[發明專利]熱導率和斷裂強度優異的熱交換器用銅合金管及其制法

在審

• 申請號: 202110631278.9
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN114058898A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 鄭鎬林;吳暢浩;金大敬;丁度榮;李到烈;郭桐準
• 申請（專利權）人: LSMetal株式會社
• 主分類號: C22C9/02
• 分類號: C22C9/02;B22D11/00;C22F1/02;C22F1/08;C21D9/08;B21C37/06;F28F21/08
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 崔炳哲

本發明涉及一種斷裂強度優異的熱交換器用銅合金管及其制造方法，更具體而言，涉及一種斷裂強度和熱導率優異而適合用于熱交換器的銅合金管及其制造方法。所述熱交換器用銅合金管，其特征在于，包含無氧銅?錫合金，所述無氧銅?錫合金的氧含量為1～20ppm，所述無氧銅?錫合金的組成滿足下述條件式1)和2)，熱導率為260～350W/m·K，電導率為IACS 65％以上：1)0.1wt％≤C_Sn≤3.0wt％，2)C_P/C_Sn≤0.01，在所述條件式1)和2)中，C_P、C_Sn分別表示所述無氧銅?錫合金中的磷含量和錫含量。

技術領域

本發明涉及一種熱導率和斷裂強度優異的熱交換器用銅合金管及其制造方法，更具體而言，涉及一種斷裂強度和熱導率優異而適合用于熱交換器的銅合金管及其制造方法。

背景技術

為了防止臭氧層破壞和全球變暖，《蒙特利爾議定書》和《京都議定書》中對制冷劑的使用進行了限制。由于臭氧層破壞問題，作為第一代制冷劑的CFC制冷劑已被禁止生產和銷售，而第二代HCFC制冷劑幾乎沒有臭氧層破壞問題，但是會引起變暖問題，因而預計到2030年將完全被禁止使用。在第二代制冷劑中，R22仍廣泛用于家用空調中。由于變暖問題，作為第三代制冷劑的HFC制冷劑預計將逐漸減少。在HFC制冷劑中，R410A廣泛用于空調系統中。國內外空調制造商已經開發并使用了天然制冷劑、HFO系列制冷劑、HCFC系列制冷劑以代替按照《蒙特利爾議定書》和《京都議定書》預計到2030年將被禁止使用的HFC系列制冷劑，但是存在運轉壓力高的缺點。在制冷劑中，HFCF系列的R22的運轉壓力為1.8MPa左右，HFC系列的R410A的運轉壓力為3MPa，作為天然制冷劑的CO₂的運轉壓力為7～10MPa左右。通常，空調制造商生產的熱交換器由以發夾形狀彎曲的銅管和鋁翅片(aluminum fin)制造而成。熱交換器中所使用的銅管需要加工成發夾形狀，并且需要具有良好的可焊性。另外，為了優異的熱交換性能，要求高熱導率和電導率。為了這些特性，廣泛使用磷脫氧銅。磷脫氧銅是通過向銅中添加150ppm～400ppm的P作為脫氧劑來去除了氧的磷脫氧銅(DHP)。在使用磷脫氧銅的熱交換器中使用HFC系列制冷劑、HFO系列制冷劑或天然制冷劑的情況下，需要增加厚度以隨著運轉壓力的增大而提高強度。另外，晶粒因焊接部的熱而粗化且材質從硬質變為軟質，因此需要進一步增加厚度，若增加厚度，則熱交換器的價格因熱交換器中所使用的銅管的重量增加而變高。與價格因熱交換器中所使用的銅管的厚度增加而變高的方法相比，目前提出了通過用合金制造銅管來提高強度的方法。作為Co-P系，提出了一種熱交換器用無縫銅合金管，含有Co：0.02～0.2％、P：0.01～0.05％、C：1～20ppm且限制了作為雜質的氧；作為Sn-P系，提出了一種熱交換器用銅合金管，其組成含有Sn：0.1～1.0％、P：0.005～0.1％且選擇性地添加Zn。對于為提高這種銅合金管的斷裂強度而添加合金元素的方法而言，因合金元素而發生熱導率、電導率降低的現象，并且熱導率、電導率隨著所添加的合金元素的含量的增加而逐漸降低。尤其，P成分對電導率產生很大影響。眾所周知，P用作脫氧劑，因此，在P成分的含量下降時，銅管中的氧的濃度變高而產生P的氧化物，鑄造坯料的完整性會降低。另外，在由熱交換器制造的空調的情況下，產生因使用溫度、保管環境、制造工序等中的溫度、濕度、腐蝕因子而引起的腐蝕。在空調的腐蝕過程中，由制冷劑循環導致的熱交換器的腐蝕引起制冷劑的泄漏，因而導致空調的運轉不良和產品更換的服務。已知這種腐蝕現象尤其發生在產品安裝后的2～3個月期間內，并且，腐蝕形狀與蟻穴類似，因此被稱為蟻穴腐蝕。已知無氧銅對于這種蟻穴腐蝕現象的耐腐蝕性比磷脫氧銅高，因此在制造熱交換器時也嘗試著使用無氧銅。

發明內容

發明所要解決的問題

本發明是為解決上述問題而提出的，本發明所要解決的第一個問題在于，提供一種即使厚度薄也具有優異的斷裂強度且熱導率優異而適合用于熱交換器的銅合金管。本發明所要解決的第二個問題在于，提供一種能夠使銅合金管具有上述物理性質的制造方法。

解決問題的技術方案