[發(fā)明專利]汽車空調(diào)層疊式換熱器用鋁合金復(fù)合材料及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210002695.8
• 申請(qǐng)日: 2012-01-05
• 公開（公告）號(hào): CN102534319A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭飛躍;王立新;盧超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 乳源東陽(yáng)光精箔有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/02
• 分類號(hào): C22C21/02;C22C21/00;B23P17/00
• 代理公司: 深圳匯智容達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44238
• 代理人: 陳小耕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種換熱器用合金制品，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種汽車空調(diào)層疊式換熱器用合金及制備方法。

背景技術(shù)

空調(diào)系統(tǒng)及其換熱用的蒸發(fā)器利用液態(tài)制冷劑(或稱冷媒)在低溫低壓下易蒸發(fā)為蒸氣、同時(shí)吸收被冷卻介質(zhì)熱量的特性，達(dá)到制冷目的；汽車空調(diào)系統(tǒng)對(duì)于起換熱作用的蒸發(fā)器的體積、效率和穩(wěn)定性要求更高，進(jìn)而逐步發(fā)展出層疊式蒸發(fā)器，成為汽車新型空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分。

層疊式蒸發(fā)器散熱片表面帶許多“泡泡”，是由芯層及表面帶低熔點(diǎn)釬焊層的內(nèi)、外層即通常三層鋁合金帶材模壓而成。現(xiàn)有三層鋁合金帶材的內(nèi)、外兩層通常為傳統(tǒng)的4XXX牌號(hào)的合金，其作為釬焊連接的表面平臺(tái)，熔點(diǎn)較低(通常只有577-600℃左右)會(huì)先熔化；芯層通常采用傳統(tǒng)的3XXX牌號(hào)的合金，其作為“泡泡”及整個(gè)換熱器的結(jié)構(gòu)骨架和支撐，熔點(diǎn)較高(通常在660℃左右)，釬焊時(shí)不會(huì)熔化。傳統(tǒng)層疊式蒸發(fā)換熱器的散熱片通常分別采用外層4343合金、芯層3003合金、內(nèi)層4343合金的三層復(fù)合材料(以下簡(jiǎn)稱4343/3003/4343)。

兩片散熱片以內(nèi)層一側(cè)“泡泡”對(duì)“泡泡”堆疊起來(lái)，在600℃左右釬焊時(shí)，“泡泡”堆疊表面的釬焊層熔化后相連在一起形成密集有序的制冷劑通道，從而有效地增大了換熱面積，大大提高蒸發(fā)器的制冷能力；兩塊散熱片的外層端頭區(qū)域則直接連接在一起構(gòu)成制冷劑入口和出口通道，外層其它大部分區(qū)域則與不帶釬焊層的翅片波浪帶組裝在一起構(gòu)成風(fēng)道表面。通常，在散熱片內(nèi)層流動(dòng)的制冷劑不具備腐蝕性，而散熱片外層的廣大風(fēng)道區(qū)域則受到汽車吸入的環(huán)境氣流長(zhǎng)期沖刷，傳統(tǒng)層疊式蒸發(fā)器散熱片缺點(diǎn)在于：只適應(yīng)制造厚度0.44-0.50mm范圍的散熱片，以致?lián)Q熱器體積較大；受汽車所處復(fù)雜外部氣候等條件影響，在蒸發(fā)器兩塊散熱片連接的外層端頭區(qū)域，容易優(yōu)先發(fā)生腐蝕穿孔，出現(xiàn)泄漏。因此在提高散熱片芯材強(qiáng)度和加工性能的同時(shí)，解決散熱片外層的耐腐蝕性能是提高層疊蒸發(fā)器整體耐腐蝕性和使用壽命的關(guān)鍵。

近年來(lái)，隨著汽車產(chǎn)業(yè)不斷向輕量化、低排放、燃油經(jīng)濟(jì)性的方向發(fā)展，對(duì)汽車空調(diào)層疊式蒸發(fā)器進(jìn)一步小型輕量化的要求也日益增長(zhǎng)，為此，也要求有一種厚度更薄、強(qiáng)度更高、耐腐蝕性能更為優(yōu)良的層疊式換熱器用復(fù)合材料；如何增加層疊式蒸發(fā)器單位體積換熱效率同時(shí)，進(jìn)一步提高散熱片耐腐蝕性能、以及機(jī)械和加工性能一直是行業(yè)公認(rèn)的難題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是要提供一種汽車空調(diào)層疊式換熱器用鋁合金復(fù)合材料及制備方法，其具有如下優(yōu)點(diǎn)：該層疊式換熱器鋁合金復(fù)合材料能制得厚度更薄、耐腐蝕性能更優(yōu)良、強(qiáng)度更高、成型性能良好的成品。

為此，本發(fā)明的技術(shù)解決方案之一是一種汽車空調(diào)層疊式換熱器用鋁合金復(fù)合材料，是由外層、內(nèi)層、芯層合金復(fù)合而成，而所述外層合金各組份的質(zhì)量百分比為：硅6.8-8.2％，鐵≤0.4％，銅≤0.25％，鎂≤0.05％，錳≤0.05％，鋅0.7-1.3％，鈦≤0.05％，其他雜質(zhì)元素合計(jì)≤0.15％，其余為鋁。

考慮到汽車空調(diào)層疊式蒸發(fā)器與翅片波浪帶連接在一起的散熱片外層所處的嚴(yán)苛工作環(huán)境，腐蝕難以完全避免的實(shí)際情況，但為防止腐蝕優(yōu)先縱深進(jìn)入芯層、提高蒸發(fā)器整體的耐腐蝕性能，更有效地發(fā)揮外層的表面犧牲陽(yáng)極作用、延緩腐蝕向縱深發(fā)展危及芯層，從而更好地保護(hù)芯層合金，使芯層能夠更為持久負(fù)起強(qiáng)度支撐和散熱作用，提高蒸發(fā)器的整體工作壽命；本發(fā)明鋁合金復(fù)合材料創(chuàng)造性地在外層合金中控制Zn含量為0.7-1.3％；若Zn含量降到0.7％以下，外層電位下降不大，導(dǎo)致外層釬焊層與芯層電位相差不大，形成的原電池反應(yīng)過(guò)弱，不能起到有效的犧牲陽(yáng)極保護(hù)芯層作用；若Zn含量超出1.3％，外層電位下降過(guò)大，導(dǎo)致外層釬焊層與芯層電位相差過(guò)大，形成的原電池反應(yīng)過(guò)強(qiáng)，外層釬焊層將很快被腐蝕掉，也不能起到充分的保護(hù)芯層防腐作用。

外層合金中控制Mg含量為≤0.05％；若Mg含量超出0.05％，由于Mg在高溫時(shí)容易蒸發(fā)出來(lái)，在氣體保護(hù)焊時(shí)與釬劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)釬焊造成不良影響。

由本發(fā)明實(shí)施例實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)證明：本發(fā)明外層合金中組份配方為本發(fā)明芯層乃至鋁合金復(fù)合材料整體的耐腐蝕性能、力學(xué)性能提高都起到了基礎(chǔ)性的支撐作用，也促進(jìn)了本發(fā)明鋁合金復(fù)合材料的減薄化，并保持其良好的機(jī)械加工性能。

為配合外層合金的組份改進(jìn)，進(jìn)一步提高本發(fā)明復(fù)合材料的耐腐蝕性、更好強(qiáng)度、良好加工性能等多種性能，本發(fā)明復(fù)合材料還包括對(duì)于芯層組份的如下改進(jìn)：