鋁管及其制造方法技術

一種由一含有０．９～１．５質量％的Ｍｎ、其余為Ａｌ和不可避免的雜質的合金制成的鋁管，該管含有從管的外圓周的最外層表面通過管的表面層部分擴散到深度至少為６０μｍ處的Ｚｎ，該表面層部分的Ｚｎ的含量為０．２０～０．７０質量％。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種鋁管和一種鋁管制造方法，尤其涉及可用作熱交換器—例如其中使用含氯氟烴致冷劑的機動車空調的冷凝器或蒸發器、其中使用CO2致冷劑的機動車空調的氣體冷卻器或蒸發器、機動車的機油冷卻器和機動車的散熱器—中的入口管和出口管的鋁管；可用作具有適于使用含氯氟烴致冷劑的致冷循環的機動車空調的管道的鋁管，該致冷循環包括通過管道相互連接的壓縮機、冷凝器和蒸發器；以及可用作具有適于使用CO2致冷劑的致冷循環的機動車空調的管道的鋁管，該致冷循環包括通過管道相互連接的壓縮機、氣體冷卻器、中間熱交換器、膨脹閥和蒸發器，并且還涉及一種所述類型鋁管的制造方法。此處和所附權利要求中使用的術語“鋁”包括純鋁和鋁合金。此外，代表金屬的原子符號不包括其合金。
技術介紹
已知冷凝器用于包含其中使用含氯氟烴致冷劑的致冷循環的機動車空調。這種冷凝器包括一對平行布置并相互間隔開的鋁制集管、由鋁制成并在其相對的端部連接到所述集管的平行的扁平熱交換管、設置在每對相鄰熱交換管之間的空氣道間隙中并(硬)釬焊到該對熱交換管上的波紋狀鋁制翅片、一連接到其中一個集管的鋁制入口管和一連接到另一集管的鋁制出口管。上述冷凝器的入口管和出口管按常規制造，例如由JIS A1100、JISA3003或一含有1.0～1.5質量％的Mn、至少0.2質量％和不低于0.6質量％的Mg、其余為Al和不可避免的雜質的鋁合金制成(見出版物JP-B No.1991-22459)。通常對上述冷凝器部件的表面進行鍍鉻處理，以提高冷凝器的抗腐蝕能力。然而，這種處理很麻煩。此外，Cr6+是有害的，從而必須進行麻煩的廢液處理。因此，冷凝器的整體制造很麻煩。此外，Cr6+在歐洲不久將被禁止使用。因此，對于冷凝器中使用的致冷管，正在研究各種可產生抗點蝕能力的處理方法和具有抗點蝕能力的材料，以取代其中使用有害的Cr6+的鍍鉻處理。然而，仍然有待于開發易于以低的成本制造并且具有足夠抗點蝕能力的入口管和出口管。當然，如果不進行鍍鉻處理，上述出版物中公開的用于熱交換器的入口管和出口管就不具有抗點蝕能力。本專利技術的一個目的是克服以上問題，并提供一種具有令人滿意的抗點蝕能力且易于以低的成本制造的鋁管，還提供一種制造該鋁管的方法。
技術實現思路
本專利技術提供了一種由一含有0.9～1.5質量％的Mn、其余為Al和不可避免的雜質的合金制成的鋁管，該管含有從管的外圓周的最外層表面通過管的表面層部分擴散到深度至少為60μm處的Zn，該表面層部分的Zn的含量/濃度(concentration)為0.20～0.70質量％。在本專利技術的鋁管中，Mn的作用是提高管的抗點蝕能力和管的強度，以用作熱交換器的入口管或出口管。如果Mn的含量小于0.9質量％，則不能實現這種作用。如果Mn的含量大于1.5質量％，則提高強度的作用保持不變，但熱加工時不易變形，導致加工性能降低，例如，在要將該管制成用于熱交換器的入口管或出口管時，其可擠出性降低。因此，入口管或出口管的Mn的含量應該為0.9～1.5質量％，優選為1.0～1.2質量％。從本專利技術的鋁管的外圓周的最外層表面通過該管的表面層部分擴散到深度至少為60μm處的Zn使該表面層部分形成一基準電位，從而使除了該表面層部分之外的管的部分可受到犧牲腐蝕(sacrificial corrosion)以防止鋁管發生點蝕。但是，如果表面層部分的Zn的含量小于0.20質量％，則不能實現這種作用。