[發明專利]熱交換器用磷脫氧銅管

在審

• 申請號: 201410287469.8
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104278170A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 渡邊雅人
• 申請（專利權）人: 株式會社科倍可菱材料
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22F1/08;F16L9/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 蔣亭

技術領域

本發明涉及即使調質采取退火強度也優異，能夠穩定且以低成本制造的熱交換器用磷脫氧銅管。還有，在本發明中，也包括銅合金管，稱為銅管。

背景技術

磷脫氧銅管(JISH3300C1220T)，被廣泛使用于房間空調器、組合式空調器、二氧化碳制冷劑熱泵式熱水器、冰箱、陳列柜和自動售貨機等的熱交換器以及壓縮機周邊的機內配管和零件。

例如，房間空調器的熱交換器，是使彎曲加工成發夾狀的U字形銅管(以下有稱為銅管的情況)，通過鋁翅片的貫通孔，利用夾具對于所述銅管進行擴管，從而使銅管與鋁翅片密接，再對于銅管的開放端進行擴管，在該擴管部插入彎曲加工成U字形的銅管(回轉彎頭)，利用磷銅焊料等的釬料，將發夾狀的銅管與回彎管連接，從而制造熱交換器。

另外，在連接壓縮機與熱交換器的機內配管中，制作將銅管任意彎曲加工的材料，如果有必要則對管端進行擴管或縮管加工，利用上述的磷銅焊料等釬料，通過機內配管連接壓縮機與熱交換器，組裝房間空調器。

另一方面，房間空調器等所使用的制冷劑中，能夠廣泛使用HCFC(氫氯氟烴)系的氟利昂，但HCFC由于臭氧破壞系數高，所以從環境保護的觀點出發，要使用其值小的HFC(氫氟烴)系氟利昂。此外，在熱泵式熱水器或自動售貨機中，要使用比HFC對環境更溫和的作為自然制冷劑的二氧化碳。例如，作為制冷劑氣體的設計壓力的一例，HCFC的R22為2.8MPa，相對于此，HFC的R410A為4.17MPa，二氧化碳增大到14MPa。

如果設計壓力提高，則熱交換器或機內配管的銅管就需要增加其壁厚，以使之可耐受強度。但是，從資源的有效利用的觀點出發，另外在成本上，提高銅管的壁厚，銅的使用量就會變多，這其中就存在問題。為了解決這一問題，開發出高強度磷脫氧銅管并供應市場，以之取代現有的磷脫氧銅管。該高強度磷脫氧銅管，比現有的銅管強度高，這樣就能夠使壁厚變薄，削減銅的使用量，從而實現省節約資源和制品的低成本化。這一新的磷脫氧銅管，也被追加到日本工業規格JISH3300中，作為有別于現有的磷脫氧銅管有用的材料而受到期待。

一直以來，作為此高強度磷脫氧銅管，例如，公開有一種由銅合金構成的、0.2％屈服強度和疲勞強度優異的熱交換器用無縫銅合金管，該銅合金的組成含有Co：0.02～0.2質量％、P：0.01～0.05質量％，余量由Cu和不可避免的雜質構成，作為所述不可避的雜質所含的氧含量限制在50ppm以下(專利文獻1)。另外，還公開有一種熱交換器用銅合金管，其具有如下組成，含有Sn：0.1至1.0質量％、P：0.005至0.1質量％、Fe：0.03至0.1質量％、O：0.005質量％以下和H：0.0002質量％以下，余量由Cu和不可避雜質構成，平均晶粒直徑是30μm以下，0.2％屈服強度為95至200N/mm²(專利文獻2)。此外，還公開有一種交叉翅片管型熱交換器的傳熱管用的無縫管，其由磷脫氧銅構成，該無縫管的壁厚(mm)對于外徑(mm)的比(t/D)在0.040以下，該無縫管的抗拉強度(σB)為245MPa以上，0.2％屈服強度(σ0.2)在140MPa以下，伸長率(δ)為40％以上(專利文獻3)。

【先行技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】特開2000－1728號公報

【專利文獻2】特開2006－274313號公報

【專利文獻3】WO2012－128240號公報

但是，專利文獻1所公開的磷脫氧銅管，含有高價的Co達0.02質量％以上，若考慮該Co的價格進一步上升的可能性，則銅管的成本有可能進一步上升。另外，專利文獻2所公開的銅合金管，利用Sn的固溶強化和Fe的析出硬化提高強度，但若Sn變多，則擠壓時的變形阻抗變大，因此需要大型的擠壓機。另外，為了降低熱變形阻抗，需要在高溫下壓出銅管，高強度磷脫氧銅管，與現有的磷脫氧銅管相比，擠壓所需的成本變高。另一方面，專利文獻1或專利文獻2所公開的管是合金管，在坯料的鑄造、擠壓、加工拉拔和熱處理等的各工序中，與現有的磷脫氧銅管相比，要求有更高的技術能力。日系的空調機和熱交換器組裝廠商進軍海外時，期望原材的銅管也能夠在海外供應。這時，銅合金管雖然高強度、耐熱性優異，彎曲加工性也良好，但存在難以由海外當地供應的情況。即，在海外，歐美的伸銅廠商沒有問題，但在歐美以外的技術實力差的國家，就存在當地不能穩定而低成本地供應這樣的銅合金管的問題點。