專利名稱：散熱器的制造方法及用該方法制成的空心型材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造散熱器的方法，尤其涉及一種制造機(jī)動(dòng)車散熱器的方法，以及用這種方法制作的空心型材。
迄今，在歐洲，用普通的黃銅和銅管制成的散熱器，特別是用于機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)的水冷器約占20%，而用鋁管制成的散熱器約占80%。
由于鋁管散熱器比用黃銅和銅管制成的散熱器熱效率高，重量輕，因此，常做成帶插入鋁管的插入式散熱器，或用焊接鋁管制成散熱器。用鋁材制成的插入式散熱器的比例大約為50%，用焊接鋁管制成的散熱器的比例約為30%。
用焊接鋁管制成的散熱器被專用于需要強(qiáng)冷的內(nèi)燃機(jī)上，如小型卡車發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車的大功率發(fā)動(dòng)機(jī)上。用于這類散熱器的焊接管是由金屬帶材圍成一圈，并在其一側(cè)沿縱向壓焊而成的。與插入式散熱器的圓形管截面相反，這種管子的截面為扁平形，管外側(cè)用Alsi合金包覆。硅層是在圍成金屬板之前對(duì)其滾壓時(shí)覆蓋上的，從而能將焊成的管焊接到水箱和冷卻鰭片上。
這種焊好的扁平管，例如由Al、Mg、Si0.5或Al、Mn合金組成。在高于450℃特別是在607-636℃溫度下，用焊劑或在真空下不用焊劑，通過銅焊或硬纖焊，將它們焊在水箱和由相同材料或類似材料制成的冷卻鰭片上。
這兩種把已焊好的管焊接到鰭片和水箱上的可能性都存在嚴(yán)重問題。用焊劑進(jìn)行焊接時(shí)，由于焊劑釋放出有害物質(zhì)，對(duì)周圍的污染嚴(yán)重，而且對(duì)鋁和鐵板的腐蝕也很嚴(yán)重。因此，對(duì)焊好的散熱器必須進(jìn)行沖洗，以防止日后腐蝕。此外，還必須從空氣中除去所產(chǎn)生的焊接煙塵，以防止堆積在機(jī)車車身制造場(chǎng)所附近的金屬板受到腐蝕。由于這個(gè)原因，需對(duì)空氣進(jìn)行凈化，而凈化所需的費(fèi)用是很高的。不用焊劑進(jìn)行焊接時(shí)，雖然不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，但因?yàn)楸仨氃谡婵罩羞M(jìn)行焊接，需要相當(dāng)精確的溫度控制，這也使費(fèi)用高昂。此外，由于真空焊接溫度高，在焊接爐內(nèi)保溫時(shí)間短，在焊接連接處，容易造成點(diǎn)接觸而不是面接觸，這就降低了聯(lián)接處的導(dǎo)熱性能。
迄今為止，在具有這種焊接的扁平管的散熱器上，通常設(shè)置了彼此平行的兩根管，每根管的寬度例如為22mm，此寬度指的是管子在扁平截面長(zhǎng)軸方向上的外部尺寸。因而冷卻效率隨外部直徑的增加而增加，最好采用一種較寬的扁平管。而且，在散熱器的制造過程中，焊接之前，在扁平管側(cè)面還要車出螺紋并壓在鰭片上，以便在兩個(gè)部件之間形成連續(xù)的、完整的面接觸，然后再在爐內(nèi)焊接?？墒牵捎谠诰o壓的過程中扁平管上受到的壓力，以及焊接時(shí)爐內(nèi)所達(dá)到的溫度，該扁平形狀的側(cè)面在爐內(nèi)會(huì)出現(xiàn)變形(縱彎曲)，因?yàn)殇X會(huì)變軟，而且在壓力下出現(xiàn)凹陷。尤其在鋁管管壁很薄，例如僅為0.4mm時(shí)就會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
扁平管和鰭片焊接之后，將按此法而制得的散熱器中心部份裝入散熱器殼體或散熱器底部，這種工序在組裝成的散熱器上不會(huì)產(chǎn)生任何應(yīng)力，可是由于焊接過程中部件變形，很難達(dá)到所需要的配合精度。
如果為了提高冷卻效率而采用較寬的扁平截面管，這種管子的縱向彎曲和配合精度不夠的問題會(huì)更為嚴(yán)重。由于焊接過程中管子會(huì)出現(xiàn)上述變形，而使生產(chǎn)中廢品增多，又因?yàn)楣苌嫌泄璋矊?，因而不能?jiǎn)單地將這些散熱器次品報(bào)廢，這就產(chǎn)生了新問題。
據(jù)此，本發(fā)明的目的是為了避免上述問題而提供一種散熱器、尤其是機(jī)動(dòng)車用散熱器的制造方法，以及用這種方法制成的空心型材。借助于這種方法，可以制造出高效的大負(fù)載鋁散熱器。
