[發明專利]包層金屬板以及由其制得的熱交換器管道等

無效

• 申請號: 200980152458.6
• 申請日: 2009-12-16
• 公開（公告）號: CN102264536A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: P·H·馬羅瓦;K·M·加滕比;T·L·戴維森;A·D·豪威爾斯;I·史密斯
• 申請（專利權）人: 諾維爾里斯公司
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B32B1/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 呂彩霞;艾尼瓦爾

背景技術

(1)發明領域

本發明涉及用于生產例如在諸如汽車散熱器等熱交換器中用于輸水的管道和集管(header)的包層金屬板(clad?metal?sheet)。更具體地講，本發明涉及此類包層金屬板結構和由此得到的管道或集管(header)。

(2)相關現有技術說明

熱交換器的輸水金屬管道經常遭受來自內部冷卻水的侵蝕，尤其是當該水含有各種化學成分，如用來提高冷卻劑沸點或降低冰點的那些時。用于此類管道的金屬經常是鋁合金，以及AA3000系列的合金(含錳)因為其成型性、導熱性、低成本而經常被選擇。傳統上，這些合金板的一個表面要施加一層所謂的焊接金屬，即具有低熔點的鋁合金。這通常是含有大量硅元素的AA4000系列合金。通過這種方法涂布的金屬板表面是用來充當金屬板制管道的外表面的表面。它會使管道一經形成，可以通過焊接方式與金屬葉片相連接，從而提高與空氣之間的熱交換。這樣的覆層也為此被稱為“空氣側覆層(air-side?cladding)”。

要作為管道內表面的表面有時會被涂布或覆蓋金屬，以減少或延緩腐蝕。熱交換器(如散熱器)中的內部流體通常且在理想狀態下包含50％的去離子或去礦物質水，并添有約50％的弱性冷卻劑。但是即便冷卻劑如此溫和，仍然會發生腐蝕現象，特別是添加方式不對時，情況尤為如此。該類芯層的內部覆層經常被稱為“水側覆層”。此時，AA7072和AA3003等合金(添加1.5重量％的鋅)通常被用來提供此類保護。不過，合金AA7072偏軟，會在工作過程中銹蝕損壞。鑒于AA7072的強度較低，它還會削弱管道在焊接條件前后的總體強度。

于2008年6月17日授予Ueda等人的美國專利US7387844公開了具有與上述相同的結構的焊接板。水側覆層包括2-9重量％的鋅和各種其他合金元素。

于2007年4月19日公布的授予Vieregge等人的PCT專利公開WO2007/042206公開了具有長期抗腐蝕性能的多層焊接板。水側覆層包括AA4000系列合金的焊接覆層，在芯層和內部焊接覆層之間，有AA3000系列合金或AA1000系列合金的內襯墊層。舉例來講，內襯墊層可以是包含小于0.25重量％的銅，0.5-1.5重量％的錳，小于0.3重量％的鎂以及0.1-5.0重量％的鋅的AA3000合金。雖然該合金層被描述為位于內部銅焊合金之下的“內襯墊層”，但應注意到，在焊接步驟中，內部銅焊合金會消失，以此形成填充金屬以構成內部管件部分。因此在使用時，內襯墊層本身形成的覆蓋層會直接暴露于冷卻水中。

于2008年7月2日公布的授予Minami等人的歐洲專利公開EP1939312A1公開了包含芯層的鍍覆件，表層在芯層的一個面上，內表層通過中間層提供在芯層的另一面上。內表層為鋁—硅焊接材料，并在焊接步驟后消失。夾層之后變成與暴露于冷卻水的層用于提供防腐蝕保護。因此，Minami等人的主題與Vieregge等人的主題相似。

雖然此類復合結構在降低用于換熱器的管的內部腐蝕方面有所作用，但仍會發生侵蝕或腐蝕，因此最好能提供一種具有更強抗侵蝕和腐蝕功能的金屬結構。

發明概述

根據本發明的示例性實施方案，提供了一種多層金屬板，其包括具有第一面和第二面的鋁合金芯層，其中所述的第一面具有由含鋅鋁合金制成的夾層，其位于含鋅外層(有時稱為襯墊層)和芯層之間，外層合金層比夾層合金具有更強的負電性。

優選地，芯層由包含約0.5-2.0重量％的錳、約0.1-1.0重量％的銅、最高0.4重量％的鐵、最高0.25重量％的硅、最高0.8重量％的鎂以及剩余的鋁和不可避免的雜質(若存在)的鋁合金制得。夾層優選由包含約0.9-2.0重量％的錳、約0.002-0.7重量％的銅、最高0.4重量％的鐵、0.5-2.0重量％的硅、最高7.0重量％的鋅以及剩余的鋁和不可避免的雜質(若存在)的合金制得。優選地，水側外層或覆層由包含約0.9-2.0重量％的錳、約0.002-0.7重量％的銅、最高0.4重量％的鐵、0.5-2.0重量％的硅、最高7.0重量％的鋅以及余量的鋁和不可避免的雜質(若存在)的合金制得。優選地，外層合金主要是最少含3重量％鋅的鋁—鋅合金。

板可以制作成適宜制作成熱交換器管道或熱交換器管件等的任意厚度。管道的優選最小厚度為約150μm，厚度范圍優選為150-1000μm。管件可以最高3mm厚。外部覆層通常占據板件總厚度的2-20％。

另一示例性實施方案涉及由上述種類的多層板制得的管子，其中芯層的第一面的外層形成管子的內表面。