傳熱管及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種傳熱管，所述傳熱管具有由鋁合金的擠出材料構(gòu)成的管本體和設(shè)置于上述管本體的外表面的含Zn層，所述鋁合金以質(zhì)量%計(jì)含有Mn：0.3~低于0.8%、Si：超過0.1~低于0.32%、Fe：0.3%以下、Ti：0.06~0.3%，Mn含量與Si含量之比(Mn%/Si%)超過2.5，余量包含Al和不可避免的雜質(zhì)。
【專利說明】傳熱管及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及以耐腐蝕性優(yōu)異的方式構(gòu)成的熱交換器用傳熱管及其制備方法。
[0002] 本申請以2012年3月27日在日本申請的日本專利申請2012-072302號為基礎(chǔ)主 張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容引用于此。

【背景技術(shù)】
[0003] 鋁合金制熱交換器以傳熱管、散熱片和集管作為主要構(gòu)成元件，通過焊接來制備。 在鋁合金制熱交換器的制備工序中，目前廣泛使用包覆有Al-Si合金焊料的釬料片。但是， 近年來，即使不使用釬料片，通過在由擠出材料構(gòu)成的傳熱管（擠出傳熱管）的表面涂布將 Al-Si合金粉末、Si粉末制成熔劑和粘合劑的混合物而成的焊料組合物，也已經(jīng)可廉價(jià)地 制備制品。
[0004] 但是，在使用上述焊料組合物的情況下，由于Si因焊接時(shí)的加熱而從擠出傳熱管 表面擴(kuò)散至內(nèi)部，所以Si濃度在傳熱管的表面高而在內(nèi)部低，在傳熱管中形成表面的電位 高而內(nèi)部低的電位梯度。因此，在傳熱管上產(chǎn)生腐蝕從而發(fā)生點(diǎn)蝕，有導(dǎo)致冷卻劑泄露或強(qiáng) 度降低的問題。
[0005] 因此，提出了如下結(jié)構(gòu)：通過將含Zn熔劑與Si等粉末一同混合并涂布于傳熱管的 表面，在傳熱管表面形成Zn擴(kuò)散層，來形成傳熱管表面的電位低而內(nèi)部高的電位梯度，以 提高耐點(diǎn)蝕性的結(jié)構(gòu)。
[0006] 本發(fā)明人在專利文獻(xiàn)1中提出了在接合有散熱片的擠出傳熱管的外表面形成焊 接用涂膜的熱交換器用管，其中，焊接用涂膜以Si粉末的涂布量為l~5g/m 2、含Zn熔劑的涂 布量為5~20g/m2的方式含有Si粉末和含Zn熔劑。
[0007] 根據(jù)該提案，由于將Si粉末與含Zn熔劑混合，所以在焊接時(shí)Si粉末熔融成為焊 料液，熔劑中的Zn均勻地?cái)U(kuò)散至該焊料液中，在管表面均勻地鋪展。由于焊料液等液相內(nèi) 的Zn擴(kuò)散速度明顯比固相內(nèi)的擴(kuò)散速度大，所以可使傳熱管表面的Zn濃度大致均勻，由此 可在擠出傳熱管表面形成均勻的犧牲陽極層，提高熱交換器用的擠出傳熱管的耐腐蝕性。
[0008] 先前技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2004-330233號公報(bào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明所要解決的課題 但是，根據(jù)本發(fā)明人的進(jìn)一步研究，即使可使擠出傳熱管外表面的Zn濃度均勻，在將 擠出傳熱管薄壁化的熱交換器中，也存在擠出焊接部優(yōu)先產(chǎn)生腐蝕、耐腐蝕性降低的問題。
[0010] 在擠出加工中，焊接線通常表示在將被加熱軟化的金屬壓入模具中進(jìn)行成形時(shí)在 模具內(nèi)2種以上的軟化金屬流合流而產(chǎn)生的線，該焊接線的部分稱為擠出焊接部。
