铝合金组合物、包括其的腐蚀耐久性被提高的铝挤压管制造技术

本发明专利技术涉及将铜(Cu)、铁(Fe)等控制在一定浓度以下，还包括锆(Zr)、钛(Ti)及铪(Hf)中的任何一个或其混合物及剩下部分的铝(Al)的铝合金组合物、包括其的腐蚀耐久性被提高的铝挤压管和铝片材料及由此构成的热交换器，涉及通过由添加及控制合金元素分散腐蚀地点和抑制晶间腐蚀，诱导均匀腐蚀的发生，比起之前的热交换器管及铝片材料的点蚀，腐蚀耐久性被提高，并且，挤压性维持在现有A1070水准的铝合金组合物、包括其的腐蚀耐久性被提高的热交换器用铝挤压管和铝片材料及由此构成的热交换器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及铝合金组合物、包括其的腐蚀耐久性被提高的热交换器用铝挤压管和铝片材料及由此构成的热交换器，更详细地，涉及从空调、冰箱、散热器等热交换器中，抑制因制冷剂及外部凝结水等发生的，由腐蚀损伤的材料渗透及破坏的，腐蚀耐久性被提高的热交换器用铝挤压管和铝片材料及由此构成的热交换器。
技术介绍
最近，因价格和加工的方便性、耐蚀性等原因，热交换器材料由铜代替为铝。因为，铝材料较轻、价格低，且具有高的热传导性。作为热交换器用铝材料主要使用有利于挤压、热传导高，且价格低廉的纯铝系(A1XXX)和挤压性比纯铝系较低，但是，相对具有高的强度和耐蚀性的铝-锰系(A3XXX)。表1显示之前主要用于热交换器用铝材料的A1070及A3003的组成。A1070是纯铝系材料，A3003是铝-锰系材料。【表1】材料名CuSiFeZnMgMnTiAl.A10700.030.200.250.040.030.030.03Rem.A30030.1580.0840.4210.0340.0011.0210.014Rem.所述A1070材料的材料价格及挤压单价低廉，且不需要高的强度，被用于经济性重要的空调、冰箱等家电产品的电容器等的管及铝片材料(fin<br>material)。与此相反，所述A3003材料相比A1070具有优秀的强度及耐蚀性，但是，挤压单价较高被用于汽车用中冷器及扇热器等的热交换器用挤压管及铝片材料。一方面，铝是容易被活性化的金属，但是，在大气中形成表面氧化物涂层，具有高的耐蚀性。但是，铝被腐蚀时，只在氧化物涂层被损伤的局部领域发生腐蚀的点蚀(PittingCorrosion)。并且，经与包括在铝合金内部的多种不纯物的电化学作用，腐蚀在一部分集中地传播。因这些铝腐蚀原理，铝热交换器局部地被渗透，发生内部的制冷剂或者高温流体的泄露。因此，迫切需要提高这些渗透抵抗性的热交换器用铝合金材料的开发。还有，最近，韩国国内家电企业进军国外市场在扩大，但是，因在大气污染严重的中国及印度等国家的大城市或海岸地区使用的铝热交换器的泄漏问题，发生部件交换等经济损失，且具有产品信赖度被底下的问题。图1是示出现有铝材料的点蚀及晶间腐蚀原理。如图1的最左侧所示，观察阴极地点(cathodicsite)的晶间分布，在铝表面形成保护性钝化膜(passivefilm)，且Al2Cu，Al3Fe等以中间相(intermetallicphase)分布在晶间。之后，开始腐蚀，且被点蚀诱发(pittinginitiation)时，则会发生如中间图的Al2Cu，Al3Fe中间相和母材间的电位差，且形成局部电路(localcircuit)破坏钝化膜，可确认点蚀被诱发。然后，如最右侧点蚀被传播，但是，比起在表面的新的点蚀诱发速度，随着晶间点蚀被传播的速度更快，由此，比起实际腐蚀量渗透深度更深。因此，因这些铝的腐蚀原理，会发生铝热交换器被局部地渗透，且内部的制冷剂或高温流体的泄露。图2是示出被使用为现有热交换器材料的铝腐蚀传播行为，且如图面所示，随着时间的流失，可确认经点蚀的传播，渗透深度显示的非常深。
技术实现思路
