專利名稱：熱交換器管、熱交換器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及例如用于汽車(chē)空調(diào)裝置所用制冷循環(huán)的鋁制熱交換器、用于這種熱交換器的管及其制造方法。
在包括權(quán)利要求書(shū)的公開(kāi)內(nèi)容中，術(shù)語(yǔ)“鋁”包括鋁及其合金。
背景技術(shù)：
下面說(shuō)明發(fā)明人對(duì)于相關(guān)技術(shù)和其中問(wèn)題的知識(shí)，該說(shuō)明不應(yīng)認(rèn)為是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的啟示。
作為用于汽車(chē)空調(diào)裝置所用制冷循環(huán)的鋁制熱交換器，眾所周知如圖5所示的所謂多流型或平行流型熱交換器51。在該熱交換器中，沿厚度方向設(shè)有多個(gè)扁平管52，同時(shí)所述管之間插置有波紋形翅片，所述管52的端部流體連通有空心集管54。
在制造這種熱交換器51時(shí)，通常將熱交換器部件制成臨時(shí)組件，然后在爐中一體釬焊該組件。作為例如如專利文獻(xiàn)1(日本未審公開(kāi)專利申請(qǐng)No.S59-10467)所公開(kāi)的形成釬焊層的方法，眾所周知將釬焊合金熱噴射到鋁制熱交換管的表面上。
然而，在將釬焊合金熱噴射到熱交換管52的表面上以形成釬焊材料層的情況下，釬焊材料層的不均勻度很大，因此釬焊層在釬焊后皺縮。結(jié)果，如圖5中放大示出的，熱交換管52與翅片53之間某些原定接合的部分可能不會(huì)在該管52的縱向方向上連續(xù)接合，這將使釬焊部分變差，例如翅片分離。
為解決該問(wèn)題，常規(guī)上已經(jīng)提出各種技術(shù)。例如，專利文獻(xiàn)2(JP，H11-33709，A)公開(kāi)了一種將釬焊合金熱噴射到熱交換管(管芯部)的帶條紋的表面上以形成釬焊層的技術(shù)。專利文獻(xiàn)3(JP，H06-200344，A)公開(kāi)了一種技術(shù)，其中在熱噴射釬焊合金粉末時(shí)，在未熔化結(jié)構(gòu)部分保持而未完全熔化合金粉末的狀態(tài)下將釬焊粉末熱噴射導(dǎo)熱交換器管的表面上。
然而，在其中管芯部的表面上形成有不規(guī)則條紋的技術(shù)中，將沿帶有不規(guī)則的部分產(chǎn)生毛細(xì)作用力，從而使得管表面上熔化的釬焊材料易于在釬焊期間流動(dòng)。這又會(huì)通過(guò)釬焊材料產(chǎn)生對(duì)管的腐蝕，從而使釬焊變差。
在其中在部分地保持有未熔化結(jié)構(gòu)的情況下熱噴射釬焊合金粉末的技術(shù)中，當(dāng)例如熱噴射粒度很大時(shí)，將會(huì)在熱噴射到管表面上的顆粒之間形成空穴。這使得包括空穴的整個(gè)熱噴射層(表面熱噴射層)中的基本釬焊材料(純熱噴射層)的體積速率(填充率)變差。因此，釬焊材料的實(shí)際量將減少。從而，存在改善的空間。
此處對(duì)各種特征、實(shí)施例、方法以及其它文獻(xiàn)公開(kāi)的裝置的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)的說(shuō)明不是對(duì)本發(fā)明的限制。確實(shí)，本發(fā)明的特定特征可克服特定缺陷，但仍存在一些或所有特征、實(shí)施例、方法以及此處公開(kāi)的裝置。
通過(guò)下面的優(yōu)選實(shí)施例將清楚本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述以及/或者其它問(wèn)題開(kāi)發(fā)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例能顯著改善已有方法和/或裝置。
本發(fā)明基于上述常規(guī)技術(shù)做出，并且提供了一種熱交換器管、一種熱交換器以及它們的制造方法，該熱交換器管能防止由于因釬焊材料引起的翅片分離或管的腐蝕而出現(xiàn)釬焊變差并可實(shí)現(xiàn)良好的釬焊。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)概括如下[1]一種制造鋁熱交換器管的方法，該方法包括下列步驟通過(guò)熱噴射Al-Si合金熱噴射顆粒而在扁平鋁管的表面上形成熱噴射層，使熱噴射的熔融狀態(tài)的熱噴射顆粒驟冷以使它們附著在管芯部上；整平熱噴射層的表面(使熱噴射層的表面光滑)以形成釬焊層。
通過(guò)本發(fā)明的制造方法得到的鋁熱交換器管將與例如鋁翅片結(jié)合并釬焊在其上。此時(shí)，可確保良好的釬焊性能。
即，在通過(guò)本發(fā)明的制造方法得到的熱交換器管中，使通過(guò)熱噴射合金而形成的熱噴射層的表面光滑以得到釬焊層。因此，可將翅片平穩(wěn)地接合在釬焊層的整個(gè)表面上，這確保防止較差的接合例如翅片分離。
此外，在本發(fā)明中，由于整平熱噴射層以形成釬焊層，該整平增強(qiáng)釬焊層的釬焊材料填充(速)率，從而使足夠量的釬焊材料形成釬焊層，這確保防止因釬焊材料的缺乏而引起的釬焊變差。
此外，在本發(fā)明中，由于使熔融的熱噴射顆粒驟冷，與在熱噴射顆粒部分未熔融的狀態(tài)下進(jìn)行顆粒熱噴射以及不使熱噴射顆粒驟冷而是使其逐漸冷卻相比，這使得熱噴射層的脆性適中。由于這一原因，當(dāng)通過(guò)整平熱噴射層而使熱噴射層形成釬焊層時(shí)，可確保僅有熱噴射層形成期望的狀態(tài)。因此，例如可有效防止管芯部變形，從而得到高的質(zhì)量。
在本發(fā)明中，可通過(guò)將熱噴射溫度調(diào)整到3000℃或更高，優(yōu)選調(diào)整到3500℃或更高，更優(yōu)選為4000℃或更高，再優(yōu)選為4500℃或更高，來(lái)進(jìn)行熱噴射顆粒的“熔融”。在采用電弧噴射的情況下，可進(jìn)一步確保進(jìn)行熱噴射顆粒的“熔融”。在本發(fā)明中，尤其是在熱噴射溫度設(shè)定為高溫的情況下，可有效地整平熱噴射層。即，在高溫?zé)釃娚涞那闆r下，熱噴射顆粒尺寸變小，冷卻速率增加，快速冷卻的小尺寸的熱噴射顆粒積聚在管表面上以形成作為熱噴射層的期望的脆性結(jié)構(gòu)，這使得能有效地整平熱噴射層。
而且，在本發(fā)明中，可通過(guò)將熔融狀態(tài)的熱噴射顆粒與到達(dá)管芯部的冷卻狀態(tài)的熱噴射顆粒之間的溫差調(diào)整為2500℃或更大，優(yōu)選3000℃或更大，更優(yōu)選3500℃或更大，以及/或者通過(guò)利用電弧熱噴射法在30-50mm的熱噴射距離處執(zhí)行熱噴射，來(lái)進(jìn)行熱噴射顆粒的“驟冷”。
如上述項(xiàng)目1所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，將管芯部的表面粗糙度(Ry)調(diào)整為小于10μm。
