[发明专利]清洁具有铝组件的传热系统的组合物

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求在2011年2月25日提交的美国临时申请号61/446,799的权益，并且其通过引用以其整体并入本文。

背景技术

汽车热交换器，诸如散热器、加热器芯、蒸发器和冷凝器，主要由铝合金制成，以减小车辆的重量。这些热交换器可以是片管式，其中翅片在与气流的方向成直角处是波纹的和/有槽的。

在过去，使用机械膨胀技术用于汽车片管式交换器的大量生产。热交换器现在主要由钎焊操作形成，其中单个组件用钎焊合金永久地结合在一起。

自从20世纪80年代早期，一种知道为控制气氛钎焊(CAB)的钎焊技术被汽车工业越来越流行地使用来制造钎焊铝热交换器。CAB优于先前的钎焊方法，即，真空炉钎焊，由于提高的产率、较低的炉维护需求、更大的钎焊工艺坚固性、和所应用设备的较低的资本成本。

当使用CAB工艺制造热交换器式，铝钎料合金(例如，AA4345或AA4043)通常预涂层或涂布在芯铝合金板材(或钎焊板)的至少一面上。可选地，预钎焊(prebraze)电弧喷涂Zn涂层施加在没有镀过金属的管上(例如，通过金属电弧喷涂工艺)，以提高其抗腐蚀性。片管的铝芯合金典型地为AA3003、或者各种“长寿命合金”、或改性的AA3003合金，其中加入少量的元素，典型地选自Cu、Mg、Mn、Ti、Zn、Cu、Cr和Zr。

在CAB工艺中，融合剂施加到被连接的预组装的组件表面。在大约560至575℃钎焊期间，融合剂开始融化，且熔融的熔剂反应、溶解和替换在铝合金表面自然形成的氧化铝层，以及空出来钎料合金。钎料合金在大约575–590℃熔化，并且开始向被钎焊的接头流动。在冷却过程期间，该钎料固化和形成钎焊接头。在表面存在的熔剂也固化，且保留在表面上作为熔剂残留物。

融合剂的另外作用是阻止在钎焊过程中重新形成氧化铝层、增强钎料合金钎料合金的流动和增加基底金属润湿性。融合剂典型地为具有K1-3AlF4-6·xH2O通式的碱金属氟铝酸盐的混合物，其本质上为K3AlF6、K2AlF5和KAlF4的混合物。对于钎焊铝或铝合金，氟基熔剂优于氯基熔剂，因为它们被认为对于铝或其合金是惰性的或者无腐蚀性的，并且在钎焊后基本是水不溶的。当使用推荐的溶剂涂层重量(对于炉钎焊是3–5克每平方米(g/m²)时，CAB工艺据说生成1–2微米(μm)厚紧密粘合的非腐蚀性残留物。因此，相信在钎焊操作后除去熔剂残留物不是必要的。

由于熔剂的报道的非腐蚀性性质、其对于钎焊组件配合的公差和灵活控制，CAB是连接铝热交换器的最低成本方法之一。其现在常常被汽车和制作热交换器的其它行业所使用。

发明内容

由我们最近进行的研究表明显示氟铝酸钾熔剂的残渣在商业的传热流体中是可溶的，和将沥滤出氟和铝离子。这些离子增加了发动机冷却系统中的金属的腐蚀和/或降低了传热流体腐蚀保护作用以及系统的传热性能。释放入传热流体的氟和铝离子的量取决于传热流体的化学成分、熔剂装载的量、使用的熔剂的成分、钎焊工艺涉及的其它参数、暴露时间以及冷却系统的运转条件和设计属性。冷却系统的的传热性能降低和腐蚀的程度往往随着暴露时间的增加而增加。

离子沥滤和随后的腐蚀问题同时影响新的和已用的车辆。在具有最近已经安装或要安装CAB铝组件的车辆中，期望阻止沥滤和腐蚀。在已用的车辆中，其中沥滤和腐蚀已经出现，期望去除腐蚀产物和防止进一步的腐蚀。腐蚀产物的存在可以使传热性能降低。

因此，存在对于清洁和去除腐蚀产物或预防其形成的组合物和方法的需要，以在含有控制气氛钎焊铝组件的车辆冷却系统的运转和寿命期间中，维持或恢复传热流体流动和传热性能，防止腐蚀损害、或阻止或最小化另外的腐蚀损害和维持传热性能。

前述需要通过清洁溶液和含有控制气氛钎焊铝热交换器的汽车冷却系统的快速清洁的方法解决。该方法可以任选地包括老化(钝化)步骤。

该方法和处理系统在以下更详细地描述。

具体实施方式

已经发现通过CAB制成的铝组件可以在与传热系统中的传热流体接触之前进行清洁，以减少不期望的熔剂的离子沥滤和随后的腐蚀。腐蚀产物可以降低传热效率。为了提高传热流体寿命，也可以期望在加新的传热流体之前和/或在传热系统中清洁和安装新的部件之后，钝化传热系统。钝化在传热系统的组件的表面上产生保护膜，其防止组件腐蚀。