[發明專利]清潔具有鋁組件的傳熱系統的組合物

在審

• 申請號: 201280010411.8
• 申請日: 2012-02-25
• 公開（公告）號: CN103562669A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 彼得·沃伊斯埃斯杰斯;楊波
• 申請（專利權）人: 布拉斯通產品公司
• 主分類號: F28G9/00
• 分類號: F28G9/00;F28G13/00
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;王智

相關申請交叉引用

本申請要求在2011年2月25日提交的美國臨時申請號61/446,799的權益，并且其通過引用以其整體并入本文。

背景技術

汽車熱交換器，諸如散熱器、加熱器芯、蒸發器和冷凝器，主要由鋁合金制成，以減小車輛的重量。這些熱交換器可以是片管式，其中翅片在與氣流的方向成直角處是波紋的和/有槽的。

在過去，使用機械膨脹技術用于汽車片管式交換器的大量生產。熱交換器現在主要由釬焊操作形成，其中單個組件用釬焊合金永久地結合在一起。

自從20世紀80年代早期，一種知道為控制氣氛釬焊(CAB)的釬焊技術被汽車工業越來越流行地使用來制造釬焊鋁熱交換器。CAB優于先前的釬焊方法，即，真空爐釬焊，由于提高的產率、較低的爐維護需求、更大的釬焊工藝堅固性、和所應用設備的較低的資本成本。

當使用CAB工藝制造熱交換器式，鋁釬料合金(例如，AA4345或AA4043)通常預涂層或涂布在芯鋁合金板材(或釬焊板)的至少一面上。可選地，預釬焊(prebraze)電弧噴涂Zn涂層施加在沒有鍍過金屬的管上(例如，通過金屬電弧噴涂工藝)，以提高其抗腐蝕性。片管的鋁芯合金典型地為AA3003、或者各種“長壽命合金”、或改性的AA3003合金，其中加入少量的元素，典型地選自Cu、Mg、Mn、Ti、Zn、Cu、Cr和Zr。

在CAB工藝中，融合劑施加到被連接的預組裝的組件表面。在大約560至575℃釬焊期間，融合劑開始融化，且熔融的熔劑反應、溶解和替換在鋁合金表面自然形成的氧化鋁層，以及空出來釬料合金。釬料合金在大約575–590℃熔化，并且開始向被釬焊的接頭流動。在冷卻過程期間，該釬料固化和形成釬焊接頭。在表面存在的熔劑也固化，且保留在表面上作為熔劑殘留物。

融合劑的另外作用是阻止在釬焊過程中重新形成氧化鋁層、增強釬料合金釬料合金的流動和增加基底金屬潤濕性。融合劑典型地為具有K1-3AlF4-6·xH2O通式的堿金屬氟鋁酸鹽的混合物，其本質上為K3AlF6、K2AlF5和KAlF4的混合物。對于釬焊鋁或鋁合金，氟基熔劑優于氯基熔劑，因為它們被認為對于鋁或其合金是惰性的或者無腐蝕性的，并且在釬焊后基本是水不溶的。當使用推薦的溶劑涂層重量(對于爐釬焊是3–5克每平方米(g/m²)時，CAB工藝據說生成1–2微米(μm)厚緊密粘合的非腐蝕性殘留物。因此，相信在釬焊操作后除去熔劑殘留物不是必要的。

由于熔劑的報道的非腐蝕性性質、其對于釬焊組件配合的公差和靈活控制，CAB是連接鋁熱交換器的最低成本方法之一。其現在常常被汽車和制作熱交換器的其它行業所使用。

發明內容

由我們最近進行的研究表明顯示氟鋁酸鉀熔劑的殘渣在商業的傳熱流體中是可溶的，和將瀝濾出氟和鋁離子。這些離子增加了發動機冷卻系統中的金屬的腐蝕和/或降低了傳熱流體腐蝕保護作用以及系統的傳熱性能。釋放入傳熱流體的氟和鋁離子的量取決于傳熱流體的化學成分、熔劑裝載的量、使用的熔劑的成分、釬焊工藝涉及的其它參數、暴露時間以及冷卻系統的運轉條件和設計屬性。冷卻系統的的傳熱性能降低和腐蝕的程度往往隨著暴露時間的增加而增加。

離子瀝濾和隨后的腐蝕問題同時影響新的和已用的車輛。在具有最近已經安裝或要安裝CAB鋁組件的車輛中，期望阻止瀝濾和腐蝕。在已用的車輛中，其中瀝濾和腐蝕已經出現，期望去除腐蝕產物和防止進一步的腐蝕。腐蝕產物的存在可以使傳熱性能降低。

因此，存在對于清潔和去除腐蝕產物或預防其形成的組合物和方法的需要，以在含有控制氣氛釬焊鋁組件的車輛冷卻系統的運轉和壽命期間中，維持或恢復傳熱流體流動和傳熱性能，防止腐蝕損害、或阻止或最小化另外的腐蝕損害和維持傳熱性能。

前述需要通過清潔溶液和含有控制氣氛釬焊鋁熱交換器的汽車冷卻系統的快速清潔的方法解決。該方法可以任選地包括老化(鈍化)步驟。

該方法和處理系統在以下更詳細地描述。

具體實施方式

已經發現通過CAB制成的鋁組件可以在與傳熱系統中的傳熱流體接觸之前進行清潔，以減少不期望的熔劑的離子瀝濾和隨后的腐蝕。腐蝕產物可以降低傳熱效率。為了提高傳熱流體壽命，也可以期望在加新的傳熱流體之前和/或在傳熱系統中清潔和安裝新的部件之后，鈍化傳熱系統。鈍化在傳熱系統的組件的表面上產生保護膜，其防止組件腐蝕。