铝合金制热交换器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及热交换器，所述热交换器是在管上组合散热片与总管而构成的，其特征在于，以质量％计，所述管的组成为０．１５－０．４５％Ｍｎ、０．２０－０．５０％Ｓｉ，余量为Ａｌ与不可避免的杂质；在所述管的接合散热片的面上形成钎焊用涂膜，所述钎焊用涂膜含有１．０－５．０ｇ／ｍ↑［２］Ｓｉ粉、４．０－１０．０ｇ／ｍ↑［２］由ＫＺｎＦ↓［３］构成的焊剂与０．５－３．０ｇ／ｍ↑［２］粘结剂构成；以质量％计，所述散热片含有１．２０－１．８０％Ｚｎ、０．７０－１．２０％Ｓｉ、０．３０－０．８０％Ｆｅ和０．９０－１．５０％Ｍｎ，还含有０．０５－０．２０％Ｚｒ、０．０１－０．１０％Ｖ和０．０１－０．１０％Ｃｒ的１种或２种以上，余量为Ａｌ与不可避免的杂质，所述总管具备芯材层、外侧的牺牲材层与内侧的钎料层。本发明专利技术公开的是一种铝合金制热交换器及其制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及可以抑 制散热片从管上脱落的。
技术介绍
以管、散热片及总管为主要构成要素，通过钎焊制造的铝合金制热交换器中，至今越来越广泛地使用包覆有Al-Si合金钎料的钎焊 板，但即使不使用该钎焊板，也可以使用将Al-Si合金粉末或Si粉 末与由焊剂和粘结剂的混合物构成的钎料组合物涂布在挤出管(以下 为管)的正面得到的材料来廉价地制造制品。但是，由于钎焊时加热，Si从管正面扩散到内部，所以Si浓度 在正面高，内部低，因此在管中形成正面电位高、内部低的电位梯 度。所以，管发生腐蚀，产生点腐蚀，导致冷却介质漏出或强度降 低。为此，提出了下述方案将含Zn焊剂与Si等粉末一起混合-涂 布，在管正面形成Zn扩散层，由此形成管正面电位低、内部高的电 位梯度，提高耐点腐蚀性。但是，使用含Zn焊剂时，与钎料一起流动到散热片与管的接合 部的焊缝(fillet 7 Y L '爿卜)中的Zn也增多。Zn浓缩的焊缝中，电位 变低，优于其他部分被腐蚀。焊缝发生优先腐蚀时，散热片从管正 面脱离(以下称为脱落)，所以热交换性能降低，产生不能实现热交换 器的充分的功能的问题。为此，本专利技术人在专利文献1 (日本特开2004-330233号公报)中 提出了在管的外正面上形成含有Si粉末与含Zn焊剂的钎焊用涂膜的 热交换器用管，所述涂膜中Si粉末的涂布量为l-5g/m2、含Zn焊剂的涂布量为5-20g/m2。根据该方案，由于将Si粉末与含Zn焊剂混合，所以钎焊时Si 粉末熔融，成为焊液，焊剂中的Zn均匀扩散到该焊液中，在管正面 均匀扩展。Zn在焊液之类的液相内的扩散速度明显比固相内的扩散 速度大，所以管正面的Zn浓度基本均匀，从而在管正面形成均匀的 牺牲阳极层，可以提高热交换器用管的耐腐蚀性。但是，根据本专利技术人的进一步研究，认为即使可以使管正面的 Zn浓度均匀，但如果流动到焊缝中的Zn越多，焊缝与管的Zn浓度差 越大，所以有可能因Zn浓缩导致焊缝优先腐蚀，必须控制焊缝与管 之间的Zn浓度差，从而完成了本申请。另外，根据本专利技术人的进一步研究，认为不仅限于管，还可通过将总管的构成设定为在外周侧配置牺牲材料层，在内周侧配置钎 料层，并且使钎焊条件特定，使焊缝的优先腐蚀所导致的散热片脱 落与目前相比降低。本申请鉴于上述背景，目的在于提供下述热交换器及其制造方 法，所述热交换器的散热片与管的接合率高，即使在管上产生腐 蚀，也可以降低腐蚀深度，同时可以防止散热片脱落。
