熱交換器用鋁合金翅片材料及其制造方法以及熱交換器技術

本發明專利技術涉及一種波紋成型性和釬焊加熱后的強度優異的熱交換器用鋁合金翅片材料，其中，該鋁合金翅片材料含有0.5質量％～1.5質量％的Si、0.1質量％～1.0質量％的Fe、0.8質量％～2.2質量％的Mn、0.4質量％～2.5質量％的Zn，進一步含有0.02質量％～0.3質量％的Cu、0.02質量％～0.3質量％的Ti、0.02質量％～0.3質量％的Zr、0.02質量％～0.3質量％的Cr、0.02質量％～0.3質量％的V中的1種以上，余量由Al和不可避免的雜質構成；在釬焊加熱前的金屬組織中，等效圓直徑小于0.1μm的第2相顆粒的密度小于1×107個/mm2、且等效圓直徑為0.1μm以上的第2相顆粒的密度為5×104個/mm2以上，同時，釬焊加熱前的拉伸強度TSB(N/mm2)、釬焊加熱后的拉伸強度TSA(N/mm2)與翅片材料的板厚t(μm)滿足0.4≦(TSB?TSA)/t≦2.1的關系；該鋁合金翅片材料的板厚為150μm以下。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及波紋成型性和釬焊加熱后的強度優異的熱交換器用鋁合金翅片材料及其制造方法以及使用了上述翅片材料的熱交換器，該翅片材料特別適合用作散熱器、加熱器芯、電容器、中冷器等的熱交換器用翅片材料。
技術介紹
鋁合金由于重量輕且具備高熱傳導性而被用于汽車用熱交換器、例如散熱器、電容器、蒸發器、加熱器芯、中冷器等。對于這樣的熱交換器，一直以來是將通過例如波紋成型而成型為波形的鋁合金翅片釬焊接合來使用。作為鋁合金翅片材料，一般使用熱傳導性優異的JIS1050合金等純鋁系合金、強度和耐壓曲性優異的JIS3003合金等Al-Mn系合金。但是，近年來，對熱交換器的輕量化、小型化和高性能化的要求逐步提高。與此相伴，對于進行釬焊接合的鋁合金翅片材料，也特別期望厚度薄、且釬焊加熱后的強度、熱傳導性和耐腐蝕性等特性優異。但是，隨著翅片材料的薄壁化的推進，同時還要求高強度化，與此相伴，產生了如下問題：釬焊加熱前的強度升高，在通過波紋成型加工成翅片時難以達到規定的尺寸。在專利文獻1中提出了一種板厚為40μm～200μm的高強度鋁合金翅片材料，其通過雙帶式連續鑄造軋制法鑄造，釬焊加熱前的金屬組織為纖維組織。但是，由于在中間退火時未發生再結晶，釬焊加熱前的金屬組織為纖維組織，因而原材料狀態下的應變量增多。其結果，原材料強度提高，在對厚度薄的翅片材料進行波紋加工時，得不到規定的尺寸精度，熱交換器的性能有可能降低。在專利文獻2中提出了一種板厚小于0.2mm的耐垂下性翅片材料，其通過雙輥式連續鑄造軋制法鑄造后，使最終的冷軋率為60％以上，對最終板厚的翅片材料進行最終退火。但是，為了抑制釬焊加熱時的垂下，以60％以上的軋制率進行最終冷軋，進一步利用最終退火調整釬焊加熱前的原材料強度，并進行退火，由此使得卷材寬度方向的平整度變得非常差，使最終的狹縫工序(スリット工程)中的品質和生產率大幅降低。在專利文獻3中提出了一種最終板厚為0.1mm以下且成型性和耐腐蝕性優異的汽車熱交換器用高強度鋁合金材料，其通過連續鑄造軋制法鑄造，纖維狀組織在釬焊加熱前的組織中所占的比例為90％以上或者10％以下，并限定了釬焊加熱前的鋁合金材料表面中的等效圓直徑為0.1μm～5μm的分散顆粒的密度。但是，釬焊加熱前的組織中纖維狀組織的比例被限定，若如上所述有纖維狀組織殘存，則原材料強度變高，波紋成型性有可能降低。另外，假設形成纖維狀組織完全無殘存的再結晶組織，為此需要使中間退火的溫度呈高溫，因此，退火時第2相顆粒粗大化而呈稀疏分布，使釬焊加熱后的強度降低。