铝合金制热交换器的制造方法技术

本发明专利技术提供一种铝合金制热交换器的制造方法，该方法是在铝合金挤压材料构成的扁平多孔状制冷剂通路管表面上涂布混合了Si粉末、助熔剂粉末和粘合剂的涂料，与铝合金裸散热片组合，钎焊接合而成的铝合金制热交换器的制造方法，其特征在于，所述制冷剂通路管是通过由含有0.5~1.7%的Mn、限制为不足0.10%的Si、限制为不足0.10%的Cu、余量的Al及不可避免杂质所组成的铝合金挤压材料而构成的，所述散热片是由Al-Mn-Zn类合金材料成形的波纹状散热片，所述涂料是由Si粉末、含有Zn的化合物类助熔剂粉末、不含Zn的化合物类助熔剂粉末和粘合剂混合而成，Si粉末的涂布量为1~4g/m2，利用钎焊接合而制造的热交换器的制冷剂通路管深部的电位最高，并且电位按照制冷剂通路管表面、散热片角焊缝、散热片的顺序而依次变低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
蒸发器、冷凝器等汽车用热交换器一般使用轻量性和热传导性良好的铝合金。在这些热交换器中，一般采用如下方法，即，例如在铝合金挤压管表面附着氟化物类助熔剂，将散热片材料等部件组装到指定构造后，在惰性气体环境的加热炉内进行钎焊接合的方法。通常，汽车用热交换器的挤压管使用多孔管作为制冷剂流路，该多孔管具有通过多个间隔而划分开的多个中空部。近年来，从降低环境负荷的观点来看，为了提高汽车的燃油效率而要求热交换器的轻量化，并与之相应地对管壁进行薄化，但由此也导致截面积的进一步减小，挤压比(容器截面积/挤压材料截面积)从几百增大到几千，考虑挤压性而使用挤压加工性良好的纯铝材料。今后，设想伴随着热交换器的进一步轻量化，使管壁进一步薄化。这种情况下，需要管材料自身的高强度化。为使管材料高强度化，添加S1、Cu、Mn、Mg等是有效的，但如果进行钎焊的材料中含有Mg，则加热过程中熔融的氟化物类助熔剂与材料中的Mg反应，生成MgF2和KMgF3等化合物，助熔剂的活性度降低，钎焊性能显著降低。另外，在添加Cu的情况中，将导致挤压性显著降低、模具破损、生产率降低。因此，作为高强度化的方针，不得不依靠添加Si和Mn。但是，对于添加了高浓度Mn、Si的合金，母相中固溶的Mn、Si将增大变形阻力，例如前述的挤压比从几百到几千的多孔管与现有的纯Al材料相比，挤压性严重变差。此时，挤压性是指，对挤压所需冲压力、多孔管的中空部的间隔不产生缺损的最大挤压速度(临界挤压速度)进行评价的指标，冲压力越高或者临界挤压速度越低，挤压性就越差。在添加了高浓度Mn、Si的合金中，与现有的纯Al材料相比，冲压力上升，容易产生模具的破损、磨耗，且临界挤压速度也降低，因而生产率降低。作为挤压用合金高强度化、挤压性提高的方针，提出了如下方法，S卩，为了实现高强度化而添加S1、Mn，为提高挤压性而组合实施高温均质化处理和低温均质化处理，由此来减少母相中溶质元素的固溶量，降低变形阻力。但是，在这种情况下，原本的溶质元素的添加量大，虽然能实现高强度，但挤压性的提高，特别是挤压速度的提高有限，难以完全兼顾高强度和挤压性(即生产率)。另外，由于汽车热交换器的挤压管用作制冷剂通路管，因此当使用中出现腐蚀引起的穿孔时，会发生制冷剂泄漏，无法发挥作为热交换器的功能。因此，在现有技术中，通过事先利用热喷涂等在挤压管表面来附着Zn，利用钎焊使Zn扩散，此时在管表层形成的Zn扩散层作为比其更深的深部的牺牲阳极发挥作用，从而抑制向板厚方向的腐蚀并延长穿孔寿命。