热交换器用铜合金管制造技术

本发明专利技术的铜合金管具有如下组成：含有Ｓｎ：０．１～２．０质量％、Ｐ：０．００５～０．１质量％、Ｓ：０．００５质量％以下、Ｏ：０．００５质量％以下及Ｈ：０．０００２质量％以下，余量由Ｃｕ及不可避免的杂质构成。而且，在退火的状态下，抗拉强度为２５０Ｎ／ｍｍ↑［２］以上，在管轴正交截面中，在与管的壁厚方向相垂直的方向上测定的平均晶粒直径为３０μｍ以下，设所述铜合金管的纵长方向的抗拉强度为σＬ，圆周方向的抗拉强度为σＴ时，σＴ／σＬ＞０．９３。根据这样的结构，能够高出需要地提高抗拉强度而不会使弯曲加工性劣化，能够充分提高耐压破坏强度（破坏压力），此外弯曲加工性及耐热性也优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及耐压破坏强度以及加工性优异的热交换器用铜合金管。
技术介绍
例如，通常用于空调的翅片管型热交换器是将弯曲加工成细销状的u字形铜管(以下，称为铜管时也包括铜合金管)插通由铝或铝合金板构成 的散热片(以下称为铝散热片)的贯通孔，将扩管工具插入铜管内对所述 铜管进行扩管，由此使铜管和铝散热片密接，另外，对铜管的开放端进行扩管，将弯曲加工成u字型的弯曲铜管插入该扩管幵放端，用磷铜等钎料 将弯曲铜管钎焊于u字型铜管的扩管开放端，由此，通过弯曲铜管连接多 个u字型铜管，制作热交换器。为此，用于热交换器的铜管要求导热率、弯曲加工性以及钎焊性良好。 因此，这些特性良好，且具有适当的强度的磷脱氧铜被广泛使用。用于空调等的热交换器的制冷剂中，虽然广泛使用HCFC (氢氯氟烃 hydro chloro fluoro carbon)系氟里昂，但由于HCFC臭氧破坏系数大，因 此出于地球环境保护的观点而使用该值小的HFC (氢氟烃hydro fluoro carbon)系氟里昂。另外，热水器、汽车用空调机或自动售货机等所使用 的热交换器使用作为自然制冷剂的C02。在热交换器中，这些制冷剂使用 的压力(流通在热交换器的传热管内的压力)在冷凝器(就C02来说是气 体冷却器)中最大，例如HCFC系氟里昂的R22为1.8MPa， HFC系氟里 昂的R410A是3MPa，另外C02制冷剂是7至10MPa(超临界状态)左右， 最新采用的制冷剂的运转压力增大至以往制冷剂R22的1.6至6倍左右。若设流动在传热管内的制冷剂的运转压力为P (N/mm2)，传热管的外 径为D (mm),传热管的抗拉强度(传热管纵长方向)为a (N/mm2)，传 热管的壁厚为t(mm)(内螺纹管时为底壁厚)，则在它们之间，存在P:2XaXt/ (D'0.8Xt)的关系。若针对壁厚t整理前式，则为t- (DXP) / (2X(t+0.8XP)，可知传热管的抗拉强度越大，壁厚能够越薄。实际上， 在选定传热管时，使用的压力是前述的P再乘以安全率S (通常为2.5至 4左右)，使用根据使用的管的纵长方向的抗拉强度计算出的壁厚的传热 管，或者使用调整到根据使用的管的壁厚计算出的抗拉强度的传热管。用于前述翅片管型热交换器的传热管因为要被进行U字型弯曲加工 及扩管，因此通过采用退火材或对退火材进行了拉拔等的轻加工的软质 材，其面对这些加工而具有充分的变形性，且能够以很小的力进行加工。 磷脱氧铜制传热管的情况下，由于抗拉强度小，因此为了对应制冷剂的运 转压力的增大，需要加厚管的壁厚。另外，在热交换器的组装时，铜焊部 在800。C以上的温度被加热数秒至数十秒，因此在铜焊部及其附近与其他 部分相比晶粒粗大化，由于软化而成为强度降低的状态，因此为了弥补因 铜焊造成的强度降低，需要进一步增厚壁厚。如此，作为传管热若使用磷 脱氧铜，则热交换器的质量增大，价格上升，因此就强烈期望一种抗拉强 度高，加工性优异，具有良好的热传导率的传热管。为了使用于翅片管型 热交换器的磷脱氧铜管的壁厚即使变薄仍可耐受实用，通过对退火后的磷 脱氧铜管进行拉拔加工等的塑性加工以提高其抗拉强度即可，但是由于塑 性加工导致延性降低，从而不能进行弯曲加工。为了适应这样的要求，作为0.2%屈服点和疲劳强度优异的铜合金管， 例如提出有一种热交换器用无接头铜合金管(特开2000-199023号)，其含 有Co: 0.02 0.2质量％、 P: 0.01 0.05质量％、 C: 1 20ppm，余量由 Cu和不可避免的杂质构成，杂质的氧为50ppm以下。