以及Si∶0.02～0.2％，剩余部分为不可避免的杂质和Al，并且形成品的平均结晶粒径为150μm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内面带有沟槽的铝合金制导热管
本专利技术涉及的是：在家用空调，业务用空调，加热泵式供热水机等中，作为交叉翅片(Crossfin)型热交换器的导热管来使用的内面带有沟槽的铝合金制导热管。
技术介绍
一般的交叉翅片型(别名＂翅片管型(Fin-and-tubetype)＂)热交换器(图1)，于铝散热片中开口的插入孔内插入导热管，接着，于导热管内部压入具有大于其内径的外径之扩管用芯轴(mandrel)，将导热管的直径扩张，使导热管外周面和铝散热片的插入孔密合(扩管加工，图2)。之后，将与铝散热片形成一体的导热管弯曲成发夹(Hairpin)状，再将另外弯曲成U字形的导热管(U字管)以火焰钎焊连接起来，得到完成产品(非专利文献1)。就用于交叉翅片型热交换器的导热管而言，因为在管内使制冷剂HFC等流动，进行热交换，在管的内面具有截面形状为梯形或三角形等脊形散热片的导热管(以下称为「内面带有沟槽的导热管」)被使用，因此热交换器的高效率化和节能化得以发展。有人公开了内面带有沟槽的导热管，具有各种形状的散热片，且就这些形状而言，规定了：如图4所示的突起型散热片间的沟的深度，底部的厚度(突起型散热片基底部的壁厚)，散热片的形状(顶角等)，或如图5所示的突起型散热片的导程角(Leadangle，即相对于管长方向，散热片排列的角度)。(例如，专利文献1)。内面带有沟槽的导热管的导热性能出色的原因在于：管内面的表面积比没有散热片的平滑管的大，并且通过该沟于管内想出均一的制冷剂液膜(非专利文献2)。在内面带有沟槽的导热管管的内面，一般，通过滚轧加工管坯(即未经加工的管子，此处指平滑管)，形成连续排列为螺旋状的突起型的散热片。就滚轧加工方法而言，为人所知的是：于管内插入自由旋转的带沟槽的插头，挤压在管外自由旋转的辊，使其行星式旋转的同时，拉出管的辊轧(rollrolling)制造法(如图3所示)，或不用辊轧，而挤压球(ball)的球滚轧制造法(非专利文献1，专利文献2)。内面带有沟槽的导热管上，目前主要使用铜或铜合金等铜材料,不过为了达到降低材料费和轻量化的要求，有人考虑使用铝或铝合金等铝材料(以下称为铝合金)。可是，铝合金与铜材料相比，耐蚀性能差，专利文献3及4中公开了：一种内面带有沟槽的导热管，其中，导热管为2层构造，于管内侧层使用Al-Mn合金，于外表层上包覆(clad)Al-Zn合金的牺牲防腐蚀层。另一方面，除了耐蚀性的问题以外，扩管加工这些内面带有沟槽的铝合金制导热管时，管内面的突起型散热片的头顶部破损，即所谓「散热片破损」发生，或因扩管不充分，与铝散热片的粘合不充分，而导致得不到期待的导热性之问题。发生这些问题的原因是：铝或内面带有沟槽的铝合金制导热管的材料强度低于铜。另外，还出现一个问题是：对于上述铝制内面带有沟槽的导热管进行发卡弯曲加工时，弯曲部断裂。另外，专利文献5中研究了：于JIS3003中添加Zn合金作为表皮材料，以改善扩管加工性。【
技术介绍
文献】【专利文献】【专利文献1】日本专利特开2003-287383号公报【专利文献2】日本专利特平4-262818号公报【专利文献3】日本专利特开2000-121270号公报【专利文献4】日本专利特开2009-250562号公报【专利文献5】日本专利特开2008-267714号公报【非专利文献】【非专利文献1】伊藤正昭∶导热，42，174(2003)，3【非专利文献2】矶崎昭雄及其他∶R&D神户制钢技报50，3(2000)，66
技术实现思路
【专利技术要解决的课题】然而，上述文献记载的现有技术，在以下的几点中还有着改善的余地。专利文献1、专利文献2及非专利文献1、2中，发卡弯曲加工时的破裂的问题以及散热片破损的问题没有得到解决。专利文献3中，记载了目的是提高铝合金导热管的耐蚀性,不过发卡弯曲加工时的破裂以及散热片破损的问题没得到解决。专利文献4的特征在于：为了提高耐腐蚀性，于外表面包覆比芯材电位低的的表皮材料,不过关于发卡弯曲加工时破裂的问题以及散热片破损的问题没有记载。并且，为了提高耐蚀性，将Al-Zn合金包覆于导热管时，因为表面柔软，制造滚轧加工前的管坯时，表面产生微小的伤痕。采用那些管坯进行滚轧加工的话，该微小伤痕为增长为数百微米的裂缝(crack)。导致的问题是：这些裂痕将成为发卡弯曲加工时破裂产生的起点。另外，专利文献5方法中，发卡弯曲加工时的破裂问题没有得到改善。