[发明专利]0.2%屈服强度和疲劳强度优良的热交换器用无缝铜合金管

说明书

                            技术领域

本发明涉及主要用作热交换器传热管的、0.2％屈服强度和疲劳强度优良的无缝铜合金管，特别是涉及能够用于使用HFC系氟利昂作为热介质的热交换器传热管中的、屈服强度和疲劳强度优良的无缝铜合金管。

                              背景技术

作为热交换器的传热管，一般使用由磷脱氧铜制成的无缝铜管。在将该磷脱氧铜制无缝铜管作为热交换器的传热管进行装配时，为了提高放热和吸热效果，将磷脱氧铜制无缝铜合金管切割成一定长度，将其象发卡似地弯曲加工成U字形，穿过与该U形管平行排列的铝或铝合金散热片的通孔，将塞子通过U形管来胀管、或是采用液压的方法来胀管，将铝或铝合金散热片平行地固定在传热管上。

进一步地，进行将U形管管端扩口的扩口加工以及将扩口加工部分再次扩口的再扩口加工，在该胀管部分插入另外的U形管，用磷铜焊剂进行焊接，将两个U形管连接在一起。

过去的磷脱氧铜制U形管的管端胀管后，为了进行焊接而将管端加热，则被加热部分的晶粒变得粗大，与焊接部位邻接的受热影响那部分的强度有时候显著降低。作为用于阻止这种焊接时晶粒变粗的热交换器用无缝铜合金管，众所周知有向磷脱氧铜中添加Fe而使晶粒难以变粗的热交换器用无缝铜合金管。作为在磷脱氧铜中含有必须成分Fe的该常规的热交换器用无缝铜合金管，已知有例如含有Fe：0.005～0.8％、P：0.01～0.026％、Zr：0.005～0.3％、O₂：3～30ppm，其余部分由铜组成的热交换器用无缝铜合金管(参照特公昭58-39900号公报)以及含有Fe：0.01～1.0％、含有Cr、Si、Mn、As、Ni、Co中1种或2种以上0.005～0.6％、含有P、Ca、Mg中1种或2种以上0.004～0.04％，其余部分由铜组成的热交换器用无缝铜合金管(参照特开昭52-156718公报)等。

这些无缝铜合金管作为热交换器的传热管被装配，向传热管中填充热介质，对热介质或加载或释放凝结压力，使热交换器工作。作为上述热介质，过去一直使用HCFC系氟利昂，但因为该HCFC系氟利昂促进地球臭氧层的破坏，近几年来，就已改为使用不破坏臭氧层的HFC系氟利昂。

但是，将HFC系氟利昂作为热介质时，凝缩压力必须比过去的HCFC系氟利昂被用作热交换器热介质时的凝缩压力还要大。例如，将HCFC系氟利昂中有代表性的R-22用作热交换器热介质时，施加在传热管内的HCFC系氟利昂上的凝缩压力为1.96MPa就足够了，但是，将HFC系氟利昂中有代表性的R-410a用作热介质时，凝缩压力必须为3.04MPa，热交换器传热管中的这种凝缩压力必须为过去凝缩压力的1.5倍以上。在周期性地加载这么高的凝缩压力的环境下，过去的传热管中就存在着这样一些问题：因0.2％屈服强度和疲劳强度不足，长年使用时，传热管上产生龟裂而出现故障，或者因0.2％屈服强度不足，使传热管的尺寸发生很大变化，从而使热交换器的性能降低。

                                 发明的公开

因此，为了获得由0.2％屈服强度和疲劳强度比过去还要优良的铜合金制成的热交换器用无缝铜合金管，本发明者们进行了研究，其结果，获得以下的经验：

(a)如果向磷脱氧铜中单独添加Co：0.02～0.2％时，则0.2％屈服强度和疲劳强度大幅度提高，导电率也提高；

(b)如果向磷脱氧铜中添加Co：0.02～0.2％、同时添加碳1～20ppm时，则0.2％屈服强度和疲劳强度进一步提高：

(c)P的含量优选为0.01～0.05％，进一步地，优选将作为不可避免的杂质而含有的氧含量规定在50ppm以下。

本发明就是根据这种经验而实现，具有以下特征：

(1)一种0.2％屈服强度和疲劳强度优良的热交换器用无缝铜合金管，是由这样一种铜合金制成，其中含有按重量％计Co：0.02～0.2％、P：0.01～0.05％，其余由Cu和不可避免的杂质构成，作为上述不可避免的杂质而含有的氧含量规定在50ppm以下；

(2)一种0.2％屈服强度和疲劳强度优良的热交换器用无缝铜合金管，是由这样一种铜合金制成，其中含有按重量％计Co：0.02～0.2％、P：0.01～0.05％，C：1～20ppm，其余由Cu和不可避免的杂质构成，作为上述不可避免的杂质而含有的氧含量规定在50ppm以下。