换热器用铝合金挤压材料及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种挤压性优越，能够以高速临界挤压速度挤压出薄壁化的扁平多孔管，并在高温下的耐晶间腐蚀性优越的高强度换热器用铝合金挤压材料及其制造方法。其特征在于，由具有以下组成的铝合金制成，该铝合金含有Ｍｎ：０．２～１．８％（重量％，以下相同）、Ｓｉ：０．１～１．２％，Ｍｎ含量及Ｓｉ含量比（Ｍｎ％／Ｓｉ％）为０．７～２．５，并且作为杂质含有含量控制在０．０５％以下的Ｃｕ，剩余部分由Ａｌ及杂质构成，其导电率为５０％ＩＡＣＳ以上，析出于基体中的金属间化合物的平均粒径为１μｍ以下。

【技术实现步骤摘要】
技术区域本专利技术涉及。
技术介绍
在蒸发器、电容器等汽车用铝合金换热器中，作为工作流体通道材料，使用具有被多个隔片分割的多个中空部的铝合金挤压扁平多孔管。近年来，从地球环境问题出发，为了汽车的轻量化，不断开展装载于汽车上的换热器的轻量化，并且要求进一步薄壁化换热器用铝合金材料。对于作为工作流体通道材料的铝合金扁平多孔管来说，通过薄壁化可以减少截面面积，在其制造上可将挤压比(挤压容器的截面面积/挤压材料的截面面积)增加至数百至数千，因此，急需进一步提高挤压性的材料。而且，在以往技术中，上述换热器使用氟类化合物(氟隆气，flon)作为冷冻剂，但是作为地球温室化的对策，目前正研究着以碳酸气体作为代替冷冻剂使用的方案。当以碳酸气体作为冷冻剂使用的情况下，与以往的氟隆气冷冻剂相比，其工作压力升高，因此要求换热器的各构件的高强度化，对于工作流体通道管来说，在换热器钎焊组装后，也谋求具有高强度的材料。为了获得高强度铝合金材料，较有效的方法是添加Si、Fe、Cu、Mn、Mg等合金元素，但是就Mg来说，在目前的铝合金制换热器的组装中，采用成为钎焊法的主流的氟化物类焊剂进行惰性气体环境钎焊时，氟化物类焊剂与材料中的Mg反应而降低焊剂的活性，从而其钎焊性也随之下降；就Cu来说，因为碳酸气体冷冻剂循环是在工作温度达到150℃左右的高温，因此，若材料中含有Cu，则存在晶间腐蚀敏感性变高的问题。由此，也有人尝试着通过在纯Al类材料中添加Si、Fe、Mn来提高强度，但是如果添加高浓度的Mn、Si，则固溶于铝基体中的Mn、Si使变形抗力提高，与纯Al类材料相比，如上述挤压扁平多孔管那样的挤压比达数百～数千的物质的挤压性极其差。挤压性是以挤压所需的冲压压力，或者在不对扁平多孔管的中空部的隔片产生任何损坏的情况下挤压而得的最大挤压速度(临界挤压速度)作为指标进行评价，但是当添加高浓度的Mn、Si的情况下，与纯Al类材料相比，冲压压力上升，容易产生冲模的破损或者磨损，同时临界挤压速度也降低，因此生产性较差。在复印机等感光滚筒用Al-Mn类合金中，提出通过进行两个阶段的均质化处理对Mn的分布进行均质化的同时，粗略析出Mn而减少Mn的固溶量，从而降低变形抗力、提高挤压性的方案(请参照专利文献1)，但是就算上述材料适于用作汽车用换热器的流体通道材料，为了粗略析出Mn而被析出的Mn很难再固溶，无法期待通过钎焊组装后的Mn的再固溶来提高流体通道材料的强度。通过Al-Mn类合金的多孔性(porthole)挤压法制造汽车用冷却器等汽车换热器的管道用铝合金管时，在1个钢坯的挤压中，末端部的含Mn化合物的析出量多于钢坯头部。上一个钢坯接着下一个钢坯，连续地进行连续挤压，则在连续挤压部分中，析出较多的含Mn化合物的前面的钢坯的末端形成熔敷部，析出较少的含Mn化合物的下一个钢坯的头部形成熔敷部之外的部分，因此熔敷部和熔敷部之外的部分之间产生含Mn化合物的析出状态的差异，并且在腐蚀环境下，电位低的熔敷部首先被腐蚀。作为其对策，提出了通过对特定组成的Al-Mn类合金进行两个阶段的均质化处理，从铸块基体中粗略析出含Mn化合物，从而减少挤压钢坯的头部与末端侧之间的Mn固溶量之差，消除熔敷部与熔敷部之外的部分之间的含Mn化合物的析出状态之差异，从而防止熔敷部的优先腐蚀的方法(请参照专利文献2)，但是就此方法来说，也是为了粗略析出Mn而被析出的Mn很难再固溶，无法期待在钎焊组装之后通过Mn的再固溶来提高流体通道材料的强度。另外，作为制造汽车换热器用铝合金挤压材料的方法，还提出了使用含有Mn0.3～1.2％及Si0.1～1.1％，Mn含量与Si含量的比(Mn％/Si％)为1.1～4.5，选择性地含有Cu0.1～0.6％，并由剩余部Al及不可避免的杂质构成的铝合金，为了提高其挤压性，经在530～600度条件下加热3～15小时，又在450～550度条件下加热0.1～2小时的两个阶段来进行铸块的均质化处理的方案(请参考专利文献3)。通过此方法，可以提高一定程度的挤压性，但是挤压加工例如图1所示的薄壁的多孔扁平管时，也有挤压性不是很充分的情况，为了可靠地得到高临界挤压速度，有待进一步加以改善。专利文献1特开平10-72651号公报专利文献2特开平11-172388号公报专利文献3特开平11-335764号公报
