尾气再循环系统用铝合金制换热器技术方案

一种尾气再循环系统用铝合金制换热器，其是通过对管材和翅片材进行硬钎焊而得到的，所述管材具有：芯材，其含有0.05～1.50质量％的Si、0.05～3.00质量％的Cu和0.40～2.00质量％的Mn；以及牺牲防蚀材料，其含有2.00～6.00质量％的Zn且包层于该芯材的内侧面，所述翅片材具有：芯材，其含有0.05～1.50质量％的Si和0.40～2.00质量％的Mn；以及包层于该芯材的两面的钎料，其含有3.00～13.00质量％的Si，使该翅片材的表面积S

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】尾气再循环系统用铝合金制换热器
本专利技术涉及在对搭载于车辆的柴油发动机、汽油发动机之类的内燃机的尾气气体进行再循环的尾气再循环系统中用于通过热交换而将尾气气体进行冷却的尾气再循环系统用铝合金制换热器。
技术介绍
铝(Al)合金的质量轻且导热性优异，通过适当的处理而能够实现高耐蚀性，且通过利用了钎焊片材的硬钎焊而能够实现高效的接合，因此，作为汽车用等的换热器用材料而受到重用。近年来，作为汽车的高性能化或环保对策，为了通过将发动机的燃烧气体(尾气气体)的一部分导入至吸气侧并混合至吸气气体中而实现燃耗的改善，且降低燃烧温度而降低NOx的排出，从而导入了尾气再循环装置(EGR系统)。在EGR系统中，为了通过降低高温尾气的温度而提高气体密度、降低发动机的损失并防止爆震，组装有EGR冷却器。对于该EGR冷却器用材料而言，由于流通高温的燃烧气体而要求其具有耐高温强度，且要求对于将通过燃烧而生成的包含高浓度盐酸、硝酸、硫酸等的燃烧气体冷却时生成的强酸性冷凝水具有耐蚀性，因此，作为EGR冷却器用材料，主要使用不锈钢。但是，为了进一步改善燃耗，想要将沉重的不锈钢制EGR冷却器换成轻量的铝合金制的期望强烈，要求能够应对于此的铝合金材料技术。作为铝合金制汽车用换热器的一个形态，当今使用将对包层有钎料、芯材、牺牲防蚀层的三层钎焊片材进行成形加工而得的管与对单层的外部翅片材进行波纹成形而得的外部翅片加以组合，并进行硬钎焊接合而成的形态。管的目的是使制冷剂等流体流通，因此，若因点蚀而发生泄露，则对于换热器而言是致命伤。因而，作为抑制管的点蚀的有效防蚀方法，通常采用如下方法：利用轧制复合等方法在管表面形成Al-Zn层，由此通过由Al-Zn层带来的牺牲防蚀效果而防止芯材腐蚀(例如专利文献1、专利文献2)。此外，为了使外部翅片稍具牺牲效果，出于确保管的耐蚀性的目的而实施了向外部翅片材中添加Zn等的操作。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2014-177694号公报专利文献2：日本特开2014-178101号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题此处，对于设置有EGR系统的汽油发动机而言，设置在尾气气体路径中的三效催化剂的温度为低温时，有时在NOx还原时生成氨，并混入至尾气气体中。三效催化剂是使用了铂、钯、铑的催化装置，其通过将尾气中包含的有害物质即烃氧化成水和二氧化碳、将一氧化碳氧化成二氧化碳、并将氮氧化物还原成氮而同时将其去除。此外，对于设置有EGR系统的柴油发动机而言，出于为了向尾气气体路径中喷射脲水溶液而使通过水解生成的氨与氮氧化物发生化学反应并还原成氮和水而设置的脲SCR系统的影响，有时在尾气气体中混入氨。因此，在内燃机的尾气再循环系统中，有时在尾气气体的冷凝水中包含铵离子，存在因该铵离子而导致铝合金制部件发生腐蚀的问题。尾气气体的冷凝水中包含的铵离子小于100ppm时，对铝合金制部件造成的加速腐蚀效果轻微，但尾气气体的冷凝水中包含的铵离子达到100ppm以上时，会明显地表现出对铝合金制的部件造成的加速腐蚀效果。因此，本专利技术的目的是提供具有在流通尾气气体的路径内硬钎焊接合的翅片的尾气再循环系统用铝合金制换热器，该尾气再循环系统用铝合金制换热器在尾气气体的冷凝水包含铵的铵环境中腐蚀速度慢，具有长寿命。用于解决问题的方案上述课题通过以下的本专利技术来解决。