[0011] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在通過擠出加工形成而具有擠出焊接部、如上所述地伴隨著Zn的 擴(kuò)散而焊接的擠出傳熱管中，為了進(jìn)一步提高耐腐蝕性，有必要進(jìn)一步選擇構(gòu)成擠出傳熱 管的鋁合金的組成元素等，鋁合金的制備方法也對耐腐蝕性有影響，從而完成本申請的發(fā) 明。
[0012] 鑒于這些背景，本申請的發(fā)明的目的在于，提供以耐腐蝕性良好、擠出加工性良好 的擠出管作為本體的熱交換器用傳熱管及其制備方法。
[0013] 解決課題的手段 本發(fā)明的傳熱管的特征在于，具有由鋁合金的擠出材料構(gòu)成的管本體（擠出傳熱管） 和設(shè)置于上述管本體的外表面的含Zn層，所述鋁合金以質(zhì)量％計(jì)含有Mn :0. 3?低于0. 8%、 Si :超過0? 1?低于0? 32%、Fe :0? 3%以下、Ti :0? 06?0? 3%，Mn含量與Si含量之比（Mn%/Si%) 超過2. 5,余量包含Al和不可避免的雜質(zhì)。
[0014] 在上述傳熱管中，上述含Zn層可為Zn層、含Zn熔劑層或含有含Zn熔劑與焊料和 /或粘合劑的混合物的層。
[0015] 在上述傳熱管中，上述管本體可具有扁平多孔管的形狀，所述扁平多孔管具有多 個(gè)流體通路。
[0016] 在上述傳熱管中，以質(zhì)量％計(jì)，上述鋁合金還可含有Cu :0.05%以下、Mg:低于 0? 05%、Cr :低于 0? 03%。
[0017] 在上述傳熱管中，可為在焊接熱處理后或Zn擴(kuò)散處理后圓當(dāng)量直徑LOym以上 的金屬間化合物析出3000個(gè)/mm 2以下而成的構(gòu)成。
[0018] 在上述傳熱管中，構(gòu)成上述管本體的鋁合金可為在鑄造后的鑄塊中實(shí)施了于 45(T650°C的溫度下保持2?24小時(shí)的勻化處理的合金。
[0019] 在上述傳熱管中，在上述勻化處理中可在室溫?450°C間的加熱速度為5(Tl80°C / h、450°C?勻化處理溫度間的加熱速度為KT80°C /h、勻化處理溫度~200°C間的冷卻速度為 5(T400°C /h 下進(jìn)行。
[0020] 上述傳熱管可在610°C以下的溫度下實(shí)施焊接熱處理或Zn擴(kuò)散處理。例如，焊接 熱處理或Zn擴(kuò)散處理的溫度可為400°C?610°C。
[0021] 在上述傳熱管中，流過管內(nèi)的冷卻劑可為氟代烴。
[0022] 本發(fā)明的傳熱管的制備方法的特征在于，在制備具有由鋁合金的擠出材料構(gòu)成的 管本體和設(shè)置于上述管本體的外表面的含Zn層的傳熱管時(shí)，其中，所述鋁合金以質(zhì)量％計(jì) 含有]^ :0.3?低于0.8%、51:超過0.1?低于0.32%、？6:0.3%以下、11 :0.06?0.3%，]\111含量 與Si含量之比（Mn%/Si%)超過2. 5,余量包含Al和不可避免的雜質(zhì)，在上述組成的鋁合金 的鑄造后的鑄塊中實(shí)施于45(T650°C的溫度下保持2?24小時(shí)的勻化處理。
[0023] 上述傳熱管的制備方法可包括：由上述組成的熔體鑄造鋁合金鑄塊的工序、對上 述鑄塊實(shí)施上述勻化處理的工序、將勻化處理后的鑄塊擠出加工以制備管本體的工序和在 上述管本體的外表面設(shè)置含Zn層的工序。
[0024] 在本發(fā)明的傳熱管的制備方法中，在上述勻化處理中可將室溫~450°C間的加熱速 度設(shè)為5(Tl80°C /h，將450°C?勻化處理溫度間的加熱速度設(shè)為1(T80°C /h，將勻化處理溫 度~200°C間的冷卻速度設(shè)為5(T400°C /h。
[0025] 發(fā)明的效果 由于本發(fā)明的傳熱管由鋁合金的擠出材料構(gòu)成管本體，所述鋁合金含有規(guī)定范圍的 Mn、Si、Fe和Ti,Mn含量與Si含量之比為超過2. 5的值，所以在管本體的外表面設(shè)置Zn、焊 接并進(jìn)行Zn的擴(kuò)散從而構(gòu)成熱交換器的情況下，可提供耐腐蝕性優(yōu)異的熱交換器。另外， 通過本發(fā)明，可提供以擠出性優(yōu)異的擠出管作為本體的傳熱管。
