[发明专利]翅片坯材

说明书

技术领域

本发明涉及由3xxx系列铝合金制成的翅片坯材(stock material)，该坯材包含至少0.5％-2.0％的Mn。本发明进一步涉及包含有该翅片坯材的换热器组装件(assembly)的制造方法。

背景技术

在下文中将会明了的是，除非另有说明，铝合金牌号和状态代号(temper designations)是指在2010年由美国铝业协会(Aluminum Association)出版的Aluminum Standards and Data and the Registration Records中的Aluminum Association designations，其对于本领域技术人员而言是公知的。

对于合金组成或优选合金组成的任何描述而言，除非另有说明，所有提及百分比之处都是指重量百分比。本文使用的术语“至多”(up to)和“至多约”(up to about)明确包括但不限于所涉及的特定合金组分的重量百分比为零的可能性。例如，至多约0.05％的Cr可包括不含Cr的合金。

用于汽车冷却器、空调系统、工业冷却系统等的换热器和其它类似设备(如冷凝器、蒸发器等)通常包含若干在两个封头(headers)之间平行排列的换热管，每根管任一端均连接至其中一个封头。波纹翅片(corrugated fns)设置在相邻换热管之间的气流间隙中，并钎焊至各管上。

钎焊换热器的翅片材料或翅片坯料通常由3xxx系列铝合金(如AA3003或有目的地添加至多约3％Zn的AA3003)制成。

通过使用铝合金钎料(brazing fller)的钎焊操作将翅片坯材连接至换热管，所述铝合金钎料通常由AA4xxx系列合金制成。所述钎料通常存在于换热管的外表面，但也可仅使用镀层翅片构造。

工业规模上最常用的钎焊方法为使用基于盐的钎焊钎剂材料的真空钎焊和受控气氛钎焊。

真空钎焊在相对低的气氛压力(约为1×10^-5mbar以下)下进行，并且实质上为不连续的方法，对材料清洁度的需求高。为了获得发生连接的最优条件，通常用于真空钎焊的铝合金包含有目的地添加的1％以上的Mg。当在钎焊过程中由钎焊片(brazing sheet)气化时，Mg破坏钎剂合金的坚硬氧化膜，并且气化的Mg进一步起到除去钎焊炉中剩余的氧和水分的吸气剂(getter)作用。炉中存在的镁总是比必需的量更多。过量的镁凝集在真空炉中的冷点上，必须频繁加以去除。对合适的设备的资本投资相对较高。

NOCOLOK^TM(Alcan的注册商标)钎剂钎焊已被许多换热器制造商用作对汽车换热器进行钎焊的主要钎焊方法。NOCOLOK方法产生的主要问题为钎剂成本、钎剂处理和钎剂对炉造成的损害。此外，在形状复杂的组装件中，在组装件内部钎焊前施用非腐蚀性钎焊钎剂通常被认为是非常困难且有问题的。因此，大多数的换热器制造商一直在努力减少钎剂消耗。

对于经钎焊的换热器以及制造该经钎焊的换热器的方法、特别是不要求施用钎焊钎剂材料的钎焊方法中，铝合金翅片坯料领域仍有改进的余地。

发明内容

本发明的目的是提供用于经钎焊的换热器的铝合金翅片坯材，该翅片坯材用于特别是不需要施用钎焊钎剂材料的钎焊方法。

这一目的和其它目的以及进一步的优点通过本发明得以实现或超越，本发明提供由3xxx系列铝合金制成的翅片坯材，该翅片坯材包含至少约0.5％到约2.0％的Mn；并且该翅片坯材另外包含有目的地添加的一种或多种润湿元素，所述润湿元素选自于由Bi 0.03％-0.5％、Pb0.03％-0.5％、Sb 0.03％-0.5％、Li 0.03％-0.5％、Se 0.03％-0.5％、Y0.03％-0.05％、Th 0.03％-0.05％所组成的组，并且这些元素的总和为0.5％以下；余量包含铝和可容许的杂质。

根据本发明已经发现，本发明可以制造包含有铝工件(包括铝合金翅片)的经钎焊组装件，从而在受控气氛钎焊法中无须提供钎焊钎剂材料、如氟化物钎剂。在钎焊周期中，润湿剂在用于将翅片坯料钎焊至其它组件(component)的熔融铝填充合金中扩散，从而在即使不使用钎剂材料的情况下，所述润湿剂也能促进所述熔融填充合金具有良好的流动性，获得良好的角焊缝形成。

所述润湿元素选自于由Bi、Pb、Li、Sb、Se、Y和Th所组成的组；其中全部所述润湿元素的总量为约0.01％-0.5％。优选全部润湿元素的总量不超过0.40％。