[发明专利]用于铝的耐腐蚀性的表面处理

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年3月28日提交的美国临时专利申请序列号61/616,542的权益，所述美国临时专利申请的公开内容通过引用方式并入本文。

发明背景

本发明总体上涉及铝合金，并且更具体地说，涉及铝合金的耐腐蚀性。

由于铝的广泛可用性和优良的热传导性能，许多热交换器由铝制成。使用挤压铝头和/或挤压铝管，因为其低廉成本和易于制造。热交换器可以由若干等级的铝制成，并且挤压和轧制的铝制品是最常见的。通常用于构造热交换器中所使用的挤压管的铝合金材料被称为低合金铝基底(如3000系列铝)。铝材料通常含有在冶炼过程中(特别是在使用废弃材料时)作为杂质引入的夹入元素，如铁、硅、镁等。这些次要元素通常在铝基体内形成具有独特电化学特性和化学特性的金属间化合物颗粒。这些金属间化合物颗粒可以充当启动腐蚀过程并且从而削弱基底材料的耐腐蚀性的局部阳极和阴极。

确切地说，当暴露于腐蚀性的含水环境时，铝易经受局部腐蚀模式，如点腐蚀、晶粒间腐蚀、应力开裂腐蚀(SCC)以及一般腐蚀。由于表面颗粒或其它非正常表面特征(如凹坑)的存在，加速的氧化和腐蚀在这些区域中启动并且最终使整个表面降解。已知点腐蚀使疲劳强度和寿命显著降低。通常，疲劳忍耐极限通过点蚀而降低至未腐蚀合金的极限的标称地一半或小于未腐蚀合金的极限。存在用于增加铝合金的耐腐蚀性的许多方法，如涂覆、电镀、阳极化处理以及铬酸盐处理金属的表面。在这些过程中，许多是昂贵的，许多是对环境不友好的，而且没有一个过程提供长期维修少的保护。例如，阳极化处理涉及复杂且昂贵的多步骤过程。铬酸盐钝化是复杂性较低的，但不提供足以允许将要在热带环境中使用的铝基材料具有长的设计寿命的点腐蚀保护。

全铝制热交换器，特别是旨在用作冷凝器或蒸发器的全铝制热交换器持续暴露于含有湿气的环境，并且可能非常容易受到腐蚀。局部腐蚀—铝合金通常经受的过程，导致管表面的点蚀。最后，随着腐蚀在这些管处继续侵蚀，孔将会形成，从而允许热交换器流体之一泄漏。点腐蚀率经常是足够快的，如果材料未正确制备，那么就会在几年的服务期内导致持有制冷剂的管道穿孔。制冷剂的逐渐失去导致冷却系统的操作效率降低，并且最终系统关闭。制冷剂的排放还可能对环境造成不利影响。

发明简述

根据本发明的一个实施方案，提供一种包括至少一个金属管的热交换器。所述管的所述表面具有改变的微观结构。至少一种非均一性物质已从所述管的所述表面除去或精炼。

根据本发明的另一个实施方案，提供一种制造具有增强耐腐蚀性的金属管的方法，所述方法包括将金属挤压成管。所述管的所述表面的所述微观结构通过当所述管受挤压时或受挤压之后立即除去或精炼非均一性物质而改变。

根据本发明的又一个实施方案，提供一种制造用于热交换器中的具有增强耐腐蚀性的金属管的方法，所述方法包括将金属板形成为具有所需形状的管。将所述金属的边缘结合在一起以形成所述管的密封。所述管的所述表面的所述微观结构通过在所述管形成之前或之后除去或精炼所述金属的非均一性物质而改变。

这些和其它的优点和特征将从结合附图的以下描述中变得更加明显。

附图简述

在本说明书的结尾处的权利要求书中具体地指出并且明确地要求了被视为本发明的主题。本发明的前述和其它特征以及优点根据结合附图的以下详述变得明显，在附图中：

图1是示例性空气调节系统的示意图；

图2是铝合金样品的截面图；

图3是图2中所示铝合金样品在被放置在潮湿环境中一段时间之后的截面图；

图4是根据本发明实施方案的铝合金的第二样品的截面图；以及

图5是根据本发明实施方案的制造铝合金管的方法的图解；以及

图6是根据本发明实施方案的制造铝合金管的方法的图解。

发明详述