[0026] 另外，在本發(fā)明中，由于在焊接熱處理后或Zn擴(kuò)散后將圓當(dāng)量直徑為I. 0 y m以上 的金屬間化合物規(guī)定為3000個(gè)/mm2以下，所以可提供具備耐腐蝕性優(yōu)異的傳熱管的熱交 換器。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1為示出具備本發(fā)明所涉及的傳熱管的熱交換器的一個(gè)構(gòu)成例的正視圖。
[0028] 圖2為示出在本發(fā)明所涉及的熱交換器中將集管、傳熱管和散熱片組裝的狀態(tài)的 局部放大截面圖，示出焊接前的狀態(tài)。
[0029] 圖3為示出在本發(fā)明所涉及的熱交換器中將集管、傳熱管和散熱片組裝并焊接了 的狀態(tài)的熱交換器的局部放大截面圖。
[0030] 圖4為示出本發(fā)明所涉及的傳熱管的橫截面形狀的一例的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 以下基于附圖所示的實(shí)施方式詳細(xì)地說明本發(fā)明。
[0032] 圖1示出具備本發(fā)明所涉及的傳熱管的熱交換器的一例，該實(shí)施方式的熱交換器 100的主體構(gòu)成如下：左右隔開并平行配置的集管1、2,由在這些集管1、2之間相互保持間 隔并平行且相對于集管1、2大致成直角接合的多個(gè)扁平狀擠出管構(gòu)成的傳熱管30,焊接于 各傳熱管30上的波形散熱片4。集管1、2,傳熱管30和散熱片4的本體分別由下述鋁合金 構(gòu)成。
[0033] 更具體而言，在集管1、2相對的側(cè)面以固定間隔在各管的長度方向形成多個(gè)圖2 或圖3所示的狹縫6,將傳熱管30的端部插入至這些集管1、2相向的狹縫6,從而在集管1、 2間架設(shè)傳熱管30。另外，在集管1、2間以規(guī)定間隔架設(shè)的多個(gè)傳熱管30的表面、背面?zhèn)?配置散熱片4,在傳熱管30的表面?zhèn)然虮趁鎮(zhèn)群附舆@些散熱片4。即，如圖3所示，在相對 于集管1、2的狹縫6插入有傳熱管30的端部的部分通過焊料形成圓角8,相對于集管1、2 焊接傳熱管30。另外，在波形散熱片4中使波的頂點(diǎn)部分與吡鄰的傳熱管30的表面或背面 相對并在它們之間的部分通過焊料形成圓角9,在傳熱管30的表面和背面焊接波形散熱片 4。
[0034] 如在下述制備方法中詳細(xì)敘述那樣，該實(shí)施方式的熱交換器100通過將熱交換器 組裝體101焊接來制備，該熱交換器組裝體101將集管1、2,在它們之間架設(shè)的多個(gè)傳熱管 30和多個(gè)散熱片4組裝并如圖2所示地構(gòu)成。
[0035] 在焊接前的傳熱管30中，在接合有散熱片4的表面和背面，如圖4所示地形成包 含Si粉末：1飛g/m 2和含Zn氟化物類熔劑：2~20g/m2的摻混組成的焊接用涂膜（焊料涂膜） 7,以覆蓋管本體（擠出管）3的表面的大部分和背面的大部分。需說明的是，作為含Zn氟 化物類熔劑，可摻混2?20g/m 2左右的KZnF3或使用摻混有2?20g/m2左右的KZnF3與K 3AlF + KAlF4的混合物的熔劑。
[0036] 需說明的是，在上述組成的焊接用涂膜7中，除了上述Si粉末和熔劑以外，還可含 有粘合劑（例如丙烯酸類樹脂）：〇? 5~3. 5g/m2左右。
[0037] 本實(shí)施方式的傳熱管30的本體（管本體3)為將鋁合金擠出加工而形成的擠出管 (擠出傳熱管）。如圖4所示，管本體3在其內(nèi)部形成多個(gè)通路3C的同時(shí)，具備平坦的表面 (上面）3A和背面（下面）3B、與這些表面3A和背面3B毗鄰的側(cè)面3D，如圖4的橫截面 所示地構(gòu)成扁平多孔管。需說明的是，在圖4所示的實(shí)例中形成10個(gè)形成于管本體3上的 通路3C，但通路3C的形成個(gè)數(shù)為任意的，通常形成數(shù)個(gè)~數(shù)10個(gè)。另外，目前作為擠出傳 熱管的管本體3為高度（總厚度）ImnT數(shù)mm左右、寬度IOmm左右（例如l(T40mm)，區(qū)分 通路3C的壁部的壁厚度為0. 1~1. 5_左右的薄壁結(jié)構(gòu)。
