[发明专利]汽车空调层叠式换热器用铝合金复合材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种换热器用合金制品，更具体地说，本发明涉及一种汽车空调层叠式换热器用合金及制备方法。

背景技术

空调系统及其换热用的蒸发器利用液态制冷剂(或称冷媒)在低温低压下易蒸发为蒸气、同时吸收被冷却介质热量的特性，达到制冷目的；汽车空调系统对于起换热作用的蒸发器的体积、效率和稳定性要求更高，进而逐步发展出层叠式蒸发器，成为汽车新型空调系统的重要组成部分。

层叠式蒸发器散热片表面带许多“泡泡”，是由芯层及表面带低熔点钎焊层的内、外层即通常三层铝合金带材模压而成。现有三层铝合金带材的内、外两层通常为传统的4XXX牌号的合金，其作为钎焊连接的表面平台，熔点较低(通常只有577-600℃左右)会先熔化；芯层通常采用传统的3XXX牌号的合金，其作为“泡泡”及整个换热器的结构骨架和支撑，熔点较高(通常在660℃左右)，钎焊时不会熔化。传统层叠式蒸发换热器的散热片通常分别采用外层4343合金、芯层3003合金、内层4343合金的三层复合材料(以下简称4343/3003/4343)。

两片散热片以内层一侧“泡泡”对“泡泡”堆叠起来，在600℃左右钎焊时，“泡泡”堆叠表面的钎焊层熔化后相连在一起形成密集有序的制冷剂通道，从而有效地增大了换热面积，大大提高蒸发器的制冷能力；两块散热片的外层端头区域则直接连接在一起构成制冷剂入口和出口通道，外层其它大部分区域则与不带钎焊层的翅片波浪带组装在一起构成风道表面。通常，在散热片内层流动的制冷剂不具备腐蚀性，而散热片外层的广大风道区域则受到汽车吸入的环境气流长期冲刷，传统层叠式蒸发器散热片缺点在于：只适应制造厚度0.44-0.50mm范围的散热片，以致换热器体积较大；受汽车所处复杂外部气候等条件影响，在蒸发器两块散热片连接的外层端头区域，容易优先发生腐蚀穿孔，出现泄漏。因此在提高散热片芯材强度和加工性能的同时，解决散热片外层的耐腐蚀性能是提高层叠蒸发器整体耐腐蚀性和使用寿命的关键。

近年来，随着汽车产业不断向轻量化、低排放、燃油经济性的方向发展，对汽车空调层叠式蒸发器进一步小型轻量化的要求也日益增长，为此，也要求有一种厚度更薄、强度更高、耐腐蚀性能更为优良的层叠式换热器用复合材料；如何增加层叠式蒸发器单位体积换热效率同时，进一步提高散热片耐腐蚀性能、以及机械和加工性能一直是行业公认的难题。

发明内容

针对现有技术的上述缺点，本发明的目的是要提供一种汽车空调层叠式换热器用铝合金复合材料及制备方法，其具有如下优点：该层叠式换热器铝合金复合材料能制得厚度更薄、耐腐蚀性能更优良、强度更高、成型性能良好的成品。

为此，本发明的技术解决方案之一是一种汽车空调层叠式换热器用铝合金复合材料，是由外层、内层、芯层合金复合而成，而所述外层合金各组份的质量百分比为：硅6.8-8.2％，铁≤0.4％，铜≤0.25％，镁≤0.05％，锰≤0.05％，锌0.7-1.3％，钛≤0.05％，其他杂质元素合计≤0.15％，其余为铝。

考虑到汽车空调层叠式蒸发器与翅片波浪带连接在一起的散热片外层所处的严苛工作环境，腐蚀难以完全避免的实际情况，但为防止腐蚀优先纵深进入芯层、提高蒸发器整体的耐腐蚀性能，更有效地发挥外层的表面牺牲阳极作用、延缓腐蚀向纵深发展危及芯层，从而更好地保护芯层合金，使芯层能够更为持久负起强度支撑和散热作用，提高蒸发器的整体工作寿命；本发明铝合金复合材料创造性地在外层合金中控制Zn含量为0.7-1.3％；若Zn含量降到0.7％以下，外层电位下降不大，导致外层钎焊层与芯层电位相差不大，形成的原电池反应过弱，不能起到有效的牺牲阳极保护芯层作用；若Zn含量超出1.3％，外层电位下降过大，导致外层钎焊层与芯层电位相差过大，形成的原电池反应过强，外层钎焊层将很快被腐蚀掉，也不能起到充分的保护芯层防腐作用。

外层合金中控制Mg含量为≤0.05％；若Mg含量超出0.05％，由于Mg在高温时容易蒸发出来，在气体保护焊时与钎剂发生化学反应，对钎焊造成不良影响。

由本发明实施例实测数据证明：本发明外层合金中组份配方为本发明芯层乃至铝合金复合材料整体的耐腐蚀性能、力学性能提高都起到了基础性的支撑作用，也促进了本发明铝合金复合材料的减薄化，并保持其良好的机械加工性能。

为配合外层合金的组份改进，进一步提高本发明复合材料的耐腐蚀性、更好强度、良好加工性能等多种性能，本发明复合材料还包括对于芯层组份的如下改进：