[發(fā)明專利]高耐蝕性鋁合金釬焊片材以及使用其的流道形成零件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380006589.X
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN104105804B
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 神谷定行;寺地翔太;根倉健二;安藤誠;福元敦志;大谷良行;新倉昭男
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社電裝;株式會社UACJ
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;B23K1/00;B23K1/19;B23K35/22;B23K35/28
• 代理公司: 北京龍雙利達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11329
• 代理人: 王禮華,毛威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高耐蝕性鋁合金釬焊片材(brazing sheet,也稱為“硬釬焊片材”),詳細地說,涉及適合作為中間冷卻器等熱交換器的高溫壓縮空氣或制冷劑的通道構(gòu)成材料使用的高耐蝕性鋁合金釬焊片材。進一步說,本發(fā)明涉及使用上述高耐蝕性鋁合金釬焊片材的汽車用熱交換器的流道形成零件

背景技術(shù)

鋁合金具備輕量且高的熱傳導(dǎo)性,通過適當處理能實現(xiàn)高耐蝕性,因此,用于汽車用熱交換器,例如,散熱器,冷凝器,蒸發(fā)器,加熱器,中間冷卻器等。作為汽車用熱交換器的管材,使用以3003合金等的Al-Mn系合金作為心材,在一面上包覆Al-Si系合金釬料或Al-Zn系合金的犧牲陽極材料的二層包材,或進一步在另一面上包覆Al-Si系合金釬料的三層包材。熱交換器通常組合這種包材和波紋成形的散熱片,在600℃左右的高溫下通過釬焊接合。

如果在該熱交換器的管材內(nèi)外存在具有腐蝕性的液體,則存在因發(fā)生點腐蝕引起管材貫通,或因均一腐蝕引起管材厚度減少,耐壓強度降低,管材破裂的危險。其結(jié)果,存在內(nèi)部循環(huán)的空氣或冷卻水、制冷劑發(fā)生泄漏的危險性。以往,例如,冷卻水在散熱器的管內(nèi)部流動,管外部附著有來自外部環(huán)境的腐蝕性物質(zhì),例如融雪鹽等,因此,管的內(nèi)外都處于腐蝕環(huán)境。對此,對于管內(nèi)側(cè),通過犧牲陽極材料包材防止腐蝕,對于管外側(cè),不在管自身上包層犧牲層,而是通過將Zn添加在散熱片等,使得點腐蝕電位低下,利用散熱片的犧牲防蝕作用。用這種方法能防止管外側(cè)腐蝕是由于附著的腐蝕性液體的導(dǎo)電性高的緣故。其溶質(zhì)成份濃度越高,腐蝕性液體的導(dǎo)電性越高。在散熱器的外部環(huán)境中,因融雪鹽等溶質(zhì)成份高濃度的腐蝕性液體附著,導(dǎo)電性高,因此,因散熱片的犧牲效果,能充分防止管整體腐蝕。

但是,在最近汽車使用的新的熱交換器中,產(chǎn)生管內(nèi)外都使用包層犧牲層的材料的必要性。作為一例,可以列舉水冷型中間冷卻器。這種場合,管的內(nèi)外面之中,冷卻水相接側(cè)的面處于與以往的散熱器相同的腐蝕環(huán)境,因此,必須犧牲陽極材料的包層(clad)。另一方面,相反側(cè)的面成為與混入排氣的壓縮空氣相接。這種場合,從在熱交換器內(nèi)被冷卻的壓縮空氣,排氣溶解的冷凝水結(jié)露。該冷凝水含有作為排氣成份的氯化物離子,因此,具有點腐蝕誘發(fā)性。因此,在壓縮空氣側(cè)也需要犧牲防蝕性(替化防止腐蝕性)。但是,溶質(zhì)成份稀薄,且不是水沒環(huán)境,因此,散熱片的犧牲防蝕很困難。因此,成為管材的壓縮空氣側(cè)的面產(chǎn)生需要具備與散熱片的釬焊功能以及犧牲防蝕功能雙方功能。

例如,圖2所示管是由釬料/心材/犧牲陽極材料構(gòu)成三層鋁合金釬焊片材,將其兩端部釬焊,設(shè)為筒狀。釬焊片材的內(nèi)面?zhèn)仁菭奚枠O材料,外面?zhèn)仁怯葾l-Si系合金構(gòu)成的釬料。為了對于這種以往使用的Al-Si系合金釬料,在釬焊功能上加上賦與犧牲防蝕效果,可以列舉將Zn添加到其中,使得點腐蝕電位低下的方法。在該方法中,在釬焊時,從Al-Si系合金熔融的釬料集中在接合部凝固。由于在Al-Si系合金中含有Zn,因此,最終,Zn向凝固部的濃縮不可避免。若那樣,則接合部的點腐蝕電位成為最低,成為優(yōu)先發(fā)生腐蝕的部位。圖2的管內(nèi)側(cè)充滿冷卻水,因此,這種優(yōu)先腐蝕如圖2(a)的箭頭D所示,從接合部的一端向著另一端進展,最終,成為如圖2(b)所示那樣的腐蝕部分。

具有具備釬焊功能及犧牲防蝕效果兩方功能的包材層的釬焊片材記載在專利文獻1和2中。上述釬焊片材主要用于冷卻水流過管內(nèi)部的散熱器,如圖3所示,以成形為B型截面形狀的C部的釬焊輔助為目的。但是,在上述技術(shù)的釬焊片材中,對于管外部,沒有考慮管材自身的犧牲防蝕,僅僅將通常的Al-Si系合金釬料包層在外部空氣側(cè)的管材上。這樣,在上述專利文獻中,關(guān)于管材之間的接合部的優(yōu)先腐蝕,一點都沒有考慮。

即,專利文獻1記載的釬焊片材設(shè)為能以B型形狀進行管材之間的釬焊。關(guān)于包層的成份,將Si量抑制為比通常使用的Al-Si系合金釬料低,防止因釬料流動引起的犧牲防蝕效果的減少。但是,關(guān)于釬料的Zn添加量,僅僅設(shè)為7％以下,沒有考慮抑制Zn向接合部的濃縮。這樣,在專利文獻1中,沒有試圖防止管接合部的優(yōu)先腐蝕。

另一方面,在專利文獻2記載的具有釬焊功能和犧牲防蝕效果的包材層,除了Si和Zn,還添加Cu及Mn。但是,Cu及Mn的添加目的是提高強度,不是為了防止管接合部的優(yōu)先腐蝕。又,該包材層的犧牲防蝕將冷卻水側(cè)作為對象,大氣側(cè)使用以往的作為釬料合金的4045合金或4343合金,關(guān)于管材的包材層的大氣側(cè)防蝕沒有考慮。

專利文獻1:日本特開2008-188616號公報

專利文獻2:日本特表2011-524254號公報