本發(fā)明上述及其它目的是通過下述方法和沖壓的金屬空心型材料實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明制造散熱器的方法的特征是沖壓出空心形、大體為橢圓截面的型材，其內(nèi)有一塊縱向地向內(nèi)延伸、并橫向地處于型材橫截面的長(zhǎng)軸上的板，然后再加工成橫截面為扁平狀、兩側(cè)平行的管子，最后將扁平管組裝在構(gòu)成散熱器中心部分的冷卻鰭片上。用上述方法制造的、大體為橢圓形截面的沖壓空心金屬型材，其特征是型材的內(nèi)腔至少有一塊與其成一體的、沿空心型材縱向朝向延伸的板，該板橫向地處于橢圓形截面的長(zhǎng)軸上。
按照本發(fā)明的方法，不采用焊接管，而由傳統(tǒng)的沖壓機(jī)或類似機(jī)械提供沖壓的空心型材，型材內(nèi)至少有一塊板，該板有三個(gè)作用第一，在隨后的滾壓成型工序中，該板能保證形成扁平截面管，其扁平截面的兩條寬邊彼此準(zhǔn)確平行。第二，上述板提高了這種型材的剛性，在滾壓或軋制工序中具有較好的穩(wěn)定性，并且使寬扁平型材具有更高的尺寸穩(wěn)定性。最后，該板還相當(dāng)于一個(gè)紊流器，當(dāng)它作為水冷器時(shí)，能確保管內(nèi)的循環(huán)水形成紊流，從而獲得較低的水流速率和較高的冷卻效率。
由于空心型材中有板，管的外部直徑可達(dá)40mm，從而可用于制作散熱器，特別是制作具有高效率的機(jī)動(dòng)車散熱器。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，這種由鋁或鋁合金制成的型材具有一層鋅或鋅基合金包覆層，然后可將這種管子在低于450℃的溫度下軟焊到冷卻鰭片上。與用硬釬焊接已焊成的管相比，本發(fā)明的管子尺寸穩(wěn)定性好，因?yàn)樵谶@種溫度下，鋁材的變形自然減小，這一點(diǎn)正是所希望的。
下面通過對(duì)一些具體實(shí)施例及附

圖1-3對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的描述。
圖1是本發(fā)明的空心型材的第一個(gè)實(shí)施例，圖1A是沖壓出的情況，圖1B為經(jīng)滾壓后的成形管。
圖2為本發(fā)明的空心型材的第二個(gè)實(shí)施例，圖2A是沖壓出的情況，圖2B為經(jīng)滾壓后的成形管。
圖3是本發(fā)明的空心型材的第三個(gè)實(shí)施例，圖3A是沖壓出的情況，圖3B為經(jīng)滾壓后的成形管。
附圖1表示了用本發(fā)明的方法制造的空心型材的具體實(shí)施例，該空心型材用作機(jī)動(dòng)車散熱器。圖1A所示的型材1具有橢圓形截面，它由Al、Mg、Si0.5或Al、Mn合金制成，其短軸外徑，例如為4mm-6mm，兩外側(cè)外半徑為1.2mm。在空心形材內(nèi)腔形成兩塊板2，它們沿型材縱向從一內(nèi)表面連續(xù)地延伸到另一表面，并橫向地處于橢圓形橫截面長(zhǎng)軸上。橫板2的厚度大體上等于型材1的壁厚。橫板沿橫向預(yù)先做成彎曲形。如圖1B所示，這種彎曲的目的是在軋制圖1A的型材1時(shí)，能使板2縱向彎曲，以便形成圖1B所示的半圓形板5，以加強(qiáng)扁平管3，并使待冷卻的水流過時(shí)形成紊流。圖1B所示的扁平管的短軸方向上的外徑可以為0.2mm，兩側(cè)外半徑保持1.2mm不變。圖1A所示的本發(fā)明實(shí)施例中的空心型材可以有一個(gè)寬度，即沿長(zhǎng)軸方向上的外部尺寸，使得圖1B所示的扁平管有相應(yīng)的外部尺寸，例如32mm到40mm，從而不必要求尺寸精確，也不需要準(zhǔn)確配合，而這種準(zhǔn)確配合會(huì)受到隨后的焊接工序影響。
圖2A表示了本發(fā)明空心型材1的另一個(gè)實(shí)施例，型材內(nèi)腔有一塊凸出板2，該板位于型材的內(nèi)側(cè)，并與其成一整體。凸出板2的高度與圖2B中滾壓后的扁平管的內(nèi)高相適應(yīng)。該措施的目的是借助于內(nèi)板2的支撐使圖2B中的扁平管的兩外側(cè)精確地平行。圖2B所示的管的短軸方向的外部尺寸可以為4mm-6mm，板2的高為1.6mm，壁厚為0.4mm。
圖2B給出了滾壓后的扁平管3，該管在短軸方向的外部尺寸為2.4mm，內(nèi)高1.6mm，寬，即長(zhǎng)軸方向的外部尺寸為32mm。在兩側(cè)的外半徑仍為1.2mm。