另外，因为向表皮材料中添加了Cu，Fe，表皮材料的耐蚀性差，可能导致：不能得到期待的牺牲防腐蚀效果。另外，因为使用了芯材，且该芯材由相当于JIS3003的合金组成，散热片破损的问题没有得到解决。本专利技术鉴于上述情况，其目的是：提供一种在发卡弯曲加工性出色的内面带有沟槽的铝合金制导热管。另外，本专利技术的目的是：提供一种耐蚀性出色的内面带有沟槽的铝合金制导热管。另外，本专利技术的目的是：提供一种内面带有沟槽的铝合金制导热管，其中，难以产生散热片的破损。【为了解决课题的手段】本专利技术人，进行了内面带有沟槽的铝合金制导热管相关的各种研究，结果发现可以提供一种材料，该材料的特点是：芯材合金的成分含有特定的种类及含量，从而使发卡弯曲加工性出色，且散热片破损难以发生。并且，提供一种材料，其特点是：将牺牲防腐蚀层的Zn分布限定于特定范围，从而使发卡弯曲加工性出色，且散热片破损难发生，耐蚀性出色。在权利要求1中所述的第1个专利技术是一种内面带有沟槽的铝合金制导热管，其特征在于：在内面上形成2个以上(“A以上”的范围，也包含A本身)脊形散热片的导热管是铝合金制导热管，其组成为含有Mn∶0.8～1.8质量％(下文中仅以％来表示质量％)、Cu∶0.3～0.8％，Si∶0.02～0.2％，剩余部分为不可避免的杂质和Al；并且，上述导热管截面的平均结晶粒径为150μm以下。权利要求2中所述的第2个专利技术是一种内面带有沟槽的铝合金制导热管，其特征在于：权利要求1中所述的导热管的表面上，表面Zn浓度为0.5％以上，且平均表面Zn浓度为1～12％，并且任意表面的浓度在平均表面Zn浓度的±50％以内,并且具有Zn扩散层，其中，从表面开始的Zn扩散深度(以下称为「Zn扩散层厚度」)为100～300μm。权利要求3中所述的第3个专利技术是一种内面带有沟槽的铝合金制导热管，其特征在于：权利要求2中所述的导热管为铝合金制导热管，其组成为含有Mn∶0.8～1.8％，Cu∶0.3～0.8％，Si∶0.02～0.2％，剩余部分为不可避免的杂质和Al；并且以铝合金制导热管为芯材，上述铝合金制导热管的特征在于，上述导热管的截面平均结晶粒径为150μm以下；其外表面上包覆Al-Zn合金作为表皮材料；并且，进行Zn扩散热处理。权利要求4中所述的第4个专利技术是一种内面带有沟槽的铝合金制导热管，其特征在于：在权利要求3中所述的导热管中，经过上述Zn扩散热处理后的上述芯材和上述表皮材料的硬度差为15Hv以下。权利要求5中所述的第5个专利技术是一种内面带有沟槽的铝合金制导热管，其特征在于：在权利要求3或权利要求4中所述的导热管中，上述表皮材料含有Zn∶1.0～7.0％，以及Mn∶0.3～1.5％，剩余部分为不可避免的杂质和Al。权利要求6中所述的第6个专利技术是一种内面带有沟槽的铝合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内面带有沟槽的铝合金制导热管，其特征在于：在内面上形成2个或更多个脊形散热片的导热管是铝合金制导热管，含有Mn∶0.8～1.8质量％(以下仅以％来表示质量％)，Cu∶0.3～0.8％，以及Si∶0.02～0.2％，剩余部分由不可避免的杂质和Al组成；并且，上述导热管的截面平均结晶粒径为150μm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.13 JP 2012-0921931.一种内面带有沟槽的铝合金制导热管，其特征在于：在内面上形成2个或更多个脊形散热片的导热管是铝合金制导热管，含有Mn∶0.8～1.8质量％，Cu∶0.3～0.8质量％，以及Si∶0.02～0.2质量％，剩余部分由不可避免的杂质和Al组成；并且，上述导热管的截面平均结晶粒径为150μm以下，内面脊形散热片的对顶角α为10～40°，在上述导热管的表面上，表面Zn浓度为0.5质量％以上，且平均表面Zn浓度为1～12质量％，且在任意的表面上的浓度为平均表面Zn浓度的±50质量％以内，并且具有，从表面开始的Zn扩散深度为100～300μm的Zn扩散层。2.如权利要求1中所述的内面带有沟槽的铝合金制导热管，其特征在于：以铝合金制导热管为芯材，该铝合金制导热管的外面包覆表皮材料Al-Zn合金，再进行Zn扩散热处理。3.如权利要求2中所述的内面带有沟槽的铝合金制导热管，其特征在于：上述Zn扩散热处理后...

【专利技术属性】
技术研发人员：大谷良行，若栗聪史，原康人，石田纮一，儿岛洋一，
申请(专利权)人：株式会社UACJ，
类型：发明
国别省市：日本;JP