[發明專利]生產鋁合金釬焊薄板和輕質釬焊熱交換器組件的方法

有效

• 申請號: 200580035901.3
• 申請日: 2005-09-30
• 公開（公告）號: CN101072673A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發明（設計）人: S·W·哈勒;G·拉利伯特;A·布爾格
• 申請（專利權）人: 阿勒里斯鋁業科布倫茨有限公司;阿勒里斯鋁業加拿大有限合伙公司
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;C22C21/00;C22F1/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李帆

發明領域

本發明涉及生產用于制造輕質釬焊組件的鋁合金釬焊薄板的方 法，其中所述釬焊薄板在伸展、成形(forming)和/或成型(shaping) 和釬焊以后，在末端退火的制成(as-produced)條件下，具有良好的可 成形性，并兼具低的對芯部穿透的敏感性，該方法包括如下步驟：鑄 造限定組成的芯部鋁合金，均勻化該芯部合金，用釬焊合金包覆該芯 部合金的一側或兩側，熱軋和/或冷軋，和再結晶退火。本發明還涉及 通過該方法獲得的釬焊薄板的應用，用以制造熱交換構件如蒸發器板， 油冷卻器板，輥軋成形管，焊接管，集管板，側板以及波紋和/或沖壓 傳熱翼片。

相關技術描述

在利用鋁釬焊薄板產品和商品化的釬焊工藝(即，CAB或受控爐 氣氛中的非腐蝕性的焊劑釬焊，包括但不限于真空和涂覆Ni、Fe或 Co工藝的無焊劑釬焊等)制造輕質釬焊熱交換器組件中，工業標準趨 于更低的薄板厚度，這要求改良的產品性能，例如可成形性，可釬焊 性，強度和耐腐蝕性。在釬焊薄板產品中，被稱為“液膜遷移”或LFM 的現象會引起諸如蒸發器、散熱器、和加熱器芯等單元的整體性能的 劣化。在本領域中，術語“LFM”也稱為芯部溶解或芯部侵蝕或芯部穿 透(penetration)等。這里，我們用術語芯部穿透深度來指代所有這 些術語。眾所周知，在完全退火(O-temper)產品中，特別是如果以 “輕微冷加工的”條件使用相同的完全退火產品，則材料對芯部穿透 深度的敏感性相對低。我們用術語“輕微冷加工”條件來指代工業處 理如沖壓、輥軋成形或張力矯平產生的變形，典型利用這些處理來生 產熱交換器的構件，例如蒸發器或油冷卻器的芯板、折疊管和傳熱翼 片。當由芯部合金和Al-Si釬焊合金(一側或兩側包覆)構成的釬焊 薄板料是以完全退火條件生產出時，對其進行變形以形成產品，并隨 后進行釬焊循環，“輕微冷加工”似乎足以在釬焊薄板中引起芯部穿 透。如果芯部穿透在芯部合金中進行得過大，會導致材料的可釬焊性、 耐腐蝕性等顯著下降，導致總體性能差的熱交換單元。

對于釬焊應用且特別是為了適應進一步減小材料厚度的工業趨 勢，釬焊薄板產品的芯部合金需要可成形性、芯部穿透、強度和耐腐 蝕性的良好組合。文獻和熱交換器工業中已經詳細闡述了具有減小的 芯部穿透量的材料在可釬焊性和耐腐蝕性方面提供了顯著的改良。還 提議使用非0狀態例如H14狀態或H24狀態以減少對芯部穿透的敏感 性。然而，盡管這些狀態可有效減小芯部穿透，但在釬焊薄板產品的 制成條件下，可成形性和/或伸長率常常遭到損害。其它可替代的工藝 如輕度冷變形工藝即張力矯平，或非再結晶表面層的使用在目前的工 業大規模生產實踐中是難以控制的，因此導致產品可重現性的損害。

H.S.Jang和R.A.Woods的文章“Mechanisms?of?liquid?film migration(LFM)in?Aluminium?brazing?sheet.”，VTMS-3Conference proceedings，SAE?International，1997，第649-658頁公開了在釬 焊期間硅從釬焊合金向芯部合金的擴散過程，特別是在釬焊薄板成形 處理過程中變形的區域，由此引起富集析出物的晶界的形成，由于存 在的相和鋁基體之間電位的顯著差異，該晶界形成特別容易發生晶間 腐蝕的路徑。即使對釬焊薄板進行退火，優選退火到0狀態條件，以 便使芯部材料完全再結晶和以便阻止這些晶界的形成，在釬焊前對這 種釬焊薄板進行變形以形成組件例如熱交換器，其中這種變形產生變 化的應變硬化位置和變化的晶界形成，這些對硅的遷移敏感。

US-4,586,964公開了一種生產用于輥軋成形和真空釬焊的耐腐 鋁復合薄板的方法，該方法包括如下步驟：包覆鋁基芯部材料，軋制 所述產品以便形成薄板產品、將所述薄板產品退火到基本上無應變的 狀態和冷加工所述退火薄板產品至壓下量為約3-20％。

US-4,735,867提出引入釩作為合金化元素以便提高芯部材料鋁 的耐腐蝕性。此外，其公開了通過包括壓下量為10-20％的最后冷加工 步驟來改良耐腐蝕性。在完全退火步驟之后進行該冷加工步驟以生產 處于基本無應變狀態的產品。隨后，依照常規技術對該釬焊薄板進行 成型和真空釬焊。