熱交換器用鋁合金異型集流管及其製造方法
2023-05-05 19:32:36
專利名稱：熱交換器用鋁合金異型集流管及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種熱交換器用鋁合金異型集流管。本發明還涉及上述熱交換器用鋁合金異型集流管的製造方法。
背景技術：
國內的集流管斷面的形狀大多為「0」型或「D」型，整個截面的壁厚也基本上是一致的，集流管生產工藝，也不外乎兩種冷拔或高頻焊，這兩種工藝方式均存在一定的缺陷， 冷拔管釺焊層厚度偏差比較大，而高頻焊管焊縫位置和其他部位的組織、化學成分存在差異，且焊縫位置產生洩漏的機率增大，孔蝕點位也有差別。從使用角度看，「0」型集流管整個外圈多有釺焊層，而實際使用主要針對多孔扁管的焊接，釺焊時多餘的焊料如果遷移不充分，會造成掛液，影響散熱器的外觀，同時也造成不必要的材料和工藝浪費；「D」型集流管一般有兩片構件先衝製成形後自釺焊形成，工藝相對複雜，模具的加工精度要求高，裝配後也易造成焊縫的洩漏。目前如豐田、奧迪等車型的冷凝器用的集流管，為異型集流管，通過擠壓及預塗釺焊層的方式成型，部分支架等結構一次成型，尺寸小，結構緊湊，且可根據集流管的內外受力情況，設計成不同的斷面厚度，確保冷凝器有較高的爆破壓力和換熱性能，而這種材料一般為國外的公司壟斷，不對國內廠商提供，配件市場的價格也是居高不下，國內消費者為此必須相當巨大的維修成本。例如，這種產品，目前生產商為日本古河，但他們只提供給豐田系列的配套商。鋁合金異型集流管是冷凝器的關鍵材料，但目前採用的生產工藝確實存在許多的不合理之處，且集流管工藝線路長，加工成本高，資源浪費大，不適合目前國內外提倡的產業發展方向。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種重量輕、耐壓性、耐腐蝕性和系統安全性較好的熱交換器用鋁合金異型集流管。為了解決上述的技術問題，本發明的技術方案是一種熱交換器用鋁合金異型集流管，包括基材和釺焊層，其中基材的組份和重量配比是鐵0. 42-0. 70%、矽0. 16-0. 50%、銅0. 06-0. 20%、錳 1. 0-1. 4%、鉻 0. 005-0. 05%、鎂 0. 005-0. 05%、鋅 0-0. 10%、鈦 0. 01-0. 05%，其餘為鋁；釺焊層的組份和重量配比是鐵0. 10-0. 60%、矽7.0-13.0%、銅0.05-0. 15%、錳 0. 005-0. 05 %、鉻 0. 005-0. 05 %、鎂 0. 005-0. 05 %、鋅 0-0. 10 %、鈦 0. 01-0. 05 %，其餘為
ρ O在篩選了現有集流管鋁合金的基礎上，比較了鋁合金異型集流管在重量、耐壓、耐腐蝕和擠壓工藝性能等方面的特性，本發明提供了一種採用連續擠壓、預塗釺焊層的工藝， 可形成連續的定尺產品的熱交換器用鋁合金異型集流管的製造方法。該方法解決了現有熱
3交換器用鋁合金異型集流管性能不良、釺焊層塗覆困難、釺焊層附著力不好等問題，其具體步驟是1)將按上述重量配比備好的各基材原料加入到熔煉爐中，採用連鑄連軋方法生產出直徑為Φ9. 5mm或Φ 12. 5mm的圓鋁杆卷材。2)將圓鋁杆卷材放在退火爐中進行均質化退火，退火溫度為530-550°C，圓鋁杆金屬到溫保持4-6小時後取出，冷卻至常溫。該步驟的目的是降低圓鋁杆的強度，滿足擠壓的要求，提高材料的熱塑性，使合金組織和成分更加均勻。3)將圓鋁杆通過矯直裝置進行矯直。4)將矯直的圓鋁杆通過連續刷幹機構，打磨表面，並採用高壓空氣對鋁杆表面進行吹洗，確保表面光滑、清潔無汙；目的是清除圓鋁杆表面存在的油汙、氧化皮及附著的各種顆粒雜質，防止在擠壓過程中造成產品的夾雜、焊縫焊合不良、開裂、砂眼等缺陷，有利於減少模具的磨損。5)在Conform連續擠壓機上將圓鋁杆連續擠壓，生產出各種不同規格的鋁合金異