[0038] 在應(yīng)用圖4所示的橫截面形狀的管本體3、由下述組成的鋁合金形成管本體3的情 況下，如圖3所示，在焊接后的管本體3的表面部分和背面部分，焊接用涂膜7所含有的Si 和Zn在焊接溫度下擴(kuò)散，由此形成含有Si和Zn的犧牲陽極層3a。
[0039] 以下對構(gòu)成上述焊接用涂膜7的組合物進(jìn)行說明。焊接用涂膜7可使用以下說明 的Si粉末、與熔劑的混合物或向它們中添加有粘合劑的混合物。
[0040] Si粉末與構(gòu)成管本體3的Al反應(yīng)，形成將散熱片4與傳熱管30接合的焊料，但在 焊接時(shí)含Zn熔劑和Si粉末熔融形成焊料液。在該焊料液中熔劑中的Zn均勻地?cái)U(kuò)散，在管 本體3的表面上均勻地鋪展。由于作為液相的焊料液內(nèi)的Zn的擴(kuò)散速度明顯比固相內(nèi)的 擴(kuò)散速度大，所以由此進(jìn)行均勻的Zn擴(kuò)散，使得傳熱管30的表面的面方向的Zn濃度大致 均勻。
[0041] 含Zn氟化物類熔劑在焊接時(shí)具有在傳熱管30的表面形成擴(kuò)散有使?fàn)奚枠O層的 電位適當(dāng)?shù)氐偷腪n而成的犧牲陽極層3a的效果。另外，在焊接時(shí)除去管3的表面的氧化 物，具有促進(jìn)焊料的鋪展、潤濕而提高焊接性的作用。
[0042] 含Zn氟化物類熔劑可使用KZnF3、KZnF3與K 3AlF十KAlF4的混合物等。
[0043] 除了 Si粉末、含Zn氟化物類熔劑以外，在涂布物中還可含有粘合劑。作為粘合劑 的實(shí)例，可適宜列舉出丙烯酸類樹脂。
[0044] 由Si粉末、熔劑和粘合劑構(gòu)成的焊接組合物的涂布方法在本發(fā)明中無特殊限定， 可通過噴霧法、噴淋法、流涂法、輥涂法、毛刷涂布法、浸漬法、靜電涂布法等適宜的方法進(jìn) 行。
[0045] 另外，焊接組合物的涂布區(qū)域可為管本體3的整個(gè)表面或整個(gè)背面，或者為管本 體3的表面與背面的一部分，總而言之，只要至少在焊接散熱片4所需要的管本體3的表面 區(qū)域或背面區(qū)域涂布即可。
[0046] 管本體3由鋁合金構(gòu)成，所述鋁合金以質(zhì)量％計(jì)含有Mn :0.3~低于0.8%、Si :超 過0. 1?低于0. 32%、Fe :0. 3%以下、Ti :0. 06?0. 3%，Mn含量與Si含量之比（Mn%/Si%)超過 2. 5,余量包含Al和不可避免的雜質(zhì)。另外，在上述錯(cuò)合金中，以質(zhì)量％計(jì)可進(jìn)一步含有Cu : 0? 05% 以下、Mg :低于 0? 05%、Cr :低于 0? 03%。
[0047] 以下對構(gòu)成管本體3的鋁合金的各構(gòu)成元素的限定理由進(jìn)行說明。
[0048] 〈Si :超過0? 1?低于0.32質(zhì)量％> Si的含量對于確保耐腐蝕性的同時(shí)確保強(qiáng)度是重要的。若Si的含量為0. 1質(zhì)量％以 下，則強(qiáng)度不足，若含有0. 32質(zhì)量％以上，則合金的擠出性因擠出加工時(shí)發(fā)生輥?。╬ickup) 而降低，金屬間化合物粒子數(shù)增大。因此，Si的含量以質(zhì)量％計(jì)為超過0. 1%且低于0. 32%。
[0049] 〈Mn :0.3?低于 0.8 質(zhì)量 ％> Mn在與Si形成金屬間化合物、形成均勻的犧牲陽極層方面是有效的元素。另外，Mn在 提高管本體3的耐腐蝕性的同時(shí)提高機(jī)械強(qiáng)度、提高擠出成形時(shí)的擠出性方面也是有效的 元素。