但是，在这种情况中，挤压后需要对管进行Zn热喷涂等Zn附着工序，并且随后还需要钎焊所需的氟化物助熔剂的涂布工序，或是在组装到热交换器中心管之后向整个中心管上涂布助熔剂的工序，因而导致制造成本的上升，进而由于没有在该管上施加焊料，因而需要覆盖有焊料的钎焊散热片来作为组装的散热片材料，因此，与使用未覆盖焊料的裸散热片材料的情况相比，这也使成本增加。作为解决这些问题的方法，提出了将焊料粉末和含有Zn的助熔剂粉末混合、并将其附着于铝合金挤压制冷剂通路管表面的方法。在该情况下，焊料、Zn、助熔剂全部能用一次附着工序同时附着，因此可降低成本。此外，由于也能使用裸散热片材料作为组装的散热片材料，因而能降低成本。但是，在该方法中，有如下难点，即，由于使用含有Zn的助熔剂，与散热片之间的接合部角焊缝的Zn浓度变高，在热交换器使用中角焊缝会优先发生腐蚀，并出现散热片的早期剥落。在散热片剥落的情况下，不仅有损其作为热交换器的功能，而且也无法得到在散热片的电位低于管时所能得到的散热片的牺牲阳极效果，从而导致管的早期腐蚀穿孔。为防止这种情况，当降低了含有Zn的助熔剂的涂布量时，则无法得到钎焊所需的助熔剂量，从而导致钎焊不良。另一方面，作为确保助熔剂的总量、维持钎焊性能的方法，提出了将焊料粉末、含有Zn的助熔剂粉末和不含Zn的助熔剂粉末混合、并将其附着于铝合金挤压制冷剂通路管表面的方法。但是，该方法的主要目的是为了改善钎焊性能，因此，对于进一步被附着的挤压合金管，并未对影响耐腐蚀性的合金成分进行规定，实施例中也未记载合金成分，因此与耐腐蚀性相关的效果不明确。另外，含有Zn的助熔剂的涂布量相对于不含Zn的助熔剂的涂布量的比率过大，其结果，角焊缝的Zn浓度变高，角焊缝优先发生腐蚀，出现散热片的早期剥落。从防止由角焊缝的优先腐蚀所引起的散热片的早期剥落的观点来看，提出了以下方法，即为了抑制角焊缝的Zn高浓度化，将焊料粉末和不含Zn的助熔剂粉末混合、并将其附着于铝合金挤压制冷剂通路管表面的方法。该方法是通过使散热片的电位低于管，利用散热片的牺牲阳极效果来防止管受到腐蚀的方法。根据该方法，能抑制角焊缝的Zn浓度使其较低，从而能抑制由角焊缝的优先腐蚀所引起的散热片的早期剥落。但是，该方法存在如下问题，即，由于管自身不存在由Zn扩散产生的牺牲阳极层，因此在不存在散热片的部位、或者距离散热片较远的部位，例如在集管附近等，无法对管进行充分的防腐蚀。特别是，在限制管的Si含量、利用涂布了 Si粉末所产生的Si扩散而在管表层析出AlMnSi化合物、在管表层形成Mn固溶度低的区域即形成电位比深部更低的区域、将其作为牺牲阳极层来对管进行防腐蚀的方法中，管表层和深部的电位差仅有一点点，特别是在干湿反复的市场环境中，防腐蚀完全不充分。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2005-256166号公报专利文献2 :日本特开2004-330233号公报专利文献3 :日本特开2006-255755号公报专利文献4 :日本特开2009-58139号公报专利文献5 :日本特开2009-58167号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是为解决铝制热交换器、特别是汽车用热交换器的上述现有技术中的问题而做出的，其目的在于，提供一种特别是由用于提高挤压制冷剂通路管的强度、挤压性、和耐腐蚀性、且实现生产率提高和低成本化的材料所构成的。