技术课题本专利技术的一个目的是提供与之前被使用的热交换器的管及铝片材料A1070材料及A3003材料不同，添加锆(Zr)、钛(Ti)或铪(Hf)或者这些混合物，分散腐蚀发生，诱导均匀腐蚀，且调整材料的组合比，提高腐蚀耐久性，同时降低挤压性的铝合金组合物。本专利技术的其他目的是提供包括所述的铝合金组合物，且腐蚀耐久性被提高的热交换器用铝挤压管和铝片材料及由此构成的热交换器。技术方案根据本专利技术的一个实施例，铝合金组合物，其包括：铜(Cu)；铁(Fe)；锆(Zr)、钛(Ti)及铪(Hf)中的任何一个或其混合物；及剩下部分的铝(Al)和必需的不纯物，且锆(Zr)、钛(Ti)及铪(Hf)中的任何一个或其混合物的含量控制在0.05至0.2重量％，且铜(Cu)和铁(Fe)的含量的特征为，经下述数学式(1)及(2)被定义的PHI值控制在1.5以下，X=0.4×Cu%+0.5exp(Fe%-0.3)1.24(βχ×Zr%)---(1)]]>PHI＝0.1559×exp(X÷0.1226)-3.7492(2)。在这种情况下，作为不纯物可包括硅(Si)，且优选地所述硅(Si)的含量对比所述铝合金组合物整个重量被控制在0.2重量％以下。还有，作为不纯物可包括镁(Mg)，且优选地所述镁(Mg)的含量对比所述铝合金组合物整个重量被控制在0.05重量％以下。还有，提供由上述说明的根据本专利技术的一个实施例的铝合金组合物被制造，且腐蚀耐久性被提高的热交换器用铝管。还有，提供由上述说明的根据本专利技术的一个实施例的铝合金组合物被制造，且腐蚀耐久性被提高的热交换器用铝片材料。还有，提供由上述说明的根据本专利技术的一个实施例的铝合金组合物被制造，包括铝管及铝片材料，且腐蚀耐久性被提高的热交换器。技术效果具有上述构成的本专利技术与之前的热交换器用铝材料A1070相比，因优秀的腐蚀耐久性，具有优秀的经外部凝结水及内部制冷剂的腐蚀损伤及对渗透的抵抗性。具体地，具有因添加锆(Zr)、钛(Ti)或铪(Hf)，或这些混合物，诱导均匀的腐蚀，且比起点蚀，材料的渗透抵抗性增加的效果。并且，本专利技术具有控制锆(Zr)、钛(Ti)或铪(Hf)的浓度，且利用PHI(渗透危险指数)抑制因控制铜(Cu)和铁(Fe)浓度的晶间腐蚀，分散腐蚀的传播，具有材料的渗透抵抗性被增加的效果。不仅如此，具有所述构成的本专利技术的效果相比之前的热交换器用铝材料A1070，显示出相似的挤压速度(每分钟90m水准)，具有优秀的生产性及经济性。还有，随着热交换器的腐蚀耐久性的改善，部件的寿命增加，且维持性能，来降低制冷剂泄露及提高热交换效率，具有节约能源的效果。附图简要说明图1是示出现有铝材料点蚀及晶间腐蚀原理的模式图。图2是示出被用于现有热交换材料的铝腐蚀传播行为。图3a及图3b是示出被用于现有热交换材料的1XXX系铝A1070试片的静电位分极实验后的断面。图4a及图4b是示出被用于现有热交换材料的3XXX系铝A3003试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金组合物，其包括：铜；铁；锆、钛及铪中的任何一个或其混合物；及剩下部分的铝和必需的不纯物，且锆、钛及铪中的任何一个或其混合物的含量控制在0.05至0.2重量％，且铜和铁的含量的特征为，经下述数学式(1)及(2)被定义的PHI值控制在1.5以下，X=0.4×Cu%+0.5exp(Fe%-0.3)1.24(6×Zr%)---(1)]]>PHI＝0.1559×exp(X÷0.1226)‑3.7492  (2)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.27 KR 10-2013-0115043;2014.02.18 KR 10-2011.一种铝合金组合物，其包括：
铜；
铁；
锆、钛及铪中的任何一个或其混合物；及
剩下部分的铝和必需的不纯物，且
锆、钛及铪中的任何一个或其混合物的含量控制在0.05至0.2重量％，
且
铜和铁的含量的特征为，经下述数学式(1)及(2)被定义的PHI
值控制在1.5以下，
X=0.4×Cu%+0.5exp(Fe%-0.3)1.24(6×Zr%)---(1)]]>PHI＝0.1559×exp(X÷0.1226)-3.7492(2)。
2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：金正九，朴仁俊，
申请(专利权)人：成均馆大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR