[发明专利]铝合金、由铝合金形成的挤压管和热交换器

说明书

公开了用于热交换器应用的铝合金和用于制造包含铝合金的坯料的方法。铝合金包含量为0.01重量％至0.08重量％的硅；量为0.03重量％至0.12重量％的铁；量为0.50重量％至0.90重量％的锰；量为0.1重量％至0.15重量％的钛；量为0.05重量％至0.10重量％的锌；不大于0.03重量％的铜；不大于0.008重量％的镍；不大于0.03重量％的其他杂质；和余量的铝。铁加硅相对锰之比为0.044至0.40，锌和钛的总重量％为0.15重量％至0.25重量％。坯料的制造包括将坯料加热至575℃至625℃的温度并均热，以及将坯料以每小时100℃至225℃的受控速率冷却至350℃。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年2月6日提交的美国专利申请第15/889,331号的优先权，并且还要求于2017年2月9日提交的美国临时申请第62/456,742号的权益。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及由铝合金形成的管和由复数个管形成的热交换器，所述铝合金具有改善的高温钎焊性能和优异的耐腐蚀性。

背景技术

本部分提供了与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。

铝管被用于住宅、商业、以及汽车的加热和冷却应用的钎焊热交换器。中空铝圆管通常通过挤压、拉伸或焊接形成。通常用于构造铝管的铝合金包括1xxx系列和3xxx系列合金。

铝管主要被制造成称为发夹形部(hairpin)的U形弯曲形状。为了形成热交换器，将几个发夹形部插入穿过被称为翅片的冲压铝薄片的堆叠体。随后，使用心轴对发夹形部进行机械扩展，这增加了接触翅片的表面积。在扩展之后，使用钎焊工艺将其他管与发夹形部冶金接合以形成闭合环(例如，用于制冷剂流动的导管)。在钎焊工艺期间使用的典型钎料合金包括铝-硅合金或铝-锌合金。

基于硅的钎料具有560℃至580℃的活化温度，而1xxx系列和3xxx系列铝合金具有635℃至655℃的固相(例如，熔化)温度。因此，在钎焊期间严格控制温度分布对于防止由铝管的熔化(例如烧穿)引起的泄漏是必要的。烧穿无法被目视检测并且需要专门的泄漏识别测试和工序，增加了盘管制造的复杂性和成本。

通过在较低温度下进行钎焊避免了烧穿。然而，低温钎焊会不利地影响生产率并引起各种其他品质问题。因此，存在对钎焊期间不易烧穿的铝合金的需要。

发明内容

本部分提供了本公开的一般性概述，而不是本公开的全部范围或其所有特征的全面公开。

本公开提供了一种铝合金，其包含：量为0.01重量％至0.08重量％的硅(Si)；量为0.03重量％至0.12重量％的铁(Fe)；量为0.50重量％至0.90重量％的锰(Mn)；量为0.1重量％至0.15重量％的钛(Ti)；量为0.05重量％至0.10重量％的锌(Zn)；量小于0.03重量％的铜(Cu)；量小于0.008重量％的镍(Ni)；量小于0.03重量％的其他杂质；和余量的铝(Al)，其中铁和硅的组合与锰之比((Fe+Si):Mn)为0.044至0.40，以及锌和钛的组合(Zn+Ti)的总重量％为0.15重量％至0.25重量％。

根据本文提供的描述，其他适用领域将变得显见。本发明内容中的描述和具体实例仅旨在用于说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。

附图说明

本文中描述的附图仅用于所选实施方案而不是所有可能的实施方式的说明性目的，并且不旨在限制本公开的范围。

图1A至图1C是在使根据本公开生产的合金经历化学蚀刻之后，合金的晶粒显微组织的照片；

图2A至图2C是在暴露于650℃的温度之后的管表面的照片，其中图2A和图2B是由根据本公开的合金形成的管的照片，图2C是由常规3003铝合金形成的管的照片；