[发明专利]一种冷凝燃气铸铝锅炉热交换器用高耐腐蚀铝合金

说明书

本发明提供了一种冷凝燃气铸铝锅炉热交换器用高耐腐蚀铝合金，属于热交换材料技术领域。它解决了现有的冷凝燃气铸铝锅炉热交换器用铝合金无法兼顾耐腐蚀性和耐磨性而导致使用寿命不长的问题。本壁挂炉冷凝燃气铸铝锅炉热交换器用高耐腐蚀铝合金，包括以下质量百分数的成分：Si：9.0wt％～12wt％；Mg：0.20wt％～0.45wt％；Fe：0.25wt％～0.55wt％；Cu：0.03wt％～0.05wt％；Mn：0.15wt％～0.45wt％；Ni：≤0.05wt％；Ti：≤0.05wt％；余量为铝。它通过在铝合金中加入铜和镍等元素，具有较好的流动性和气密性，加入高含量的硅还可以提高合金耐腐蚀性，加入锰元素能够使合金内单晶Si在凝固过程中达到改性，具有较高的耐磨性。

技术领域

本发明涉及一种冷凝燃气铸铝锅炉热交换器用高耐腐蚀铝合金，属于热交换材料技术领域。

背景技术

冷凝式燃气壁挂炉其核心部件的热交换器为铸铝式材料，集燃烧室、烟道、水道于一体。虽然，采用铸态的吸热柱具有较大的换热面积，但是，在制造壁所使用的材料的质量和厚度及各种部件的组装方法必须满足，使在合理的寿命期间以及正常安装和使用条件下，结构和运行特性不出现明显变化；尤其是，壁挂炉的核心部件热交换器及燃烧(烟气)回路的所有部件应承受在正常使用时可能会遇到的机械、化学和热力的条件。这就要求对于换热器及之后的管路材料需采用耐腐蚀性较好的铸铝合金或进行有效的腐蚀防护。一般通常通过对铸铝合金的材料进行改善来提高耐腐蚀性能。

而铝合金作为一种具有高强度、高导热、易成型和耐腐蚀材料，通常以3003系和3005系铝合金为代表的3XXX系列被广泛应用于汽车及工程机械的冷却系统，家用商用空调热交换器等领域。如中国专利申请(CN102011032A)公开了一种用于热交换器的耐热铝合金及其制备方法，其组分和重量百分比为Si：0.05～0.12％；Mn：1.1～1.5％；Cu：0.6～1.0％、Mg：0.05～0.4％、Fe：0.1～0.4％、Zr：0.05～0.2％、Ti：0～0.05％，其余为Al。其虽具有一定的抗腐蚀性和高抗拉强度性能，但是，由于其硅的含量相对来说呈低含量，整体的抗腐蚀性相对较差；且其主要是应用在空调和汽车换热器，相对于燃气壁挂炉上换热器来说，其在防腐性能上的要求更高，且耐磨性较差。

发明内容

本发明针对以上现有技术中存在的缺陷，提供一种壁挂炉冷凝燃气铸铝锅炉热交换器用高耐腐蚀铝合金，解决的问题是如何使铝合金兼具高耐腐蚀性和高耐磨性。

本发明的目的是通过以下技术方案得以实现的，一种壁挂炉冷凝燃气铸铝锅炉热交换器用高耐腐蚀铝合金，其特征在于，该铝合金包括以下质量百分数的成分：

Si：9.0wt％～12wt％；Mg：0.20wt％～0.45wt％；Fe：0.25wt％～0.55wt％；Cu：0.03wt％～0.05wt％；Mn：0.15wt％～0.45wt％；Ni：≤0.05wt％；Ti：≤0.05wt％；余量为铝。

本发明壁挂炉冷凝燃气铸铝锅炉热交换器用高耐腐蚀铝合金加入Cu元素能够对铝硅合金有显著的固溶强化作用，通过加入高含量的Si元素能够与铝、铜和镍等元素在合金中形成化合物强化相，能够使具有流动性好和气密性好的优点，更重要的是通过高含量硅元素起到提高合金耐腐蚀性的效果；镁元素的加入能够起到固溶强化相的作用；少量的钛元素存在，有利于镁在其中的固溶达到强化的效果。另一方面，由于硅含量较高，在结晶过程中，很容易在合金的表面暴露出硅元素，不利于合金的细化，使耐磨性能会降低。因此，通过加入锰元素能够使合金内单晶Si在凝固过程中达到改性，尺寸变小，更进一步的达到细化晶粒的作用，提高合金的性能，使达到高耐磨的效果。从而实现兼具高耐磨和防腐性能好的效果。