[发明专利]热交换器用磷脱氧铜管

说明书

技术领域

本发明涉及即使调质采取退火强度也优异，能够稳定且以低成本制造的热交换器用磷脱氧铜管。还有，在本发明中，也包括铜合金管，称为铜管。

背景技术

磷脱氧铜管(JISH3300C1220T)，被广泛使用于房间空调器、组合式空调器、二氧化碳制冷剂热泵式热水器、冰箱、陈列柜和自动售货机等的热交换器以及压缩机周边的机内配管和零件。

例如，房间空调器的热交换器，是使弯曲加工成发夹状的U字形铜管(以下有称为铜管的情况)，通过铝翅片的贯通孔，利用夹具对于所述铜管进行扩管，从而使铜管与铝翅片密接，再对于铜管的开放端进行扩管，在该扩管部插入弯曲加工成U字形的铜管(回转弯头)，利用磷铜焊料等的钎料，将发夹状的铜管与回弯管连接，从而制造热交换器。

另外，在连接压缩机与热交换器的机内配管中，制作将铜管任意弯曲加工的材料，如果有必要则对管端进行扩管或缩管加工，利用上述的磷铜焊料等钎料，通过机内配管连接压缩机与热交换器，组装房间空调器。

另一方面，房间空调器等所使用的制冷剂中，能够广泛使用HCFC(氢氯氟烃)系的氟利昂，但HCFC由于臭氧破坏系数高，所以从环境保护的观点出发，要使用其值小的HFC(氢氟烃)系氟利昂。此外，在热泵式热水器或自动售货机中，要使用比HFC对环境更温和的作为自然制冷剂的二氧化碳。例如，作为制冷剂气体的设计压力的一例，HCFC的R22为2.8MPa，相对于此，HFC的R410A为4.17MPa，二氧化碳增大到14MPa。

如果设计压力提高，则热交换器或机内配管的铜管就需要增加其壁厚，以使之可耐受强度。但是，从资源的有效利用的观点出发，另外在成本上，提高铜管的壁厚，铜的使用量就会变多，这其中就存在问题。为了解决这一问题，开发出高强度磷脱氧铜管并供应市场，以之取代现有的磷脱氧铜管。该高强度磷脱氧铜管，比现有的铜管强度高，这样就能够使壁厚变薄，削减铜的使用量，从而实现省节约资源和制品的低成本化。这一新的磷脱氧铜管，也被追加到日本工业规格JISH3300中，作为有别于现有的磷脱氧铜管有用的材料而受到期待。

一直以来，作为此高强度磷脱氧铜管，例如，公开有一种由铜合金构成的、0.2％屈服强度和疲劳强度优异的热交换器用无缝铜合金管，该铜合金的组成含有Co：0.02～0.2质量％、P：0.01～0.05质量％，余量由Cu和不可避免的杂质构成，作为所述不可避的杂质所含的氧含量限制在50ppm以下(专利文献1)。另外，还公开有一种热交换器用铜合金管，其具有如下组成，含有Sn：0.1至1.0质量％、P：0.005至0.1质量％、Fe：0.03至0.1质量％、O：0.005质量％以下和H：0.0002质量％以下，余量由Cu和不可避杂质构成，平均晶粒直径是30μm以下，0.2％屈服强度为95至200N/mm²(专利文献2)。此外，还公开有一种交叉翅片管型热交换器的传热管用的无缝管，其由磷脱氧铜构成，该无缝管的壁厚(mm)对于外径(mm)的比(t/D)在0.040以下，该无缝管的抗拉强度(σB)为245MPa以上，0.2％屈服强度(σ0.2)在140MPa以下，伸长率(δ)为40％以上(专利文献3)。

【先行技術文献】

【专利文献】

【专利文献1】特开2000－1728号公报

【专利文献2】特开2006－274313号公报

【专利文献3】WO2012－128240号公报

但是，专利文献1所公开的磷脱氧铜管，含有高价的Co达0.02质量％以上，若考虑该Co的价格进一步上升的可能性，则铜管的成本有可能进一步上升。另外，专利文献2所公开的铜合金管，利用Sn的固溶强化和Fe的析出硬化提高强度，但若Sn变多，则挤压时的变形阻抗变大，因此需要大型的挤压机。另外，为了降低热变形阻抗，需要在高温下压出铜管，高强度磷脱氧铜管，与现有的磷脱氧铜管相比，挤压所需的成本变高。另一方面，专利文献1或专利文献2所公开的管是合金管，在坯料的铸造、挤压、加工拉拔和热处理等的各工序中，与现有的磷脱氧铜管相比，要求有更高的技术能力。日系的空调机和热交换器组装厂商进军海外时，期望原材的铜管也能够在海外供应。这时，铜合金管虽然高强度、耐热性优异，弯曲加工性也良好，但存在难以由海外当地供应的情况。即，在海外，欧美的伸铜厂商没有问题，但在欧美以外的技术实力差的国家，就存在当地不能稳定而低成本地供应这样的铜合金管的问题点。