[发明专利]钎焊用铝合金翅片材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有优异耐久性的用于换热器的翅片材料，其具有高钎焊后强度和抗接头腐蚀能力。特别是适合与汽车空调器的冷凝器或蒸发器的铝合金管体配合使用的铝合金热交换器用翅片材料及其制备方法。

背景技术

铝制热交换器作为散热器、加热器芯、油冷却器、中间冷却器、车辆空调机的蒸发器或冷凝器等的汽车热交换器已经广泛使用。汽车热交换器主要通过钎焊法(硬钎焊)来生产，主要包括真空钎焊和可控气氛钎焊。通常，使用Al-Si系合金作为钎料，钎焊温度在600℃左右，此时钎料完全熔化，通过钎料进行钎焊接头的冶金结合。

近年来，为了使汽车具有更高的性能，需要改善换热器的性能，使其重量更轻，耐久性更高，对材料的性能提出了更高的要求，需要开发新型的能够与其相适应的铝合金钎焊材料。如用于小汽车空调器的冷凝器和蒸发器的换热器，可通过将其管、翅片进行减薄而使其重量更轻。

目前使用的汽车热空调系统用冷凝器一般是通过将成形好的复合翅片与通过挤压等生产的管进行组装，二者通过钎焊技术而实现冶金结合。其中，铝管是使如冷冻液等流体在其中流通，而翅片材料是为了保证良好的散热能力。

在冬季积雪或路面结冰时，为了防止汽车的打滑事故，在路面上大量播撒盐类融雪剂。这些融雪剂附着在行使中的汽车的热交换器上促使热交换器的腐蚀。加之环境污染、酸雨等，都能促使汽车换热器加速腐蚀。在苛刻的环境下使用汽车用热交换器时，在铝管体上产生点腐蚀，如果由于点蚀而使管件产生穿孔而使冷却液体发生泄漏，这对换热器来说是致命的，致使换热器丧失换热能力。

为了抑制管材的点蚀，专利CN1052438C涉及了通过在管表面上喷镀Si粉和Zn或Zn合金的方法形成铝管的钎焊层，Zn或Zn合金在钎焊时向管内层扩散，形成Zn的扩散梯度，从而使管体表面的电位比铝管体内部的电位低的材料，起到牺牲材料的作用。另外，专利CN101220430B开发的翅片材料中，添加了约1.6～2.2％的Zn，使翅片具有牺牲作用，以保证管件不被腐蚀，保持换热器的长期使用。

但是，在喷镀Zn的铝管与复合翅片进行钎焊结合时，Zn从铝管的表层向铝管厚度方向扩散，同时，Zn也向钎焊接头处扩散，而造成Zn的富集，使接头处的腐蚀电位比铝管和翅片的低，因而，接头处被优先腐蚀。进一步地，试验结果发现：当铝管喷镀的Zn量增多时，Zn向接头处的扩散更明显；减少Zn的喷镀量，可以减少接头处Zn的富集，但是Zn量的减少，会降低铝管的耐腐蚀性。而使用含Zn的翅片时，翅片中的Zn也会在接头处富集，而进一步导致接头处Zn含量的增加，而使接头的腐蚀电位进一步降低。当在苛刻环境条件下使用时，铝管与翅片的接头处往往优先被腐蚀，严重时会产生铝管与翅片分离，导致换热器的传热性能急剧降低。

另外，在实际应用过程中，还会由于风力，汽车洗涤水流等在翅片上施加外力。因此，必须使其保持一定的强度，即使腐蚀到一定的程度，也不致于使翅片断裂。所以，翅片材料要有较高的强度，特别是当翅片减薄时，要保证翅片仍能具有很高的强度。

一般来说，在生产铝合金钎焊用复合材料的过程中，由于铸锭切头，热轧及冷轧产品的切头和尾以及切边等，会产生30％左右的废料。其中，铸锭的废料通过重熔处理容易利用，而热轧和冷轧产品的切头尾和切边的废料却难以重新利用来生产铝钎焊复合材料。这些废料含有较高的合金元素，如下表所示，尤其是Si的含量很高。

铝合金钎焊废料的成分范围(重量％)