[发明专利]高温钎焊性优异的铜合金管及其制造方法

说明书

提供一种高温钎焊性优异的铜合金管及其制造方法，所述铜合金管是一种由CuCrZr合金构成的拉拔加工管，即便在相当于固溶处理的温度段，也可以抑制机械强度变差，尤其可以抑制晶粒粗化。该方法包括：固溶工序：将管状挤出材料以900℃以上的固溶温度加热保持，并进行水淬；主加工工序：包含进行拉拔加工的拉拔加工工序和将其以退火温度进行加热并水淬的中间退火工序的工序组合；调整加工工序：进一步进行拉拔加工，使沿轴线的纵截面和垂直于轴线的横截面的各自的平均晶粒粒径为50μm以下。在固溶工序后，通过使纵截面和横截面的各平均晶粒粒径达到100μm以上且使退火温度达到900℃以上，从而在调整加工工序后，即使以至少980℃加热30分钟后进行气冷的情况下也可使纵截面和横截面的平均晶粒粒径为100μm以下。

技术领域

本发明涉及一种高温下的钎焊性优异的铜合金管及其制造方法，尤其涉及一种在900℃以上的高钎焊温度下也可抑制晶粒粗化且机械性质优异的由铬锆铜合金构成的铜管及其制造方法。

背景技术

导热性高的铜管在热交换器的水冷管道和制冷剂用管道上大量使用。尤其是，出于耐热性、耐压性和/或耐腐蚀环境性等对于特殊环境的耐性的观点，进行了由添加了合金成分的铜合金构成的铜合金管的各种研发。其中，会要求铜合金管中兼备优异的耐受用于组装到各种装置中的钎焊时的劣化的特性。

例如，专利文献1公开了一种铜合金管及其制造方法，其涉及一般认为耐热性优良的由Cu-Co-P系合金构成的铜合金管，即使进行800℃以上高温下的钎焊处理也不会损失太多机械强度。首先，将调整了Co和P成分组成的Cu-Co-P系合金坯料加热到680～800℃的温度，均质化处理后，在750～980℃的温度下热挤出，水冷得到挤出管坯。对其进行轧制加工和拉拔加工，得到规定尺寸的拉拔管(平滑管)，通过中间退火、即在400～700℃的温度下保持5分钟～1小时，使析出物分散。进一步进行拉拔加工，并进行最终退火、即在500～750℃的温度下保持5分钟～1小时左右，使加工硬化的拉拔管变软，同时使析出物再次分散。虽然其中进行了两次退火，但其目的并非仅仅为了减少应变以便于拉拔，也是为了使析出物分散。该文献声称，通过这种处理，可以使Co-P化合物、(Co,Ni)-P化合物等析出物分散，从而使其作为用于抑制晶粒粗化的钉扎颗粒发生作用。

另一方面，专利文献2和专利文献3均描述了一种含有约1质量％的Cr和/或Zr的析出硬化型铬锆铜(CuCrZr)合金，其在专利文献2中是作为需要兼备耐热性和高温强度、高导电性以及高导热性的电极材料，在专利文献3中则是作为要求进一步具备弯曲加工性和耐疲劳强度等的电气电子零件用弹簧材料和触点材料。所述合金在900℃以上的固溶温度下加热保持后，水淬，得到过饱和固溶体，加工成规定的形状后，在400～500℃左右的温度进行时效处理，使微小的析出物分散析出，调整机械强度后使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-100579号公报

专利文献2：日本特开平9-76074号公报

专利文献3：日本特开2009-132965号公报

发明内容

发明要解决的问题

近年，发电设备等要求高能量效率，常常要在更高的温度下作业，为此可以考虑在热交换器的管道等方面采用高温下可靠性优异的CuCrZr合金。然而，采用这种合金制造合金管的例子还不多。

另外，在部件之间的接合方面，像上述这种需要高温作业的设备中，虽然可以采用含有高温下可靠性高的镍、铬、钨之类高熔点金属的钎焊材料来进行钎焊处理，但这种钎焊处理的温度在900℃以上，有时甚至达到1000℃左右的温度。即，由于其相当于以铬锆铜合金为主的普通铜合金固溶处理的温度段，由晶粒粗化导致的机械强度变差成为一个突出问题。