[发明专利]热交换器用铜合金管

说明书

技术领域

本发明涉及在箱型空调等空调仪器或热泵式热水器的热交换器或其配管中使用的热交换器用铜合金管，特别涉及具有优异的强度的同时，热挤压等加工性优异的热交换器用铜合金管。

背景技术

对于在热交换器中使用的铜管，要求强度高、加工性好、耐腐蚀性优异、热传导性良好、钎焊性好且疲劳强度高等特性，作为满足这些的实际使用条件的材料，一般使用磷脱氧铜。

而另一方面，从对应地球暖化的问题出发，正在进行因对氟利昂制冷剂的限制而使用代用氟利昂的转换以及将CO₂作为制冷剂的热泵式热水器的普及。对于这样的新制冷剂由于其操作时冷凝压力变得比以往高，因此为了在使用磷脱氧铜的铜管中得到充分的耐压，需要将管的壁厚变得比以往厚。但是，如果壁厚变厚，由于增加了使用的铜量，因此伴随着近年来铜价的高涨而带来产品价格的高涨，另外，从节约作为资源的铜材料的观点出发，也是不利的。

作为对应这样问题的材料开发有如下铜合金管：使用通过在材料内部分散析出有Co和P的化合物来提高强度的Cu-Co-P系合金(例如，参照专利文献1)，或使用通过在Cu中固溶Sn来提高强度的Cu-Sn-P系合金(例如，参照专利文献2)。这些铜合金由于比磷脱氧铜强度高，因此即使制冷剂的压力上升也能用与以往同等或更薄的壁厚的管来对应。

专利文献1：日本专利第3303778号公报

专利文献2：日本专利第3794971号公报

专利文献3：日本专利第3878640号公报

发明内容

但是，Cu-Co-P系合金Co和P的化合物分散析出于Cu的母相中，通过其析出强化而得到高的强度。但是，对于该材料，由于在热交换器组装时所必须的钎焊，在高温进行加热时促进这样的析出物的再固溶，因而存在降低高强度化性能这样的问题。

Cu-Sn-P系合金的情况，Sn在固溶状态下有利于强化，即使在高温下进行加热也能维持高强度化的性能。但是，通过固溶成分进行强化时，与析出强化相比有必要增大合金成分的添加量，如果添加量变多，会产生热传导性降低或加工性恶化的问题。

Cu-P-Co-Sn-Zn系合金即使在加热到高温度的情况下，也难以因加热而晶粒粗大化，因而在加热后仍能维持高强度。但是，退火后的机械特性与磷脱氧铜相比硬、延伸小，因此会产生在传热管内面的沟槽加工变得困难的问题。

另外，在铜管的加工中，一般在热轧中挤压加工铸造材料成形为预成形管后，通过冷轧的拉制加工来加工成规定的尺寸，但是如果增加合金成分的添加量，有挤压加工时的变形阻力变高的问题。其结果是，如果不施加更高的挤压压力，就不能成形为预成形管，因此对加工设备的制约条件变得更严格。

本发明的目的在于，提供一种热交换器用铜合金管，在维持铜合金管的具有高强度的优点的同时，提高其加工性，特别是通过抑制热挤压中挤压压力的上升来实现生产性的提高。

如前所述，使用析出强化作为铜合金管的强化机制时，在钎焊时的超过750℃这样的高温加热下会有降低高强度化性能的问题。另外，使用固溶强化作为强化机制时，因添加量的增加而导致挤压加工时的变形阻力上升、热传导性降低成为问题。为了使这些强化机制的优点和缺点在实用水平上实现良好的并存，希望平衡性良好地混合析出强化成分和固溶强化成分，能一起活用两者的优点。即，可以说在不产生因变形阻力上升而导致不良情况的添加量范围内，添加固溶强化元素，进一步与其相对应添加析出强化元素，试图补充强度是有效的。对于以上反复讨论的结果，本发明者们发现了通过以下的手段可以解决上述课题。

为了达到上述目的，本发明的一个实施方式在于提供一种热交换器用铜合金管，是将含有0.1～1.0质量％的Mn、0.05～0.5质量％的Fe以及0.01～0.1质量％的P，Fe与P的质量比(Fe/P)为2～8，且剩余部分为Cu和不可避免的杂质的铜合金成形为管状而成。

将含有0.1～1.0质量％的Mn的铜合金作为材料而使用。Mn以固溶状态存在于铜中，是有利于提高强度的成分。另外，通过与P共存，一部分转化为P化合物而析出，因此，是也可期待析出强化效果的成分。