[0050] 若Mn的含量為低于0. 3質(zhì)量％，則強(qiáng)度不足，耐腐蝕性也降低。對于Mn,若含有 0. 8質(zhì)量％以上，則擠出性因發(fā)生輥印而降低。因此，Mn的含量以質(zhì)量％計(jì)為0. 3%以上且 低于0. 8%。
[0051] 〈Fe :0? 3 質(zhì)量 ％ 以下〉 Fe對于與Si形成金屬間化合物、生成均勻的犧牲陽極層、確保耐腐蝕性是有效的。若 Fe的含量超過0.3質(zhì)量％，則腐蝕速度（腐蝕量）增加，耐腐蝕性降低。另外，金屬間化合 物粒子數(shù)增大。因此，F(xiàn)e的含量以質(zhì)量％計(jì)為0. 3%以下。
[0052] 〈Ti :0? 06?0? 3 質(zhì)量 ％> Ti可提高耐腐蝕性，也有助于提高管本體3的強(qiáng)度。若低于0. 06質(zhì)量％，則強(qiáng)度不足， 耐腐蝕性也降低。若添加超過0. 3質(zhì)量％，則構(gòu)成傳熱管本體的鋁合金的擠出壓力上升，擠 出性降低。由此，使得擠出焊接部易優(yōu)先產(chǎn)生腐蝕，耐腐蝕性降低。因此，Ti的含量以質(zhì)量％ 計(jì)為0. 06%以上且0. 3%以下。
[0053] 〈Cu :0? 05 質(zhì)量 ％ 以下〉 Cu對于抑制腐蝕速度、提高耐腐蝕性是有效的，但是，若添加量超過0. 05質(zhì)量％，則腐 蝕速度（腐蝕量）增加，產(chǎn)生晶界腐蝕或擠出焊接部的優(yōu)先腐蝕，耐腐蝕性降低。因此，Cu 的含量以質(zhì)量％計(jì)為〇. 05%以下。
[0054] 〈Mg :低于 0? 05 質(zhì)量 ％> Mg對于提高耐腐蝕性是有效的，但是，若為0.05質(zhì)量％以上，則產(chǎn)生由擠出性降低導(dǎo)致 的擠出焊接部的優(yōu)先腐蝕，耐腐蝕性降低。因此，Mg的含量以質(zhì)量％計(jì)為低于0. 05%。
[0055] 〈Cr :低于 0? 03 質(zhì)量 ％> Cr對于提高耐腐蝕性是有效的，但是，若為0.03質(zhì)量％以上，則產(chǎn)生由擠出性降低導(dǎo)致 的擠出焊接部的優(yōu)先腐蝕，耐腐蝕性降低。因此，Cr的含量以質(zhì)量％計(jì)為低于0. 03%。
[0056] 〈Mn含量與Si含量比〉 在用于構(gòu)成本發(fā)明的傳熱管的管本體3的鋁合金中，優(yōu)選Mn含量與Si含量之比（Mn%/ Si%)超過2. 5。若Mn含量與Si含量之比為2. 5以下，則耐腐蝕性降低。
[0057] 上述本發(fā)明的傳熱管30可為在焊接熱處理后或Zn擴(kuò)散處理后圓當(dāng)量直徑I. 0 y m 以上的金屬間化合物析出3000個(gè)/mm2以下而成的構(gòu)成。上述金屬間化合物的析出量（面 密度）可作為焊接熱處理后或Zn擴(kuò)散處理后傳熱管30的平坦部表面的析出量測定。測定 例如可通過使用電子探針顯微分析儀（EPM)的粒子分析來進(jìn)行。
[0058] 對于制備以上說明的傳熱管30的方法進(jìn)行說明。
[0059] 構(gòu)成管本體3的鋁合金優(yōu)選通過如下方法來準(zhǔn)備：從相應(yīng)組成的鋁合金熔體得到 鑄塊，對該鑄塊實(shí)施在45(T650°C的溫度下保持2?24小時(shí)的勻化處理。
[0060] 通過實(shí)施勻化處理將粗大的結(jié)晶物分解，有再次固溶于基材中的效果。
[0061] 在上述勻化處理中優(yōu)選將室溫?450°C間的加熱速度設(shè)定為5(Tl80°C /h，將 450°C?勻化處理溫度間的加熱速度設(shè)定為KT80°C /h，將勻化處理溫度~200°C間的冷卻速 度設(shè)定為5(T400°C /h。
[0062] 通過將加熱速度設(shè)定為上述范圍，有提高鋁合金的擠出性、耐腐蝕性的效果。
[0063] 通過將冷卻速度設(shè)為上述范圍，有提高鋁合金的擠出性的效果。