在本發(fā)明中，由于將管芯部的表面形成為平滑表面，所以釬焊層可穩(wěn)定地固定在管芯部的寬的表面區(qū)域上。這樣，在釬焊期間可有效地防止管芯部的表面上出現(xiàn)不希望的熔融釬焊材料流，這確保防止出現(xiàn)諸如釬焊材料腐蝕管芯部的缺陷。
如上述項(xiàng)目1或2所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，將釬焊層的表面粗糙度(Ry)調(diào)整為小于50μm。
在本發(fā)明中，由于整平釬焊層的表面，所以可確保將翅片釬焊在釬焊層上，這進(jìn)一步確保防止出現(xiàn)諸如翅片分離的缺陷。
如上述項(xiàng)目1至3中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，將熱噴射顆粒的熱噴射溫度調(diào)整為3000℃或更高。
在本發(fā)明中，可在熱噴射工藝中實(shí)現(xiàn)熱噴射顆粒的熔融。
如上述項(xiàng)目1至4中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，在熱噴射顆粒到達(dá)管芯部后使所述熱噴射顆粒冷卻到800℃或以下。
在本發(fā)明中，可在熱噴射時(shí)平穩(wěn)地執(zhí)行熱噴射顆粒的驟冷。
如上述項(xiàng)目1至5中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，在熱噴射熱噴射顆粒時(shí)，將熔融狀態(tài)的熱噴射顆粒和到達(dá)管芯部的冷卻狀態(tài)的熱噴射顆粒之間的溫差調(diào)整為2500℃或更多。
在本發(fā)明中，可在熱噴射時(shí)確保執(zhí)行熱噴射顆粒的驟冷。
如上述項(xiàng)目1至6中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，在熱噴射熱噴射顆粒時(shí)，使到達(dá)管芯部的熱噴射顆粒通過(guò)向該管芯部放熱而冷卻。
在本發(fā)明中，可在熱噴射時(shí)更平穩(wěn)地執(zhí)行熱噴射顆粒的驟冷。
如上述項(xiàng)目1至7中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，將熱噴射層中Si結(jié)晶體顆粒的平均等效直徑調(diào)整為1μm或更小。
在本發(fā)明中，可在熱噴射時(shí)確保進(jìn)行熱噴射顆粒的熔融和驟冷。
如上述項(xiàng)目1至8中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，將釬焊層中釬焊材料的表觀體積率(填充率)調(diào)整為40％或更多。
在本發(fā)明中，可使足夠量的釬焊材料固定在釬焊層中，這又確保防止出現(xiàn)諸如缺乏釬焊材料的釬焊缺陷。
如上述項(xiàng)目1至9中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，在熱噴射熱噴射顆粒時(shí)，將熱噴射顆粒的噴射位置與在管芯部的附著位置之間的熱噴射距離調(diào)整為30-150mm。
在本發(fā)明中，可進(jìn)一步確保熱噴射顆粒的驟冷等的進(jìn)行。
如上述項(xiàng)目1至9中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，通過(guò)電弧噴射法進(jìn)行熱噴射顆粒的熱噴射。
在本發(fā)明中，可進(jìn)一步確保熱噴射顆粒的熔融等的進(jìn)行。
如上述項(xiàng)目1至11中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，將熱噴射層中的Si含量調(diào)整為6-15質(zhì)量％。
在本發(fā)明中，可形成釬焊性能進(jìn)一步提高的釬焊層。
如上述項(xiàng)目1至12中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，將釬焊層的平均厚度調(diào)整為3-50μm。
在本發(fā)明中，可形成穩(wěn)定的釬焊層。
如上述項(xiàng)目1至13中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，利用壓延輥(軋縮輥)擠壓熱噴射層的表面以整平該表面。
在本發(fā)明中，可連續(xù)地整平熱噴射層，從而提高加工效率。
如上述項(xiàng)目1至14中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，向熱噴射層中添加Zn。
在本發(fā)明中，可在管表面上形成犧牲保護(hù)層。
如上述項(xiàng)目1至15中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，向熱噴射層中添加Zn和Cu。
在本發(fā)明中，可在管表面上形成犧牲保護(hù)層，并且還可調(diào)整管表面的電位。
如上述項(xiàng)目1至16中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，通過(guò)擠出形成管芯部，在擠出后立即向管芯部熱噴射熱噴射顆粒。
在本發(fā)明中，可有效地確保形成希望的熱噴射層，這又可有效地確保形成期望的釬焊層。
如上述項(xiàng)目1至17中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，每個(gè)熱噴射顆粒都以扁平的狀態(tài)附著在管芯部的表面上。
在本發(fā)明中，可有效地使熱噴射顆粒驟冷。
如上述項(xiàng)目1至18中任一項(xiàng)所述的制造鋁熱交換器管的方法，其中，在非氧化氣氛中進(jìn)行熱噴射顆粒的熱噴射。
在本發(fā)明中，可防止熱噴射顆粒上形成氧化膜，這樣可形成穩(wěn)定的熱噴射層。
一種制造鋁熱交換器管的方法，該方法包括以下步驟通過(guò)熱噴射Al-Si合金熱噴射顆粒而在扁平鋁管的表面上形成熱噴射層，利用電弧噴射法向管芯部熱噴射熱噴射顆粒，使熱噴射的熱噴射顆粒驟冷到800℃或以下；以及整平熱噴射層的表面以形成釬焊層。
在通過(guò)本發(fā)明的制造方法得到的熱交換器管中，以與上述相同的方式，整平通過(guò)熱噴射釬焊合金而形成的熱噴射層的表面以便得到釬焊層?？纱_保向釬焊層上釬焊翅片，并確保防止出現(xiàn)較差的接合例如翅片分離。
此外，在本發(fā)明中，由于整平熱噴射層以形成釬焊層，該整平可提高釬焊層的釬焊材料填充率，可確保釬焊層中有足夠量的釬焊材料—這確保防止由于缺乏釬焊材料而引起釬焊變差。
此外，在本發(fā)明中，通過(guò)電弧噴射法在管芯部上熱噴射熔融的熱噴射顆粒，并且將所噴射的熱噴射顆粒驟冷到預(yù)定的溫度或更低。因此，與在熱噴射顆粒部分未熔融的狀態(tài)下進(jìn)行顆粒熱噴射以及不使熱噴射顆粒驟冷而是使其逐漸冷卻相比，這使得熱噴射層的脆性適中。由于這一原因，當(dāng)通過(guò)整平熱噴射層而使該熱噴射層形成釬焊層時(shí)，可確保僅有熱噴射層形成期望的狀態(tài)。因此，例如可有效防止管芯部變形，從而得到高的質(zhì)量。