在專利文獻4中提出了一種最終板厚為0.1mm以下的耐腐蝕性優異的汽車熱交換器用高強度鋁合金材料的制造方法，其通過連續鑄造軋制法鑄造，將第1次退火在450℃～600℃的溫度進行1小時～10小時。但是，由于中間退火在高溫下進行，因而如上所述在退火時第2相顆粒粗大化并呈稀疏分布，使釬焊加熱后的強度降低。在專利文獻5中提出了一種最終板厚為40μm～200μm的熱交換器用鋁合金翅片材料，其通過雙帶式連續鑄造法鑄造，在250℃～550℃進行第1次中間退火，在360℃～550℃的溫度進行第2次中間退火。但是，未規定釬焊加熱前的金屬組織，有可能原材料強度增高而使波紋成型性降低。另外，在專利文獻1、5中，鑄造方法采用了雙帶式連續鑄造軋制法，對于雙帶方式而言，從其鑄造方式的差異上來看，具有鑄造時的冷卻速度比雙輥方式慢的特征。因此，若鑄造例如含有Fe的合金，則由于Fe在鋁中的固溶度非常低，因此，鑄造時其幾乎全部晶析，在鋁中形成Al-Fe系的第2相顆粒(例如Al-Fe-Si、Al-Fe-Mn、Al-Fe-Mn-Si系化合物)。因此，在鑄造含有這樣的元素的合金時，第2相顆粒粗大地結晶析出，在波紋成型時加速模具磨損的可能性高，在工業上不優選?！粳F有技術文獻】【專利文獻】專利文獻1：日本特開2007-31778號公報專利文獻2：日本特開2008-190027號公報專利文獻3：日本特開2008-308760號公報專利文獻4：日本特開2008-308761號公報專利文獻5：日本特開2008-38166號公報
技術實現思路
【專利技術所要解決的課題】本專利技術是鑒于這樣的問題而進行的，其目的在于提供一種厚度薄的鋁合金翅片材料及其制造方法，該翅片材料的波紋成型性良好，并且在釬焊加熱后具有優異的強度。另外，本專利技術的目的在于提供能夠適合用作汽車用熱交換器等各種熱交換器用翅片的厚度薄的鋁合金翅片材料及其制造方法以及使用該鋁合金翅片材料制造的熱交換器?！窘鉀Q課題的手段】本專利技術人為了解決上述課題進行了深入研究，結果發現，對于具有特定合金組成的鋁合金材料，通過在溫度不同的特定條件下以至少2段不同的保持溫度進行中間退火工序、并進行規定的冷加工處理，能夠控制翅片材料的金屬組織、并且能夠將翅片材料的板厚和釬焊加熱前的強度的比例保持在規定范圍內，得到適于該目的的厚度薄的翅片材料，基于該技術思想而完成了本專利技術。即，上述課題通過下述手段得到解決。(1)一種波紋成型性和釬焊加熱后的強度優異的熱交換器用鋁合金翅片材料，其特征在于，該鋁合金翅片材料含有0.5％～1.5％(質量％、以下相同)的Si、0.1％～1.0％的Fe、0.8％～2.2％的Mn、0.4％～2.5％的Zn，進一步含有0.02％～0.3％的Cu、0.02％～0.3％的Ti、0.02％～0.3％的Zr、0.02％～0.3％的Cr、0.02％～0.3％的V中的1種以上，余量由Al和不可避免的雜質構成，關于該鋁合金翅片材料，在釬焊加熱前的金屬組織中，等效圓直徑小于0.1μm的第2相顆粒的密度小于1×107個/mm2、且等效圓直徑為0.1μm以上的第2相顆粒的密度為5×104個/mm2以上，同時，釬焊加熱前的拉伸強度TSB(N/mm2)、釬焊加熱后的拉伸強度TSA(N/mm2)與翅片材料的板厚t(μm)滿足0.4≦(TSB-TSA)/t≦2.1的關系，該鋁合金翅片的板厚為150μm以下。