[發明專利]鋁合金制熱交換器及其制造方法

有效

• 申請號: 200910173611.5
• 申請日: 2009-09-02
• 公開（公告）號: CN101676667A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: 曽我部誠廣;船津拓未;新濱正剛;兵庫靖憲;勝又真哉;麻野雅三
• 申請（專利權）人: 康奈可關精株式會社;三菱鋁株式會社
• 主分類號: F28D1/04
• 分類號: F28D1/04;F28F21/08;F28F1/12;F28F19/06;B23K1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 吳 娟;孫秀武

技術領域

本發明涉及鋁合金制熱交換器及其制造方法，特別涉及可以抑 制散熱片從管上脫落的鋁合金制熱交換器及其制造方法。

背景技術

以管、散熱片及總管為主要構成要素，通過釬焊制造的鋁合金 制熱交換器中，至今越來越廣泛地使用包覆有Al-Si合金釬料的釬焊 板，但即使不使用該釬焊板，也可以使用將Al-Si合金粉末或Si粉 末與由焊劑和粘結劑的混合物構成的釬料組合物涂布在擠出管(以下 為管)的正面得到的材料來廉價地制造制品。

但是，由于釬焊時加熱，Si從管正面擴散到內部，所以Si濃度 在正面高，內部低，因此在管中形成正面電位高、內部低的電位梯 度。所以，管發生腐蝕，產生點腐蝕，導致冷卻介質漏出或強度降 低。

為此，提出了下述方案：將含Zn焊劑與Si等粉末一起混合·涂 布，在管正面形成Zn擴散層，由此形成管正面電位低、內部高的電 位梯度，提高耐點腐蝕性。

但是，使用含Zn焊劑時，與釬料一起流動到散熱片與管的接合 部的焊縫(fillet?フイレツト)中的Zn也增多。Zn濃縮的焊縫中，電位 變低，優于其他部分被腐蝕。焊縫發生優先腐蝕時，散熱片從管正 面脫離(以下稱為脫落)，所以熱交換性能降低，產生不能實現熱交換 器的充分的功能的問題。

為此，本發明人在專利文獻1(日本特開2004-330233號公報)中 提出了在管的外正面上形成含有Si粉末與含Zn焊劑的釬焊用涂膜的 熱交換器用管，所述涂膜中Si粉末的涂布量為1-5g/m²、含Zn焊劑 的涂布量為5-20g/m²。

根據該方案，由于將Si粉末與含Zn焊劑混合，所以釬焊時Si 粉末熔融，成為焊液，焊劑中的Zn均勻擴散到該焊液中，在管正面 均勻擴展。Zn在焊液之類的液相內的擴散速度明顯比固相內的擴散 速度大，所以管正面的Zn濃度基本均勻，從而在管正面形成均勻的 犧牲陽極層，可以提高熱交換器用管的耐腐蝕性。

但是，根據本發明人的進一步研究，認為即使可以使管正面的 Zn濃度均勻，但如果流動到焊縫中的Zn越多，焊縫與管的Zn濃度差 越大，所以有可能因Zn濃縮導致焊縫優先腐蝕，必須控制焊縫與管 之間的Zn濃度差，從而完成了本申請。

另外，根據本發明人的進一步研究，認為不僅限于管，還可通 過將總管的構成設定為在外周側配置犧牲材料層，在內周側配置釬 料層，并且使釬焊條件特定，使焊縫的優先腐蝕所導致的散熱片脫 落與目前相比降低。

本申請鑒于上述背景，目的在于提供下述熱交換器及其制造方 法，所述熱交換器的散熱片與管的接合率高，即使在管上產生腐 蝕，也可以降低腐蝕深度，同時可以防止散熱片脫落。

發明內容

本發明的熱交換器是由在管上組合散熱片與總管而構成的集合 體所形成的熱交換器，其特征在于，所述管由具有如下組成的鋁合 金形成：以質量％計，含有0.15-0.45％Mn，0.20-0.50％Si，余量由 Al與雜質構成；在所述管的接合散熱片的接合面上形成釬焊用涂 膜，所述釬焊用涂膜由1.0-5.0g/m²Si粉末、4.0-10.0g/m²由KZnF₃構成的含Zn焊劑和0.5-3.0g/m²粘結劑構成，所述散熱片由具有如 下組成的鋁合金形成：以質量％計，含有1.20-1.80％Zn、0.70-1.20％ Si、0.30-0.80％Fe和0.90-1.50％Mn，還含有0.05-0.20％Zr、0.01- 0.10％V和0.01-0.10％Cr的1種或2種以上，余量由Al與不可避免 的雜質構成；所述總管具備芯材層、外側的犧牲材層與內側的釬料 層，通過釬焊將所述散熱片接合于所述管，將所述管接合于所述總 管。

上述本發明的熱交換器中，上述集合體(前體(前駆體))由多個 管、多個散熱片和至少2個總管構成，各管、散熱片、總管可具有 上述管、散熱片、總管的構成。

上述本發明的熱交換器還可以為下述熱交換器，其特征在于， 所述管具有平坦面，將所述平坦面作為連接所述散熱片的接合面， 將所述接合面兩側的側面作為未涂布部分形成所述釬焊用涂膜，若 以一側面的寬度為a，以該側面的未涂布部分的周長為b，則滿足 b≤a×1.5的關系。