[0064] 作為一例，將實(shí)施以上說明的勻化處理的鋁合金通過直接或間接擠出加工構(gòu)成圖 4所示的截面形狀的擠出多孔管，可得到管本體3。需說明的是，對于本實(shí)施方式中制備的 管本體3,可示例寬度為22_、高度（厚度）為1. 2_、形成29個(gè)孔部的擠出多穴管作為一 例。因此，區(qū)分管本體3的孔部的邊界壁的厚度為0. 2mm左右，在該管本體3的R部（側(cè)面 的彎曲部）中央和區(qū)分孔部的邊界壁的高度方向的中央部（管本體3的厚度方向中央部） 形成焊接線。需說明的是，在所含元素在該焊接部分發(fā)生偏析的情況下以沿著焊接線的形 式發(fā)生優(yōu)先腐蝕。
[0065] 接著，對于散熱片4進(jìn)行說明。
[0066] 傳熱管30所接合的散熱片4可應(yīng)用以JIS3003類鋁合金作為主體的合金作為一 例。另外，也可由以質(zhì)量％計(jì)在JIS3003類鋁合金中添加有2%左右的Zn的鋁合金形成散 熱片4。
[0067] 散熱片4將具有上述組成的鋁合金通過常規(guī)方法熔制，經(jīng)過熱軋工序、冷軋工序 等，加工為波形形狀。需說明的是，作為本發(fā)明，不特別地限定散熱片4的制備方法，可適宜 采用已知的制法。需說明的是，在傳熱管30側(cè)未設(shè)置焊料的情況下，可使用包覆壓接有焊 料層的包層散熱片。在該情況下，在管本體3的外表面，代替上述焊接用涂膜7,也可通過例 如金屬鋅的熱噴涂等工藝設(shè)置Zn層?；蛘?，可涂布上述含Zn氟化物類熔劑或含Zn氟化物 熔劑與粘合劑的混合物。涂布方法可使用與焊接用組合物的涂布方法相同的方法。
[0068] 接著，對于集管1進(jìn)行說明。
[0069] 作為一例，如圖2、圖3所示，集管1形成由芯材層11、在芯材的外周側(cè)設(shè)置的犧牲 材料層12和在芯材的內(nèi)周側(cè)設(shè)置的焊料層13構(gòu)成的3層結(jié)構(gòu)。
[0070] 通過在芯材層11的外周側(cè)設(shè)置犧牲材料層12,除了由散熱片4帶來的防腐蝕效果 以外，還可得到由集管1帶來的防腐蝕效果，所以可進(jìn)一步提高集管1附近的管3的犧牲防 腐蝕效果。
[0071] 芯材層11優(yōu)選以Al-Mn類作為基質(zhì)的合金。
[0072] 在芯材層11的外周側(cè)設(shè)置的犧牲材料層12由鋁合金構(gòu)成，所述鋁合金由Zn : 0. 6(Tl. 20%、余量為Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。犧牲材料層12可通過包覆軋制而與芯材 層11 一體化。
[0073] 接著，對于以以上說明的集管1、2,傳熱管30和散熱片4作為主要的構(gòu)成元件的熱 交換器1〇〇的制備方法進(jìn)行說明。
[0074] 圖2為示出使用在與散熱片4的接合面在管本體3上涂布有焊接用涂膜7的傳熱 管30,將集管1、2,傳熱管30和散熱片4組裝的狀態(tài)的熱交換器組裝體101的局部放大圖， 示出加熱焊接前的狀態(tài)。在圖2所示的熱交換器組裝體101中，將傳熱管30的一端插入并 安裝于設(shè)置于集管1的狹縫6中。
[0075] 若將如圖2所示地組裝的由集管1、2,傳熱管30和散熱片4構(gòu)成的熱交換器組裝 體101加熱至焊料的熔點(diǎn)以上的溫度，在加熱后冷卻，則如圖3所示，焊接用涂膜7和焊料 層13熔化，將集管1與傳熱管30、傳熱管30與散熱片4分別接合，得到圖1和圖3所示的 結(jié)構(gòu)的熱交換器100。此時(shí)，集管1的內(nèi)周面的焊料層13熔融并流至狹縫6附近，形成圓角 8,從而將集管1與傳熱管30接合。
[0076] 另外，傳熱管30的表面和背面的焊接用涂膜7熔融并通過毛細(xì)管力流至散熱片4 附近，形成圓角9,從而將傳熱管30與散熱片4接合。
[0077] 在焊接時(shí)，在惰性氣氛等適合的氣氛下加熱至適合溫度，將焊接用涂膜7、焊料層 13熔融。由此，熔劑的活度上升，熔劑中的Zn在被焊接材料（管本體3)表面上析出，除了 在其壁厚度方面擴(kuò)散以外，還破壞焊料和被焊接材料雙方表面的氧化皮膜，從而促進(jìn)焊料 與被焊接材料之間的潤濕。
