专利名称：热交换器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种通过钎焊制造的热交换器，并尤其涉及一种即使在发生翅片腐蚀的情况下仍能够显示非常好的翅片强度的热交换器。本发明还涉及一种制造热交换器的方法。
在此公开内，术语“铝”包含铝及其合金。此外，术语“Al”、“Mn”、“Zn”分别指示金属单质。
背景技术：
通常，广泛地使用具有包含交替设置的扁平管和翅片的芯部的铝层压类型的热交换器作为用于车辆例如汽车内的热交换器。在这种热交换器内，需要即使在发生翅片腐蚀的情况下仍显示热交换性能，并且需要可具有一定的抵抗碎片(chipping)等的强度。通常，在发生翅片腐蚀之后，翅片强度会由于晶间腐蚀而恶化。
为了即使在发生翅片腐蚀的情况下仍可保持非常好的材料强度，已知使用铝合金钎焊板材作为热交换器翅片，通过调整芯材和皮材的化学成分而使该翅片的耐晶间腐蚀性提高。还提出一种通过调整钎焊条件来防止翅片发生晶间腐蚀的方法(见日本未审定公开专利公报Nos.H11-140572和2003-326359)。
但是，上述防止晶间腐蚀的方法不能足够地提高翅片的自身耐腐蚀性，因此在超过一定的腐蚀环境等级的恶劣条件下不能保持翅片强度。
鉴于上述背景技术，本发明旨在提供一种即使在发生腐蚀的情况下仍具有非常好的强度的热交换器，尤其是热交换器芯部前侧需要防碎片性能的翅片强度非常好的热交换器。本发明还旨在提供一种制造该热交换器的方法。
发明内容
为了获得上述目标，根据本发明的热交换器具有如以下项[1]到[9]内所述的以下结构。
一种热交换器，该热交换器具有芯部，在该芯部内铝制扁平管和铝制翅片交替设置并相互钎焊在一起，每个翅片具有位于该扁平管的一侧的一个侧部和位于该扁平管的另一侧的另一个侧部，其中，该翅片的所述一个侧部的点蚀电位高于该翅片的另一个侧部的点蚀电位，并且该翅片的一个侧部和该翅片的另一个侧部之间的点蚀电位差为40到200mV。
如上述项1内所述的热交换器，其中该点蚀电位差由构成翅片的铝合金内的Zn的浓度差形成。
如上述项1内所述的热交换器，其中Zn浓度差为0.4mass％或更大。
如上述项1内所述的热交换器，该翅片的一个侧部和该翅片的另一个侧部由分离的翅片构成，该分离的翅片包括位于该扁平管的一侧的一侧翅片和位于该扁平管的另一侧的另一侧翅片，该分离的翅片沿该扁平管的纵向方向设置成在该分离的翅片之间具有一定距离。
如上述项4内所述的热交换器，其中一侧翅片和另一侧翅片之间的距离为3mm或更小。
如上述项4或5内所述的热交换器，其中一侧翅片由这样的铝合金制成，该铝合金主要包括Mn0.8mass％到2mass％，Zn0.4mass％到2mass％，并且其余的为Al和不可避免的杂质；另一侧翅片由这样的铝合金制成，该铝合金主要包括Mn0.8mass％到2mass％，Zn1.5mass％到3mass％，并且其余的为Al和不可避免的杂质。
如上述项1内所述的热交换器，其中翅片的一个侧部和该翅片的另一个侧部由成一体的单个翅片构成，在该一个侧部和另一个侧部之间形成点蚀电位差。
如上述项7内所述的热交换器，其中翅片的一个侧部由这样的铝合金制成，该铝合金主要包括Mn0.8mass％到2mass％，Zn0.4mass％到2mass％，并且其余的为Al和不可避免的杂质；翅片的另一个侧部由这样的铝合金制成，该铝合金主要包括Mn0.8mass％到2mass％，Zn1.5mass％到3mass％，并且其余的为Al和不可避免的杂质。
如上述项1内所述的热交换器，其中翅片的厚度为100μm或更小。
根据本发明的用于车辆的热交换器具有如以下项[10]内所述的结构。
一种用于车辆的热交换器，该热交换器具有芯部，在该芯部内铝制扁平管和铝制翅片交替设置并相互钎焊在一起，每个翅片具有位于该扁平管的一侧的一个侧部和位于该扁平管另一侧的另一个侧部，其中该翅片的所述一个侧部的点蚀电位高于该翅片的另一个侧部的点蚀电位，该翅片的一个侧部和该翅片的另一个侧部之间的点蚀电位差为40到200mV，以及该热交换器安装在车辆上，其中该翅片的点蚀电位较高的所述一个侧部朝向该车辆的前部，而该翅片的点蚀电位较低的另一个侧部朝向该车辆的后部。
此外，制造根据本发明的热交换器的方法具有如下项[11]到[13]的结构。
一种制造这样的热交换器的方法，该热交换器具有芯部，在该芯部内铝制扁平管和铝制翅片交替设置并相互钎焊在一起，每个翅片具有位于该扁平管的一侧的一个侧部和位于该扁平管的另一侧的另一个侧部，该翅片的所述一个侧部的点蚀电位高于该翅片的另一个侧部的点蚀电位，该方法包括以下步骤通过交替设置扁平管和翅片而临时组装芯部；以及在钎焊炉内加热临时组装好的芯部，以钎焊扁平管和翅片。
一种制造这样的热交换器的方法，该热交换器具有芯部，在该芯部内铝制扁平管和铝制翅片交替设置并相互钎焊在一起，每个翅片具有位于该扁平管的一侧的一个侧部和位于该扁平管的另一侧的另一个侧部，该翅片的所述一个侧部的点蚀电位高于该翅片的另一个侧部的点蚀电位，该方法包括以下步骤通过交替设置扁平管和翅片而临时组装芯部；以及在其中Al-Zn合金板设置在翅片的另一个侧部附近的状态下，在钎焊炉内加热该临时组装好的芯部，以钎焊扁平管和翅片。
一种制造这样的热交换器的方法，该热交换器具有芯部，在该芯部内铝制扁平管和铝制翅片交替设置并相互钎焊在一起，每个翅片具有位于该扁平管的一侧的一个侧部和位于该扁平管的另一侧的另一个侧部，该翅片的所述一个侧部的点蚀电位高于该翅片的另一个侧部的点蚀电位，该方法包括以下步骤通过交替设置扁平管和翅片而临时组装芯部；仅向临时组装好的芯部的翅片的另一个侧部涂敷焊剂；以及在炉内加热其翅片的另一个侧部涂敷有焊剂的临时组装好的芯部，以钎焊扁平管和翅片。
发明效果根据如上述项[1]内所述的热交换器，由于对翅片的一个侧部进行阴极保护，所以可抑制在翅片的所述一个侧部处的强度变差，从而即使在发生腐蚀之后仍可在该一个侧部处保持一定的翅片强度。
根据如上述项[2]内所述的热交换器，Zn浓度差导致点蚀电位差，这可抑制在翅片的所述一个侧部处的强度变差。此外，翅片内包含的Zn可实现对管的腐蚀保护。
根据如上述项[3]内所述的热交换器，可对翅片的所述一个侧部进行足够的腐蚀保护。
根据如上述项[4]内所述的热交换器，由于使用两个分离的翅片，所以可通过调节翅片材料的成分而在钎焊之前调整翅片内的点蚀电势差。
根据如上述项[5]内所述的热交换器，可在这样的热交换器中获得足够的阴极保护，即该热交换器使用两个设置在相邻管之间的分离的翅片。
根据如上述项[6]内所述的热交换器，可在这样的热交换器中获得足够的阴极保护，即该热交换器使用两个设置在相邻管之间的分离的翅片，并且由于翅片内包含的Mn，所以该热交换器在高温下的抗弯阻力非常好。
根据如上述项[7]内所述的热交换器，可在这样的热交换器中获得足够的阴极保护，即该热交换器使用设置在相邻管之间的成一体的单个翅片。
根据如上述项[8]内所述的热交换器，可在这样的热交换器中获得足够的阴极保护，即该热交换器使用设置在相邻管之间的成一体的单个翅片，并且由于翅片内包含的Mn，该热交换器在高温下的抗弯阻力非常好。
根据如上述项[9]内所述的热交换器，该热交换器的翅片强度、轻便性和散热性能非常好。
根据如上述项[10]内所述的热交换器，由于即使在发生腐蚀时在翅片的前部仍可保持一定的强度，所以可减小由碎片导致的损害。
根据如上述项[11]内所述的制造热交换器的方法，通过调节两个分离的翅片的材料成分，可以制造在翅片的一个侧部和另一个侧部之间具有点蚀电位差的热交换器。
根据如上述项[12]内所述的制造热交换器的方法，在加热时将从Al-Zn合金板蒸发的Zn将扩散到翅片内，并且将产生取决于与Al-Zn合金板的距离的Zn浓度偏差。结果，接近Al-Zn合金板的翅片的另一个侧部的Zn浓度将变高而另一个侧部的Zn浓度将变低。因此，可提供具有基于Zn浓度差的点蚀电位差的热交换器。
根据如上述项[13]内所述的制造热交换器的方法，在加热步骤期间，由于在焊剂涂敷在其上的翅片的另一个侧部处的Zn蒸发受限，所以Zn浓度将高于翅片的所述一个侧部。因此，可提供具有基于Zn浓度差的点蚀电位差的热交换器。
本发明的优选实施例在附图内仅作为示例而不是限制，在该附图中图1是根据本发明的一个实施例的热交换器的正视图；图2是构成其中在相邻管之间设置单个翅片的热交换器的芯部的局部透视图；图3是构成其中在相邻管之间并行地设置两个分开的翅片的热交换器的芯部的局部透视图。
具体实施例方式
图1是根据本发明的一个实施例的热交换器的正视图。热交换器1是用作用于汽车空调装置的制冷循环的冷凝器的所谓的多流式热交换器。图2和3示出处于钎焊位置的图1内所示的热交换器的放大的主要部分，为了说明该部分旋转了90度。
详细地，在此热交换器1内，在相互平行地设置的左侧和右侧垂直空心集管2和2之间，平行地设置多个换热管10，这些换热管的相对侧与空心集管2和2流体连通。波状翅片20设置在相邻的换热管10之间以及最外侧的波状翅片20外部。在最外部的波状翅片20外部，设置侧板4。
换热管10是铝制的空心挤出制品。如图2所示，其内侧被沿纵向延伸的分隔壁11分隔成多个制冷剂通道12。
热交换器1如下地制造。上述换热管10和翅片20交替地堆叠，并且换热管的相对端插入在集管2内形成的对应的插槽内，以形成临时组装的芯部3。此外，侧板4和4临时组装到芯部3。然后，在钎焊炉内一体地钎焊此临时组件。
在翅片20内，其宽度方向的一个侧部20a设置成点蚀电位高于该翅片的另一个侧部20b，从而该另一个侧部20b可优先被腐蚀以从而对该翅片的一个侧部20a进行阴极保护。由于此阴极保护，即使翅片20在一定程度上被腐蚀，翅片20的一个侧部20a仍可保持强度。
点蚀电位差应位于从40到200mV的范围内。如果点蚀电位差小于40mV，则不能实现阴极保护，这使得难以对该一个侧部20a进行腐蚀保护。另一方面，如果点蚀电位差高于200mV，则会发生快速腐蚀，导致该一个侧部20a腐蚀，使得翅片强度恶化。优选的点蚀电位差为50到150mV。
上述点蚀电位差可优选地通过改变构成翅片20的铝合金内的Zn浓度来获得，即设定翅片20的另一个侧部20b的Zn浓度高于该翅片20的一个侧部20a。在此情况下，优选的Zn浓度差为0.4mass％或更大，其原因如下。如果小于0.4mass％，则仅可获得小的点蚀电位差，导致阴极保护不足。优选的Zn浓度差为0.6mass％或更大。尽管本发明并没有限制Zn浓度差的上限，但是优选的Zn浓度差为2.5mass％或更小，以避免翅片20的另一个侧部20b过度腐蚀。
可建议以下成分为具有上述点蚀电位差的翅片成分。
翅片20的该一个侧部20a优选地由这样的铝合金构成，即该铝合金主要包括Mn0.8mass％到2mass％，Zn0.4mass％到2mass％，而余下的为Al和不可避免的杂质。另一方面，翅片20的另一个侧部20b优选地由这样的铝合金构成，即该铝合金主要包括Mn0.8mass％到2mass％，Zn1.5mass％到3mass％，而余下的为Al和不可避免的杂质。
在上述合金成分内，Mn是用于在高温下提高翅片强度并获得抗弯阻力的主要元素。如果Mn浓度小于0.8mass％，则上述效果差。但是，如果其超过2mass％，则会生成粗糙的金属互化物，导致可加工性变差。优选的Mn浓度为0.9mass％到1.7mass％。
为了通过翅片20对管10实现阴极保护，优选地，翅片20的一个侧部20a也包含少量的Zn。优选的在翅片20的一个侧部20a内的Zn浓度为0.4mass％到2mass％，其原因如下。如果其小于0.4mass％，则阴极保护效果差。但是，如果其超过2mass％，则在该一个侧部20a和另一个侧部20b之间的点蚀电位差变得较小，使得在该一个侧部20a的阴极保护较差。更优选地，在该翅片20的一个侧部20a内的Zn浓度在0.8mass％到1.8mass％的范围内。另一方面，翅片的该另一个侧部20b内的优选的Zn浓度在1.5mass％到3mass％的范围内，其原因如下。如果其小于1.5mass％，则在该翅片20的一个侧部20a和另一个侧部20b之间的点蚀电位差变得较小，这使得难以确保预定的点蚀电位差。另一方面，如果其超过3mass％，则会发生快速腐蚀，从而使该一个侧部20a腐蚀，导致翅片强度变差。更优选地，在该翅片20的另一个侧部20b内的Zn浓度在1.8mass％到2.7mass％的范围内。
在图2所示的示例内，在相邻的管10和10之间设置一个翅片。此翅片20在该翅片20的一个侧部20a和另一个侧部20b内的Zn浓度不同。在此发明内，如图3所示，两个因不同的Zn浓度而导致点蚀电位不同的单独的翅片，具有较高点蚀电位的一侧翅片21a和具有较低点蚀电位的另一侧翅片21b可沿管10的纵向平行地设置在相邻的管10之间。在此可选择示例内，构成该一侧翅片21a和另一侧翅片21b的铝合金的优选成分可与构成如图2所示的该翅片20的一个侧部20a和该翅片20的另一个侧部20b的成分相同。
在使用将设置在相邻的管10和10之间的上述两个翅片21a和21b的情况下，优选地，相邻的翅片之间的距离D为3mm或更小，更优选地为2mm或更小。
翅片20、21a和21b的厚度优选地设定为100μm或更小，以便即使在发生腐蚀时仍可确保翅片强度，并且轻便、具有好的热释放性能和可加工性。更优选地，翅片的厚度在50到90μm的范围内。
在本发明内，存在两种翅片。在一种类型内，翅片由点蚀电位明显不同的两个部分构成，一个部分的点蚀电位较高而另一个部分的点蚀电位较低。在另一种类型内，点蚀电位从翅片的一个侧部到另一个侧部逐渐改变。因此，从Zn浓度看存在两种类型。即，在一种类型内，翅片由Zn浓度明显不同的两个部分构成，一个部分的Zn浓度较高而另一个部分的Zn浓度较低。在另一种类型内，Zn浓度从翅片的一个侧部到另一个侧部逐渐改变。应指出，两种类型都落在本发明的范围内。
在根据本发明的热交换器内，即使发生一定程度的腐蚀，该一个侧部的翅片强度仍可在长期内保持高于该另一个侧部。因此，此热交换器适于要设置在这样的位置的热交换器，在该位置处在芯部的一侧需要强度和耐久性。例如，在安装在车辆例如汽车内的热交换器内，由于在芯部的前部发生碎片，所以需要翅片的前部的强度高于其后部。因此，可通过将根据本发明的热交换器安装成该芯部的一侧即具有高点蚀电位的翅片的一个侧部朝向前而另一侧朝向后来解决碎片和翅片损坏。
在制造根据本发明的热交换器时，存在各种用于使翅片的一个侧部与该翅片的另一个侧部之间的Zn浓度不同的方法。本发明允许使用任何一种使Zn浓度不同的方法，并且不局限于任何一种方法。
钎焊之后构成翅片的铝合金内的Zn浓度由在钎焊之前翅片成分内包含的Zn的总量、在钎焊期间从外部提供的Zn的量以及在钎焊期间因热量而蒸发的Zn的量确定。
在钎焊之前翅片的合金成分可在铸造该材料时任意调节。因此，在如图3所示地使用两块翅片21a和21b制造热交换器时，可制造两种翅片，即具有较低Zn浓度的一侧翅片21a和具有较高Zn浓度的另一侧翅片21b，并然后沿管的纵向将这两种翅片设置在相邻的管10和10之间，以获得临时组装的芯部3。然后，使用任何已知的方法钎焊此临时组装的芯部3。结果制成具有这样的翅片的热交换器，该翅片的一个侧部和另一个侧部之间的Zn浓度不同。
作为在钎焊时从外部提供Zn的方法，图2所示的方法可作为示例。在此方法内，管10和翅片20交替设置以形成临时组装芯部3。然后，在Zn包含物(inclusion)例如Al-Zn合金板、Zn板或Zn粉设置在芯部3的另一侧即芯部在安装在车辆上时的后侧的附近的状态下，钎焊此临时组装的芯部3。在示出的示例内，使用Al-Zn合金板30。在此方法内，Zn通过加热从Zn包含物蒸发，并且蒸发的Zn附着在加热的翅片20上。然后，Zn将在翅片20内扩散。将要附着在翅片20上的Zn的量受Zn包含物的表面面积、Zn包含物的Zn浓度、Zn包含物和芯部3之间的距离的影响。因此，翅片20的Zn浓度在接近Zn包含物的另一个侧部20b处较高，并且朝所述一个侧部20a逐渐减小。在不希望在钎焊时熔化Zn包含物的情况下，优选地使用Al-Zn合金板尤其是Zn含量在5mass％到50mass％之间的Al-Zn合金板。将要附着在翅片20上的Zn的量可通过Al-Zn合金板30中的Zn含量和(Al-Zn合金板30)与芯部3的距离来调节。
在使用Zn喷涂管10的情况下，从喷涂层蒸发的Zn将被提供给翅片。但是，由于沿宽度方向向管10均匀地提供喷涂层，所以Zn将沿该翅片的宽度方向均匀地提供给翅片。因此，可认为Zn对形成所述一个侧部20a和另一个侧部20b之间的点蚀电位差几乎没有影响，虽然Zn可以影响点蚀电位。
此外，在钎焊之前的翅片20内包含的Zn将由于在钎焊操作时加热而蒸发以减小。因此，控制翅片20的另一个侧部20b的Zn的蒸发量会使在翅片20内形成Zn浓度差。具体地，仅向构成临时组装芯部30的翅片20的另一个侧部20b提供焊剂，并然后加热以钎焊该临时组装的芯部3。结果，翅片20另一个侧部20b的Zn的蒸发受到限制，Zn浓度在所述一个侧部20a处较低而在另一个侧部20b处较高。
上述焊剂的示例包括KF-AlF3组合物、KAlF4、K2AlF5、K3AlF6、AlF3、CsF、BiF3、LiF、KZnF3、ZnF2和ZnCl2。其中，在使用含Zn的焊剂的情况下，由于除了上述蒸发限制效果之外，焊剂内包含的Zn将扩散到翅片内，所以可获得提高翅片内的Zn浓度的效果。不具体限定焊剂涂敷方法，并且可由任何公知的方法例如浸滞涂覆和喷涂法来执行。
上述通过在钎焊时部分涂敷焊剂的Zn添加或Zn蒸发限制可单独执行，或与在部分地涂敷焊剂的芯部3附近设置Al-Zn合金板30一起执行。尽管上述说明是针对单个翅片20设置在相邻的管10和10之间的情况，但是上述过程也可应用于其中Zn浓度不同的两个单独的翅片用于形成Zn浓度较低的一侧翅片21a和Zn浓度较高的另一侧翅片21b的情况。此外，可相对于两个Zn浓度不同的翅片执行Zn添加和/或Zn蒸发限制，这会增加该翅片之间的Zn浓度差。
在根据本发明的热交换器制造方法中，由于可通过使用Al-Zn合金板或含Zn的焊剂向翅片提供Zn，所以即使在其中在钎焊之前翅片材料内没有包含Zn的情况下仍可保持点蚀电位差。但是，为了获得预定的Zn浓度并且因此形成预定的点蚀电位差，优选地使用含Zn的铝合金制造翅片，并然后在钎焊时通过上述方法调节该翅片的Zn浓度。
在根据本发明的热交换器和制造方法中，优选地使用JIS 1xxx系列铝合金，包含少量Cu和Mn的铝合金，以及JIS 3xxx系列铝合金作为管的材料。此外，也可任意使用其中在由上述铝合金制成的芯材上形成钎焊层的管，或作为抗腐蚀管的Zn喷涂管。可使用没有钎焊材料覆层的裸露翅片或具有钎焊材料覆层的钎焊翅片作为翅片。
示例接下来，将说明根据本发明的热交换器的具体示例。
使用包含Cu0.4mass％、Mn0.2mass％并且其余的为Al和不可避免的杂质的铝合金作为管材料，挤出如图2和3所示的扁平多孔管，并在挤出之后立即将Zn热喷涂在每个管的两个扁平部分上，从而获得Zn喷涂管10。在以下的示例和比较示例中，这些Zn喷涂管10被公用。使用这样的钎焊翅片作为翅片，即该翅片的总厚度为100μm，其中在由包含Zn和Mn的各种组分制成的80μm厚的芯材的两个表面上均涂覆10μm厚的Al-Si系列合金钎焊材料。
如图3所示，沿管10的纵向方向在相邻的管10和10之间设置两个在翅片芯部成分上不同的翅片即一侧翅片21a和另一侧翅片21b，并且翅片距离D为1.5mm，以获得临时组装芯部3。
通过喷涂将作为焊剂的KAl4涂敷在整个临时组装芯部3上，并然后在钎焊炉内对芯部3进行600℃×10分钟的加热，以钎焊管10以及翅片21a和21b。
在下面所示的表1中，示出一侧翅片21a和另一侧翅片21b的翅片芯部成分以及在钎焊之后的这些成分内的Zn浓度差。
如图2所示，在相邻的管10和10之间设置单个翅片20，以从而获得临时组装芯部3。
通过喷涂将作为焊剂的KAl4涂敷在整个临时组装芯部3上，并然后在其中Al-20％Zn合金板20设置距离芯部3的一个侧部10mm的状态下，在钎焊炉内对芯部3进行600℃×10分钟的加热。在此用于钎焊的加热内，Zn从Al-Zn合金板30蒸发、附着在翅片20上并然后扩散到翅片20内。由于随着与Al-Zn合金板30的距离的增加Zn扩散量变得较小，所以沿Zn扩散量的宽度方向的Zn浓度在远离Al-Zn合金板30的翅片20的一个侧部20a处较低，并且在接近Al-Zn合金板30的翅片20的该另一个侧部20b处较高。
在下面所示的表1内，示出翅片20的一个侧部20a和翅片20的另一个侧部20b的翅片芯部成分以及在钎焊之后这些成分内的Zn浓度差。
如图3所示，在相邻的管10和10之间设置两个单独的翅片21a和21b，其中翅片距离D为1.5mm，以获得临时组装的芯部3。然后，通过喷涂将作为焊剂的KAl4涂敷在整个临时组装芯部3上。
然后，在其中Al-Zn合金板30(图2内所示)设置在芯部3的一侧翅片21b附近的状态下，在钎焊炉内将芯部3进行600℃×10分钟的加热，以钎焊管10以及翅片21a和21b。
在钎焊芯部3时，调节钎焊之前两个翅片的芯材的成分、Al-Zn合金板3的Zn含量以及该Al-Zn合金板距离芯部的距离。作为结果，在表1内示出一侧翅片21a和另一侧翅片21b的翅片芯材成分以及钎焊之后这些成分内的Zn浓度差。
如图3所示，在相邻的管10和10之间设置两个翅片21a和21b，其中翅片距离D为1.5mm，以获得临时组装的芯部3。
然后，通过喷涂将作为焊剂的KZnF3仅涂敷在该临时组装芯部3的另一侧翅片21b上，并然后在钎焊炉内将该临时组装芯部3进行600℃×10分钟的加热以钎焊管10以及翅片21a和21b。
在芯部3的钎焊期间，由于另一侧翅片21b内的Zn蒸发被涂敷在该另一侧翅片21b上的焊剂限制，所以钎焊之后一侧翅片21a和另一侧翅片21b的翅片芯部的成分以及这些成分内的Zn浓度差如表1所示。
如图2所示，在相邻的管10和10之间设置单个翅片20，以获得临时组装的芯部3。
然后，通过喷涂将作为焊剂的KAl4涂敷在整个临时组装芯部3上，并然后在钎焊炉内将该临时组装芯部3进行600℃×10分钟的加热，以钎焊管10以及翅片21a和21b。
通过加热以便进行钎焊，钎焊之后翅片20的一个侧部20a和翅片20的另一个侧部20b的翅片芯部成分如表1所示。
对于如上所述制造的每个热交换器，测量翅片20的一个侧部20a和另一个侧部20b之间的点蚀电位差。在示例1、3、4和7以及比较示例1内，在仅图2内由标号22a和22b示出的位于两端的非百叶窗部分暴露的状态下测量点蚀电位，并获得点蚀电位差。在电势扫描速率为20mV/min下在2.67％的AlCl3的水溶液内执行点蚀电位测量。
对于如上所述制造的每个热交换器，执行在ASTM-G85-A3内定义的SWAAT试验。在该试验内，使用通过ASTM D1141向人造海水添加醋酸而被调节为pH为3的腐蚀试验液体，将腐蚀试验液体喷涂0.5小时并保持1.5小时的潮湿状态的循环重复200小时。
在腐蚀试验之后，在管的宽度中心部位将热交换器切成两半，以获得点蚀电位较高的翅片20的一个侧部20a和点蚀电位较低的翅片20的另一个侧部20b。测量该一个侧部20a和另一个侧部20b中的每一个的抗拉强度。在保持管10的同时执行抗拉强度的测量。使用比较示例1内的测量的抗拉强度作为标准，并且按下列方式显示结果“×”抗拉强度小于比较示例内的抗拉强度的1.0倍；“○”抗拉强度大于比较示例内的抗拉强度的1.0倍但小于其的1.5倍；“◎”抗拉强度大于比较示例内的抗拉强度的1.5倍。
表1
*其余的为Al和不可避免的杂质从表1内所示的结果可见，即使在发生腐蚀之后仍可抑制位于点蚀电位较高的一个侧部的翅片强度(变差)，从而可通过在翅片的一个侧部和该翅片的另一个侧部之间沿宽度方向形成点蚀电位差来保持一定的强度。
因此，在根据每个实施例的热交换器用作汽车空调装置的情况下，通过将该热交换器安装在车辆内使得强度较高的翅片的一个侧部朝向车辆的前侧，可防止或避免由于碎片导致的翅片损坏。
工业实用性由于对翅片的一个侧部进行了阴极保护，所以即使发生一定程度的腐蚀，该热交换器仍能够在翅片的一个侧部保持强度。因此，该热交换器优选地用作用于车辆例如汽车的热交换器。
本发明的宽范围虽然本发明可以以许多不同形式实施，但文中仅描述了几个说明性实施例，应该理解，本公开提供了本发明原理的示例，并且这些示例并非用于将本发明局限于文中描述和/或示出的优选实施例。
尽管文中已经描述了本发明的说明性实施例，但是本发明并不局限于文中描述的各优选实施例，而是如同本领域技术人员基于本公开将会明白的那样，包括任何和所有具有等效元件、经过修改、删除、组合(例如不同实施例之间各方面的组合)、适应性修改和/或替代的实施例。权利要求中的限制应该基于权利要求中采用的语句作广义解释，并不局限于在本说明书中或者在本申请实践过程中描述的示例。例如，在本公开中，词语“优选地”是非排它性的，意思是“优选地，但并不局限于”。在本公开中和在本申请的实践过程中，装置+功能或者步骤+功能的特征将仅用在对于特定的权利要求特征所有下述条件都满足的情况下a)明确说明了“用于……的装置”或者“用于……的步骤”；b)明确说明了相应的功能；以及c)结构、材料或者支持所述结构的动作没有说明。在本公开中和在本申请的实践过程中，术语“本发明”或者“发明”是一个非具体的一般引语，并且可以用作对本公开中的一个或者多个方面的引语。表述“本发明”或“发明”不能被不合适地解释为进行临界识别，不能被不合适地解释为应用于所有方面或者实施例(即必须明白本发明具有多个方面和实施例)，并且不能被不合适地解释为对本申请或者权利要求的范围加以限制。在本公开中和本申请的实践过程中，术语“实施例”可以被用来描述任何方面、特征、工艺或者步骤、这些方面特征工艺或者步骤的任何组合和/或其中的任何部分等等。在一些示例中，不同实施例可以包括交叠的特征。在本公开中和在本申请的实践过程中，可能使用了下列简写的术语“e.g.”是指“例如”；“NB”是指“注意”。
权利要求
1.一种热交换器，该热交换器具有芯部，在该芯部内铝制扁平管和铝制翅片交替设置并相互钎焊在一起，每个翅片具有位于该扁平管的一侧的一个侧部和位于该扁平管的另一侧的另一个侧部，其中，该翅片的所述一个侧部的点蚀电位高于该翅片的另一个侧部的点蚀电位，并且该翅片的一个侧部和该翅片的另一个侧部之间的点蚀电位差为40到200mV。
2.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，该点蚀电位差由构成翅片的铝合金内的Zn的浓度差形成。
3.根据权利要求2的热交换器，其特征在于，Zn的浓度差为0.4mass％或更大。
4.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，该翅片的一个侧部和该翅片的另一个侧部由分离的翅片构成，该分离的翅片包括位于该扁平管的一侧的一侧翅片和位于该扁平管的另一侧的另一侧翅片，该分离的翅片沿该扁平管的纵向方向设置成在该分离的翅片之间具有一定距离。
5.根据权利要求4的热交换器，其特征在于，一侧翅片和另一侧翅片之间的距离为3mm或更小。
6.根据权利要求4或5的热交换器，其特征在于，一侧翅片由这样的铝合金制成，该铝合金主要包括Mn0.8mass％到2mass％，Zn0.4mass％到2mass％，并且其余的为Al和不可避免的杂质；另一侧翅片由这样的铝合金制成，该铝合金主要包括Mn0.8mass％到2mass％，Zn1.5mass％到3mass％，并且其余的为Al和不可避免的杂质。
7.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，翅片的一个侧部和该翅片的另一个侧部由成一体的单个翅片构成，在该一个侧部和另一个侧部之间形成点蚀电位差。
8.根据权利要求7的热交换器，其特征在于，翅片的一个侧部由这样的铝合金制成，该铝合金主要包括Mn0.8mass％到2mass％，Zn0.4mass％到2mass％，并且其余的为Al和不可避免的杂质；翅片的另一个侧部由这样的铝合金制成，该铝合金主要包括Mn0.8mass％到2mass％，Zn1.5mass％到3mass％，并且其余的为Al和不可避免的杂质。
9.根据权利要求1的热交换器，其特征在于，翅片的厚度为100μm或更小。
10.一种用于车辆的热交换器，该热交换器具有芯部，在该芯部内铝制扁平管和铝制翅片交替设置并相互钎焊在一起，每个翅片具有位于该扁平管的一侧的一个侧部和位于该扁平管另一侧的另一个侧部，其中，该翅片的所述一个侧部的点蚀电位高于该翅片的另一个侧部的点蚀电位，该翅片的一个侧部和该翅片的另一个侧部之间的点蚀电位差为40到200mV，以及该热交换器安装在车辆上，其中该翅片的点蚀电位较高的所述一个侧部朝向该车辆的前部，而该翅片的点蚀电位较低的另一个侧部朝向该车辆的后部。
11.一种制造这样的热交换器的方法，该热交换器具有芯部，在该芯部内铝制扁平管和铝制翅片交替设置并相互钎焊在一起，每个翅片具有位于该扁平管的一侧的一个侧部和位于该扁平管的另一侧的另一个侧部，该翅片的所述一个侧部的点蚀电位高于该翅片的另一个侧部的点蚀电位，该方法包括以下步骤通过交替设置扁平管和翅片而临时组装芯部；以及在钎焊炉内加热临时组装好的芯部，以钎焊扁平管和翅片。
12.一种制造这样的热交换器的方法，该热交换器具有芯部，在该芯部内铝制扁平管和铝制翅片交替设置并相互钎焊在一起，每个翅片具有位于该扁平管的一侧的一个侧部和位于该扁平管的另一侧的另一个侧部，该翅片的所述一个侧部的点蚀电位高于该翅片的另一个侧部的点蚀电位，该方法包括以下步骤通过交替设置扁平管和翅片而临时组装芯部；以及在其中Al-Zn合金板设置在翅片的另一个侧部附近的状态下，在钎焊炉内加热该临时组装好的芯部，以钎焊扁平管和翅片。
13.一种制造这样的热交换器的方法，该热交换器具有芯部，在该芯部内铝制扁平管和铝制翅片交替设置并相互钎焊在一起，每个翅片具有位于该扁平管的一侧的一个侧部和位于该扁平管的另一侧的另一个侧部，该翅片的所述一个侧部的点蚀电位高于该翅片的另一个侧部的点蚀电位，该方法包括以下步骤通过交替设置扁平管和翅片而临时组装芯部；仅向临时组装好的芯部的翅片的另一个侧部涂敷焊剂；以及在炉内加热其翅片的另一个侧部涂敷有焊剂的临时组装好的芯部，以钎焊扁平管和翅片。
全文摘要
本发明涉及热交换器及其制造方法。一种热交换器，在该热交换器的芯部内铝制扁平管(10)和铝制翅片(20)交替设置并相互钎焊在一起，每个翅片具有位于该管的一侧的一个侧部和位于该管的另一侧的另一个侧部。翅片的所述一个侧部的点蚀电位高于该翅片的另一个侧部的点蚀电位，并且该翅片的一个侧部和该翅片的另一个侧部之间的点蚀电位差为40到200mV。该点蚀电势差由构成翅片(20)的铝合金内的Zn浓度差形成。
文档编号B23K1/00GK1977141SQ200580022129
公开日2007年6月6日 申请日期2005年7月27日 优先权日2004年7月29日
发明者南和彦, 桥本武典 申请人:昭和电工株式会社