型集流管。在此步驟中，為了保證連續擠壓過程的穩定，保證鋁合金異型集流管組織性能的均勻性，保證產品質量，須合理匹配擠壓溫度和擠壓速度，擠壓溫度控制在490-520°C，擠壓速度控制在5-20m/min。6)在異型集流管設定表面進行塗覆釺焊層處理。為了保證釺焊層厚度的均勻一致，減少塗覆時釺焊層的氧化，必須控制塗覆時的電壓和電流，電壓控制在25-35V，電流控制在20-40A，並與擠壓速度相協調，確保釺焊層的厚度為 0. 08-0. 12mm。7)將鋁合金異型集流管通過冷卻水槽進行冷卻，並用高壓風將鋁合金異型集流管表面的水吹乾，通過矯直切斷裝置，即製得本發明的熱交換器用鋁合金異型集流管。本發明與現有技術相比，其顯著優點1)本發明通過對基材鐵、矽、銅、錳等合金元素的優化調整，並結合上述獨特的製造方法，確保鋁合金異型集流管具有良好的表面質量和內在質量，具有良好的耐腐蝕性，其最終性能指標可達抗拉強度艮130 150MPa，規定非比例延伸強度Rpa2 :75 95MPa，伸長率> 15%，較好地滿足熱交換器用鋁合金異型集流管產品的性能要求。2)本發明通過在異型集流管設定表面連續塗覆特定成分的釺焊層，解決了現有熱交換器異型集流管材料無法提供釺焊層的問題，本發明採用的連續塗覆技術為國內首創， 可進行形狀複雜產品的預塗處理，釺焊層厚度均勻，附著力好。3)本發明製造的熱交換器用鋁合金異型集流管無縫、耐壓高、系統安全性好。同時本發明工藝路線短，加工成本低，資源浪費小。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。附圖為本發明熱交換器用鋁合金異型集流管的結構示意圖。
具體實施例方式如附圖所示，熱交換器用鋁合金異型集流管包括基材1和釺焊層2，其性能在於基材1、釺焊層2材料的組分和配比，生產工藝也對其性能有著重要的影響。以下結合具體實施例具體說明。實施例1基材的組份和重量百分比
權利要求
1.一種熱交換器用鋁合金異型集流管，包括基材和釺焊層，其特徵在於基材的組份和重量配比是鐵0. 42-0. 70 %、矽0. 16-0. 50 %、銅0. 06-0. 20 %、錳 1. 0-1. 4%、鉻0. 005-0. 05%、鎂 0. 005-0. 05%、鋅 0-0. 10%、鈦 0. 01-0. 05%，其餘為鋁；釺焊層的組份和重量配比是鐵0. 10-0. 60%、矽7. 0-13. 0%、銅0. 05-0. 15%、錳 0. 005-0. 05 %、鉻 0. 005-0. 05 %、鎂 0. 005-0. 05 %、鋅 0-0. 10 %、鈦 0. 01-0. 05 %，其餘為 鋁；
2.—種權利要求1所述的熱交換器用鋁合金異型集流管的製造方法，其特徵在於包括以下步驟1)將按上述重量配比備好的各基材原料加入到熔煉爐中，採用連鑄連軋方法生產出直徑為Φ 9. 5mm或Φ 12. 5mm的圓鋁杆卷材；2)將圓鋁杆卷材放在退火爐中進行均質化退火，退火溫度為530-550°C，圓鋁杆金屬到溫保持4-6小時後取出，冷卻至常溫；3)將圓鋁杆通過矯直裝置進行矯直；4)將矯直的圓鋁杆通過連續刷幹機構，打磨表面，並採用高壓空氣對鋁杆表面進行吹洗，確保表面光滑、清潔無汙；5)在Conform連續擠壓機上將圓鋁杆連續擠壓，生產出各種不同規格的鋁合金異型集流管；6)在異型集流管設定表面進行塗覆釺焊層處理；7)將鋁合金異型集流管通過冷卻水槽進行冷卻，並用高壓風將鋁合金異型集流管表面的水吹乾，通過矯直切斷裝置，即製得本發明的熱交換器用鋁合金異型集流管。
3.根據權利要求2所述的熱交換器用鋁合金異型集流管的製造方法，其特徵在於在步驟幻的連續擠壓過程中，擠壓溫度控制在490-520°C，擠壓速度控制在5-20m/min。
4.根據權利要求2所述的熱交換器用鋁合金異型集流管的製造方法，其特徵在於在步驟6)中，塗覆時的電壓和電流，電壓控制在25-35V，電流控制在20-40A，並與擠壓速度相協調，確保釺焊層的厚度為0. 08-0. 12mm。
全文摘要
本發明公開了一種熱交換器用鋁合金異型集流管，基材的組份和重量配比是鐵0.42-0.70％、矽0.16-0.50％、銅0.06-0.20％、錳1.0-1.4％、鉻0.005-0.05％、鎂0.005-0.05％、鋅0-0.10％、鈦0.01-0.05％；釺焊層的組份和重量配比是鐵0.10-0.60％、矽7.0-13.0％、銅0.05-0.15％、錳0.005-0.05％、鉻0.005-0.05％、鎂0.005-0.05％、鋅0-0.10％、鈦0.01-0.05％，其餘為鋁，本發明還提供了一種採用連續擠壓、預塗釺焊層的工藝，可形成連續的定尺產品的熱交換器用鋁合金異型集流管的製造方法，該方法解決了現有熱交換器用鋁合金異型集流管性能不良、釺焊層塗覆困難、釺焊層附著力不好等問題。
文檔編號C22C21/02GK102445105SQ201110360750
公開日2012年5月9日 申請日期2011年11月15日 優先權日2011年11月15日
發明者朱俊明, 陸建國 申請人:江蘇格林威爾金屬材料科技有限公司