[其他]用于熱交換器列管的改進抗腐蝕性的銅-鋅合金

在審

• 申請號: 101986000001024
• 申請日: 1986-02-14
• 公開（公告）號: CN1004082B
• 公開（公告）日: 1989-05-03
• 發明（設計）人: 馬雷·A·海恩;尼德·W·波朗
• 申請（專利權）人: 奧林公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 全菁;吳大建

本發明涉及一專門用于汽車散熱器的熱交換器組件１０。該組件內有一組用改進的銅－鋅合金制造的熱交換流體通道１８。該銅－鋅合金內大約含鋅２１％至３９％、鎳１％至５％，砷０．０２％至１％及余量的銅。在推薦的實施例中，銅－鋅合金中大約含鋅２５％至３５％，鎳２．５％至３．５％，砷０．０３％至０．０６％以余量的銅。

本發明涉及利用改進的銅-鋅合金制造的熱交換器裝置。該合金內含鎳和砷并具有極其優良的抗腐蝕性能和機械性能。

銅基合金曾廣泛地用于熱交換器列管。例如目前就專門選擇砷黃銅，即銅合金C2613用于制造汽車熱交換器。砷黃銅的成分中鋅約30%，砷約0.05%，鉛不大于0.05%，Fe不大于0.05%，余量為銅。最近的一系列試驗表明：用砷黃銅制造的熱交換器裝置在使用不太長時間后在經受鹽霧試驗的介質流動表面上會出現嚴重的腐蝕。這些試驗表明，僅僅經過100小時鹽霧試驗后砷黃銅就產生嚴重腐蝕。

其它合金，包括銅鎳合金由于較好地兼顧了抗腐蝕性能和機械性能而獲得了廣泛應用。尤其是C70600及C71500等合金已用于發電廠的熱交換器管道。這兩種合金為銅基，其含鎳量分別為10%及30%。在美國專利№3，053，511中描述了一種利用復合銅鎳合金材料制造管道的熱交換器。盡管這類銅鎳合金已獲得廣泛應用，但其自身仍存在若干缺點。尤其是這類合金中一般至少應含鎳10%以保證其良好的抗腐蝕性能，這導致該合金價格高昂，在經濟上無法同其它非銅系合金競爭。

為了克服銅-鎳系合金成本高這一困難，已開發了不同的合金系。這些合金系中加入不同的合金添加劑以獲得所需要的抗腐蝕性能。例如美國專利№3，627，593、3，640，781，3，703，367、3，713，814以及4，171，972中都利用各種鎳添加劑加入銅-鋅基合金以使其獲得較高的抗腐蝕性能和機械性能。在美國專利№3，627，593和3，640，781中則使用銅-鎳-鋅基合金以獲得上述性能。而在美國專利№3，703，367中則利用鈦和鋁添加劑（或鎳添加劑）或者鈦和鋁、鎳同時加入銅-鋅基合金中以改善該合金系的性能。在美國專利№3，713，814中利用多種合金元素如鉛、鎳、鎂、鋁等加入銅-鋅基合金中得到一種新的抗腐蝕性能好的合金系。在美國專利№4，171，972中利用鎳、鋅、鐵等合金添加劑并在鈷、鎂中任選一種加入銅基合金以獲得要求的抗腐蝕性能及機械性能。

某些日本科學家曾研究了多種合金添加劑對某幾種銅合金系的影響以確定這些添加劑與其抗腐蝕性能的關系。尤其是長崎（Nagasaki）等在“日本金屬學會年鑒”34卷第三期343～347頁上發表的報告“真空高溫條件下合金添加劑對α-黃銅脫鋅率的影響”中曾指出不同的合金元素包括鐵、鈷及鎳可以按1～2%之比例加入銅基合金以阻止脫鋅過程。

因此，本發明的目的之一就是要提供一種熱交換器裝置，它具有較強的抗鹽霧腐蝕能力。

本發明的另一目的是提供一種如上所述的由銅基合金制造的具有較強抗腐蝕能力的熱交換器裝置。

本發明的又一目的是提供一種如前述的采用經濟上具有競爭能力的銅基合金制造的熱交換器裝置。

通過以下的說明和附圖，本發明上述的目的及其它目的和優點將有更加明瞭的闡述。在這些說明和附圖中，相同的參照數碼描繪相同的元素。

本發明提供的熱交換器裝置由于采用抗腐蝕能力強的銅基系合金制造流體通道或管道因而可達到前述的目的，具有前述的優點。以鎳和砷作為合金添加劑的改進的銅-鋅合金使得這種銅基合金系具有所要求的抗腐蝕能力。這種銅基合金系除了具有需要的抗腐蝕能力之外也具有極其優良的機械性能，如強度和延展性。由于多相的合金結構具有一種使抗腐蝕力惡化的固有屬性，因而該合金系的加工方法應能保持該合金的單相結構。

圖1示出了按本發明制成的熱交換器裝置。

圖2為鎳添加量對銅-鋅-砷合金深度腐蝕影響的圖解說明。

圖3為砷添加量對銅-鋅-鎳合金平均點蝕深度影響的圖解說明。

圖4為砷添加量對銅-鋅-鎳合金最大點蝕深度影響的圖解說明。

圖5為鎳含量對點蝕孔數與對數點蝕深度之間的關系曲線。