一種制造鋁熱交換器管的方法，該方法包括以下步驟通過(guò)熱噴射Al-Si合金熱噴射顆粒而在扁平鋁管的表面上形成熱噴射層，利用電弧噴射法進(jìn)行熱噴射，其中將熱噴射顆粒的噴射位置與其在管芯部的附著位置之間的熱噴射距離調(diào)整為30-150mm；以及使熱噴射層的表面光滑以形成釬焊層。
在通過(guò)本發(fā)明的制造方法得到的熱交換器管中，能以與上述相同的方式確保良好的釬焊性能。
此外，在本發(fā)明中，通過(guò)電弧噴射法在管芯部上熱噴射熔融的熱噴射顆粒，利用高的動(dòng)能向管芯部噴射熱噴射顆粒以變形成扁平形狀并驟冷。因此，能以與上述相同的方式確保獲得高質(zhì)量的熱交換器管。
一種制造鋁熱交換器管的方法，該方法包括以下步驟通過(guò)熱噴射Al-Si合金熱噴射顆粒而在扁平鋁管的表面上形成熱噴射層，以3000℃或更高的熱噴射溫度來(lái)熱噴射熱噴射顆粒，并且將所述熱噴射顆粒冷卻到800℃或更低以使它們附著在管芯部上；以及整平熱噴射層的表面以形成釬焊層。
在通過(guò)本發(fā)明的制造方法得到的熱交換器管中，能以與上述相同的方式確保良好的釬焊性能。
此外，在本發(fā)明中，在高溫下將熔融的熱噴射顆粒噴射到管芯部上，并以低于預(yù)定溫度的溫度驟冷所噴射的熱噴射顆粒。因此，能以與上述相同的方式確保獲得高質(zhì)量的熱交換器管。
一種制造鋁熱交換器管的方法，該方法包括以下步驟通過(guò)熱噴射Al-Si合金熱噴射顆粒而在扁平鋁管的表面上形成熱噴射層，熱噴射處于熔融狀態(tài)的熱噴射顆粒，并使之冷卻以使它們附著在管芯部上，將熔融狀態(tài)的熱噴射顆粒與冷卻后的熱噴射顆粒之間的溫度差調(diào)整為2500℃或更大；以及整平熱噴射層的表面以形成釬焊層。
在通過(guò)本發(fā)明的制造方法得到的熱交換器管中，能以與上述相同的方式確保良好的釬焊性能。
此外，在本發(fā)明中，由于將熔融的熱噴射顆粒噴射到管芯部上并且使所噴射的熱噴射顆粒驟冷，因此能以與上述相同的方式確保獲得高質(zhì)量的熱交換器管。
一種通過(guò)如上述項(xiàng)目1至23中任一項(xiàng)所述的方法制造的鋁熱交換器管。
本發(fā)明的熱交換器管是通過(guò)上述的本發(fā)明的制造方法獲得的，因此，能以與上述相同的方式確保良好的釬焊性能和高的質(zhì)量。
一種鋁熱交換器管，包括鋁制的扁平管芯部；以及通過(guò)熱噴射由熔融的Al-Si合金構(gòu)成的熱噴射顆粒而形成在該管芯部的表面上的熱噴射層，其中，整平熱噴射層的表面以形成釬焊層，以及熱噴射層中Si結(jié)晶顆粒的平均等效直徑調(diào)整為1μm或更小。
在本發(fā)明的熱交換器管中，由于通過(guò)整平熱噴射層來(lái)形成釬焊層，所以能以與上述相同的方式確保良好的釬焊性能。
此外，由于熱噴射層中的Si結(jié)晶體很小，所以可在熱噴射時(shí)確認(rèn)熱噴射顆粒的熔融和驟冷，因此可獲得高質(zhì)量的熱交換器管。
如上述項(xiàng)目25所述的鋁熱交換器管，其中，釬焊層中釬焊材料的表觀體積速率(填充率)調(diào)整為40％或更多。
在本發(fā)明的熱交換器管中，由于釬焊層中釬焊材料的填充率很高，因此可確保足夠量的釬焊材料，并可確保進(jìn)一步提高釬焊性能。
一種鋁熱交換器，包括處于組裝狀態(tài)的鋁熱交換器管和釬焊在所述管上的鋁翅片，其中熱交換器管由如上述項(xiàng)目1至23中任一項(xiàng)所述的方法制成。
由于這確定了一種熱交換器，該熱交換器裝有通過(guò)本發(fā)明的上述方法獲得的作為主要部件的熱交換器管，因此能以與上述相同的方式確保相同的功能和效果。
一種鋁熱交換器，包括一對(duì)鋁集管和沿集管的縱向方向設(shè)置并且其間插置有翅片的多個(gè)熱交換器管，所述熱交換器管的端部與所述集管連通，其中所述熱交換器管由如上述項(xiàng)目1至23中任一項(xiàng)所述的方法制造。
本發(fā)明確定了所謂的平行流型或多流型熱交換器，該熱交換器裝有通過(guò)本發(fā)明的上述制造方法所獲得的熱交換器管以作為主要部件。因此，能以與上述相同的方式確保相同的功能和效果。
一種制造鋁熱交換器的方法，該方法包括以下步驟通過(guò)如上述項(xiàng)目1至23中任一項(xiàng)所述的方法制備鋁熱交換器管；制備鋁翅片；以及將所述熱交換器管和翅片釬焊成組裝狀態(tài)。
在本發(fā)明中，由于利用通過(guò)本發(fā)明的上述方法獲得的熱交換器管來(lái)制造熱交換器，所以能以與上述相同的方式確保相同的功能和效果。
一種制造鋁熱交換器的方法，該方法包括以下步驟通過(guò)如上述項(xiàng)目1至23中任一項(xiàng)所述的方法制備多個(gè)鋁熱交換器管；制備多個(gè)鋁翅片；制備一對(duì)集管；制造臨時(shí)組件，其中將沿集管的縱向方向布置并且其間插置有翅片的所述多個(gè)熱交換器管與所述集管組裝在一起，同時(shí)每個(gè)熱交換管的端部均與所述集管連通；通過(guò)同時(shí)釬焊臨時(shí)組件來(lái)一體釬焊相鄰熱交換器管和翅片。
在本發(fā)明中，所謂的平行流型或多流型熱交換器是通過(guò)利用本發(fā)明的上述制造方法所獲得的熱交換器管制造的。因此，能以與上述相同的方式確保相同的功能和效果。
一種制冷循環(huán)，其中利用冷凝器冷凝由壓縮機(jī)壓縮的制冷劑，通過(guò)流過(guò)一減壓機(jī)來(lái)使已冷凝的制冷劑減壓，利用蒸發(fā)器蒸發(fā)已減壓的制冷劑，并使制冷劑返回壓縮機(jī)，
其中該冷凝器由如上述項(xiàng)目28所述的鋁熱交換器構(gòu)成。
在本發(fā)明的制冷循環(huán)中，可實(shí)現(xiàn)相同的效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以防止由翅片分離、釬焊材料對(duì)管的腐蝕等所引起的缺陷，因此可確保良好的釬焊性能。
通過(guò)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的說(shuō)明，可更清楚上述和/或其它方面、各種優(yōu)選實(shí)施例的特征和/或優(yōu)點(diǎn)。各種實(shí)施例可包括和/或排除可應(yīng)用的不同的方面、特征和/或優(yōu)點(diǎn)。此外，各種實(shí)施例可與可應(yīng)用的其它實(shí)施例一種或更多方面或特征相結(jié)合。對(duì)具體實(shí)施例的方面、特征和/或優(yōu)點(diǎn)的說(shuō)明不應(yīng)認(rèn)為是對(duì)權(quán)利要求或其它實(shí)施例的限制。


