[发明专利]铝合金包层材料及其制造方法、以及使用该铝合金包层材料的热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及高耐腐蚀性且高成型性的铝合金包层材料及其制造方法，详细而言涉及适合作为散热器等热交换器中的致冷剂或高温压缩空气的通路构成材料使用的高耐腐蚀性且高成型性的铝合金包层材料及其制造方法。并且，本发明还涉及使用了上述高耐腐蚀性且高成型性的铝合金包层材料的热交换器，特别涉及汽车用热交换器等的流路形成部件。

背景技术

铝合金轻量且具备高导热性，通过适当的处理能够实现高耐腐蚀性，因此被用于汽车用热交换器，例如被用于散热器、冷凝器、蒸发器、加热器、中冷器等。作为汽车用热交换器的管材，使用以3003合金等Al－Mn系铝合金为芯材，在一侧的单面上包层Al－Si系铝合金的焊料或Al－Zn系铝合金的牺牲阳极材料而得到的2层包层材料；或者在这些2层包层材料中，在芯材的另一侧的单面上进一步包层Al－Si系铝合金的焊料而得到的3层包层材料。热交换器通常通过将这样的包层材料的管材与波纹成型后的翅片材料组合，以600℃左右的高温进行钎焊来制作。

在近来汽车所使用的新型的热交换器中，为了实现更进一步的高性能化，管形状的复杂化在升级。因此，就材料而言要求更进一步的高成型性。一直以来，进行在冷轧的中途进行中间退火的H14调质，或在冷轧之后进行最终退火的H24调质，调节管材的成型性。然而，仅以这样的调质难以满足近年来对高成型性的要求。

另外，如果该热交换器的管内外的表面存在具有腐蚀性的液体，就可能由于发生孔蚀而导致管贯通，或由于均匀腐蚀而导致管的板厚减少、耐压强度降低、管发生破裂。其结果，存在内部循环的空气或冷却水、致冷剂发生泄露的危险性。例如由于冷却水在散热器的管内部流通，所以一直以来通过在管的内侧包层牺牲阳极材料来进行牺牲防腐蚀。然而，由于上述的管形状的复杂化，有时在特定部分腐蚀性液体变浓，仅像现有技术那样包层牺牲阳极材料，有时难以充分地防止泄露。

在现有技术中提出了使这些成型性和耐腐蚀性分别单独提高的技术。例如，关于使包层材料的成型性或电缝焊接性提高的技术，专利文献1、2中有记载。然而，在这些专利文献中，并没有记载使牺牲阳极材料的耐腐蚀性提高的手段。另一方面，关于使包层材料的耐腐蚀性提高的技术，在专利文献3中有记载。然而，在该专利文献中，没有记载使包层材料的成型性提高的手段。

具体而言，专利文献1所记载的包层材料，通过将芯材的与长度方向呈直角的剖面上的平均结晶粒径设为30μm以下，使材料的电缝焊接性提高。然而，关于牺牲阳极材料，将粒径0.2μm以上的Mg₂Si的面积率限定为0.5％以下，但这也是用于使电缝焊接性提高的手段。关于牺牲阳极材料的耐腐蚀性，仅规定了Zn和Mg的添加量，对于将耐腐蚀性提高到现有技术以上的水平的技术没有任何公开也没有暗示。

另外，专利文献2所记载的包层材料，通过将芯材制为纤维状组织，使材料的电缝焊接性提高。然而，关于牺牲阳极材料，规定了芯材和牺牲阳极材料的硬度为50Hv以上且硬度之比(牺牲阳极材料/芯材)低于1.0，但这是用于确保钎焊加热后的疲劳强度的手段。关于牺牲阳极材料的耐腐蚀性，这里也仅仅规定了Zn和Mn的添加量，对于将耐腐蚀性提高到现有技术以上的水平的技术没有任何公开也没有暗示。

另一方面，在专利文献3所记载的包层材料中，通过将牺牲阳极材料的结晶粒径设为100～700μm，使碱性环境下的耐腐蚀性提高。然而，对于芯材仅规定了成分，对于其组织和机械性质等没有记载，对于成型性的提高没有任何公开也没有暗示。

这样，在使用铝合金包层材料例如作为热交换器的管材时，以现有技术难以提供具有优异的成型性、而且在钎焊加热后牺牲阳极材料具有优异的耐腐蚀性的铝合金包层材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8－291354号公报

专利文献2：日本特开2010－255014号公报

专利文献3：日本特开平11－209837号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种高成型性且高耐腐蚀性的铝合金包层材料及其制造方法、以及使用了该铝合金包层材料的热交换器，该铝合金包层材料具有优异的成型性和钎焊性，在钎焊加热后，牺牲阳极材料具有优异的耐腐蚀性。特别是本发明的铝合金包层材料适合作为汽车用热交换器的流路形成部件使用。

用于解决课题的方法