技术实现思路
本专利技术的热交换器是由在管上组合散热片与总管而构成的集合 体所形成的热交换器，其特征在于，所述管由具有如下组成的铝合 金形成以质量Q/。计，含有0.15-0.45% Mn, 0.20-0.50% Si，余量由 Al与杂质构成；在所述管的接合散热片的接合面上形成钎悍用涂 膜，所述钎焊用涂膜由1.0-5.0g/m2 Si粉末、4.0-10.0g/m2由KZnF3 构成的含Zn焊剂和0.5-3.0g/m2粘结剂构成，所述散热片由具有如 下组成的铝合金形成以质量％计，含有1.20-1.80% Zn、 0.70-1.20% Si、 0.30-0.80% Fe和0.90-1.50% Mn,还含有0.05-0.20% Zr、 0.01-0.10% V和0.01-0.10% Cr的1种或2种以上，余量由Al与不可避免的杂质构成；所述总管具备芯材层、外側的牺牲材层与内侧的钎料 层，通过钎焊将所述散热片接合于所述管，将所述管接合于所述总 管。上述本专利技术的热交换器中，上述集合体(前体(前駆体))由多个 管、多个散热片和至少2个总管构成，各管、散热片、总管可具有上述管、散热片、总管的构成。上述本专利技术的热交换器还可以为下述热交换器，其特征在于， 所述管具有平坦面，将所述平坦面作为连接所述散热片的接合面，以一侧面的宽度为a,以该侧面的未涂布部分的周长为b,则满足 b^axl.5的关系。上述本专利技术的热交换器中，侧面的周长b可作为与上述管的长 度方向垂直的横截面中的侧面之外周长度来测量。上述侧面的宽a与 管的厚度相同。上述本专利技术的热交换器中，上述接合面可为管的上表面或下表 面。而且，管的上表面和下表面可为接合面。上述本专利技术的热交换器中，上述管可具有相互平行的沿长度方 向延伸的2个平坦面和位于所述平坦面的两侧的侧面，与所述侧面 外接的平面向所述平坦面倾斜。所述本专利技术的热交换器可以为下述热交换器，其特征在于，以 质量％计，所述总管的牺牲材层含有0.60-1.20% Zn，余量由A1与不可避免的杂质构成。上述任 一 项的热交换器的特征在于，在管的正面或背面的钎焊用涂膜形成部分搭接散热片，将所述管组装到所述总管上的工艺； 和在加热升温至规定的钎焊温度过程中，将由所述散热片、管、总 管构成的集合体在530-575。C的温度范围下保持4-8分钟后，加热至 所述钎焊温度进行钎焊的工艺。.在上述本专利技术热交换器中，可以将钎焊温度设定为580-615°C。专利技术的效果根据本专利技术的热交换器，由于适当添加Mn与Si,管的耐腐蚀 性比现有的1050材料或Al-Cu类合金优异，可以减少用于牺牲防腐 蚀层的焊剂的Zn量，因此可减少与钎料一起流动至焊缝的Zn量， 并可以抑制焊缝的优先腐蚀，从而可以防止散热片脱落。根据本专利技术的热交换器，由于添加在管中的Mn抑制钎焊的钎料 流动性，所以因钎焊时加热产生的钎料不会过量流动至焊缝，还有 一部分残留在管正面，所以可以减少焊缝与管正面的Zn浓度差，并 可以抑制焊缝的优先腐蚀，从而防止散热片脱落。根据本专利技术的热交换器，由于在散热片中添加适量的Si与Fe， 所以可以生成Si、 Fe与Mn的金属间化合物，提高散热片的牺牲防 腐蚀效果，因此可以减少用于牺牲防腐蚀的散热片的Zn量。结果， 可以减少Zn从散热片向焊缝扩散，并可以防止焊缝的优先腐蚀，防 止散热片脱落。因此，根据本专利技术，可以提供焊缝的优先腐蚀所导致的散热片 脱落与目前相比减少的热交换器。另外，根据本专利技术，由于散热片难以脱落，所以可以获得更长 时间的散热片导致的管的牺牲防腐蚀，结果，与目前相比，能延长 管的腐蚀寿命。