(2)一種波紋成型性和釬焊加熱后的強度優異的熱交換器用鋁合金翅片材料的制造方法，在所制造的鋁合金翅片材料的釬焊加熱前的金屬組織中，等效圓直徑小于0.1μm的第2相顆粒的密度小于1×107個/mm2、且等效圓直徑為0.1μm以上的第2相顆粒的密度為5×104個/mm2以上，同時釬焊加熱前的拉伸強度TSB(N/mm2)、釬焊加熱后的拉伸強度TSA(N/mm2)與翅片材料的板厚t(μm)滿足0.4≦(TSB-TSA)/t≦2.1的關系，該鋁合金翅片材料的板厚為150μm以下，所述制造方法的特征在于，在利用雙輥式連續鑄造軋制法對于下述鋁合金材料進行鑄造后，包括至少1次中間退火工序，其第1次退火以2段不同的保持溫度進行，第2段的保持溫度高于第1段的保持溫度，第1段的保持溫度為300℃～450℃、第2段的保持溫度為430℃～580℃，進行上述中間退火后，使最終的冷軋中的軋制率為20％～60％，所述鋁合金材料含有0.5％～1.5％的Si、0.1％～1.0％的Fe、0.8％～2.2％的Mn、0.4％～2.5％的Zn，進一步含有0.02％～0.3％的Cu、0.02％～0.3％的Ti、0.02％～0.3％的Zr、0.02％～0.3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種波紋成型性和釬焊加熱后的強度優異的熱交換器用鋁合金翅片材料，其特征在于，該鋁合金翅片材料含有0.5質量％～1.5質量％的Si、0.1質量％～1.0質量％的Fe、0.8質量％～2.2質量％的Mn、0.4質量％～2.5質量％的Zn，進一步含有0.02質量％～0.3質量％的Cu、0.02質量％～0.3質量％的Ti、0.02質量％～0.3質量％的Zr、0.02質量％～0.3質量％的Cr、0.02質量％～0.3質量％的V中的1種以上，余量由Al和不可避免的雜質構成，在該鋁合金翅片材料的釬焊加熱前的金屬組織中，等效圓直徑小于0.1μm的第2相顆粒的密度小于1×107個/mm2、且等效圓直徑為0.1μm以上的第2相顆粒的密度為5×104個/mm2以上，同時，釬焊加熱前的拉伸強度TSB(N/mm2)、釬焊加熱后的拉伸強度TSA(N/mm2)與翅片材料的板厚t(μm)滿足0.4≦(TSB?TSA)/t≦2.1的關系，該鋁合金翅片材料的板厚為150μm以下。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.03.19 JP 2014-0572231.一種波紋成型性和釬焊加熱后的強度優異的熱交換器用鋁合金翅片材料，其特征在于，該鋁合金翅片材料含有0.5質量％～1.5質量％的Si、0.1質量％～1.0質量％的Fe、0.8質量％～2.2質量％的Mn、0.4質量％～2.5質量％的Zn，進一步含有0.02質量％～0.3質量％的Cu、0.02質量％～0.3質量％的Ti、0.02質量％～0.3質量％的Zr、0.02質量％～0.3質量％的Cr、0.02質量％～0.3質量％的V中的1種以上，余量由Al和不可避免的雜質構成，在該鋁合金翅片材料的釬焊加熱前的金屬組織中，等效圓直徑小于0.1μm的第2相顆粒的密度小于1×107個/mm2、且等效圓直徑為0.1μm以上的第2相顆粒的密度為5×104個/mm2以上，同時，釬焊加熱前的拉伸強度TSB(N/mm2)、釬焊加熱后的拉伸強度TSA(N/mm2)與翅片材料的板厚t(μm)滿足0.4≦(TSB-TSA)/t≦2.1的關系，該鋁合金翅片材料的板厚為150μm以下。2.一種波紋成型性和釬焊加熱后的強度優異的熱交換器用鋁合金翅片材料的制造方法，在所制造的鋁合金翅片材料的釬焊加熱前的金屬組織中，等效圓直徑小于0.1μm的第2相顆粒的密度小于1×107個/mm2、且等效圓直徑為0.1μm以上的第2相顆粒的密度為5×104個/...

【專利技術屬性】
技術研發人員：福元敦志，望月淳一，新倉昭男，
申請(專利權)人：株式會社UACJ，
類型：發明
國別省市：日本;JP