相反地，Zn的含量大于0.70質量％不會影響鋁管本身的抗腐蝕能力，但是如下所述在當將熱交換管釬焊到翅片上來制造熱交換器的同時制造該鋁管的情況下，使Zn的含量增至大于0.70質量％則需要將更多的Zn熱噴射到熱交換管的表面上。從而不可能使要獲得的熱交換器的熱交換管和釬焊到管與翅片之間的接頭具有期望的抗腐蝕能力。因此，表面層部分的Zn的含量應該為0.20～0.70質量％。此外，擴散到管內的Zn的厚度限制為從鋁管的外圓周的最外層表面起最大約為100μm。本專利技術的鋁管不需要鍍鉻處理就可防止點蝕。此外，該管由含有0.9～1.5質量％的Mn、其余為Al和不可避免的雜質的合金制成，并含有從管的外圓周的最外層表面通過表面層部分擴散到深度至少為60μm處的Zn，該表面層部分的Zn的含量為0.20～0.70質量％。因此，可以低的成本容易地制造該管。優選地，本專利技術的鋁管含有0.01質量％以內的Cu作為不可避免的雜質，因為Cu作為不可避免的雜質可能會損害鋁管的抗點蝕能力，即便量很少。優選地，本專利技術的鋁管含有0.25質量％以內的Fe作為不可避免的雜質，因為盡管沒有Cu的影響大，但Fe作為不可避免的雜質也可能損害鋁管的抗點蝕能力。優選地，本專利技術的鋁管含有0.25質量％以內的Si作為不可避免的雜質，因為Si和Fe一樣可能會降低鋁管的抗點蝕能力。優選地，本專利技術的鋁管含有0.30質量％以內的Mg作為不可避免的雜質，因為Mg作為不可避免的雜質可能會損害材料的可釬焊性和可加工性例如可擠出性，從而導致加工成本升高。本專利技術提供了一種制造鋁管的方法，其特征在于，在一具有惰性氣體氣氛的爐內，將由含有0.9～1.5質量％的Mn、其余為Al和不可避免的雜質的合金制成的管坯和具有形成在其表面上的2.0～16.0g/m2的Zn噴射層并且Zn的總量為75～600g的鋁材在580到610℃下加熱3～15分鐘。在本專利技術的鋁管制造方法中，形成在鋁材表面的噴射層中的Zn當在后續步驟中被加熱時蒸發/升華(evaporate)從而擴散進入管坯的外圓周的表面層。鋁材表面上的Zn噴射層限制為2.0～16.0g/m2并且總量限制在75～600g，因為如果這些量少于相應的下限值，則制造出的鋁管的表面層部分的達不到至少0.20質量％的Zn含量，還因為如果這些量超出各自的上限值，則表面層部分的Zn含量將超出0.70質量％。此外，在本專利技術的鋁管制造方法中，如果加熱溫度和加熱時間小于相應的下限值，則不可能充分地使Zn從噴射層升華從而隨后擴散進管坯的表面層部分，從而導致得到的鋁管的表面層部分的Zn含量不能達到至少0.20質量％。如果溫度和時間超出相應的上限值，則翅片或其它部件的基礎鋁材會熔化，或者熱噴射到熱交換管表面的Zn過多地擴散進入熱交換管中，從而可能因腐蝕而引起泄漏，例如，在如下所述的當將熱交換管釬焊到翅片上來制造熱交換器的同時制造鋁管的情況下。加熱溫度優選為585～605℃。通過本專利技術的方法可較容易且低成本地制造上述鋁管。在本專利技術的鋁管制造方法中，用于制造管坯的合金優選含有1.0～1.2質量％的Mn。用于制造管坯的合金優選含有0.01質量％以內的Cu作為不可避免的雜質。用于制造管坯的合金優選含有0.25質量％以內的Fe作為不可避免的雜質。用于制造管坯的合金優選含有0.25質量％以內的Si作為不可避免的雜質。此外，用于制造管坯的合金優選含有0.30質量％以內的Mg作為不可避免的雜質。在本專利技術的鋁管制造方法中，鋁材的形式為多個用于在熱交換器中使用的熱交換管，每個熱交換管都具有形成在其表面的2.0～16.0g/m2的Zn噴射層，所有熱交換管的表面的Zn噴射層的Zn總量都是75～600g，當在惰性氣體氣氛內釬焊熱交換管、集管和翅片時，將適于釬焊熱交換管、鋁制集管和鋁制翅片以及管坯的爐子加本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：盛田輝紀，
申請(專利權)人：昭和電工株式會社，
類型：發明
國別省市：