技术实现思路
上述方法是通过进行高温均质化处理及低温均质化处理，减少母相中的溶质元素的固溶量、降低变形抗力，专利技术人为了基于上述方法进一步改善其挤压性，进行试验、研究的结果，发现尤其是在低温下进行长时间的均质化处理，就可以加快溶质元素的析出而降低固溶度，将固溶度的下降临界视为铸块的导电率，对具有特定值以上的导电率的铸块进行挤压加工，则确实能够获得改善了的临界挤压速度。本专利技术是基于上述内容，为了改善挤压性的同时，获得作为汽车用换热器的工作流体通道材料，具有充分的强度、耐晶间腐蚀性、钎焊性的铝合金挤压材料，对合金组成与铸块的均质化处理条件的关系，进行进一步的试验及研究的结果而成，其目的在于，提供一种挤压性优越，以高速临界挤压速度挤压出薄壁化的扁平多孔管，并在高温下的耐晶间腐蚀性优越的高强度。为了达到上述目的的技术方案1是，提供一种换热器用铝合金挤压材料，其特征在于，由具有如下组成的铝合金制成，该铝合金含有Mn0.2～1.8％(重量％，以下相同)、Si0.1～1.2％，Mn含量及Si含量比(Mn％/Si％)为0.7～2.5，并且作为杂质含有将含量控制在0.05％以下的Cu，且剩余部分由Al及杂质构成，所述铝合金挤压材料的导电率为50％IACS以上，析出于基体中的金属间化合物的平均粒径为1μm以下。根据技术方案2所述的换热器用铝合金挤压材料，其特征在于，技术方案1中所述的铝合金进一步含有0.4％以下的Mg(不含0％，以下相同)。根据技术方案3所述的换热器用铝合金挤压材料，其特征在于，技术方案1或2所述的铝合金进一步含有1.2％以下的Fe。根据技术方案4所述的换热器用铝合金挤压材料，其特征在于，技术方案1至3中任一项所述的上述铝合金进一步含有0.06～0.30％的Ti。根据技术方案5所述的换热器用铝合金挤压材料，其特征在于，技术方案1至4中的任一项所述的上述铝合金的Si含量为0.4～1.2％，Mn与Si的总含量为1.2％以上。根据技术方案6所述的换热器用铝合金挤压材料，其特征在于，如技术方案1至5中的任一项所述，在600℃温度加热3分钟，以平均降温速度150℃/分钟进行冷却后的拉伸强度为ll0MPa以上。根据技术方案7所述的铝合金挤压材料的制造方法，是制造如技术方案1至6中的任一项所述的铝合金挤压材料的方法，进行在550～650℃温度下将具有上述组成的铝合金铸块加热两小时以上的第1段均质化处理，之后进行在400～500℃温度下加热3小时的第2段均质化处理，使得铸块的导电率达到50％IACS以上，析出于基体中的金属间化合物的平均粒径为1μm以下，然后进行热挤压加工。本专利技术提供了可以高临界挤压速度挤压出挤压性优越、薄壁化的扁平多孔管，在高温下的耐晶间腐蚀性优越的高强度。附图说明图1为本专利技术所述挤压材料的一实施例的铝合金挤压扁平多孔管的截面图。具体实施例方式若对本专利技术的铝合金中的合金成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种换热器用铝合金挤压材料，其特征在于，由具有以下组成的铝合金制成，所述铝合金含有Ｍｎ：０．２～１．８重量％、Ｓｉ：０．１～１．２重量％，Ｍｎ重量百分含量和Ｓｉ重量百分含量比为０．７～２．５，并且作为杂质含有含量控制在０．０５重量％或其以下的Ｃｕ，剩余部由Ａｌ及杂质构成，所述铝合金挤压材料的导电率为５０％ＩＡＣＳ或其以上，析出于基体中的金属间化合物的平均粒径为１μｍ或其以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川义治，中村友彦，川久保昌章，山下尚希，伊藤泰永，疋田达也，
申请(专利权)人：株式会社电装，住友轻金属工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]