附圖中示出作為非限制性示例的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鋁熱交換器的正視圖；圖2為上述實(shí)施例的熱交換器中的管和翅片接合部的放大的頭視圖；圖3A為根據(jù)實(shí)施例的在制造熱交換器管期間剛剛熱噴射的管芯部的放大的截面圖，圖3B為熱噴射的釬焊材料剛剛光滑后的管芯部的放大的截面圖；圖4A為在制造熱交換器管期間剛剛熱噴射的管芯部的放大的截面圖—其為本發(fā)明范圍的外部的示例，圖4B為管芯部在剛剛光滑后的放大的截面圖；以及圖5為常規(guī)熱交換器的正視圖，其中翅片因釬焊而分離。
具體實(shí)施例方式
下面將以示例性而非限定性的方式說(shuō)明本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過(guò)本公開(kāi)內(nèi)容對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行各種變型。
圖1是作為本發(fā)明一種實(shí)施例的鋁熱交換器1的正視圖。如該圖所示，該熱交換器1用作汽車(chē)空調(diào)裝置的制冷循環(huán)中所用的冷凝器，并構(gòu)成多流型熱交換器。
在該熱交換器1中，在一對(duì)垂直的空心集管4之間設(shè)置有多個(gè)熱交換管2，所述空心集管4平行設(shè)置并且在端部連通。在相鄰熱交換管2之間以及最外面的管的外側(cè)設(shè)置有波紋狀翅片3，并且在最外部的波紋狀翅片3的外側(cè)設(shè)有側(cè)板10。
在該熱交換器1中，將由鋁(包括鋁合金，以下簡(jiǎn)稱為“鋁”)制成的管用作所述管2，并且在每個(gè)部件的預(yù)定部分上覆蓋有釬焊材料。所述管2、翅片3、集管4以及側(cè)板10臨時(shí)組裝成臨時(shí)熱交換器組件，在爐中一體釬焊該組件，由此將整個(gè)組件釬焊成一體。
如圖2所示，所述管2包括管芯部2a和由Al-Si合金構(gòu)成的釬焊層20，該管芯部2a為鋁擠出件，所述Al-Si合金為形成在該管芯部的至少一個(gè)表面上的釬焊合金。
可優(yōu)選將具有高耐壓性(高強(qiáng)度)和高耐熱性的Al-Mn合金—例如JIS3003合金用于管2的管芯部2a。
在本實(shí)施例中，通過(guò)擠出該合金而形成管芯部2a。
優(yōu)選將管芯部2a的表面粗糙度Ry調(diào)整為小于10μm。也就是說(shuō)，如果表面粗糙度Ry超過(guò)10μm，則在管芯部2a的表面上出現(xiàn)毛細(xì)吸引力，從而容易使釬焊材料流動(dòng)，而這會(huì)通過(guò)釬焊材料造成對(duì)管的腐蝕。這樣，可能會(huì)出現(xiàn)釬焊缺陷。
在本實(shí)施例中，如圖3A所示利用熱噴射法使Al-Si合金附著在管芯部上以便通過(guò)形成熱噴射層21而在管芯部2a上形成釬焊層20，然后如圖3B所示通過(guò)壓縮該表面來(lái)整平該熱噴射層21。
在本實(shí)施例中，將作為釬焊合金的Al-Si合金熱噴射到管芯部2a的表面上的方法不限于特定的方法，但在執(zhí)行熱噴射時(shí)，應(yīng)將熱噴射顆粒噴射到管芯部2a上并且驟冷。換句話說(shuō)，本發(fā)明的熱噴射方法沒(méi)有具體限制，只要能執(zhí)行上述驟冷即可。
在本實(shí)施例中，為了熔化熱噴射顆粒，可將熱噴射溫度設(shè)定為3000℃或更高，或者可采取任何公知措施，包括使用電弧噴射的措施。
作為使熱噴射顆粒驟冷的措施，例如，優(yōu)選采用這樣的方法其中在熱噴射的同時(shí)將釬焊合金的熱噴射溫度調(diào)得很高，將熱的熱噴射顆粒噴射到管芯部2a上，并且使熱噴射顆粒的熱量在所述熱噴射顆粒到達(dá)芯部構(gòu)件2a之后立即散發(fā)到該管芯部2a上，由此將熱噴射顆?？焖倮鋮s到管芯部構(gòu)件2a的溫度。例如，可采用通過(guò)使熱噴射顆粒附著在管芯部2a上而將熱噴射溫度為3000℃或更高的熱噴射顆粒冷卻到800℃或更低的裝置。
具體地，在本實(shí)施例中，優(yōu)選采用可通過(guò)電弧噴射法使熱噴射的熱噴射溫度很高(4500-5500℃)的顆粒在噴出后立即驟冷到管芯部溫度(400-500℃)的裝置。在火焰噴射或高速火焰噴射的情況下，由于與電弧噴射相比熱噴射溫度較低(2000-3000℃)，所以存在這樣的可能性，即，不能完全熔化熱噴射顆粒，或者難以增加冷卻速率，由此不能完全進(jìn)行驟冷。此外，由于使用了釬焊合金粉末，所以存在填充率降低的可能性，因此這不總是適當(dāng)?shù)摹?br> 然而，在本發(fā)明中，如果能夠與熱噴射溫度和/或管芯部溫度無(wú)關(guān)地進(jìn)行驟冷，則可采用任何類型的熱噴射方法。例如，可通過(guò)控制熱噴射距離來(lái)進(jìn)行熱噴射顆粒的驟冷，這將在下面說(shuō)明。
在本實(shí)施例中，在進(jìn)行熱噴射時(shí)，優(yōu)選將熱噴射槍的噴射部(噴射位置)與管芯部的表面(附著位置)之間的熱噴射距離調(diào)整為30-150mm。也就是說(shuō)，當(dāng)熱噴射距離處于上述范圍之內(nèi)時(shí)，熱噴射顆粒的速度很高，因此熱噴射顆粒的動(dòng)能很高。因此，由于熱噴射顆粒在被噴射到管芯部表面上時(shí)變成扁平形狀并且附著在管芯部表面上，從而填充率變高，并且提高了熱噴射顆粒向管芯部2a放熱的性能—這會(huì)使驟冷充分。此外，熱噴射距離較短—為30-150mm，從而熱噴射顆粒到達(dá)管芯部2a的時(shí)間較短，或者從熱噴射顆粒的噴射到冷卻開(kāi)始的時(shí)間較短，而這更確保了驟冷的進(jìn)行。換句話說(shuō)，當(dāng)熱噴射距離小于30mm或超過(guò)150mm時(shí)，熱噴射顆粒的速度變慢，因此不能保證足夠的動(dòng)能，從而當(dāng)熱噴射顆粒附著在管芯部上時(shí)，所述熱噴射顆粒的變形量較小，由此填充率較低。此外，熱噴射顆粒向管芯部放熱的性能變差，從而使驟冷失敗。尤其當(dāng)熱噴射距離超過(guò)150mm時(shí)，在熱噴射顆粒飛行期間，不同飛行速度的熱噴射顆粒可能聚集。例如，大的顆粒和小的顆粒將聚集以變成待沉積的大顆粒。因此，熱噴射的層21變硬并且不能確保適度的脆性。這樣，如下面將詳細(xì)說(shuō)明的，存在不能有效地整平熱噴射的層21的可能性，因此這不是優(yōu)選的。
在通過(guò)電弧噴射法噴射釬焊合金的情況下，例如，可采用相對(duì)于管芯部2a利用電弧噴射機(jī)的熱噴射槍進(jìn)行掃描的方法，或者采用在重繞滾軋(滾卷)成卷的芯部構(gòu)件2a的同時(shí)進(jìn)行熱噴射的方法。此外，在管芯部2a為擠出件的情況下，可采用在擠出模具的緊后方安放熱噴射槍從而連續(xù)執(zhí)行擠出和熱噴射的方法。特別地，在連續(xù)執(zhí)行擠出和熱噴射的情況下，可提高生產(chǎn)效率。