解决问题的方法为达成上述目的，专利技术I的，是在铝合金挤压材料构成的扁平多孔状制冷剂通路管表面上涂布混合了 Si粉末、助熔剂粉末和粘合剂的涂料，与铝合金裸散热片组合，并钎焊接合而成的，其特征在于，所述制冷剂通路管是按照质量百分比由含有0. 5^1. 7%的Mn、限制为不足0. 10%的S1、不足0. 10%的Cu以及余量的Al及不可避免杂质所组成的铝合金挤压材料而构成的，所述散热片是由Al-Mn-Zn类合金材料成形的波纹状散热片，所述涂料是Si粉末、含有Zn的化合物类助熔剂粉末、不含Zn的化合物类助熔剂粉末和粘合剂混合而成，关于涂料中各粉末量，Si粉末为f4g/m2，含有Zn的助熔剂为f9g/m2，不含Zn的助熔剂为f9g/m2，粉末的总量为5 20g/m2，粘合剂的量为涂料整体量的5 40%，利用钎焊接而制造的热交换器的制冷剂通路管深部的电位最高，电位按照制冷剂通路管表面、散热片角焊缝部、散热片的顺序而依次变低。以下，合金成分值用质量百分比表示。专利技术2的，其特征在于，在专利技术I中，构成所述制冷剂通路管的铝合金挤压材料进一步含有0. 30%以下的T1、0. 10%以下的Sr、0. 30%以下的Zr中的一种或两种以上。专利技术3的，其特征在于，在专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.25 JP 2010-1192181.一种铝合金制热交换器的制造方法，所述方法是在铝合金挤压材料构成的扁平多孔状制冷剂通路管表面上涂布混合了 Si粉末、助熔剂粉末和粘合剂的涂料，组合铝合金裸散热片，并钎焊接合而成的铝合金制热交换器的制造方法，其特征在于，以下合金成分值是用质量百分比表示的，所述制冷剂通路管是通过按照质量百分比由含有O. 5^1. 7%的Mn、限制为不足O. 10%的S1、限制为不足O. 10%的Cu以及余量的Al及不可避免的杂质所组成的招合金挤压材料而构成的，所述散热片是由Al-Mn-Zn类合金材料成形的波纹状散热片，所述涂料是将Si粉末、含有Zn的化合物类助熔剂粉末、不含Zn的化合物类助熔剂粉末和粘合剂混合而成，关于涂料中的各粉末量，Si粉末为f4g/m2，含有Zn的助熔剂为f9g/m2，不含Zn的助熔剂为f 9g/m2，粉末的总量为5 20g/m2，粘合剂的量为涂料整体量的5 40%，利用钎焊接合而制造的热交换器的制冷剂通路管深部的电位最高，并且电位按照制冷剂通路管表面、散热片接合部角焊缝、散热片的顺序而依次变低。2.权利要求1所述的铝合金制热交换器的制造方法，其特征在于，构成所述制冷剂通路管的铝合金挤压材料进一步含有O. 30%以下的T1、0. 10%以下的Sr、0. 30%以下的Zr中的一种或两种以上。3.权利要求1或2所述的铝合金制热交换器的制造方法，其特征在于，所述Si粉末的最大粒径为35 μ m以下。4.权利要求1-3任一项所述的铝合金制热交换器的制造方法，其特征在于，所述含有Zn的化合物类助熔剂为KZnF3。5.权利要求1-4任一项所述的铝合金制热交换器的制造方法，其特征在于，所述不含Zn的化合物类助熔剂的组成为氟铝酸钾。6.权利要求1-5任一项所述的铝合金制热交换器的制造方法，其特征在于，所述铝合金裸散热片由...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下尚希，久富裕二，
申请(专利权)人：住友轻金属工业株式会社，
类型：
国别省市：