本专利技术的热交换器中，优选对钎焊有散热片的管的正面(接合 面)，使侧面作为未涂布部分形成钎焊用涂膜，使管侧面的未涂布部 分区域的周长为管厚度的1.5倍以内。在本专利技术的管中钎焊有散热片的热交换器中，具有Zn的部位为 阳极部，阳极部被优先腐蚀，从而防止作为阴极部的无Zn部位的腐 蚀。即，作为阴极部的无Zn部位(管侧面侧面积)越大，作为阳极部 的有Zn部位(钎料涂布面)由于牺牲防腐蚀而被进一步腐蚀。因此，通过尽可能减少不供给Zn的区域，可以抑制腐蚀促进， 抑制焊缝的优先腐蚀，从而可以抑制散热片脱落。在热交换器中，正面积大的总管外正面也成为阴极部，促进焊 缝腐蚀，但总管由芯材层与外侧的牺牲材层和内側的钎料层构成，使牺牲材层含有0.60-1.20% Zn以使总管的牺牲层优先腐蚀，由此可 以抑制焊缝的优先腐蚀，从而可以抑制散热片脱落。本专利技术的热交换器的制造方法中，加热升温至钎焊温度的过程 中，在530-575。C的温度范围保持4-8分钟后，加热至钎焊温度，由此 可以将钎料流动前的Zn保持于向管扩散的温度范围，所以可以使更 多Zn扩散到本文档来自技高网...

【技术保护点】
热交换器，其特征在于，所述热交换器由在管上组合散热片与总管而构成的集合体形成，　所述管由具有如下组成的铝合金形成：以质量％计，含有０．１５－０．４５％Ｍｎ、０．２０－０．５０％Ｓｉ，余量由Ａｌ与不可避免的杂质构成；在所述管的接合散热片 的接合面上形成钎焊用涂膜，所述钎焊用涂膜由１．０－５．０ｇ／ｍ↑［２］Ｓｉ粉、４．０－１０．０ｇ／ｍ↑［２］由ＫＺｎＦ↓［３］构成的焊剂与０．５－３．０ｇ／ｍ↑［２］粘结剂构成，　所述散热片由具有如下组成的铝合金形成：以质量％计，含有 １．２０－１．８０％Ｚｎ、０．７０－１．２０％Ｓｉ、０．３０－０．８０％Ｆｅ、０．９０－１．５０％Ｍｎ，还含有０．０５－０．２０％Ｚｒ、０．０１－０．１０％Ｖ与０．０１－０．１０％Ｃｒ的１种或２种以上，余量由Ａｌ与不可避免的杂质构成，　 　所述总管具备芯材层、外侧的牺牲材层与内侧的钎料层，　通过钎焊将所述散热片接合于所述管，将所述管接合于所述总管。

【技术特征摘要】
JP 2008-9-2 2008-2253241.热交换器，其特征在于，所述热交换器由在管上组合散热片与总管而构成的集合体形成，所述管由具有如下组成的铝合金形成以质量％计，含有0.15-0.45％Mn、0.20-0.50％Si，余量由Al与不可避免的杂质构成；在所述管的接合散热片的接合面上形成钎焊用涂膜，所述钎焊用涂膜由1.0-5.0g/m2Si粉、4.0-10.0g/m2由KZnF3构成的焊剂与0.5-3.0g/m2粘结剂构成，所述散热片由具有如下组成的铝合金形成以质量％计，含有1.20-1.80％Zn、0.70-1.20％Si、0.30-0.80％Fe、0.90-1.50％Mn，还含有0.05-0.20％Zr、0.01-0.10％V与0.01-0.10％Cr的1种或2种以上，余量由Al与不可避免的杂质构成，所述总管具备芯材层、外侧的牺牲材层与内侧的钎料层，通过钎焊将所述散热片接合于所述管，将所述管接合于所述总管。2. 权利要求l的热...

【专利技术属性】
技术研发人员：曽我部诚广，船津拓未，新滨正刚，兵库靖宪，胜又真哉，麻野雅三，
申请(专利权)人：康奈可关精株式会社，三菱铝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]