[其他]用于热交换器列管的改进抗腐蚀性的铜-锌合金

说明书

本发明涉及一专门用于汽车散热器的热交换器组件１０。该组件内有一组用改进的铜－锌合金制造的热交换流体通道１８。该铜－锌合金内大约含锌２１％至３９％、镍１％至５％，砷０．０２％至１％及余量的铜。在推荐的实施例中，铜－锌合金中大约含锌２５％至３５％，镍２．５％至３．５％，砷０．０３％至０．０６％以余量的铜。

本发明涉及利用改进的铜-锌合金制造的热交换器装置。该合金内含镍和砷并具有极其优良的抗腐蚀性能和机械性能。

铜基合金曾广泛地用于热交换器列管。例如目前就专门选择砷黄铜，即铜合金C2613用于制造汽车热交换器。砷黄铜的成分中锌约30%，砷约0.05%，铅不大于0.05%，Fe不大于0.05%，余量为铜。最近的一系列试验表明：用砷黄铜制造的热交换器装置在使用不太长时间后在经受盐雾试验的介质流动表面上会出现严重的腐蚀。这些试验表明，仅仅经过100小时盐雾试验后砷黄铜就产生严重腐蚀。

其它合金，包括铜镍合金由于较好地兼顾了抗腐蚀性能和机械性能而获得了广泛应用。尤其是C70600及C71500等合金已用于发电厂的热交换器管道。这两种合金为铜基，其含镍量分别为10%及30%。在美国专利№3，053，511中描述了一种利用复合铜镍合金材料制造管道的热交换器。尽管这类铜镍合金已获得广泛应用，但其自身仍存在若干缺点。尤其是这类合金中一般至少应含镍10%以保证其良好的抗腐蚀性能，这导致该合金价格高昂，在经济上无法同其它非铜系合金竞争。

为了克服铜-镍系合金成本高这一困难，已开发了不同的合金系。这些合金系中加入不同的合金添加剂以获得所需要的抗腐蚀性能。例如美国专利№3，627，593、3，640，781，3，703，367、3，713，814以及4，171，972中都利用各种镍添加剂加入铜-锌基合金以使其获得较高的抗腐蚀性能和机械性能。在美国专利№3，627，593和3，640，781中则使用铜-镍-锌基合金以获得上述性能。而在美国专利№3，703，367中则利用钛和铝添加剂（或镍添加剂）或者钛和铝、镍同时加入铜-锌基合金中以改善该合金系的性能。在美国专利№3，713，814中利用多种合金元素如铅、镍、镁、铝等加入铜-锌基合金中得到一种新的抗腐蚀性能好的合金系。在美国专利№4，171，972中利用镍、锌、铁等合金添加剂并在钴、镁中任选一种加入铜基合金以获得要求的抗腐蚀性能及机械性能。

某些日本科学家曾研究了多种合金添加剂对某几种铜合金系的影响以确定这些添加剂与其抗腐蚀性能的关系。尤其是长崎（Nagasaki）等在“日本金属学会年鉴”34卷第三期343～347页上发表的报告“真空高温条件下合金添加剂对α-黄铜脱锌率的影响”中曾指出不同的合金元素包括铁、钴及镍可以按1～2%之比例加入铜基合金以阻止脱锌过程。

因此，本发明的目的之一就是要提供一种热交换器装置，它具有较强的抗盐雾腐蚀能力。

本发明的另一目的是提供一种如上所述的由铜基合金制造的具有较强抗腐蚀能力的热交换器装置。

本发明的又一目的是提供一种如前述的采用经济上具有竞争能力的铜基合金制造的热交换器装置。

通过以下的说明和附图，本发明上述的目的及其它目的和优点将有更加明瞭的阐述。在这些说明和附图中，相同的参照数码描绘相同的元素。

本发明提供的热交换器装置由于采用抗腐蚀能力强的铜基系合金制造流体通道或管道因而可达到前述的目的，具有前述的优点。以镍和砷作为合金添加剂的改进的铜-锌合金使得这种铜基合金系具有所要求的抗腐蚀能力。这种铜基合金系除了具有需要的抗腐蚀能力之外也具有极其优良的机械性能，如强度和延展性。由于多相的合金结构具有一种使抗腐蚀力恶化的固有属性，因而该合金系的加工方法应能保持该合金的单相结构。

图1示出了按本发明制成的热交换器装置。

图2为镍添加量对铜-锌-砷合金深度腐蚀影响的图解说明。

图3为砷添加量对铜-锌-镍合金平均点蚀深度影响的图解说明。

图4为砷添加量对铜-锌-镍合金最大点蚀深度影响的图解说明。

图5为镍含量对点蚀孔数与对数点蚀深度之间的关系曲线。