[0078] 如上所述，用于焊接的加熱溫度為焊料的熔點(diǎn)以上，但在由上述組成構(gòu)成的焊料 的情況下，可加熱至58(T610°C的范圍，可在保持1~10分鐘左右后冷卻。
[0079] 在焊接時(shí)，構(gòu)成傳熱管30的管本體3的鋁合金的基質(zhì)的一部分與涂布于管本體3 的焊接用涂膜7的組合物反應(yīng)而形成焊料，將傳熱管30與散熱片4焊接。在傳熱管30的 表面，熔劑中的Zn通過焊接而擴(kuò)散。
[0080] 根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，在焊接時(shí)，可進(jìn)行良好的焊接，而無 Si粉末的殘?jiān)?，在?熱管30與散熱片4之間形成足夠大小的圓角9,進(jìn)而形成上述犧牲陽極層3a。
[0081] 由于如以上說明地制備的熱交換器用傳熱管30的管本體由鋁合金的擠出材料構(gòu) 成，所述鋁合金含有規(guī)定范圍的Mn、Si、Fe和Ti, Mn含量與Si含量之比為超過2. 5的值， 所以在外表面設(shè)置Zn層或含Zn層、焊接并進(jìn)行Zn的擴(kuò)散從而構(gòu)成熱交換器的情況下，可 提供耐腐蝕性優(yōu)異的熱交換器。
[0082] 另外，若本體為由上述組成的鋁合金構(gòu)成的傳熱管30,則管本體3具有擠出性優(yōu) 異的特征。
[0083] 接著，在使用上述傳熱管30通過上述焊接形成的熱交換器中，在焊接熱處理后或 Zn擴(kuò)散后，將圓當(dāng)量直徑為LOiim以上的金屬間化合物規(guī)定為3000個(gè)/mm 2以下。
[0084] 通過將金屬間化合物數(shù)規(guī)定為3000個(gè)/mm2以下，有提高耐腐蝕性的效果。
[0085] 如以上說明地，通過使用具有由上述組成的鋁合金的擠出材料構(gòu)成的本體的傳熱 管30,可提供具備優(yōu)異的耐腐蝕性的熱交換器100。 實(shí)施例
[0086] 在將表1所示的組成的鋁合金的鑄塊勻化處理后，進(jìn)行擠出加工，由此制備寬度 為22mm、高度（厚度）為I. 2mm、29孔的扁平擠出管。
[0087] 在對鋁合金鑄塊實(shí)施勻化處理的情況下，如以下表2所示地調(diào)整室溫~450°C間的 加熱速度，調(diào)整450°C?勻化處理溫度間的加熱速度，調(diào)整勻化處理溫度和勻化處理時(shí)間， 調(diào)整勻化處理溫度~200°C間的冷卻速度，使用在各種條件下得到的鋁合金制備扁平擠出 管，作為試驗(yàn)樣品。
[0088] 接著，對于實(shí)施例3、4、5以外的實(shí)例，在扁平擠出管的表面和背面熱噴涂Zn。
[0089] 實(shí)施例3在扁平擠出管的表面和背面涂布KZnF3粉末（D(50)粒度2. Oiim :10g/ m2)。
[0090] 在實(shí)施例4和實(shí)施例5中，在扁平擠出管的表面和背面涂布焊料組合物。
[0091] 實(shí)施例4的焊料組合物使用Si粉末（D (50)粒度4 iim:3g/m2)與KZnF3粉末（D (50) 粒度2. O ii m : 10g/m2)的混合物A。
[0092] 另外，實(shí)施例5使用Si粉末（D(50)粒度m :3g/m2)、KZnF3粉末（D(50)粒度 2. O ii m :10g/m2)和 NOCOLOK flux (Alcan Inc. ( 了 卟今 \ > 社）商品名）（K3AlF3十KAlF4 :10g/m2)的混合物B。
[0093] 如上所述，將在扁平擠出管上涂布含Zn層而形成的傳熱管作為試驗(yàn)體收納于氮 氣氛的爐內(nèi)，在保持為以下表2所示的溫度3分鐘的條件下進(jìn)行加熱處理。通過該加熱處 理，在傳熱管的表面形成犧牲陽極層。
[0094] 對于加熱處理后的傳熱管，進(jìn)行SWAAT 20日的耐腐蝕性試驗(yàn)。