另外，还提出一种 热交换器用铜合金管(特开2003-268467号)，其具有如下组成含有Sn: 0.1 1.0质量％、 P: 0.005 0.1质量％、 0: 0.005质量。/。以下及H: 0.0002 质量％以下，余量由Cu及不可避免的杂质构成，平均晶粒直径为30pm以 下。然而，特开2000-199023号所公开的铜合金，虽然借助Co的磷化物 带来的析出强度而使抗拉强度提高，但是在强度上升的比例中耐压破坏强 度没有上升。另外，由于热交换器制作时的铜焊加热，所述磷化物固溶， 在铜焊部附近传热管的强度降低。因此，其用于传热管时，存在不太能够减薄壁厚，从而得不到期望的效果的问题点。另外，特开2003-268467号公报的铜合金，通过Sn的固溶强度而强 度提高，铜焊后的软化也比特开2000-199023号的铜合金小，若用于传热 管同可以使管的壁厚变薄，但是为了成为热交换器而进行U字弯曲加工 时，则判明存在如下问题点在弯曲部容易发生皱褶或裂纹，该部分成为 起点在达不到预期的很低的强度下就会遭到破坏。
技术实现思路
本专利技术鉴于这样的问题点而进行，其目的在于，提供一种热效果器用 铜合金管，其将抗拉强度提高到需求以上而不会使弯曲加工性劣化，能够 充分地提高耐压破坏强度(破坏压力)，此外弯曲加工性及耐热性也优异。本专利技术的热交换器用铜合金管具有如下组成含有Sn: 0.1 2.0质量 %、 P: 0.005 0.1质量％、 S: 0.005质量％以下、0: 0.005质量％以下及 H: 0.0002质量％以下，余量由Cu及不可避免的杂质构成，在退火的状态 下，具有如下特性所述铜合金管的纵长方向的抗拉强度为250N/mmS以 上；在管轴正交截面中，在与管的壁厚方向相垂直的方向上测定的平均晶 粒直径为30jim以下；以及设所述铜合金管的纵长方向的抗拉强度为oL， 圆周方向的抗拉强度为ciT时，cjT/cjL>0,93。在该热交换器用铜合金管中，还能够含有Zn: 0.01 1.0质量％。 此外还能够含有Fe、 Ni、 Mn、 Mg、 Cr、 Ti及Ag合计0.005 0.07质量％。此外，本专利技术的另一热交换器用铜合金管，是经拉拔加工的热交换器 用铜合金管，在经过拉拔加工的状态下，所述铜合金管的纵长方向的抗拉 强度为280N/mn^以上，在管轴正交截面中，在与管的壁厚方向相垂直的 方向上测定的平均晶粒直径为30pm以下。此外，本专利技术的热交换器用铜合金管，在以80(TC加热15秒后的状态 下，在管轴正交截面，在与管的壁厚方向相垂直的方向上测定的平均晶粒 直径优选为lO(Hmi以下。还有，平均晶粒直径，是在与管的轴向正交的截面中，根据JISH0501所规定的切断法，测定与壁厚垂直的方向的晶粒直径，沿管轴方向在任意 10处对其加以测定时的该测定值的平均值。此外，该热交换器用铜合金管例如是内螺纹管。附图说明图1是表示微小拉伸试验片的形状的图。 具体实施例方式以下，对于本专利技术进行更详细地说明。本专利技术者等进行了种种实验研究的结果发现，通过适当规定Sn含量、P含量、S含量、管轴正交截面中 的与壁厚正交的方向的平均晶粒直径，便能够得到能够解决本专利技术的课题 的热交换器用铜合金管。可是，如前述，在管的破坏压力P和管的外径D、壁厚t及抗拉强度 cj (管纵长方向)中， 一般而言存在P=2XcjXt/ (D'0.8Xt)的关系，但 是本专利技术等发现，即使外径、壁厚、抗拉强度相同，根据管的材质(组成)， 仍会在比前式计算出的破坏压力P大的或者小的压力下破坏。若加压封入 管内的流体，则在管中拉伸应力对其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器用铜合金管，其特征在于，具有如下组成：含有Ｓｎ：０．１～２．０质量％、Ｐ：０．００５～０．１质量％、Ｓ：０．００５质量％以下、Ｏ：０．００５质量％以下及Ｈ：０．０００２质量％以下，余量由Ｃｕ及不可避免的杂质构成，　并且，在退火后的状态下，具有如下特性：　所述铜合金管的纵长方向的抗拉强度为２５０Ｎ／ｍｍ↑［２］以上；　在管轴正交截面中，在与管的壁厚方向垂直的方向上测定的平均晶粒直径为３０μｍ以下；以及　在将所述铜合金管的纵长方向的抗拉强度定为σＬ，将圆周方向的抗拉强度定为σＴ时，　σＴ／σＬ＞０．９３。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：渡边雅人，白井崇，
申请(专利权)人：株式会社科倍可菱材料，
类型：发明
国别省市：JP[日本]