[發明專利]熱交換器用鋁合金翅片材及其制造方法、以及使用所述鋁合金翅片材的熱交換器及其制造方法

在審

• 申請號: 201680044902.2
• 申請日: 2016-09-09
• 公開（公告）號: CN107849649A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 安藤誠;福元敦志
• 申請（專利權）人: 株式會社UACJ
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22F1/053;F28F21/08;B23K1/00
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙)44280
• 代理人: 何青瓦

技術領域

本發明涉及一種熱交換器用鋁合金翅片材，詳細而言，涉及一種像散熱器(radiator)、加熱器芯(heater core)、機油冷卻器(oil cooler)、中間冷卻器(inter cooler)、汽車空氣調節器(car air conditioner)的冷凝器(condenser)、蒸發器(evaporator)等那樣，將翅片(fin)與工作流體通路的構成材料通過焊接來接合的熱交換器用鋁合金翅片材，尤其涉及一種焊接時的耐翅片熔融性與焊接后的高溫耐久性優異的熱交換器用鋁合金翅片材及其制造方法、以及安裝有所述鋁合金翅片材的熱交換器及其制造方法。

背景技術

鋁合金輕量且具有高導熱性，通過適當的處理而可實現高耐腐蝕性，因而用于汽車用等的熱交換器，例如散熱器、冷凝器、蒸發器、加熱器、中間冷卻器、機油冷卻器等中。作為汽車用熱交換器的管材，使用將3003合金等Al-Mn系合金作為芯材，且在所述芯材的其中一個表面包覆Al-Si系合金的焊材或Al-Zn系合金的犧牲陽極材料而獲得的兩層管材，進而在另一個表面包覆Al-Si系合金的焊材而獲得的三層管材等。熱交換器通常是將此種管材與波紋成型的鋁合金翅片材組合，通過在600℃左右的高溫下進行焊接而接合。

此種熱交換器中，作為鋁合金翅片材，一般使用導熱性優異的日本工業標準(Japanese Industrial Standards，JIS)1050合金等純鋁系合金、或強度及抗壓曲性優異的JIS3003合金等Al-Mn系合金。

但是，近年來，對熱交換器的輕量化、小型化及高性能化的要求逐步提高。與此相伴，對于進行焊接接合的鋁合金翅片材，也特別期望壁薄且焊接性良好、而且焊接加熱后的強度、導熱性及耐腐蝕性等特性優異。然而，隨著薄壁化的推進，解決如下所述的問題變得特別困難。

問題之一為：焊接時翅片被自Al-Si系焊材產生的焊料侵蝕，在晶粒界翅片發生熔融。在晶粒界Zn或Si偏析，因而與基質相比Zn或Si的濃度高，處于熔點低的狀態。而且，焊接時，Si自熔融的焊料向翅片擴散，但此時晶粒界中的Si的擴散速度與基質中的Si的擴散速度相比大幅加快，因而大量的Si尤其向晶界擴散。Si遍及翅片的整個板厚進行擴散，因而若翅片的板厚厚則其影響不大，但在板厚薄的情況下，翅片材的晶界中的Si固溶量大大增加，晶界的熔點降低，從而會產生翅片的熔融。因此，需要預先降低焊接前的翅片材中的Si固溶量。

抑制翅片材的固溶Si量的技術記載于專利文獻1中。所述技術中，通過將焊接加熱后的翅片厚度中央部的Si固溶量設為0.7％以下，而可抑制翅片的晶界腐蝕。然而，所述技術并非用于解決晶界中的翅片的熔融這一問題點。因此，完全未認識到焊接前的固溶Si量、甚至是向晶粒界的偏析對耐翅片熔融性產生影響這一問題點，絲毫沒有暗示其解決方法。

另一問題為高溫下的耐久性差。例如在用作散熱器的翅片的情況下，流經管內部的冷卻水處于85～120℃左右的高溫，而且由于內壓而管中產生反復的膨脹，對翅片造成反復的高溫疲勞損傷。因此，若翅片的板厚薄，則會因高溫疲勞損傷而產生斷裂。

作為提高翅片的耐久性的技術，記載于專利文獻2中。所述技術中，通過將Al-(Mn、Fe)-Si系化合物控制為適當的數密度，而使焊接加熱后的翅片材的強度提高，結果，提高作為熱交換器的強度、即耐久性。然而，所述技術中，完全未提及熱交換器成為高溫這一情況，因此針對由高溫疲勞損傷所致的翅片斷裂這一問題點，絲毫沒有暗示其解決方法。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2004-084060號公報

專利文獻2：日本專利特開2012-126950號公報

發明內容

[發明所要解決的課題]

如上所述，當將薄壁的鋁合金翅片材用于熱交換器時，憑借現有技術難以提供在焊接時抑制晶界中的翅片的熔融、而且在焊接后高溫耐久性優異的鋁合金翅片材。

本發明是為了消除所述問題點而完成的發明，目的在于提供一種焊接時的耐翅片熔融性優異、在焊接后具有優異的高溫耐久性的熱交換器用鋁合金翅片材及其制造方法、以及使用所述鋁合金翅片材的汽車用等的熱交換器及其制造方法。

[解決課題的技術手段]