此外，如果在進(jìn)行熱噴射時(shí)熱噴射顆粒的表面上形成氧化膜，則熱噴射顆粒的表面變硬，從而因與管芯部2a碰撞而引起的熱噴射顆粒的變形減小，這可能降低填充率。因此，為了防止在熱噴射顆粒的表面上形成氧化膜，優(yōu)選在諸如氮?dú)鈿夥栈驓鍤鈿夥盏姆茄趸瘹夥罩羞M(jìn)行熱噴射。出于經(jīng)濟(jì)的考慮，優(yōu)選在氮?dú)鈿夥罩羞M(jìn)行熱噴射。
熱噴射層21可僅形成在管芯部2a的一個(gè)表面上，也可形成在其全部?jī)蓚€(gè)表面上。毫無(wú)疑問(wèn)，在熱噴射層21形成在管芯部的全部?jī)蓚€(gè)表面上的情況下，優(yōu)選將熱噴射槍布置在管芯部2a的上側(cè)和下側(cè)。
在本實(shí)施例中，盡管熱噴射層21中的Si含量沒(méi)有具體限定，但為了保證良好的釬焊性能，優(yōu)選將Si含量調(diào)整為6-15質(zhì)量％。
優(yōu)選所述熱噴射層21含有Zn，以便在管的表面上形成犧牲保護(hù)層。優(yōu)選將熱噴射層21中Zn的含量調(diào)整為1-30質(zhì)量％。
此外，優(yōu)選該熱噴射層21含有0.1-1質(zhì)量％的Cu，以用于電位調(diào)節(jié)等。
此外，在本實(shí)施例中，熱噴射層21可含有其它元素，例如Fe、Zn、In、Sn、Ni、Ti和Cr，只要其既不影響釬焊性能也不影響抗腐蝕性即可。
在本實(shí)施例中，當(dāng)如圖3A所示在管芯部2a上形成熱噴射層21后，如圖3B所示整平該熱噴射層21的表面以形成釬焊層20。這樣，就得到了熱交換器管2。
盡管整平熱噴射層21的表面的方法沒(méi)有具體限定，但作為示例，可包括利用壓延輥的擠壓方法以及切削方法，例如刮剝(修整)。優(yōu)選采用利用壓延輥的整平方法，因?yàn)樵摲椒赏ㄟ^(guò)連續(xù)運(yùn)行而提高生產(chǎn)率。
優(yōu)選在管的校正步驟中執(zhí)行該整平方法。也就是說(shuō)，如上所述，在連續(xù)執(zhí)行擠出管芯部2a的擠出步驟和向所擠出的管構(gòu)件(管芯部)熱噴射釬焊材料的熱噴射步驟的情況下，通常在熱噴射釬焊材料之后將擠出的管構(gòu)件滾軋成卷形，此后，當(dāng)在隨后的校正步驟中將已熱噴射的管展開(kāi)時(shí)，將該管切割成預(yù)定的尺寸，由此制成熱交換器管2。在管校正步驟中，在利用壓延輥進(jìn)行整平的情況下，可同時(shí)進(jìn)行管的校正和整平。
在本實(shí)施例中，已整平的釬焊層20的表面粗糙度Ry優(yōu)選調(diào)整為50μm或更小，更優(yōu)選調(diào)整為40μm或更小。也就是說(shuō)，當(dāng)表面粗糙度處于所指定的范圍內(nèi)時(shí)，可以平穩(wěn)地將翅片3釬焊到釬焊層20，這可防止出現(xiàn)諸如翅片分離的釬焊缺陷。
在本實(shí)施例中，由于熱噴射顆粒是在熔融狀態(tài)下噴射并且在上述熱噴射工藝中驟冷的，因此可使熱噴射層21具有適度的脆性。因此，如圖3B所示，可利用輥等在整個(gè)區(qū)域上均勻地壓扁熱噴射層21的易碎頂點(diǎn)部分。這樣，可確保將熱噴射層21的表面(釬焊層的表面)形成為期望的平整表面。此外，由于可適當(dāng)?shù)貎H使熱噴射層21壓縮變形，因此可提高含有空隙的整個(gè)釬焊層(表觀釬焊層)中的釬焊材料體積速率(填充率)，從而可對(duì)所需管上的足夠量的釬焊材料進(jìn)行釬焊。
在本實(shí)施例中，優(yōu)選將釬焊層20中釬焊材料的填充率調(diào)整為40％或更高，更優(yōu)選為60％或更高。保證填充率位于上述范圍內(nèi)可確保足夠量的釬焊材料，這有效地防止出現(xiàn)諸如翅片分離的釬焊缺陷。
在熱噴射顆粒的驟冷不充分或者進(jìn)行熱噴射時(shí)熱噴射顆粒(熱噴射粉末)的一部分處于未熔融狀態(tài)的情況下，如圖4A所示的熱噴射層121的硬度變得過(guò)于高。因此，如圖4B所示，即使利用壓延輥滾壓具有硬度很高的熱噴射層121的管芯部2a，也將使該管芯部2a變形而不使熱噴射層121變形—這會(huì)使質(zhì)量降低。此外，由于未壓縮熱噴射層121，因此不能提高該熱噴射層121中的釬焊材料的填充率，這將難以保證必需的釬焊所需的釬焊材料的量。
在本實(shí)施例中，優(yōu)選將釬焊層20中Si結(jié)晶體的平均等效直徑調(diào)整為20μm至1μm或更小。也就是說(shuō)，在釬焊層20中Si的可分散性良好并且釬焊性能良好的情況下，Si結(jié)晶體變小。此外，當(dāng)釬焊合金在熱噴射步驟中完全熔化并且完全驟冷，并因此使熱噴射顆粒具有適度的脆性時(shí)，Si結(jié)晶體變小。相應(yīng)地，在本實(shí)施例中，優(yōu)選使Si結(jié)晶體的顆粒直徑較小。具體地，優(yōu)選將Si結(jié)晶體的平均等效直徑調(diào)整為1μm或更小。
盡管未具體限定釬焊層20的厚度(平均厚度)，但優(yōu)選將該厚度調(diào)整為3-50μm。更優(yōu)選地，將下限調(diào)整為5μm或更高，而將上限調(diào)整為30μm或更低。也就是說(shuō)，在將釬焊層20的厚度調(diào)整在上述范圍內(nèi)的情況下，可確保使管2與翅片3接合，并且可有效地防止翅片分離等。
本實(shí)施例的熱交換器管2與諸如空心集管4、波紋狀翅片3和側(cè)板10的其它熱交換器部件一起使用，并且組裝成臨時(shí)熱交換器組件。此后，在該組件上涂敷焊劑并干燥。接著，在氮?dú)鈿夥盏臓t中加熱該組件，由此一體釬焊部件。這樣，就制成了熱交換器1。
所得到的熱交換器1沒(méi)有諸如翅片分離的釬焊缺陷并且接合強(qiáng)度優(yōu)良。
也就是說(shuō)，在本實(shí)施例的熱交換器管2中，由于通過(guò)將經(jīng)熱噴射釬焊合金形成的熱噴射層21的表面整平以獲得釬焊層20，因此可平穩(wěn)地使翅片3接合到釬焊層20的整個(gè)表面，這確保防止諸如翅片分離的釬焊缺陷。
尤其在本實(shí)施例中，如果將管芯部2a的表面粗糙度Ry調(diào)整為小于10μm，則可以穩(wěn)定地將釬焊層20固定到管芯部2a的整個(gè)表面上。因此，可在釬焊期間有效地防止不希望的熔融釬焊材料的流動(dòng)，這可確保防止出現(xiàn)諸如釬焊材料腐蝕管的缺陷。
此外，在本實(shí)施例中，由于通過(guò)壓縮熱噴射層21來(lái)形成釬焊層20，所以可提高釬焊層20的釬焊材料填充率。因此，可確保足夠量的用于釬焊層20的釬焊材料，這可保證防止出現(xiàn)由釬焊材料的短缺引起的釬焊缺陷。
此外，在本實(shí)施例中，由于使熔融的熱噴射顆粒完全驟冷，所以可使熱噴射層21具有適度的脆性。因此，在利用壓延輥等整平熱噴射層21時(shí)，可僅將熱噴射層21壓縮到希望的壓縮形狀。這樣，可有效地防止管芯部2a被壓扁變形，從而獲得高的質(zhì)量。
另外，在本實(shí)施例中，在將釬焊層20的表面粗糙度Ry調(diào)整在指定值之下的情況下，可平穩(wěn)地將翅片3釬焊到釬焊層20，這確保防止出現(xiàn)諸如翅片分離的缺陷。
示例下面，將對(duì)涉及本發(fā)明的示例以及用于證明本發(fā)明的效果的比較示例進(jìn)行說(shuō)明。