[0095] 在以下表1、表2中同時(shí)記載錯(cuò)合金的組成、表面的含Zn層（在表2中記載為表面 Zn層）的種類、在相當(dāng)于焊接的加熱處理后得到的傳熱管表面的金屬間化合物的個(gè)數(shù)（個(gè) /mm2)、勻化處理?xiàng)l件、加熱目的、加熱溫度、耐腐蝕性、擠出性的評價(jià)。
[0096] 耐腐蝕性用最大腐蝕深度（iim)評價(jià)。
[0097] 擠出性的評價(jià)為擠出壓力、擠出速度、扁平擠出管的表面狀態(tài)的評價(jià)，將擠出壓力 過高而無法擠出的評價(jià)品、輥印等表面缺陷大量發(fā)生的評價(jià)品評價(jià)為D (評價(jià)為次品），基 本未見表面缺陷，根據(jù)擠出壓力、擠出速度的值（擠出壓力相對于目標(biāo)擠出速度越低，擠出 性良好）標(biāo)記其它評價(jià)。與鋁合金3102、3003相比，擠出性與3102相比為同等以上則計(jì)為 A，比3102差但比3003良好則計(jì)為B。C為與3003相同的結(jié)果。

【權(quán)利要求】
1. 傳熱管，所述傳熱管具有由鋁合金的擠出材料構(gòu)成的管本體和設(shè)置于所述管本體 的外表面的含Zn層，所述鋁合金以質(zhì)量％計(jì)含有Μη:0. 3~低于0. 8%、Si :超過0. 低于 0. 32%、Fe :0. 3%以下、Ti :0. 06?0. 3%，Μη含量與Si含量之比（Mn%/Si%)超過2. 5,余量包 含A1和不可避免的雜質(zhì)。
2. 權(quán)利要求1的傳熱管，其中，以質(zhì)量％計(jì)，所述鋁合金還含有Cu :0. 05%以下、Mg :低 于 0· 05%、Cr :低于 0· 03%。
3. 權(quán)利要求1或2的傳熱管，其中，所述傳熱管是在焊接熱處理后或Zn擴(kuò)散處理后圓 當(dāng)量直徑1. 〇 μ m以上的金屬間化合物析出3000個(gè)/mm2以下而成。
4. 權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)的傳熱管，其中，構(gòu)成所述管本體的鋁合金為在鑄造后的鑄 塊中實(shí)施于45(T650°C的溫度下保持2?24小時(shí)的勻化處理的合金。
5. 權(quán)利要求4的傳熱管，其中，在所述勻化處理中室溫~450°C間的加熱速度為 5(Tl80°C /h，450°C?勻化處理溫度間的加熱速度為KT80°C /h，勻化處理溫度?200°C間的 冷卻速度為5(T400°C /h。
6. 權(quán)利要求1飛中任一項(xiàng)的傳熱管，其中，所述傳熱管于610°C以下的溫度下實(shí)施焊 接熱處理或Zn擴(kuò)散處理。
7. 權(quán)利要求1飛中任一項(xiàng)的傳熱管，其中，流過管內(nèi)的冷卻劑為氟代烴。
8. 傳熱管的制備方法，其中，在制備具有由鋁合金的擠出材料構(gòu)成的管本體和設(shè)置于 所述管本體的外表面的含Zn層的傳熱管時(shí)，其中，所述鋁合金以質(zhì)量％計(jì)含有Μη :0. 3~低 于0. 8%、Si :超過0. 1?低于0. 32%、Fe :0. 3%以下、Ti :0. 06?0. 3%，Μη含量與Si含量之比 (Mn%/Si%)超過2. 5,余量包含A1和不可避免的雜質(zhì)， 在所述組成的鋁合金的鑄造后的鑄塊中實(shí)施于45(T650°C的溫度下保持2~24小時(shí)的 勻化處理。
9. 權(quán)利要求8的傳熱管的制備方法，其中，在所述勻化處理中將室溫~450°C間的加熱 速度設(shè)為5(Tl80°C /h，將450°C?勻化處理溫度間的加熱速度設(shè)為1(T80°C /h，將勻化處理 溫度~200°C間的冷卻速度設(shè)為5(T400°C /h。
【文檔編號】C22F1/00GK104302797SQ201380027306
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月27日
【發(fā)明者】古村裕樹, 兵庫靖憲 申請人:三菱鋁株式會社