铜合金不锈钢配管、包括其的空气调节器及其制造方法与流程

文档序号:21272020发布日期:2020-06-26 22:59阅读:137来源:国知局
铜合金不锈钢配管、包括其的空气调节器及其制造方法与流程

本发明涉及铜合金不锈钢配管、包括该铜合金不锈钢配管的空气调节器及其制造方法。



背景技术:

空气调节器可以定义为利用制冷剂的相变循环来向室内供应暖空气或冷空气的装置。

详细而言,所述制冷剂的相变循环可以包括:压缩机,其将低温低压的气态制冷剂压缩为高温高压的气态制冷剂;冷凝器,其将被所述压缩机压缩了的高温高压的气态制冷剂相变为高温高压的液态制冷剂;膨胀阀,其将穿过所述冷凝器的高温高压的液态制冷剂膨胀为低温低压的两相制冷剂;以及蒸发器,其将穿过所述膨胀阀的低温低压的两相制冷剂相变为低温低压的气态制冷剂。

当所述制冷剂的相变循环在用于供应冷空气的装置中进行运行时,所述冷凝器配置于室外,而所述蒸发器配置于室内。另外,所述压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器经由制冷剂管相连接,从而构成制冷剂的循环闭合流路。

通常,所述制冷剂管大多采用铜材料的铜(cu)管,但是所述铜管存在几种问题。

第一,当在水用作制冷剂的电热交换器中采用所述铜管时,在管的内周面堆积鳞片(scale),由此管的可靠性受到不利影响。即,若鳞片堆积在所述铜管的内周面,则需要实施对管的内周面进行清洗的洗管作业,或者需要实施更换管的作业。

第二,铜管具有无法充分具有能够承受高压的耐压性的缺点。尤其,在使用被压缩机压缩成高温的制冷剂、例如r410a、r22、r32的新型制冷剂的制冷剂循环中采用所述铜管的情况下,随着制冷剂循环的运转时间的流逝,具有无法承受高压而破损的忧虑。

并且,由于市场上的铜的价格相对较高且价格的变动较大,因此在使用铜管的方面上存在困难。

近年来,为了改善这样的问题,用不锈钢管替代铜管的新的方法逐渐兴起。

不锈钢管由不锈钢材质形成,与铜管相比具有较强的耐腐蚀性,并且具有价格低于铜管的优点。此外,与铜管相比,不锈钢管的强度和硬度更大,因此,具有吸收振动和噪音的能力高于铜管的优点。

并且,与铜管相比,不锈钢管的耐压性更强,因此在高压下也无需担心破损。

因此,用于空气调节器的管中的一部分管由不锈钢管构成,并且,所述不锈钢管可以利用铜接头(connector)与其余铜管进行焊接而接合。但是,在使用所述铜接头的情况下,在空气调节器的运转中产生的振动等的作用下,发生了所述铜接头从不锈钢管或铜管分离的问题。

为了解决这种问题,虽然考虑了在不锈钢管的表面实施镀铜的方案,但是单纯实施镀铜仅仅是铜在不锈钢管的表面进行离子结合,因此具有容易剥离的问题。

现有技术文献

专利文献

韩国授权专利公报第10-1827577号(2018年02月02日)



技术实现要素:

为了解决如上所述的问题,本发明的目的在于,提供一种能够将镀铜稳定地结合于由不锈钢管构成的母材的表面的铜合金不锈钢配管。

尤其,本发明的目的在于,提供一种在对所述母材的表面实施镀铜之后,通过热处理在铜镀层和母材的表面之间形成再结晶层,由此能够防止铜镀层发生剥离的铜合金不锈钢配管。

并且,本发明的目的在于,提供一种确定用于防止不锈钢管的晶间腐蚀(integranularcorrosion)的热处理温度,并且能够在所确定的热处理温度的环境下实施热处理的铜合金不锈钢配管。

并且,本发明的目的在于,提供一种将通过确保铜管水准的延展性来改善加工性的延展性不锈钢管用作母材的铜合金不锈钢配管。

并且,本发明的目的在于,提供一种将强度和硬度为铜管以上的不锈钢管用作母材的铜合金不锈钢配管。

为了解决上述课题,根据本发明的实施例的铜合金不锈钢配管,其包括再结晶层,其用于形成配管母材和所述铜镀层之间的边界面,由此提高配管母材和铜镀层之间的结合力。因此,能够防止铜镀层发生剥离,并且能够提高配管的耐腐蚀性。

所述再结晶层可以由金属间化合物(inter-metalliccompound)构成。

所述金属间化合物至少包含铜(cu)、铬(cr)、铁(fe)以及镍(ni)。

所述再结晶层构成为,金属组分沿着从所述配管母材朝向所述铜镀层的半径方向扩散的扩散层。

在所述再结晶层中,所述铬(cr)、铁(fe)以及镍(ni)的重量比可以随着从所述配管母材朝向所述铜镀层线性降低。

在所述再结晶层中,所述铜(cu)的重量比可以随着从所述配管母材朝向所述铜镀层线性增加。

所述再结晶层的半径方向上的厚度可以形成为0.18μm-0.22μm。

所述铜镀层可以包括镀氰化铜层或镀硫酸化铜层。

在所述铜镀层设置于所述配管母材的状态下,通过热处理形成所述再结晶层。

根据另一实施方式的空气调节器包括吸入管和吐出管,通过将铜合金不锈钢配管和铜管焊接来构成所述吸入管或说吐出管,从而使配管的连接变得容易。

所述铜合金不锈钢配管和所述铜管可以铜焊(brazing)焊接。

所述铜合金不锈钢配管结合于所述铜管的内侧,在所述铜合金不锈钢配管和所述铜管之间可以形成有焊接部。

根据又一实施方式的包括制冷剂配管的空气调节器的制造方法,其包括:通过在由不锈钢构成的配管母材的外表面实施镀铜来形成铜镀层的步骤;以及通过对所述配管母材和铜镀层实施热处理,来在所述配管母材和所述铜镀层之间形成再结晶层并制造铜合金不锈钢配管的步骤。

所述空气调节器的制造方法,还包括通过将所述铜合金不锈钢配管和铜管焊接来形成所述制冷剂配管的步骤。

根据如上所述的解决方法,铜合金不锈钢配管可以形成为能够使镀铜稳定地结合于由不锈钢管构成的母材的表面。

尤其,在对所述母材的表面实施镀铜之后,通过热处理在铜镀层和母材的表面之间形成再结晶层,由此能够防止铜镀层发生剥离。

并且,确定用于防止不锈钢管的晶间腐蚀的热处理温度,并且能够在所确定的热处理温度的环境下实施热处理,因此能够容易形成再结晶层。

并且,将通过确保铜管水准的延展性来改善加工性的延展性不锈钢管用作母材,因此能够提高制冷剂配管的设置便利性。

并且,将具有强度和硬度为铜管以上的不锈钢管用作母材,由此能够实现制冷剂配管的高可靠性。

附图说明

图1是示出本发明的实施例的空气调节器的结构的冷冻循环的概略图。

图2是示出本发明的实施例的压缩机周边的配管结构的图。

图3是沿着图2的iii-iii’线剖开的剖视图。

图4是沿着图2的iv-iv’线剖开的剖视图。

图5是示出本发明的实施例的铜合金不锈钢配管的制造以及与铜合金的焊接工序的流程图。

图6a是示出针对本发明的实施例的铜合金不锈钢配管的弯曲试验结果的第一情形的图片。

图6b是示出针对现有的普通镀铜不锈钢管的弯曲试验结果的第一情形的图片。

图7a是示出针对本发明的实施例的铜合金不锈钢配管的弯曲试验结果的第二情形的图片。

图7b是示出针对现有的普通镀铜不锈钢配管的弯曲试验结果的第二情形的图片。

图8a是示出将本发明的实施例的铜合金不锈钢配管的截面放大500倍时的情形的图片。

图8b是示出将现有的普通镀铜不锈钢管的截面放大500倍时的情形的图片。

图9a是利用sem设备拍摄本发明的实施例的铜合金不锈钢配管的截面时的图片。

图9b是利用em设备拍摄现有的欧欧婷镀铜不锈钢管的截面时的图片。

图10是示出本发明的实施例的铜合金不锈钢配管的组分分析结果的图表。

具体实施方式

以下,通过示例性的附图对本发明的一部分实施例进行详细说明。应注意的是,在对各附图的结构要素赋予附图标记时,对于同一结构要素,即使出现在不同的附图中,也尽可能地使用同一附图标记。另外,在说明本发明的实施例时,在判断为对相关的已知结构或功能的具体说明妨碍对本发明的实施例的理解时,省略其详细说明。

另外,在说明本发明的实施例的结构要素时,可使用第一、第二、a、b、(a)、(b)等术语。这些术语仅用于将该结构要素区别于其他结构要素,并不由该术语限定相应结构要素的本质、次序或顺序等。在记载某一结构要素“连接”、“结合”或“连接”于其他结构要素的情况下,该结构要素可直接连接或连接于上述其他结构要素,但是也应理解为各结构要素之间也可以“连接”、“接合”或“连接”有另一结构要素。

图1是示出本发明的实施例的空气调节器的结构的冷冻循环的概略图。

参照图1,为了运转制冷剂进行循环的制冷剂循环,本发明的实施例的空气调节器10包括室外机20和室内机160。

所述室外机20还包括:压缩机100,其将制冷剂压缩成高压;以及消音器105,其配置于所述压缩机100的出口侧。所述消音器105能够降低由从所述压缩机100吐出的高压制冷剂所产生的噪音。

所述室外机20还包括调流阀110,所述调流阀110配置于所述消音器105的出口侧,并且用于对所述压缩机100中被压缩的制冷剂的流动方向进行转换。作为一例,所述调流阀110可以包括四通阀(four-wayvalve)。详细而言,所述调流阀110包括:第一端口(port)111,所述压缩机100中被压缩的高压的制冷剂从所述第一端口111流入;第二端口112,其连接于从所述调流阀110朝向室外热交换器侧延伸的配管;第三端口113,其连接于从所述调流阀110朝向室内机160延伸的配管;以及第四端口114,其连接于从所述调流阀110朝向压缩机100延伸的配管。

所述室外机20还包括与外部空气进行热交换的室外热交换器120。所述室外热交换器120配置于所述调流阀110的出口侧。此外,所述室外热交换器120包括热交换管121以及用于支撑所述热交换管121的支架123。所述室外热交换器120的一侧还包括室外风扇125,所述室外风扇125用于将外部空气吹向所述室外热交换器120。

所述室外机20包括:歧管(manifold))130,其连接于所述调流阀110的第二端口112;以及多个连接管135,其从所述歧管130朝向所述室外热交换器120延伸。

所述室外机20还包括:分离器140,其设置于所述室外热交换器120的一侧;以及多个毛细管(capillary)142,其分别从所述分离器140朝向所述室外热交换器120延伸。各个毛细管142可以与结合于所述室外热交换器120的分支管145相连接。

所述室外机20还包括:主膨胀装置155,其对所述室内机160中被冷凝的制冷剂进行减压;以及过滤器(strainer)156、158,其设置于所述膨胀装置155的一侧,并且用于从制冷剂中分离出异物。

所述室外机20还包括备用阀(servicevalve)175、176,其在与室内机160组装时,分别与连接管171、172相连接。所述连接管171、172可以理解为,用于使所述室外机20和所述室内机160连接的配管。所述备用阀175、176包括:设置于所述室外机20的一侧的第一备用阀175;以及设置于所述室外机20的另一侧的第二备用阀176。

此外,所述连接管171、172包括:第一连接管171,其从所述第一备用阀175朝向所述室内机160延伸;以及第二连接管172,其从所述第二备用阀176朝向所述室内机160延伸。

所述室外机20还包括压力传感器180。所述压力传感器180可以设置于从所述调流部110的第三端口113朝向所述第二备用阀176延伸的制冷剂管。当进行制冷运转时,所述压力传感器180能够感测所述室内机160中被蒸发的制冷剂的压力、即低压。另一方面,所述压力传感器180也能感测所述压缩机100中被压缩的制冷剂的压力、即高压。

所述室外机20还包括气液分离器150,其配置于所述压缩机100的吸入侧,并且从被蒸发的低压制冷剂中分离出气态制冷剂并提供到所述压缩机100。

所述室内机160包括:室内热交换器(未图示);以及室内风扇,其设置于所述室内热交换器的一侧,用于使室内空气进行流动。此外,所述室内机160还可以包括室内膨胀装置,其在进行制冷运转时,对冷凝制冷剂进行减压。此外,所述室内膨胀装置中被减压的制冷剂可以在所述室内热交换器中被蒸发。所述室内机160可以经由第一连接管171、第二连接管172与所述室外机20相连接。

所述室外机20还包括用于使如上所述的室外机20的多个结构连接的制冷剂管300。所述制冷剂管300可以由铜合金不锈钢配管构成。

作为一例,所述铜合金不锈钢配管可以应用到压缩机100周边的制冷剂配管。即,所述铜合金不锈钢配管可以应用到:现有的铜接头因从所述压缩机100产生的振动和应力而可能会发生分离的位置。

详细而言,所述铜合金不锈钢配管可以应用到:从调流阀110的第四端口114朝向所述压缩机100延伸的吸入配管310。此外,所述铜合金不锈钢配管可以应用到:从所述压缩机100朝向所述调流阀110的第一端口111延伸的吐出管320。

所述铜合金不锈钢配管可以应用到:从所述调流阀110的第二端口112朝向歧管130延伸的配管。此外,所述铜合金不锈钢配管可以应用到:从所述调流阀110的第三端口113朝向第二备用阀176延伸的管。

在图1中,用tst标记了所述铜合金不锈钢配管所应用的制冷剂配管的区域。

图2是示出本发明的实施例的压缩机周边的配管结构的图,图3是沿着图2的iii-iii’剖开的剖视图,图4是沿着图2的iv-iv’线剖开的剖视图。

参照图2,本发明的实施例的铜合金不锈钢配管360可以应用到压缩机100的吸入管310和吐出管320。详细而言,所述吸入管310包括:连接于所述气液分离器150的铜管350;以及接合于所述铜管350的铜合金不锈钢配管360。

所述铜管350和所述铜合金不锈钢配管360可以通过焊接接合。因此,在所述铜管350和所述铜合金不锈钢配管360之间,形成有焊接部370。作为一例,所述焊接可以包括铜焊焊接。

此外,所述吐出管320包括连接于所述压缩机100的铜管350a;以及接合于所述铜管350a的铜合金不锈钢配管360a。同样,在所述铜管350a和所述铜合金不锈钢配管360a之间,设置有通过铜焊焊接来形成的焊接部370。

参照图3,本发明的实施例的铜合金不锈钢配管360包括:配管母材361,其由延展性不锈钢管构成;以及铜镀层365,其形成于所述配管母材36的表面。

此外,所述铜合金不锈钢配管360还包括再结晶层363,所述再结晶层363是通过对所述配管母材361和铜镀层365进行热处理来实现再结晶而形成的。所述再结晶层363可理解为:通过所述热处理在配管母材361和铜镀层365的边界生成结晶核,并且所述结晶核生长而形成的新的晶界面的层。

即,所述再结晶层363是通过配管母材361和铜镀层365的热处理来实现基于金属扩散的再结晶化的层,可以由金属间化合物(inter-metalliccompound)构成。

以下,对所述配管母材361的结构、即延展性不锈钢配管进行说明。

所述延展性不锈钢配管可以由不锈钢材料和具有至少包含铜(cu)的杂质的物质构成。所述新型材料配管可以构成为,具有大于铜(cu)管的强度,并且具有比不锈钢管更佳的加工性。

与现有的不锈钢相比,所述延展性不锈钢具有更小的强度和硬度,而弯曲性良好的特征。虽然本发明的实施例的延展性不锈钢配管的强度和硬度小于现有的普通不锈钢,但是,至少保持为铜管的强度和硬度以上,而且具有与铜管的弯曲性相似水准的弯曲性,因此,可以认为配管的弯折加工性非常好。其中,需要明确的是,弯曲性和弯折性以相同的含义使用。

其结果,由于所述延展性不锈钢的强度大于所述铜管的强度,因此能够减少配管损坏的忧虑。从而,表现出空气调节器10中可选择的制冷剂种类变多的效果。

以下,对用于定义本发明的实施例的延展性不锈钢的特性的构成要素进行说明,并且,需要明确的是,在以下说明的各元素的构成比为重量比(weightpercent,wt.%)。

1.不锈钢的组分(composition)

(1)碳(c,carbon):0.3%以下

本发明的实施例的不锈钢包含碳(c)和铬(cr,chromium)。碳与铬发生反应而析出为碳化铬(chromiumcarbide),这将成为铬在晶界(grainboundary)或其周边耗尽而发生腐蚀的原因。因此,碳优选保持为较少的含量。

碳是起到与其它元素结合而提高抗蠕变强度(creepstrength)的作用的元素,若碳的含量超过0.03%,则反而成为降低延展性的原因。因此,在本发明中,碳的含量设定为0.03%以下。

(2)硅(si,silicon):超过0且1.7%以下

与铁素体组织或马氏体组织相比,奥氏体组织具有低的屈服强度。因此,为使本发明的延展性不锈钢具有与铜相似或同等水准的弯曲性(或弯曲自由度),不锈钢的基体组织优选形成为奥氏体。

但是,由于硅是形成铁素体的元素,因此硅的含量越高,铁素体在基体组织中的比率越变大,铁素体的稳定性越高。硅优选保持为较少的含量,但是,在制造过程中无法完全阻断硅以杂质的形式流入的情况。

若硅的含量超过1.7%,则不锈钢难以具有铜材料水准的延展性,并且难以确保充分的加工性。因此,将本发明的实施例的不锈钢所包含的硅的含量设定为1.7%以下。

(3)锰(mn,manganess):1.5-3.5%

锰起到用于抑制不锈钢的基体组织相变为马氏体系,并且通过扩大奥氏体区域实现稳定化的作用。若锰的含量小于1.5%,则无法充分表现出由锰所产生的相变抑制效果。因此,为了充分获得由锰所产生的相变抑制效果,将锰的下限含量设定为1.5%。

但是,锰的含量越高,不锈钢的屈服强度增大,由此成为降低不锈钢的延展性的原因,因此,将锰的上限含量设定为3.5%。

(4)铬(cr,chromium):15-18%

锰是,用于提高不锈钢的抗腐蚀开始性(corrosioninitiationresistance)的元素。腐蚀开始是指在未发生腐蚀的母材(basematerial)不存在有腐蚀的状态下最初发生腐蚀的情况;抗腐蚀开始性是指抑制最初在母材发生腐蚀的性质。所述抗腐蚀开始性可以解释为与耐腐蚀性相同的含义。

若铬的含量低于15.0%,则不锈钢无法具有充分的抗腐蚀开始性(或耐腐蚀性),因此在本发明中,将铬的下限含量设定为15.0%。

与此相反地,若铬的含量过多,则在常温下形成为铁素体组织而延展性降低,尤其在高温下,奥氏体的稳定性消失而脆化,从而导致强度的降低。因此,在本发明中,将铬的上限含量设定为18.0%。

(5)镍(ni,nickel):7.0-9.0%

镍具有:提高不锈钢的抗腐蚀增长性(corrosiongrowthresistance),并且使奥氏体组织稳定化的性质。

腐蚀增长是指,已在母材发生的腐蚀以更宽的范围扩散并生长的情况;抗腐蚀增长性是指抑制腐蚀生长的性质。

若镍的含量低于7.0%,则不锈钢无法具有充分的抗腐蚀增长性,因此,将本发明的镍的下限含量设定为7.0%。

并且,若镍的含量过多,则增加不锈钢的强度和硬度,由此难以充分确保不锈钢的加工性。不仅如此,导致成本增加,由此从经济方面考虑也是不优选的。因此,在本发明中,将镍的上限含量设定为9.0%。

(6)铜(cu,copper):1.0-4.0%

铜起到:通过抑制不锈钢的基体组织相变为马氏体组织,由此提高不锈钢的延展性的作用。若铜的含量不足1.0%,则无法充分表现出由铜所产生的相变抑制效果。因此,在本发明中,为了充分获得基于铜的相变抑制效果,将铜的下限含量设定为1.0%。

尤其,为了使不锈钢具有与铜的弯曲性等同或相似水准的弯曲性,铜的含量应为1.0%以上。

随着铜的含量增加,基体组织的相变抑制效果增加,但是,其增加幅度会逐渐减小。此外,若铜的含量过多而超过4-4.5%,则其抑制效果发生饱和,并且会促进马氏体的产生,因此是不优选的。此外,由于铜是价格昂贵的元素,因此也会对经济方面产生影响。因此,将铜的上限含量设定为4.0%,使得相变抑制效果保持在小于饱和水准,并且能够确保其经济性。

(7)钼(mo,molybdenum):0.03%以下

(8)磷(p,phosphorus):0.04%以下

(9)硫磺(s,sulfer):0.04%以下

(10)氮(n,nitrogen):0.03%以下

钼、磷、硫磺以及氮作为包含于钢铁半成品本身的元素而使不锈钢硬化,因此优选以尽可能较低的含量保持。

2.不锈钢的基体组织(matrixstructure)

所述延展性不锈钢的基体组织可以由以铬(18%)和镍(8%)为主要组分的奥氏体系(ostenitetype)不锈钢、或者以铬(18%)为主要组分的铁素体系(ferritetype)不锈钢构成。

在所述延展性不锈钢的基体组织由奥氏体系不锈钢构成的情况下,还可以含有δ-铁素体(δ-ferrite)。作为一例,所述延展性不锈钢以颗粒面积为基准,可以具有90%以上的奥氏体基体组织,优选具有为99%以上的奥氏体基体组织,并且具有1%以下的δ-铁素体基体组织。

所述铜镀层365可以由镀氰化铜(coppercyanide)或镀硫酸化铜(coppersulfate)构成。所述铜镀层365的半径方向上的厚度可以在3μm-30μm的范围内形成。通常的铜镀层的厚度可以形成为3μm-5μm,但是,本实施例的特征在于,铜镀层365形成为能够再焊接至少五次以上的厚度。

即,铜镀层365可以形成为:即使将铜合金不锈钢配管接合于铜管后分离,之后再进行焊接,也能保留铜镀层365的厚度。

在将铜镀层365形成于所述配管母材361之后,通过对其实施热处理来形成所述再结晶层363。若将所述铜镀层365涂覆于所述配管母材361,则只会单纯地实现离子结合,从而其结合力形成为较弱。因此,当规定的外力或热源施加于配管母材361时,所述铜镀层365可能会发生剥离。

因此,在将铜镀层365形成于所述配管母材361之后,在不经过热处理而焊接于铜管350的情况下,所述铜镀层365发生损坏的可能性将会变大。

为了防止这种现象,本实施例的特征在于,在配管母材361和铜镀层365之间的边界(interfacial)形成再结晶,由此形成再结晶层363,所述再结晶层363形成规定的边界面。

所述热处理条件,如下所述。

在所述配管母材361的基体组织由奥氏体系构成的情况下,所述热处理温度可以形成为850℃-1,083℃的范围。

在所述奥氏体系基体组织的情况下,由于诱发晶界腐蚀的敏化温度范围形成为550℃-850℃,因此,在长时间暴露于所述敏化温度范围的情况下,形成碳化铬,从而出现发生晶间腐蚀的问题。此处,所述“晶界腐蚀”可以理解为集中发生于合金的晶界的局部腐蚀现象。

因此,防止晶间腐蚀且用于实现配管母材的再结晶的热处理温度需形成为850℃以上的范围,并且,由于铜(cu)的熔点为1,083℃,因此,热处理温度需形成为铜的熔点以下。

另外,在所述配管母材361的基体组织由铁素体系构成的情况下,诱发晶界腐蚀的敏化温度范围形成为约900℃以上。此外,在热处理温度低于800℃的情况下,不易实现配管母材361的再结晶。因此,热处理温度可以形成在800℃-900℃的范围。

假如,若在900℃以上的温度下对铁素体系的配管母材361实施热处理,则必须以固定速度以下缓慢冷却,从而能够防止因敏化温度而发生的碳化铬的析出。

参照图4,铜管350和铜合金不锈钢配管360可以通过焊接彼此接合。作为一例,所述铜合金不锈钢配管360插入于所述铜管350的内部,在所述铜合金不锈钢配管360的外周面和所述铜管350的内周面之间将会形成焊接部370。

作为一例,作为焊接方法可以实施铜焊焊接,所述焊接部370可以包含填充金属(fillermetal),所述填充金属在焊接过程中熔化而构成为焊接物的一部分。

所述铜合金不锈钢配管360包括:配管母材361;铜镀层365,其涂覆于所述配管母材361的外侧;以及再结晶层363,其通过再结晶形成所述配管母材361和所述铜镀层365之间的边界面。

图5是示出本发明的实施例的铜合金不锈钢配管的制造以及与铜合金的焊接工序的流程图。

参照图5,在配管母材361的外周面实施镀铜,由此形成铜镀层365。如上所述,所述配管母材361可以构成为“延展性不锈钢”(s11)。

在设定时间期间,实施针对配管母材361的热处理,由此执行配管母材361和铜镀层365的再结晶化工序,从而在所述配管母材361和所述铜镀层365之间形成再结晶层363。

所述再结晶层363作为所述配管母材361和铜镀层365之间的边界面,可以理解为“合金层”或“扩散层”。通过如上所述的方法,可以制造铜合金不锈钢配管360。

此外,所述设定时间可以是10分钟-20分钟。

在由奥氏体系基体组织的不锈钢构成的配管母材361的情况下,热处理温度可以为850℃-1,083℃的范围。另一方面,在由铁素体系基体组织的不锈钢构成的配管母材361的情况下,热处理温度可以为800℃-900℃的范围。

另外,若在900℃以上的温度下对由铁素体系基体组织的不锈钢构成的配管母材361实施热处理,则也能以固定速度以下进行缓慢冷却(s12)。

可以实施所述铜合金不锈钢配管360和铜管350之间的焊接。其结果,如图4所示,可以在所述铜合金不锈钢配管360和铜管350之间形成焊接部370(s13)。

图6a是示出本发明的实施例的铜合金不锈钢配管的弯曲试验结果的第一情形的图片,图6b是示出针对现有的普通镀铜不锈钢管的弯曲试验结果的第一情形的图片。

在图6a中示出了,针对由图5的制造方法形成的铜合金不锈钢配管360反复实施弯折并展开的操作(弯曲试验)而形成弯曲部b时的铜合金不锈钢配管360的情形。详细而言,实施了将所述铜合金不锈钢配管360以180度弯折后展开的操作。

图6a中的第一个示出反复实施五次弯折并展开的操作的情况下的情形,第二个示出反复实施十次弯折并展开的操作的情况下的结果。如图6a的两个情形所示,铜镀层通过再结晶层稳定地结合于配管母材,因此,可以确认到未出现外部的铜镀层发生脱落的现象。

与本发明的实施例不同,图6b中示出在配管母材只形成有铜镀层的配管360’的情形。即,所述铜镀层和配管母材之间仅仅实现相对较弱的离子结合。图6b中示出了:以与图6a相同的试验方法,对配管360’反复实施弯折并展开的操作(弯曲试验)而形成弯曲部b’时的配管360’的情形。

图6b中的第一个示出反复实施五次弯曲并展开的操作的情况下的情形,第二个示出反复实施十次弯折并展开的操作的试验的情况下的结果。如图6b的两个情形所示,所述管360’包括剥离部p。所述剥离部p是指从配管母材剥离出的铜镀层的部分。

配管母材因所述剥离部p不会露出于外部,因此,可能会出现不容易实现配管360’和铜管350之间的焊接的问题。此外,可能会出现配管的耐腐蚀性降低的问题。

图7a是示出针对本发明的实施例的铜合金不锈钢配管的弯曲试验结果的第二情形的图片,图7b是示出针对现有的普通镀铜不锈钢配管的弯曲试验结果的第二情形的图片。图7a和图7b分别示出了在图6a和图6b中所示的配管的相反侧情形。

在图7a中,示出了通过针对铜合金不锈钢配管360的弯曲试验来形成配管360的切开部c的情形。详细而言,可以确认到:在配管360的切开部c,保持了铜镀层365牢固地结合于配管母材361的外表面的状态。此外,在所述配管母材361和所述铜镀层365之间形成再结晶层363。

在图7b中,示出了通过针对管360’的弯曲试验来在配管360’形成剥离部p和切开部c’的情形。详细而言,可以确认到:在配管360’的切开部c’,铜镀层从配管母材剥离而分离的状态。并且,在管360’的剥离部p可以得知铜镀层是从配管母材剥离出的状态。

图8a是示出将本发明的实施例的铜合金不锈钢配管的截面放大500倍时的情形的图片,图8b是示出将现有的普通镀铜不锈钢管的截面放大500倍时的情形的图片。

参照图8a,本发明的实施例的铜合金不锈钢配管360的截面包括:配管母材361,其由延展性不锈钢构成;铜镀层365,其涂覆于所述配管母材361的外表面;以及再结晶层363,其形成所述配管母材361和铜镀层365之间的边界面。

从图8a的图片可以看出,通过形成所述再结晶层363,来能够使所述铜镀层365不会从配管母材361翘起,并且形成良好的接合界面。另外,在图8a示出的黑色的环状构件是,在放大截面照片时为了容易区分层而配置的基准环r。

另一方面,参照图8b,单纯地将度铜层涂覆于配管母材且不实施热处理的管360’的截面包括:配管母材361’;铜镀层365’,其涂覆于配管母材361’的外表面;以及剥离层363’,其在所述配管母材361’和铜镀层365’之间形成边界面。

从图8b的图片可以看出,虽然所述铜镀层365’覆盖配管母材361’的外表面,但是因所述剥离层363’而形成翘起的配置且具有未接合于所述配管母材361’的缺点。因此,在具有如图8b所示的结构的管360’的情况下,铜镀层365’具有在外力的作用下容易剥离且耐腐蚀性较弱的缺点。

图9a是利用sem设备拍摄本发明的实施例的铜合金不锈钢配管的截面时的图片,图9b是利用em设备拍摄现有的普通镀铜不锈钢配管的截面时的图片。

在图9a和图9b中示出,利用扫描电子显微镜(scanningelectronmicroscope,sem)拍摄图8a和图8b中进行说明的铜合金不锈钢配管360和现有的配管360’的截面并进行放大的图片。

详细而言,参照图9a,铜合金不锈钢配管360包括:配管母材361;铜镀层365,其设置于配管母材361的表面;以及再结晶层363,其配置在所述配管母材361和所述铜镀层365之间,并且在两个金属之间形成良好的接合界面。

另一方面,参照图9b,现有的配管360’包括:配管母材361’;铜镀层365’,其设置于配管母材361’的表面;以及剥离层363’,其配置在所述配管母材361和所述铜镀层365之间。因所述剥离层363’,所述铜镀层365具有容易从所述管母材361’分离的缺点。

图10是示出本发明的实施例的铜合金不锈钢配管的组分分析结果的图表。在图10中示出,利用扫描电子显微镜(sem)来实施铜合金不锈钢配管360的组分分析(energydispersivespectrometry;eds分析)的结果。

图表的横轴表示配管的厚度(μm)。横轴的原点表示配管母材361的内周面的一个位置,ls表示配管母材361的半径方向上的厚度,lc表示铜镀层365的半径方向上的厚度。

图表的纵轴表示金属组分的重量比(wt%)。并且,图表的四条线表示铜(cu)、铬(cr)、铁(fe)以及镍(ni)的重量比。

因此,在横轴的相当于配管母材361厚度的部分、即约0-2μm中,示出了铜(cu)、铬(cr)、铁(fe)以及镍(ni)以适当比率混合的状态。另一方面,在相当于铜镀层365的部分、即2.2-4.2μm中,示出了几乎不含其它金属且大部分由铜(cu)形成的状态。

在所述配管母材361和铜镀层365之间的区域、即横轴的2-2.2μm中,形成四个金属组分(cu、cr、fe、ni)发生变化的区域。

该区域作为再结晶层363所处的区域,是示出横轴的值越大,即从配管母材361越朝向铜镀层365,三个金属组分(cr、fe、ni)的重量比越线性减小,而一个金属组分(cu)的重量比越线性增大的区域。

对其进行整理,可以确认到所述再结晶层363形成具有约为0.2μm、具体为0.18-0.22μm厚度的扩散层。通过这种扩散层,配管母材361和铜镀层365能够实现良好的接合。

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