表1

*1...“熔融”熱噴射溫度為3,000℃或更高；“部分未熔融”低于3,000℃*2...“驟冷”熱噴射顆粒與擠出管材料之間的溫度差為2,500℃或更高；“非驟冷”低于2,500℃
<示例1>
如表1所示，通過(guò)擠出機(jī)利用Al合金擠出材料(Cu0.4質(zhì)量％，Mn0.21質(zhì)量％；剩余為Al)擠出寬為16mm、高為3mm且壁厚為0.5mm的扁平多孔擠出管(管芯部)。所獲得的管芯部的表面粗糙度為10μm。
通過(guò)布置在擠出機(jī)出口的上側(cè)和下側(cè)的電弧熱噴射機(jī)的熱噴射槍將Al-Si合金熱噴射到所擠出的管的上部和下部表面。在該熱噴射方法中，在大氣氣氛中將熱噴射距離調(diào)整為120mm。
待噴射到管芯部上的熔融熱噴射顆粒通過(guò)從熱噴射溫度冷卻到管芯部的溫度而附著在該管芯部上，所述冷卻是通過(guò)當(dāng)熱噴射顆粒到達(dá)管芯部時(shí)被該管芯部吸收熱量而實(shí)現(xiàn)的。
在表1中，就熱噴射顆粒的冷卻程度而言，當(dāng)熱噴射顆粒的熱噴射溫度與管芯部的溫度之間的差值為2500℃或更高時(shí)，該冷卻稱為“驟冷”；而當(dāng)該溫度差低于2500℃時(shí)，該冷卻稱為“非驟冷”。在示例1中，熱噴射顆粒的熱噴射溫度為5000℃，管芯部的溫度為400℃，這些溫度的差值為4600℃。因此，示例1中的冷卻為驟冷。
在執(zhí)行熱噴射之后，將上述的具有熱噴射層的擠出管浸沒(méi)到冷卻池中以進(jìn)行冷卻，然后連續(xù)滾壓成卷形。
此后，在重卷的同時(shí)，利用壓延輥擠壓該卷形管，從而壓縮熱噴射層以整平其表面，由此形成釬焊材料的凈填充率(釬焊材料到釬焊層的表觀填充率)為50％、厚度為20μm、表面粗糙度(Ry)為40μm的釬焊層，然后將其切割成預(yù)定長(zhǎng)度以獲得熱交換器管。在這些管中，Si結(jié)晶體的平均等效直徑為0.7μm。
然后，利用上述熱交換器管臨時(shí)組裝所謂的多流型鋁熱交換器(見(jiàn)圖1)。向該熱交換器臨時(shí)組件噴射其中懸浮有非腐蝕性焊劑的漿液，然后干燥。接著，在氮?dú)鈿夥諣t中以600℃對(duì)該組件進(jìn)行10分鐘的加熱以一體釬焊所述部件，從而獲得示例1的熱交換器管。
<示例2>
如表1所示，利用電弧噴射法在氮?dú)鈿夥罩幸?500℃的熱噴射溫度和60mm的熱噴射距離對(duì)表面粗糙度Ry為10μm的擠出管進(jìn)行熱噴射。利用壓延輥擠壓具有熱噴射層的管構(gòu)件，以形成釬焊材料填充率為50％、厚度為15μm、表面粗糙度Ry為37μm的釬焊層。這樣，以與上述相同的方式制成熱交換器管。在該管中，Si結(jié)晶體的平均等效直徑為0.1μm。
然后，以與上述示例相同的方式利用該熱交換器管制造熱交換器。
<示例3>
如表1所示，利用電弧噴射法在氮?dú)鈿夥罩幸?800℃的熱噴射溫度和60mm的熱噴射距離對(duì)表面粗糙度Ry為7μm的擠出管進(jìn)行熱噴射。利用壓延輥擠壓具有熱噴射層的管構(gòu)件，以形成釬焊材料填充率為60％、厚度為20μm、表面粗糙度Ry為35μm的釬焊層。這樣，以與上述相同的方式制成熱交換器管。在該管中，Si結(jié)晶體的平均等效直徑為0.5μm。
然后，以與上述示例相同的方式利用該熱交換器管制造熱交換器。
<示例4>
如表1所示，利用電弧噴射法在大氣氣氛中以5000℃的熱噴射溫度和80mm的熱噴射距離對(duì)表面粗糙度Ry為8μm的擠出管進(jìn)行熱噴射。利用壓延輥擠壓具有熱噴射層的管構(gòu)件，以形成釬焊材料填充率為50％、厚度為30μm、表面粗糙度Ry為40μm的釬焊層。這樣，以與上述相同的方式制成熱交換器管。在該管中，Si結(jié)晶體的平均等效直徑為0.4μm。
然后，以與上述示例相同的方式利用該熱交換器管制造熱交換器。
<示例5>
如表1所示，利用電弧噴射法在氮?dú)鈿夥罩幸?800℃的熱噴射溫度和120mm的熱噴射距離對(duì)表面粗糙度Ry為8μm的擠出管進(jìn)行熱噴射。利用壓延輥擠壓具有熱噴射層的管構(gòu)件，以形成釬焊材料填充率為40％、厚度為20μm、表面粗糙度Ry為40μm的釬焊層。這樣，以與上述相同的方式制成熱交換器管。在該管中，Si結(jié)晶體的平均等效直徑為0.8μm。
然后，以與上述示例相同的方式利用該熱交換器管制造熱交換器。
<示例6>
如表1所示，利用電弧噴射法在氮?dú)鈿夥罩幸?000℃的熱噴射溫度和100mm的熱噴射距離對(duì)表面粗糙度Ry為8μm的擠出管進(jìn)行熱噴射。利用壓延輥擠壓具有熱噴射層的管構(gòu)件，以形成釬焊材料填充率為50％、厚度為25μm、表面粗糙度Ry為42μm的釬焊層。這樣，以與上述相同的方式制成熱交換器管。在該管中，Si結(jié)晶體的平均等效直徑為0.6μm。
然后，以與上述示例相同的方式利用該熱交換器管制造熱交換器。
<比較示例1>
如表1所示，利用電弧噴射法在大氣氣氛中以5000℃的熱噴射溫度和150mm的熱噴射距離對(duì)表面粗糙度Ry為8μm的擠出管進(jìn)行熱噴射。在不整平熱噴射層的情況下形成釬焊材料填充率為30％、厚度為60μm、表面粗糙度Ry為60μm的釬焊層。這樣，以與上述相同的方式制成熱交換器管。在該管中，Si結(jié)晶體的平均等效直徑為0.9μm。
然后，以與上述示例相同的方式利用該熱交換器管制造熱交換器。
<比較示例2>
如表1所示，利用火焰噴射法在大氣氣氛中以2800℃的熱噴射溫度和150mm的熱噴射距離對(duì)表面粗糙度Ry為15μm的擠出管進(jìn)行熱噴射。利用壓延輥擠壓具有熱噴射層的管構(gòu)件，以形成釬焊材料填充率為30％、厚度為40μm、表面粗糙度Ry為40μm的釬焊層。這樣，以與上述相同的方式制成熱交換器管。在該管中，Si結(jié)晶體的平均等效直徑為1.5μm。
然后，以與上述示例相同的方式利用該熱交換器管制造熱交換器。
<比較示例3>
如表1所示，利用火焰噴射法在大氣氣氛中以2500℃的熱噴射溫度和200mm的熱噴射距離對(duì)表面粗糙度Ry為10μm的擠出管進(jìn)行熱噴射。在不整平熱噴射層的情況下形成釬焊材料填充率為20％、厚度為40μm、表面粗糙度Ry為60μm的釬焊層。這樣，以與上述相同的方式制成熱交換器管。在該管中，Si結(jié)晶體的平均等效直徑為2μm。
然后，以與上述示例相同的方式利用該熱交換器管制造熱交換器。
<比較示例4>
如表1所示，利用電弧噴射法在大氣氣氛中以5000℃的熱噴射溫度和120mm的熱噴射距離對(duì)表面粗糙度Ry為40μm的擠出管進(jìn)行熱噴射。在不整平熱噴射層的情況下形成釬焊材料填充率為20％、厚度為40μm、表面粗糙度Ry為60μm的釬焊層。這樣，以與上述相同的方式制成熱交換器管。在該管中，Si結(jié)晶體的平均等效直徑為0.7μm。
然后，以與上述示例相同的方式利用該熱交換器管制造熱交換器。
<比較示例5>
如表1所示，利用火焰噴射法在大氣氣氛中以3000℃的熱噴射溫度和250mm的熱噴射距離對(duì)表面粗糙度Ry為30μm的擠出管進(jìn)行熱噴射。在不整平熱噴射層的情況下形成釬焊材料填充率為40％、厚度為60μm、表面粗糙度Ry為60μm的釬焊層。這樣，以與上述相同的方式制成熱交換器管。在該管中，Si結(jié)晶體的平均等效直徑為1.8μm。
然后，以與上述示例相同的方式利用該熱交換器管制造熱交換器。
<比較示例6>
如表1所示，利用HVOF(高速火焰)噴射法在大氣氣氛中以2600℃的熱噴射溫度和100mm的熱噴射距離對(duì)表面粗糙度Ry為8μm的擠出管進(jìn)行熱噴射。在不整平熱噴射層的情況下形成釬焊材料填充率為50％、厚度為80μm、表面粗糙度Ry為65μm的釬焊層。這樣，以與上述相同的方式制成熱交換器管。在該管中，Si結(jié)晶體的平均等效直徑為2μm。
然后，以與上述示例相同的方式利用該熱交換器管制造熱交換器。
<評(píng)價(jià)>
對(duì)于上述示例和比較示例中的每個(gè)熱交換器，測(cè)量翅片和管之間的接合率。在本評(píng)價(jià)中，“◎”表示翅片和管之間的接合率為95％或更高；“○”表示翅片和管之間的接合率大于等于90％但小于95％；“△”表示翅片和管之間的接合率大于等于60％但小于90％；“×”表示翅片和管之間的接合率小于60％或者出現(xiàn)翅片分離。評(píng)價(jià)結(jié)果全部示出在下面的表2中。
表2

如表2中清楚地示出的，示例1-6滿足本發(fā)明的必備條件，防止了諸如翅片分離的釬焊缺陷的出現(xiàn)，并保證了良好的釬焊性能。此外，在示例1-6中，確保防止了由整平引起的管變形，從而質(zhì)量很高。
相反，比較示例背離本發(fā)明的必備條件，不能保證良好的性能。例如，在其中不執(zhí)行熱噴射層的整平并且釬焊材料填充率低的比較示例1、3或4中，出現(xiàn)了翅片分離并且不能確保良好的釬焊性能。此外，在熱噴射時(shí)熱噴射顆粒熔化不充分—如比較示例2、5和6所示的情況下，或者在驟冷不充分的情況下，當(dāng)整平熱噴射層時(shí)該管自身被壓扁，從而使質(zhì)量變差。
工業(yè)適用性本發(fā)明可應(yīng)用于汽車(chē)空調(diào)裝置制冷循環(huán)所用的鋁制熱交換器、這種熱交換器所用的熱交換器管及其制造方法。
本發(fā)明可以由許多不同的形式實(shí)現(xiàn)，此處所說(shuō)明多個(gè)示例性實(shí)施方式應(yīng)當(dāng)理解為是對(duì)本發(fā)明的原理的示例，而并非用于將本發(fā)明限制在此處所說(shuō)明和/或示出的優(yōu)選實(shí)施例中。
盡管此處已經(jīng)說(shuō)明了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于此處說(shuō)明的多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，而是包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容能想到的任何以及所有具有等效元素的實(shí)施例、變型、省略、組合(例如各實(shí)施例的交叉)、改變和/或替換。權(quán)利要求的限制應(yīng)根據(jù)權(quán)利要求中所采用的語(yǔ)言作寬泛的解釋，并且不局限于本說(shuō)明書(shū)中或在具體應(yīng)用中說(shuō)明的示例，所述示例是非排他性的。例如，在本公開(kāi)內(nèi)容中，術(shù)語(yǔ)“優(yōu)選地”是非排他性的，并且表示“優(yōu)選，但不限于此”。在本公開(kāi)內(nèi)容以及具體應(yīng)用中，“裝置+功能”或者“步驟+功能”的限制僅在以下情況中使用，即，對(duì)于具體權(quán)利要求，具備下列所有條件a)明確敘述“用于……的裝置”或“用于……的步驟”；b)明確敘述相應(yīng)功能；以及c)未敘述結(jié)構(gòu)、材料或支持該結(jié)構(gòu)的行為。在本公開(kāi)內(nèi)容及其具體應(yīng)用中，術(shù)語(yǔ)“本發(fā)明”或“發(fā)明”可用于指本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面。本發(fā)明的語(yǔ)言不應(yīng)當(dāng)解釋為具有確定的臨界狀態(tài)，不應(yīng)當(dāng)解釋為包括了所有的方面或?qū)嵤┓绞?即，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明具有許多方面和實(shí)施例)，不應(yīng)當(dāng)解釋為是對(duì)權(quán)利要求或應(yīng)用范圍的限制。在本公開(kāi)內(nèi)容以及具體應(yīng)用中，術(shù)語(yǔ)“實(shí)施例”可用于說(shuō)明任何方面、特征、方法或步驟、其任何組合以及/或者其任何部分等。在某些示例中，各實(shí)施例可包括相重疊的特征。在本公開(kāi)內(nèi)容以及具體應(yīng)用中，采用了下列縮寫(xiě)“e.g.”表示“例如”，“NB”表示“應(yīng)當(dāng)注意”。
權(quán)利要求
1.一種制造鋁熱交換器管的方法，該方法包括下列步驟通過(guò)熱噴射Al-Si合金熱噴射顆粒而在扁平鋁管的表面上形成熱噴射層，使熱噴射的熔融狀態(tài)的熱噴射顆粒驟冷以使它們附著在管芯部上；以及整平熱噴射層的表面以形成釬焊層。
2.如權(quán)利要求1的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，將管芯部的表面粗糙度(Ry)調(diào)整為小于10μm。
3.如權(quán)利要求1或2的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，將釬焊層的表面粗糙度(Ry)調(diào)整為小于50μm。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，將熱噴射顆粒的熱噴射溫度調(diào)整為3000℃或更高。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，在熱噴射顆粒到達(dá)管芯部后使所述熱噴射顆粒冷卻到800℃或更低。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，在熱噴射熱噴射顆粒時(shí)，將熔融狀態(tài)的熱噴射顆粒和到達(dá)管芯部的冷卻狀態(tài)的熱噴射顆粒之間的溫差調(diào)整為2500℃或更多。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，在熱噴射熱噴射顆粒時(shí)，使到達(dá)管芯部的熱噴射顆粒通過(guò)向該管芯部放熱而冷卻。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，將熱噴射層中Si結(jié)晶體顆粒的平均等效直徑調(diào)整為1μm或更小。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，將釬焊層中釬焊材料的表觀體積率(填充率)調(diào)整為40％或更多。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，在熱噴射熱噴射顆粒時(shí)，將熱噴射顆粒的噴射位置與管芯部的附著位置之間的熱噴射距離調(diào)整為30-150mm。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，利用電弧噴射法執(zhí)行熱噴射顆粒的熱噴射。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，將熱噴射層中的Si含量調(diào)整為6-15質(zhì)量％。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，將釬焊層的平均厚度調(diào)整為3-50μm。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，利用壓延輥擠壓熱噴射層的表面以整平該表面。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，使熱噴射層中含有Zn。
16.如權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，使熱噴射層中含有Zn和Cu。
17.如權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，通過(guò)擠出形成管芯部，在擠出后立即向管芯部熱噴射熱噴射顆粒。
18.如權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，每個(gè)熱噴射顆粒都以扁平的狀態(tài)附著在管芯部的表面上。
19.如權(quán)利要求1至18中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法，其特征在于，在非氧化氣氛中進(jìn)行熱噴射顆粒的熱噴射。
20.一種制造鋁熱交換器管的方法，該方法包括下列步驟通過(guò)熱噴射Al-Si合金熱噴射顆粒而在扁平鋁管的表面上形成熱噴射層，利用電弧噴射法向管芯部熱噴射熱噴射顆粒，使熱噴射的熱噴射顆粒驟冷到800℃或更低；以及整平熱噴射層的表面以形成釬焊層。
21.一種制造鋁熱交換器管的方法，該方法包括下列步驟通過(guò)熱噴射Al-Si合金熱噴射顆粒而在扁平鋁管的表面上形成熱噴射層，利用電弧噴射法進(jìn)行熱噴射，其中將熱噴射顆粒的噴射位置與管芯部的附著位置之間的距離調(diào)整為30-150mm；以及整平熱噴射層的表面以形成釬焊層。
22.一種制造鋁熱交換器管的方法，該方法包括下列步驟通過(guò)熱噴射Al-Si合金熱噴射顆粒而在扁平鋁管的表面上形成熱噴射層，以3000℃或更高的熱噴射溫度來(lái)熱噴射熱噴射顆粒，并且將所述熱噴射顆粒冷卻到800℃或更低以使它們附著在管芯部上；以及整平熱噴射層的表面以形成釬焊層
23.一種制造鋁熱交換器管的方法，該方法包括下列步驟通過(guò)熱噴射Al-Si合金熱噴射顆粒而在扁平鋁管的表面上形成熱噴射層，熱噴射處于熔融狀態(tài)的熱噴射顆粒，并使之冷卻以使它們附著在管芯部上，將熔融狀態(tài)的熱噴射顆粒與冷卻后的熱噴射顆粒之間的溫度差調(diào)整為2500℃或更大；以及整平熱噴射層的表面以形成釬焊層。
24.一種通過(guò)如權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)的制造鋁熱交換器管的方法制成的鋁熱交換器管。
25.一種鋁熱交換器管，包括鋁制的扁平管芯部；以及通過(guò)熱噴射由熔融的Al-Si合金構(gòu)成的熱噴射顆粒而形成在該管芯部的表面上的熱噴射層，其中，整平熱噴射層的表面以形成釬焊層，以及熱噴射層中Si結(jié)晶體顆粒的平均等效直徑調(diào)整為1μm或更小。
26.如權(quán)利要求25的鋁熱交換器管，其特征在于，釬焊層中釬焊材料的表管體積率(填充率)調(diào)整為40％或更多。
27.一種鋁熱交換器，包括處于組裝狀態(tài)的鋁熱交換器管和釬焊在所述管上的鋁翅片，其中，熱交換器管由如權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)的方法制成。
28.一種鋁熱交換器，包括一對(duì)鋁集管和沿集管的縱向方向設(shè)置并且其間插置有翅片的多個(gè)熱交換器管，所述熱交換器管的端部與所述集管連通，其中，熱交換器管由如權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)的方法制成。
29.一種制造鋁熱交換器的方法，該方法包括下列步驟通過(guò)如權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)的方法制備鋁熱交換器管；制備鋁翅片；以及將熱交換器管和翅片釬焊成組裝狀態(tài)。
30.一種制造鋁熱交換器的方法，該方法包括下列步驟通過(guò)如權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)的方法制備多個(gè)鋁熱交換器管；制備多個(gè)鋁翅片；以及制造臨時(shí)組件，其中將沿集管的縱向方向布置并且其間插置有翅片的所述多個(gè)熱交換器管與所述集管組裝在一起，同時(shí)每個(gè)熱交換管的端部均與所述集管連通；通過(guò)同時(shí)釬焊該組件來(lái)一體釬焊相鄰熱交換器管和翅片。
31.一種制冷循環(huán)，其中利用冷凝器冷凝由壓縮機(jī)壓縮的制冷劑，通過(guò)流過(guò)一減壓機(jī)來(lái)使已冷凝的制冷劑減壓，利用蒸發(fā)器蒸發(fā)已減壓的制冷劑，并使制冷劑返回壓縮機(jī)，其中，該冷凝器由如權(quán)利要求28的鋁熱交換器構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造鋁熱交換器管的方法，包括通過(guò)熱噴射Al－Si合金熱噴射顆粒而在扁平鋁管的表面上形成熱噴射層(21)，使熱噴射的熔融狀態(tài)的熱噴射顆粒驟冷以使它們附著在管芯部(2a)上。利用例如壓延輥來(lái)整平熱噴射層的表面(21)以形成釬焊層(20)。通過(guò)該方法，可防止由翅片分離、釬焊材料對(duì)管的腐蝕等引起的釬焊缺陷，從而獲得良好的釬焊性能。
文檔編號(hào)F28F9/18GK1964812SQ20058001869
公開(kāi)日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月8日
發(fā)明者南和彥, 山井智明, 橋本武典 申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社