[发明专利]用于具有内保护覆层和钎焊湍流器的热交换器管的合金

说明书

技术领域

本发明涉及用于由铝合金制成的热交换器管的钎焊片材，特别是用于冷却或优化发动机效率、和乘客车厢热调节和空气调节的那些。

这特别适用于遭遇严重腐蚀环境的热交换器管如进行废气循环的进气冷却器（charged air cooler）管，并且所述管通常具有设计用于通过提高交换表面积和干扰内部流体循环而改进热交换的湍流器。

背景技术

铝合金由于其密度低、同时具有良好的导热性、易于使用和良好的耐腐蚀性而用于制造大部分汽车热交换器，所述低密度能够减轻重量，特别是与铜合金相比。

以下涉及的所有铝合金使用定期出版的Registration Record Series中Aluminum Association所定义的名称而命名，除非另作说明。

交换器包括用于内部流体循环的管和翅片或隔板，并且可以包括湍流器以提高内部流体与外部流体之间的热传递，并且其通过机械组装制造或通过钎焊而制造。

在进气冷却器的情况下—本领域技术人员称之为CAC—常用构形为通常由AA3xxx铝合金制成的构成管的芯板（通常称为管条）在外表面和内表面用通常为AA4xxx系列的称为钎焊合金的合金而覆盖。这具有优点：其在低于芯部熔点的温度下熔融并且，通过施加热钎焊循环而可以使待组装的两个材料之间产生连接（换句话说，被钎焊），或可以将管条与其自身相连以通过钎焊而使管封闭，另一方案为焊接。

该构形示于图1，管条的芯部称为标记2并且其内部钎焊合金覆层和外部钎焊合金覆层称为标记1。置于不同管列之间的隔板由未覆层的AA3xxx合金构成。类似地，插入管的湍流器还可以由AA3xxx合金制成并且是未覆层的。插入物通过在管外表面的4xxx覆层而钎焊至管上。湍流器通过在管内表面的4xxx覆层而钎焊至管内。用于隔板和湍流器的AA3xxx合金可以相同或不同。用于管芯部的AA3xxx合金通常称为“长寿命”合金，换句话说，其对外部盐水腐蚀具有良好的耐性。

图2示出了湍流器管的简图，管称为标记1，湍流器标记为3并且钎焊合金覆层标记为2。

Nihon Radiator Co.Ltd.的申请EP0283937A1给出了一个实例。

目前存在将废气再注入至进气冷却器以使其与清洁空气混合并且返回至进气口的发动机设计，最终目的在于降低车辆的污染物排放。

在该构形中，可以冷凝的废气在冷却器中可以产生特别严重的腐蚀环境，特征特别是低的pH（可以显著低于3）。

在如上所述现有技术的管构形的情况下，包含于覆层的AA4xxx合金中的硅在钎焊操作中显著扩散至形成管的芯部的芯部合金，因此使其耐腐蚀性降低。

本领域技术人员已知的一个方案包括将由AA1xxx或AA7xxx合金制成的中间覆层在共同轧制过程中插入至管芯部合金与其由AA4xxx钎焊合金制成的内部涂层之间。

该构形示意性地示于图3，管芯部称为标记3，由AA4xxx合金制成的外部涂层称为标记4，同样由AA4xxx合金制成的内部涂层称为标记1，并且由AA1xxx或AA7xxx合金制成的中间涂层称为标记2。

该涂层通过限制硅在钎焊过程中由内部覆层扩散至管芯部而起作用，从而提高其耐腐蚀性。

AA7xxx系列中通常的牺牲合金还用作中间覆层合金。

这些“多覆层”片材是本领域技术人员所已知的并且特别是公开于申请Kobe Steel Ltd.Shinko Alcoa的JP2003027166A、Shinko Alcoa Kizai KK的JP2005224851A、Alcoa Inc的WO2006/044500A2和WO2009/142651A2、Corus Aluminium Walzprodukte GmbH的WO2007/042206A1、Novelis的US2010/0159272A1等。

该类“多覆层”片材在废气通过的进气冷却器中的用途公开于Modine Mfg Co.的申请WO2008/063855中。

Behr America Inc.的申请EP1762810A1和US2007/0051503A1公开了另一方案，包括在管内部常规类型钎焊过程中，在湍流器的AA3xxx合金芯部和由AA4xxx合金（通常AA4045）构成的其覆层之间，促进形成本领域技术人员已知的“棕色带”。该管通常还由在其两面具有AA4xxx覆层的AA3xxx合金制成。在一个高度优选的实施方案中，管和湍流器实际上由相同的材料制成。