圖3表示了本發(fā)明空心型材1的第三個(gè)實(shí)施例，該型材有兩塊板2，它們與型材1的內(nèi)側(cè)按預(yù)定角度成一整體結(jié)構(gòu)，兩塊板2距空心型材1兩側(cè)邊的距離相同。其角度應(yīng)選擇成使在如圖3B所示的滾壓后的扁平管3中，內(nèi)板2與管的內(nèi)表面垂直。此外，板2的高度應(yīng)與圖3B的扁平管3的內(nèi)高相適應(yīng)。其余尺寸與圖2所示的實(shí)施例的尺寸一致。由于在圖3的實(shí)施例中具有兩塊板2，管子的穩(wěn)定性更好，同時(shí)使流過其內(nèi)的待冷卻介質(zhì)產(chǎn)生更明顯的渦流，即紊流。當(dāng)在散熱器上采用這種形狀時(shí)，就可使用截面更寬的管子，因而制成的機(jī)動(dòng)車散熱器具有非常高的效率。這正是車輛發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的。
盡管已對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)先實(shí)施例作了描述，但本領(lǐng)域普遍專業(yè)技術(shù)人員還可對(duì)此結(jié)構(gòu)作一些改型，這些改型都沒有超出本發(fā)明的構(gòu)思或權(quán)利要求的保護(hù)范圍，例如空心型材可以采用其他金屬材料制成而不用上面所提到的鋁合金，橫截面也可為其他形狀而不是圖中所示的橢圓形。
權(quán)利要求
1.制造散熱器，尤其是機(jī)動(dòng)車散熱器的方法，其特征在于沖壓出空心形、大體為橢圓截面的型材，其內(nèi)有一塊縱向地向內(nèi)延伸、并橫向地處于型材橫截面的長(zhǎng)軸上的板，然后再加工成橫截面為扁平狀、兩側(cè)平行的管子，最后將扁平管組裝在構(gòu)成散熱器中心部分的冷卻鰭片上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于空心型材由鋁或鋁合金制成，然后用滾壓或軋制設(shè)備再成型，并覆蓋一層鋅或鋅基合金，之后將其焊到冷卻鰭片上，將扁平管和冷卻鰭片的組合件裝入散熱器殼體中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于將覆蓋有鋅的扁平管在低于450℃的溫度下軟釬焊到冷卻鰭片上。
4.用權(quán)利要求1所述的方法制造的、大體為橢圓形截面的沖壓空心金屬型材(1)，其特征在于型材(1)的內(nèi)腔至少有一塊與其成一體的、沿空心型材(1)縱向朝內(nèi)延伸的板(2)，該板橫向地處于橢圓形截面的長(zhǎng)軸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的型材，其特征在于上述板(2)沿型材長(zhǎng)軸方向伸入型材的中心。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的型材，其特征在于型材有兩塊板(2)，它們彼此之間、以及它們與沿長(zhǎng)軸方向的截面兩端的距離相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的型材，其特征在于上述兩塊板(2)與空心型材(1)成一體，并從型材的一個(gè)內(nèi)表面向另一內(nèi)表面延伸，它們沿型材(1)的橫向呈彎曲形。
8.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的型材，其特征在于上述一塊板或兩塊板(2)與型材(1)的一個(gè)內(nèi)表面為一體，上述一塊板或兩塊板的高度與型材(1)再加工成扁平管(3)之后所要求的內(nèi)部空間的高度相等。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造機(jī)動(dòng)車散熱器的方法，該方法包括將沖成橢圓形截面的，其內(nèi)至少有一塊縱向地向內(nèi)延伸并橫過橢圓形截面長(zhǎng)軸的板(2)的空心型材再成型，例如在加壓的情況下滾壓成扁平橫截面的管子，管的兩側(cè)平行，再將管焊到冷卻鰭片上，并裝入散熱器殼體中。用上述方法制作的沖壓的輕金屬空心型材(1)大體上為橢圓形截面，其內(nèi)至少有一塊板(2)，它沿型材(1)的縱向延伸并橫過型材的橢圓形截面的長(zhǎng)軸。
文檔編號(hào)B23K1/00GK1033019SQ8810727
公開日1989年5月24日 申請(qǐng)日期1988年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月8日
發(fā)明者小理查德·諾爾 申請(qǐng)人:挪威海德羅公司