即，本专利技术(1)提供一种尾气再循环系统用铝合金制换热器，其特征在于，所述换热器设置于尾气气体的冷凝水的铵离子浓度达到100ppm以上的内燃机的尾气再循环系统，且用于冷却该尾气气体，其是通过对管材和翅片材进行硬钎焊而得到的，所述管材至少具有：铝合金的芯材，所述铝合金含有0.05质量％以上且1.50质量％以下的Si、0.05质量％以上且3.00质量％以下的Cu、以及0.40质量％以上且2.00质量％以下的Mn，余量为Al和不可避免的杂质；以及牺牲防蚀材料，其由含有2.00质量％以上且6.00质量％以下的Zn、余量为Al和不可避免的杂质的铝合金形成，且包层于该芯材的内侧面，所述翅片材具有：铝合金的芯材，所述铝合金含有0.05质量％以上且1.50质量％以下的Si、以及0.40质量％以上且2.00质量％以下的Mn，余量为Al和不可避免的杂质；以及包层于该芯材的一个面的第一钎料和包层于该芯材的另一个面的第二钎料，其由含有3.00质量％以上且13.00质量％以下的Si、余量为Al和不可避免的杂质的铝合金形成，使位于管内侧的该翅片材的钎料的表面积Sb(mm2)(该第一钎料和该第二钎料的总表面积)相对于成为管内侧的该管材的牺牲防蚀材料的表面积Sa(mm2)的比率((Sb/Sa)×100)小于200％。此外，本专利技术(2)提供(1)的尾气再循环系统用铝合金制换热器，其特征在于，前述翅片材的芯材进一步含有选自由0.05质量％以上且0.50质量％以下的Mg、以及0.10质量％以上且1.00质量％以下的Fe组成的组中的1种以上。此外，本专利技术(3)提供(1)或(2)中任一项的尾气再循环系统用铝合金制换热器，其特征在于，前述管材的牺牲防蚀材料进一步含有选自由0.05质量％以上且2.00质量％以下的Mn、0.05质量％以上且0.50质量％以下的Mg、0.10质量％以上且1.00质量％以下的Fe、0.05质量％以上且1.00质量％以下的Ni、0.05质量％以上且0.50质量％以下的Si、0.05质量％以上且0.30质量％以下的In、0.05质量％以上且0.30质量％以下的Sn、0.05质量％以上且0.30质量％以下的Ti、0.05质量％以上且0.30质量％以下的V、0.05质量％以上且0.30质量％以下的Cr、以及0.05质量％以上且0.30质量％以下的Zr组成的组中的1种以上。此外，本专利技术(4)提供(1)～(3)中任一项的尾气再循环系统用铝合金制换热器，其特征在于，前述管材具有如下的钎料：其包层于与前述管材的要包层牺牲防蚀材料的面相反的一面，含有3.00质量％以上且13.00质量％以下的Si、余量为Al和不可避免的杂质。此外，本专利技术(5)提供(4)的尾气再循环系统用铝合金制换热器，其特征在于，前述管材的钎料进一步含有1.00质量％以上且3.00质量％以下的Zn。此外，本专利技术(6)提供权利要求1～5中任一项所述的尾气再循环系统用铝合金制换热器，其特征在于，前述管材的芯材进一步含有选自由0.05质量％以上且0.50质量％以下的Mg、0.10质量％以上且1.00质量％以下的Fe、0.05质量％以上且1.00质量％以下的Ni、0.05质量％以上且0.30质量％以下的Cr、0.05质量％以上且0.30质量％以下的Zr、0.05质量％以上且0.30质量％以下的Ti、以及0.05质量％以上且0.30质量％以下的V组成的组中的1种以上。专利技术的效果根据本专利技术，可提供具有在流通尾气气体的路径内硬钎焊接合的翅片的尾气再循环系统用铝合金制换热器，该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种尾气再循环系统用铝合金制换热器，其特征在于，所述换热器设置于尾气气体的冷凝水的铵离子浓度达到100ppm以上的内燃机的尾气再循环系统，且用于冷却该尾气气体，/n其是通过对管材和翅片材进行硬钎焊而得到的，/n所述管材至少具有：铝合金的芯材，所述铝合金含有0.05质量％以上且1.50质量％以下的Si、0.05质量％以上且3.00质量％以下的Cu、以及0.40质量％以上且2.00质量％以下的Mn，余量为Al和不可避免的杂质；以及牺牲防蚀材料，其由含有2.00质量％以上且6.00质量％以下的Zn、余量为Al和不可避免的杂质的铝合金形成，且包层于该芯材的内侧面，/n所述翅片材具有：铝合金的芯材，所述铝合金含有0.05质量％以上且1.50质量％以下的Si、以及0.40质量％以上且2.00质量％以下的Mn，余量为Al和不可避免的杂质；以及包层于该芯材的一个面的第一钎料和包层于该芯材的另一个面的第二钎料，其由含有3.00质量％以上且13.00质量％以下的Si、余量为Al和不可避免的杂质的铝合金形成，/n使位于管内侧的该翅片材的钎料的表面积S

