[發(fā)明專利]鋁合金層合板

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980102028.3
• 申請(qǐng)日: 2009-02-05
• 公開（公告）號(hào): CN101918601A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 松本克史;田村榮一;杵淵雅男;植田利樹;腰越史浩;木村申平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社神戶制鋼所
• 主分類號(hào): C22C21/00
• 分類號(hào): C22C21/00;C22F1/04;C22F1/00;F28F19/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 張寶榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金熱交換器用的鋁合金層合板(以下也將鋁叫做Al)，尤其是涉及疲勞特性優(yōu)異的鋁合金層合板。本發(fā)明中，提供一種至少包括芯材鋁合金板和包覆在所述芯材鋁合金板上的鋁合金板犧牲防腐材料的層合板，將通過釬焊使用于熱交換器的熱交換器用原材料也叫做鋁合金層合板、進(jìn)行與釬焊相當(dāng)?shù)募訜崆暗匿X合金層合板、或只叫做原材料層合板。另外，將至少包括芯材鋁合金板和包覆在所述芯材鋁合金板上的鋁合金板犧牲防腐材料，實(shí)施了相當(dāng)于釬焊的加熱處理的層合板也叫做進(jìn)行了與釬焊相當(dāng)?shù)募訜岷蟮匿X合金層合板、或只叫做進(jìn)行了與釬焊相當(dāng)?shù)募訜岷蟮膶雍习濉?/p>

背景技術(shù)

為了汽車的車身輕量化，汽車的熱交換部件中，代替目前所使用的銅合金材料而使用鋁合金材料的情況也正在增加。而且，這些熱交換部件用鋁合金材料使用由被多層化的層合板(也叫做包覆板、包覆材料)構(gòu)成的抗蝕性鋁合金材料。

這種層合板在通過釬焊組裝成熱交換器的情況下，構(gòu)成為在鋁合金制芯材的一面包覆了鋁合金犧牲防腐材料(板)、在另一面包覆了鋁合金釬焊料(板)的硬釬焊片的結(jié)構(gòu)。

圖4表示鋁合金制汽車用熱交換器(散熱器)的例子。如圖4所示，散熱器100通常是在多根設(shè)置的扁平管狀的鋁合金制散熱器管111之間，一體形成有加工成波紋狀的鋁合金制散熱片112。該管111的兩端為分別向由集管(header)113和貯水箱(未圖示)構(gòu)成的空間開口的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的散熱器100將從一邊的貯水箱的空間通過管111內(nèi)而達(dá)到高溫的制冷劑，輸送到另一貯水箱一側(cè)的空間，在管111及散熱片112的部分進(jìn)行熱交換，使變?yōu)榈蜏氐闹评鋭┻M(jìn)行再循環(huán)。

該鋁合金材制管111由鋁合金制硬釬焊片101構(gòu)成。圖5表示鋁合金制硬釬焊片101的剖面。在該圖5中，硬釬焊片101在鋁合金制芯材102的一側(cè)面層疊(包覆)有鋁合金制犧牲陽極材料(也叫做皮材)103，在芯材102的另一側(cè)面層疊(包覆)有鋁合金制釬料104。還有，在為鋁合金制包覆片材的情況下，構(gòu)成為僅在一側(cè)的面包覆有鋁合金犧牲防腐材料103的層合板。

這種鋁合金制硬釬焊片101通過成形輥等形成扁平管狀，通過電阻焊或釬焊加熱，硬釬焊片101自身被釬焊，形成如圖4的管111那樣的流體通路。

散熱器的制冷劑(冷卻劑)的主成分為水溶性媒體，使用其中適當(dāng)含有市售的防銹劑等的制冷劑。但是，在使用這樣的制冷劑的情況下，存在由于防銹劑等歷時(shí)劣化后所生成的酸，導(dǎo)致所述犧牲材料或芯材等鋁合金材料容易被腐蝕之類的問題。因此，必須使用對(duì)水溶性媒體具有高抗蝕性的鋁合金材料。

因此，從抗蝕性和強(qiáng)度的觀點(diǎn)考慮，硬釬焊片及用于包覆片的層合板的鋁合金制芯材102，使用JISH4000中所規(guī)定的例如由Al-0.15質(zhì)量％Cu-1.1質(zhì)量％Mn等成分構(gòu)成的3003等Al-Mn系(3000系)合金。另外，以抗蝕和Mg向芯材102的擴(kuò)散而形成的高強(qiáng)度化為目的，時(shí)常與制冷劑接觸的皮材103中，使用由Al-1質(zhì)量％Zn組成等構(gòu)成的7072等Al-Zn系、或者Al-Zn-Mg系(7000系)合金。此外，釬料104使用由低熔點(diǎn)的Al-10質(zhì)量％Si等的組成構(gòu)成的4045等Al-Si系(4000系)合金。

散熱器100采用使用這種硬釬焊片101形成的管111、進(jìn)行了波紋加工的散熱片112和其它部件，通過硬釬焊組裝為一體。作為硬釬焊的手法，有助焊劑硬釬焊(flux?brazing)法、使用非腐蝕性的助焊劑的鋁釬劑(Nocolok)硬釬焊法等，加熱到600℃左右的高溫進(jìn)行釬焊。

如此組裝成的散熱器100內(nèi)、特別是管111內(nèi)，從高溫到低溫、且從高壓到常壓的前述的液體制冷劑時(shí)常進(jìn)行流通循環(huán)。即，由于這些內(nèi)壓變動(dòng)或汽車自身的振動(dòng)等長(zhǎng)時(shí)間附加重復(fù)應(yīng)力，因此要求管111具有耐受這些應(yīng)力的疲勞特性。假設(shè)在疲勞特性低、產(chǎn)生疲勞破壞的情況下，疲勞破壞作為管111的裂紋發(fā)生、進(jìn)展，若貫通管111，則成為來自散熱器滲漏的原因。因此，散熱器管的疲勞特性的改善是重要的課題。

目前，該散熱器管的疲勞特性的改善已提出各種方案。例如，專利文獻(xiàn)1中，鋁合金制硬釬焊片的芯材是含有Cu、Ti、Mn，并限制Si、Fe、Mg的鋁合金，通過使芯材的縱剖面中的軋制方向的平均晶粒直徑L為150～200μm，來提高管的焊接部的抗蝕性，從而改善管的反復(fù)彎曲造成的疲勞破壞性，即汽車在振動(dòng)下的耐振疲勞特性。專利文獻(xiàn)2中，通過將犧牲防腐材料側(cè)的厚度方向的平均晶粒直徑設(shè)定為低于犧牲防腐材料的厚度，來提高犧牲防腐材料的抗蝕性，從而改善管的反復(fù)彎曲及反復(fù)的內(nèi)壓負(fù)荷造成的疲勞破壞性即疲勞特性。