[发明专利]铝合金制换热器以及铝合金挤压材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金制换热器以及该铝合金制换热器的制冷剂通路管用铝合金挤压材料的制造方法。 

背景技术

在蒸发器、冷凝器等汽车用换热器中，通常使用由轻量性和导热性良好的铝合金挤压管形成的制冷剂通路管。这些换热器的制造通常是按照以下方法进行：例如在铝合金挤压材料的管表面上附着氟化物系焊剂，并以规定的结构安装翅片等部件后，在非活性气体环境氛围的加热炉内进行钎焊接合。 

通常，汽车用换热器的制冷剂通路管用挤压管使用多孔管，该多孔管作为制冷剂流路具有由多个间壁分割的多个中空部。近年来，从降低环境负荷的观点出发，由于汽车的燃料消耗率提高要求换热器轻量化，同时也要求管的薄壁化，且由于该需求，要求截面积的进一步减少，挤压比(容器截面积/挤压材料截面积)达到了几百至几千。因此，考虑到挤压性，作为制冷剂通路管材料使用了挤压加工性良好的纯铝系的材料。 

今后，预计轻量化将进一步被促进，与此相伴，管的薄壁化也会进一步加快。在这种情况下，管材料本身的高强度化成为必要条件。而且，近年来为了防止地球变暖，有使用自然制冷剂即CO₂来代替以往采用的弗利昂作为制冷剂的趋势。CO₂制冷剂与以往的氟利昂相比，其工作压力更高，从这一点看，管材料的高强度化也是必要的。 

添加Si、Cu、Mn、Mg等对管材料的高强度化是有效的，但若进行钎焊的材料中含有Mg，加热过程中熔融的氟化物系焊剂会与材料中的Mg反应，生成MgF₂、KMgF₃等化合物，会降低焊剂的活性，从而明显降低钎焊性。另外，在使用CO₂制冷剂的换热器的情况下，由于工作温度为1 50℃左右的高温，因此，若材料中含有Cu，则晶间腐蚀敏感性明显提高。若产生晶间腐蚀，则过早地发生制冷剂的泄漏，无法起到作为换热器管的功能。 

因此，高强度化的实现不得不依赖Si和Mn的添加。然而，高浓度添加了Mn、Si的合金中，固溶于母相中的Mn、Si使变形阻力加大，例如，如上所述的挤压比达到几百至几千的多孔管，与以往的纯铝系材料相比，其挤压性极其差。此时的挤压性，当以挤压所需的冲压、在多孔管中空部的间壁不发生缺损的情况下得到的最大挤压速度(极限挤压速度)作为评价标准时，冲压越高或极限挤压速度越低则挤压性越差。高浓度添加了Mn、Si的合金，与以往的纯铝系材料相比，冲压提高，容易产生模具的破损或磨损，而且极限挤压速度也降低，因此，生产率下降。 

为得到挤压合金的高强度化以及提高挤压性，提出了为实现高强度化添加Si、Mn，为提高挤压性而组合实施高温均质化处理和低温均质化处理，由此减少母相中溶质元素的固溶量，降低变形阻力的方法(日本专利公开2005-256166号公报)。但是，在这种情况下，可以得到对应于原来的溶质元素添加量增多部分的高强度，但在挤压性的提高，特别是在挤压速度的提高方面有限度，高强度和挤压性，即高强度和生产率难以完全兼得。 

而且，汽车用换热器的制冷剂通路管用的挤压管在使用中，若发生腐蚀引起的穿通，则会产生制冷剂泄漏，无法发挥作为换热器的功能，因此，以往是通过热喷镀等预先在挤压管的表面附着Zn，在钎焊时使Zn扩散，从而在管表层形成Zn扩散层，Zn扩散层对较该Zn扩散层更深的部分起到牺牲阳极的作用，抑制板厚方向上的腐蚀，从而延长穿通寿命，但在此时，必须设置对挤压后的管进行热喷镀Zn等的Zn附着工序，而且，必须设置钎焊所需的氟化物系焊剂的涂覆工序、或在和换热器芯组装后必须设置对芯整体的焊剂涂覆工序，因此，导致制造成本的上升。 

为解决这种问题，例如，提出了将由没有事先附着Zn的铝挤压材料构成的制冷剂通路管与不管是钎料还是芯材均含有Zn的包覆翅片加以组装，从而制造换热器的方法(日本专利公开61-202772号公报)。然而，根据其实施例，此时的制冷剂通路管用铝挤压材料是纯铝系的A1050合 金、或Al-0.6％Cu合金，当其为纯铝系的A1050合金时，无法确保足够的强度，不能适用于有上述薄壁化和CO₂制冷剂换热器等高强度要求的换热器中。另外，当其为Al-0.6％Cu合金时，与A1050合金等纯铝系合金相比，虽然能够得到高强度，但由于含有Cu，在上述CO₂制冷剂热交换中有可能引起高温晶间腐蚀性，因此，无法使用。