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180329 JP 2018-0637751.一种尾气再循环系统用铝合金制换热器，其特征在于，所述换热器设置于尾气气体的冷凝水的铵离子浓度达到100ppm以上的内燃机的尾气再循环系统，且用于冷却该尾气气体，
其是通过对管材和翅片材进行硬钎焊而得到的，
所述管材至少具有：铝合金的芯材，所述铝合金含有0.05质量％以上且1.50质量％以下的Si、0.05质量％以上且3.00质量％以下的Cu、以及0.40质量％以上且2.00质量％以下的Mn，余量为Al和不可避免的杂质；以及牺牲防蚀材料，其由含有2.00质量％以上且6.00质量％以下的Zn、余量为Al和不可避免的杂质的铝合金形成，且包层于该芯材的内侧面，
所述翅片材具有：铝合金的芯材，所述铝合金含有0.05质量％以上且1.50质量％以下的Si、以及0.40质量％以上且2.00质量％以下的Mn，余量为Al和不可避免的杂质；以及包层于该芯材的一个面的第一钎料和包层于该芯材的另一个面的第二钎料，其由含有3.00质量％以上且13.00质量％以下的Si、余量为Al和不可避免的杂质的铝合金形成，
使位于管内侧的该翅片材的钎料的表面积Sb(mm2)相对于成为管内侧的该管材的牺牲防蚀材料的表面积Sa(mm2)的比率(Sb/Sa)×100小于200％，所述表面积Sb是该第一钎料和该第二钎料的总表面积。


2.根据权利要求1所述的尾气再循环系统用铝合金制换热器，其特征在于，所述翅片材的芯材进一步含有选自由0.05质量％以上且0.50质量％以下的Mg、以及0.10质量％以上且1.00质量％以下的Fe组成的组中的1种以上。


3.根据权利要求1或2中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：大谷良行，小路知浩，福元敦志，西山幸贵，池田亨，篠田贵弘，
申请(专利权)人：株式会社UACJ，株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP