內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管的制作方法
【專利摘要】提供一種發(fā)卡彎曲加工性好，難以發(fā)生散熱片破損，并且耐蝕性好的導(dǎo)熱管。一種內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特征在于：在內(nèi)面上形成2個或更多個脊形散熱片；含有Mn∶0.8～1.8質(zhì)量％(以下，以％來表示質(zhì)量％)，Cu∶0.3～0.8％，以及Si∶0.02～0.2％，剩余部分為不可避免的雜質(zhì)和Al，并且形成品的平均結(jié)晶粒徑為150μm以下。
【專利說明】內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是：在家用空調(diào)，業(yè)務(wù)用空調(diào)，加熱泵式供熱水機等中，作為交叉翅 片（Cross fin)型熱交換器的導(dǎo)熱管來使用的內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管。

【背景技術(shù)】
[0002] 一般的交叉翅片型（別名"翅片管型（Fin-and-tube type)")熱交換器（圖 1)，于鋁散熱片中開口的插入孔內(nèi)插入導(dǎo)熱管，接著，于導(dǎo)熱管內(nèi)部壓入具有大于其內(nèi)徑的 外徑之擴管用芯軸（mandrel)，將導(dǎo)熱管的直徑擴張，使導(dǎo)熱管外周面和鋁散熱片的插入孔 密合（擴管加工，圖2)。之后，將與鋁散熱片形成一體的導(dǎo)熱管彎曲成發(fā)夾（Hairpin)狀， 再將另外彎曲成U字形的導(dǎo)熱管（U字管）以火焰釬焊連接起來，得到完成產(chǎn)品（非專利文 獻1)。
[0003] 就用于交叉翅片型熱交換器的導(dǎo)熱管而言，因為在管內(nèi)使制冷劑HFC等流動，進 行熱交換，在管的內(nèi)面具有截面形狀為梯形或三角形等脊形散熱片的導(dǎo)熱管（以下稱為 「內(nèi)面帶有溝槽的導(dǎo)熱管」）被使用，因此熱交換器的高效率化和節(jié)能化得以發(fā)展。有人公開 了內(nèi)面帶有溝槽的導(dǎo)熱管，具有各種形狀的散熱片，且就這些形狀而言，規(guī)定了 ：如圖4所 示的突起型散熱片間的溝的深度，底部的厚度（突起型散熱片基底部的壁厚），散熱片的形 狀（頂角等），或如圖5所示的突起型散熱片的導(dǎo)程角（Lead angle，即相對于管長方向，散 熱片排列的角度）。（例如，專利文獻1)。內(nèi)面帶有溝槽的導(dǎo)熱管的導(dǎo)熱性能出色的原因在 于：管內(nèi)面的表面積比沒有散熱片的平滑管的大，并且通過該溝于管內(nèi)想出均一的制冷劑 液膜（非專利文獻2)。
[0004] 在內(nèi)面帶有溝槽的導(dǎo)熱管管的內(nèi)面，一般，通過滾軋加工管坯（即未經(jīng)加工的管 子，此處指平滑管），形成連續(xù)排列為螺旋狀的突起型的散熱片。就滾軋加工方法而言，為 人所知的是：于管內(nèi)插入自由旋轉(zhuǎn)的帶溝槽的插頭，擠壓在管外自由旋轉(zhuǎn)的輥，使其行星式 旋轉(zhuǎn)的同時，拉出管的輥軋（roll rolling)制造法（如圖3所示），或不用輥軋，而擠壓球 (ball)的球滾乳制造法（非專利文獻1，專利文獻2)。
[0005] 內(nèi)面帶有溝槽的導(dǎo)熱管上，目前主要使用銅或銅合金等銅材料，不過為了達到降 低材料費和輕量化的要求，有人考慮使用鋁或鋁合金等鋁材料（以下稱為鋁合金）。
[0006] 可是，鋁合金與銅材料相比，耐蝕性能差，專利文獻3及4中公開了 ：一種內(nèi)面帶 有溝槽的導(dǎo)熱管，其中，導(dǎo)熱管為2層構(gòu)造，于管內(nèi)側(cè)層使用Al-Mn合金，于外表層上包覆 (clad)Al-Zn合金的犧牲防腐蝕層。
[0007] 另一方面，除了耐蝕性的問題以外，擴管加工這些內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱 管時，管內(nèi)面的突起型散熱片的頭頂部破損，即所謂「散熱片破損」發(fā)生，或因擴管不充分， 與鋁散熱片的粘合不充分，而導(dǎo)致得不到期待的導(dǎo)熱性之問題。發(fā)生這些問題的原因是：鋁 或內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管的材料強度低于銅。
[0008] 另外，還出現(xiàn)一個問題是：對于上述鋁制內(nèi)面帶有溝槽的導(dǎo)熱管進行發(fā)卡彎曲加 工時，彎曲部斷裂。
[0009] 另外，專利文獻5中研究了：于JIS3003中添加Zn合金作為表皮材料，以改善擴管 加工性。 【【背景技術(shù)】文獻】 【專利文獻】
[0010] 【專利文獻1】日本專利特開2003-287383號公報 【專利文獻2】日本專利特平4-262818號公報 【專利文獻3】日本專利特開2000-121270號公報 【專利文獻4】日本專利特開2009-250562號公報 【專利文獻5】日本專利特開2008-267714號公報 【非專利文獻】
[0011] 【非專利文獻1】伊藤正昭：導(dǎo)熱，42,174(2003)，3 【非專利文獻2】磯崎昭雄及其他：R&D神戶制鋼技報50, 3 (2000)，66


【發(fā)明內(nèi)容】
【發(fā)明要解決的課題】
[0012] 然而，上述文獻記載的現(xiàn)有技術(shù)，在以下的幾點中還有著改善的余地。 專利文獻1、專利文獻2及非專利文獻1、2中，發(fā)卡彎曲加工時的破裂的問題以及散熱 片破損的問題沒有得到解決。專利文獻3中，記載了目的是提高鋁合金導(dǎo)熱管的耐蝕性， 不過發(fā)卡彎曲加工時的破裂以及散熱片破損的問題沒得到解決。專利文獻4的特征在于： 為了提高耐腐蝕性，于外表面包覆比芯材電位低的的表皮材料，不過關(guān)于發(fā)卡彎曲加工時 破裂的問題以及散熱片破損的問題沒有記載。
[0013] 并且，為了提高耐蝕性，將Al-Zn合金包覆于導(dǎo)熱管時，因為表面柔軟，制造滾軋 加工前的管坯時，表面產(chǎn)生微小的傷痕。采用那些管坯進行滾軋加工的話，該微小傷痕為增 長為數(shù)百微米的裂縫（crack)。導(dǎo)致的問題是：這些裂痕將成為發(fā)卡彎曲加工時破裂產(chǎn)生 的起點。
[0014] 另外，專利文獻5方法中，發(fā)卡彎曲加工時的破裂問題沒有得到改善。另外，因為 向表皮材料中添加了 Cu，F(xiàn)e，表皮材料的耐蝕性差，可能導(dǎo)致：不能得到期待的犧牲防腐蝕 效果。另外，因為使用了芯材，且該芯材由相當于JIS3003的合金組成，散熱片破損的問題 沒有得到解決。
[0015] 本發(fā)明鑒于上述情況，其目的是：提供一種在發(fā)卡彎曲加工性出色的內(nèi)面帶有溝 槽的鋁合金制導(dǎo)熱管。另外，本發(fā)明的目的是：提供一種耐蝕性出色的內(nèi)面帶有溝槽的鋁合 金制導(dǎo)熱管。另外，本發(fā)明的目的是：提供一種內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其中，難以 產(chǎn)生散熱片的破損。 【為了解決課題的手段】
[0016] 本發(fā)明人，進行了內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管相關(guān)的各種研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可 以提供一種材料，該材料的特點是：芯材合金的成分含有特定的種類及含量，從而使發(fā)卡彎 曲加工性出色，且散熱片破損難以發(fā)生。 并且，提供一種材料，其特點是：將犧牲防腐蝕層的Zn分布限定于特定范圍，從而使發(fā) 卡彎曲加工性出色，且散熱片破損難發(fā)生，耐蝕性出色。
[0017] 在權(quán)利要求1中所述的第1個發(fā)明是一種內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特 征在于：在內(nèi)面上形成2個以上（"A以上"的范圍，也包含A本身）脊形散熱片的導(dǎo)熱管 是錯合金制導(dǎo)熱管，其組成為含有Mn : 0.8?1.8質(zhì)量％ (下文中僅以％來表示質(zhì)量％)、 Cu : 0.3?0.8%，Si : 0.02?0.2%，剩余部分為不可避免的雜質(zhì)和A1;并且，上述導(dǎo)熱 管截面的平均結(jié)晶粒徑為150 y m以下。
[0018] 權(quán)利要求2中所述的第2個發(fā)明是一種內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特征 在于：權(quán)利要求1中所述的導(dǎo)熱管的表面上，表面Zn濃度為0. 5 %以上，且平均表面Zn濃 度為1?12%，并且任意表面的濃度在平均表面Zn濃度的±50%以內(nèi)，并且具有Zn擴散 層，其中，從表面開始的Zn擴散深度（以下稱為「Zn擴散層厚度」）為100?300 ym。
[0019] 權(quán)利要求3中所述的第3個發(fā)明是一種內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特征 在于：權(quán)利要求2中所述的導(dǎo)熱管為鋁合金制導(dǎo)熱管，其組成為含有Mn : 0.8?1.8%， Cu : 0.3?0.8%，Si : 0.02?0.2%，剩余部分為不可避免的雜質(zhì)和A1;并且以鋁合 金制導(dǎo)熱管為芯材，上述鋁合金制導(dǎo)熱管的特征在于，上述導(dǎo)熱管的截面平均結(jié)晶粒徑為 150 y m以下；其外表面上包覆Al-Zn合金作為表皮材料；并且，進行Zn擴散熱處理。
[0020] 權(quán)利要求4中所述的第4個發(fā)明是一種內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特征 在于：在權(quán)利要求3中所述的導(dǎo)熱管中，經(jīng)過上述Zn擴散熱處理后的上述芯材和上述表皮 材料的硬度差為15Hv以下。
[0021] 權(quán)利要求5中所述的第5個發(fā)明是一種內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特 征在于：在權(quán)利要求3或權(quán)利要求4中所述的導(dǎo)熱管中，上述表皮材料含有Zn : 1.0? 7.0%，以及Mn : 0.3?1.5%，剩余部分為不可避免的雜質(zhì)和A1。
[0022] 權(quán)利要求6中所述的第6個發(fā)明是一種內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特征 在于：如權(quán)利要求2中所述導(dǎo)熱管為鋁合金制導(dǎo)熱管，其組成為含有Mn : 0.8?1.8%， Cu : 0.3?0.8%，以及Si : 0.02?0.2%，剩余部分為不可避免的雜質(zhì)和A1;并且鋁合 金制導(dǎo)熱管的特征在于，上述導(dǎo)熱管的截面平均結(jié)晶粒徑為150 ym以下；于上述鋁合金制 導(dǎo)熱管的外表面上噴鍍Zn，并且進行Zn擴散熱處理。
[0023] 權(quán)利要求7中所述的第7個發(fā)明是一種內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特 征在于：在權(quán)利要求6中所述的導(dǎo)熱管中，相對于被噴鍍Zn的導(dǎo)熱管的外表面，覆蓋率為 90%以上。
[0024] 權(quán)利要求8中所述的第8個發(fā)明是，如權(quán)利要求6以及權(quán)利要求7中所述的內(nèi)面 帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管的制造方法，其特征在于：在上述導(dǎo)熱管上進行噴鍍時，上述導(dǎo) 熱管截面的幾何學中心和2個以上（包括2個）Zn噴鍍槍的中心連接，分別相鄰的線以上 述幾何學中心形成角度，該角度為120°以下。 【發(fā)明的效果】
[0025] 本發(fā)明的內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，具有的效果是：可以抑制在發(fā)卡彎曲 加工時破裂的產(chǎn)生。另外還具有的效果是：具有良好的耐蝕性，難以發(fā)生散熱片破損。

【專利附圖】

【附圖說明】 【圖紙簡單的說明】
[0026]圖1是交叉翅片型熱交換器的一部分的擴大圖的一個例子。 圖2表示的是芯軸擴管方法的一個例子。 圖3表示的是輥壓裝置的一個例子。 圖4是一個的示意圖，表示的是內(nèi)面帶有溝槽的導(dǎo)熱管的截面的一個例子。 圖5是一個的示意圖，表示的是內(nèi)面脊形散熱片的導(dǎo)程角。

【具體實施方式】 【發(fā)明的最佳實施方式】
[0027] 以下就本發(fā)明的實施方式，進行詳細說明。
[0028] 在本實施方式中設(shè)想的導(dǎo)熱管是，例如，用于普通家庭的空調(diào)用熱交換器上的導(dǎo) 熱管，其尺寸是，例如，外徑45 4.0?4>9. 54mm，底部的厚0.3?0.6mm左右的小口徑薄壁 管。因此，在各種鋁合金中，以具有合適的強度、且就制造小口徑薄壁管而言具有較好的 加工性（擠出性，拉伸性，滾軋性）的合金（例如，Al-Mn的A3003合金（A1-1. 0?1. 5% Mn-0. 05?0. 20% Cu合金））為基礎(chǔ)（base)，通過調(diào)整添加元素，結(jié)晶粒的細微化和強度得 到提高，從而可以得到一種鋁合金，該鋁合金的特點是防止發(fā)卡彎曲加工時的破裂以及散 熱片的破損。
[0029] 導(dǎo)熱管的成分 接下來，對于本實施方式中導(dǎo)熱管的成分進行限定的理由，進行說明。 Mn是在3000合金中提高強度的主要添加元素，其于鋁中固溶，一部分析出，具有賦予 強度的效果，其添加量少于0.8%時，導(dǎo)熱管的強度不足。另一方面，添加量多于1.8%時， 強度提高的效果達到飽，粗大的金屬間化合物的量變多，在管的制造工序中容易發(fā)生破裂 等問題。因此，Mn添加量為0.8?1.8%的范圍。更加優(yōu)選的范圍是1.0?1.5%。
[0030] Cu于鋁中固溶，具有進一步提高強度的效果，且不阻礙加工性。并且，Cu提高孔蝕 電位，Zn擴散層和沒有擴散Zn的管中央部的孔蝕電位差大，可以提高犧牲防腐蝕作用。其 添加量比0. 3%少時，強度不足，不能防止由于機械的擴管引起的溝槽破損，并且，提高孔蝕 電位的程度不足，犧牲防腐蝕作用低。比0.8%多，擠出性，拉伸性，耐蝕性差。因此，Cu添 加量為0. 3?0. 8%的范圍。更加優(yōu)選的范圍是0. 4?0. 6%。
[0031] Si在Al-Mn-Cu合金中的話，形成Al-Mn-Si或Al-Mn-Si-Cu金屬間化合物，具有 提高強度的效果。另一方面，這些的金屬間化合物在熱擠壓時阻礙再結(jié)晶，其添加量超過 0.2%時，平均結(jié)晶粒徑為150i!m以上，成為發(fā)卡彎曲加工時的表面粗糙，斷裂的原因。另 一方面，Si在鋁合金中的存在不可避免，從實用角度考慮，限制為0. 02%以下是困難的。因 此，Si的添加量為0. 02?0. 2%。更加優(yōu)選的范圍是0. 02?0. 1 %。
[0032] Fe，Mg，Zn等為雜質(zhì)，當Fe為0. 6%以下，Mg為0. 2%以下，Zn為0. 3%以下時，它 們不阻礙本發(fā)明的效果。
[0033] 另外，Ti，Cr，Zr因為具有將鑄塊組織均一細微化的效果，可以含有，不過超過 0.2%的話，形成巨大的金屬間化合物或者擠出性下降，所以其含量優(yōu)選為0.2%以下。如果 在此范圍，不阻礙本實施方式中導(dǎo)熱管的效果。另外其含量，也可以是0?0. 1%，還可以是 0 ?0? 05%。
[0034] 另外，用于本實施方式中導(dǎo)熱管或犧牲防腐蝕層中的各種成分量，可以是下文實 施例S1?S11，K1?K8中所述的價，可以在這些數(shù)值的范圍內(nèi)。
[0035] 關(guān)于包覆的犧牲防腐蝕層 接下來，關(guān)于對本實施方式中包覆管的犧牲防腐蝕層的Zn分布狀態(tài)進行限定的理由， 進行說明。 本發(fā)明實施方式中鋁合金包覆管中，以Al-Zn合金作為表皮材料包覆、拉伸加工后，通 過進行Zn擴散熱處理，形成Zn擴散的層。就上述Zn擴散層而言，與管材中沒有擴散Zn的 部分相比孔蝕電位低，所以通過犧牲防腐蝕作用使管材防腐，延長管材的耐久壽命。
[0036] 就本發(fā)明實施方式中鋁合金包覆管而言，為了使Zn擴散熱處理后的表面Zn濃度 為0. 5?12 %，調(diào)整擴散熱處理的條件。表面Zn濃度的意思是：以EPMA(X射線顯微分析 儀）等分析裝置測量表面的任意點時，Zn濃度。表面Zn濃度比0.5%低的話，犧牲防腐蝕 效果不充分，在早期發(fā)生深度腐蝕。另一方面，表面Zn濃度比12%高的話，腐蝕速度增大。 因此，表面Zn濃度為0.5?12%。更優(yōu)選的范圍是0.5?10. 0%，進一步優(yōu)選的范圍是 3. 0 ?5. 0%。
[0037] 本發(fā)明實施方式中鋁合金包覆管的Zn擴散層厚度，為100?300 ii m。Zn擴散層 厚度的意思是：通過Zn擴散處理，Zn從表面開始向板厚的方向擴散的深度。本發(fā)明實施方 式中Zn擴散層厚度為：從管材表面開始到Zn濃度為0. 05%的距離（厚度）。就Zn擴散層 而言，作為管整體的犧牲防腐蝕層發(fā)揮作用，Zn擴散層厚度太薄的話，在早期犧牲防腐蝕層 丟失；Zn擴散層厚度太厚的話，Zn梯度逐漸變緩，犧牲防腐蝕效果不充分。因此Zn擴散層 厚度為100?300 ii m。該Zn擴散層厚度也可以是150?250 ii m。
[0038] 接下來，關(guān)于對本實施方式包覆管的表皮材料的成分進行限定的理，進行說明。 Zn使表皮材料的電位下降，作為犧牲陽極發(fā)揮作用，提高導(dǎo)熱管的耐蝕性。其添加量不 到1.0%時，與芯材的電位差不夠，得不到充分的犧牲防腐蝕效果，超過7.0%的話，耐蝕性 下降。因此Zn添加量為1.0?7.0%的范圍。更加優(yōu)選的范圍是4.0?5. 5%。
[0039] Mn是提高強度的主要添加元素，其添加量比0.3%少的話，強度不足，與芯材的強 度差變大。其結(jié)果是，在管坯制造時產(chǎn)生表面微小的裂縫（crack)，這成為發(fā)卡彎曲加工時 破裂的原因。另一方面，添加量比1.5%多時，表皮材料的電位高，所以難以確保與芯材的電 位差。因，Mn的添加量為0.3?1.5%的范圍。更加優(yōu)選的范圍是0.6?1.0%。
[0040] 包覆管的表皮材料的雜質(zhì)Si，F(xiàn)e，Cu等，如果Si的含量為0. 5%以下，F(xiàn)e為0. 6% 以下，Cu為0. 2%以下時，不阻礙本發(fā)明的效果。
[0041] 另外Ti，Cr，Zr，因為具有使鑄塊組織均一細微化的效果，是可以含有的，不過超 過0. 2 %的話，形成巨大金屬間化合物或者擠出性下降，優(yōu)選其含量為0. 2 %以下。在這個 范圍內(nèi)的話，不阻礙本實施方式中導(dǎo)熱管的效果。另外該含量也可以是〇?〇. 1%，還可以 是 0 ?0? 05%。
[0042] 這些的包覆管的表皮材料的厚度，沒有特別的限定，不過優(yōu)選為全部壁厚的5? 30%。表皮材料的厚度不到全部壁厚的5%時，熱交換器的犧牲防腐蝕層的有效期不夠，超 過30%的話，導(dǎo)熱管的強度下降。更加優(yōu)選的范圍是6?15%。
[0043]另外，芯材和表皮材料的強度差大時，因為芯材和表皮材料抗變形能力有差異，在 管坯制造時表面產(chǎn)生微小的裂縫，成為發(fā)卡彎曲加工時破裂的原因。因此，芯材和表皮材料 的硬度差為15Hv以下。更優(yōu)選為10Hv以下。
[0044] 關(guān)于Zn噴鍍的犧牲防腐蝕層 接下里，關(guān)于對本實施方式中噴鍍管的犧牲防腐蝕層，即Zn擴散層的Zn分布狀態(tài)進行 限定的理由，進行說明。 在本發(fā)明實施方式的鋁合金噴鍍管上，通過在其外面進行Zn噴鍍后，進行Zn擴散熱處 理，形成Zn擴散的層。上述Zn擴散層比管材中沒有擴散Zn的部分的孔蝕電位低，因此通 過犧牲防腐蝕作用防止管材腐蝕，提高管材的耐久壽命。
[0045] 在鋁合金噴鍍管上，噴鍍純Zn或Zn-Al合金的Zn成分后，以400?550°C進行30 分鐘?10小時的Zn擴散熱處理為佳。Zn噴鍍量為5?28g/m 2。Zn噴鍍量太少的話，難以 于管材表面均一地附著Zn，Zn噴鍍量太多的話，Zn擴散熱處理后的Zn的量過多，導(dǎo)致腐蝕 速度增大。因此Zn噴鍍量為5?28g/m 2。更優(yōu)選為Zn噴鍍量5?25g/m2,進一步優(yōu)選為 8 ?20g/m2。
[0046] 本發(fā)明實施方式中的鋁合金管，Zn擴散熱處理后的表面Zn濃度為0. 5?15 %。表 面Zn濃度的意思是：以EPMA等分析裝置測量表面的任意點時，Zn的濃度。表面Zn濃度太 低的話，犧牲防腐蝕效果不充分，其中一部分在早期發(fā)生深度腐蝕；表面Zn濃度太高的話， 導(dǎo)致腐蝕速度增大，其中一部分的壁厚極端減少。
[0047] 在本發(fā)明實施方式中的鋁合金管中，Zn擴散熱處理后的平均表面Zn濃度為1? 12%，Zn擴散層厚度為100?300 iim。所謂平均表面Zn濃度，是指：對于表面上互相之間 相隔5mm以上的任意的至少4個點，進行測量，得到的平均值。所謂Zn擴散層厚度，是指： 通過Zn擴散處理，Zn從表面向板厚方向擴散的深度，在本發(fā)明實施方式中Zn擴散層厚度 為從管材表面到Zn濃度為0. 05%之間的距離。平均Zn濃度以及Zn擴散層厚度，表示管整 體的犧牲防腐蝕層的量，平均Zn濃度以及Zn擴散層厚度太小的話，在早期犧牲防腐蝕層丟 失。另外，平均Zn濃度太高的話，導(dǎo)致腐蝕速度增大；Zn擴散層厚度太厚的話，Zn梯度變 緩，犧牲防腐蝕效果不充分。因此，平均表面Zn濃度是1?12%，更優(yōu)選的范圍是0.5? 10. 0%，進一步優(yōu)選的范圍是3. 0?5. 0%。另外，Zn擴散層厚度為100?300 ii m，也可以 是 150 ?250 u m。
[0048] 在本發(fā)明實施方式中鋁合金管中，Zn擴散熱處理后的任意表面中的Zn濃度為：平 均表面Zn濃度的±50%以內(nèi)。相對于平均表面Zn濃度，表面Zn濃度太高的話，只有該部 分優(yōu)先腐蝕，壁厚極端減少。為了避免這種情況的發(fā)生，在任意表面的Zn濃度需要在平均 表面Zn濃度的±50%以內(nèi)。優(yōu)選為在±30%以內(nèi)。
[0049] 所謂噴鍍的Zn覆蓋率：完全沒有附著Zn的狀態(tài)為0%，整個面上都附著Zn時為 100% Z。Zn的覆蓋率高的話，Zn分布均一，耐蝕性提高。本發(fā)明中Zn覆蓋率為90%以上。 更優(yōu)選我95%以上。
[0050] 犧牲防腐蝕層的形成方法 接下來，關(guān)于犧牲防腐蝕層的形成方法實施方式的例子，進行說明。 在本實施方式中導(dǎo)熱管的Al-Mn-Cu合金的圓筒狀坯體（Billet)的外側(cè)上，將犧牲 防腐蝕合金板材彎曲成圓筒狀并覆蓋于該外側(cè)上，制作成組合坯體，以加熱爐將其加熱至 350?600°C，進行均質(zhì)化處理。之后，以間接擠出機擠出坯體，得到2層包覆的擠出管。接 著，將上述擠出管進行拉伸加工，加工成所定的外徑、壁厚，得到2層包覆的管坯（平滑管）。 該拉伸加工，優(yōu)選使用生產(chǎn)率高的block-drawing式連續(xù)拉伸機。
[0051] 另外，將圓筒狀犧牲防腐蝕材的坯體加熱至350?600°C，在其內(nèi)側(cè)上，將圓筒狀 的芯材中空坯體熱套配合（或翻譯為"熱壓配合"），對于得到的2層中空坯體進行擠出加 工，之后同樣地進行拉伸加工，可以得到2層包覆的管坯（平滑管）。
[0052] 另外，也可以是：在鋁合金的芯材薄板（sheet)的一側(cè)上軋制包覆犧牲防腐蝕材 薄板，得到2層"包覆薄板"，將該薄板輥壓形成管狀，之后，將薄板對接面焊接，作為2層包 覆的電阻焊管（Electric resistance welded tube)。
[0053]在如上所述而制造的2層包覆管上，進行擴散熱處理，可以得到Zn擴散層，即犧牲 防腐蝕層。
[0054] 就上述以外的犧牲防腐蝕層的形成方法而言，也可以是：在被擠出（熱擠出或順 應(yīng)（conform)擠出），或拉伸的導(dǎo)熱管上噴鍍Zn或Al-Zn合金，進行擴散加熱處理，形成 Zn擴散層，即犧牲防腐蝕層。為了在圓管的圓周方向全面的整個面上附著所需量的Zn，將 管材的圓周截面中心和Zn噴鍍槍劃線鏈接時，圓周截面中心的線之間形成的角度，優(yōu)選為 120°以下。進一步，圓周截面中心的線之間形成的角度，優(yōu)選為90°以下。就具體的方法 而言，可以舉出的例子有：在扁平管中一般地使用的Zn噴鍍槍的數(shù)量從2個增加到3個以 上的方法；噴鍍后使管子旋轉(zhuǎn)，分幾次噴鍍的方法；使管子或噴鍍槍旋轉(zhuǎn)的方法等。就Zn噴 鍍而言，也可以是在實施了滾壓加工后進行，該滾壓加工是為了于導(dǎo)熱管的內(nèi)面上形成溝 槽。
[0055] 另外，按照上述方法進行，對于形成犧牲防腐蝕層的管坯（平滑管），為了容易進 行下一步工序的滾軋加工，預(yù)先進行退火軟化處理為佳。這種情況下，在工業(yè)上優(yōu)選：退火 溫度為300?400°C，時間為2?8小時。
[0056] 內(nèi)面帶有溝槽的導(dǎo)熱管的制造方法 接著，在平滑管上以輥軋法和球滾軋法等進行滾軋加工，制造具有脊形散熱片的內(nèi)面 帶有溝槽的導(dǎo)熱管（圖3)。
[0057] 就本實施方式的內(nèi)面帶有溝槽的導(dǎo)熱管而言，可以根據(jù)熱交換器的用途制造各種 尺寸，用于家用空調(diào)時，考慮到制造管子的生產(chǎn)率，優(yōu)選為：外徑小4. 0mm以上；考慮到熱交 換器的小型化?輕量化，優(yōu)選為：外徑小9. 54_以下。
[0058] 另外，就底部的厚t(參照圖4)而言，考慮到耐壓強度，優(yōu)選為0. 3mm以上；考慮到 熱交換器的小型化?輕量化，優(yōu)選為〇.6mm以下。
[0059] 另外，優(yōu)選的是：內(nèi)面的脊形散熱片的高度H為0. 1?0. 4_，內(nèi)面的脊形散熱片 的對頂角為a 10?40°、內(nèi)面脊形散熱片的數(shù)量為40條以上，導(dǎo)程角0 (內(nèi)面脊形散熱片 與管長方向形成的角度，參照圖5)為20°以上。
[0060]進行滾軋加工之后，也可以進行退火軟化處理。其目的是：除去滾軋時帶來的加工 變形，使發(fā)卡彎曲加工（蜿蜒彎曲加工）容易進行。可以是：于300?400°C進行2?8小 時左右的退火。
[0061] 如上所述制造而得的本實施方式的內(nèi)面帶有溝槽的導(dǎo)熱管，通過擴管加工，粘合 于鋁散熱片的插入孔（圖2)。為了得到良好的粘合，進行如下步驟是合適的：設(shè)定插入孔和 導(dǎo)熱管的間隙，使擴管率（外徑增長率）為為4?6%左右。另外，就擴管加工而言，不用芯 軸的機器擴管法，而是通過以油壓或水壓賦予管子內(nèi)壓的液壓擴管法，可以提高生產(chǎn)效率。 [0062] 以上，就本發(fā)明的實施方式進行了說明，不過這些只是本發(fā)明的示例，也可以采 用上述以外的各種構(gòu)成。 【實施例】
[0063]〈實施例1> 接著，根據(jù)實施例進一步詳細地對本發(fā)明進行說明。 通過連續(xù)鑄造，鑄造表表1中所示的合金，以間接擠出法得到外徑47mm，壁厚3. 5mm 的擠出管。于該擠出管上以block-drawing式連續(xù)拉伸機進行拉伸加工，得到外徑10mm, 壁厚0. 45mm的拉伸管。
[0064]【表1】

【權(quán)利要求】
1. 一種內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特征在于： 在內(nèi)面上形成2個或更多個脊形散熱片的導(dǎo)熱管是鋁合金制導(dǎo)熱管，含有Μη : 0.8? 1. 8質(zhì)量％ (以下僅以％來表示質(zhì)量％ )，Cu : 0.3?0.8%，以及Si : 0.02?0.2%，剩 余部分由不可避免的雜質(zhì)和A1組成；并且，上述導(dǎo)熱管的截面平均結(jié)晶粒徑為150μπι以 下。
2. 在如權(quán)利要求1中所述的內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其中， 在上述導(dǎo)熱管的表面上，表面Ζη濃度為0.5%以上，且平均表面Ζη濃度為1?12%， 且在任意的表面上的濃度為平均表面Ζη濃度的±50%以內(nèi)，并且具有，從表面開始的Ζη擴 散深度為1〇〇?300 μ m的Ζη擴散層。
3. 如權(quán)利要求2中所述的內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特征在于： 含有Μη : 0.8?1.8%，Cu : 0.3?0.8%，以及Si : 0.02?0.2%，剩余部分由不 可避免的雜質(zhì)和A1組成；并且，以鋁合金制導(dǎo)熱管為芯材，該鋁合金制導(dǎo)熱管的特征是上 述導(dǎo)熱管的截面平均結(jié)晶粒徑為150 μ m以下，其外面包覆表皮材料Al-Zn合金，再進行Zn 擴散熱處理。
4. 如權(quán)利要求3中所述的內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特征在于： 上述Zn擴散熱處理后的上述芯材和上述表皮材料的硬度差為15Hv以下。
5. 如權(quán)利要求3或4中所述的內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特征在于： 上述表皮材料含有Zn : 1.0?7.0%，Μη : 0.3?1.5%，剩余部分為不可避免的雜 質(zhì)和Α1。
6. 如權(quán)利要求2中所述的內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特征在于： 含有Μη : 0.8?1.8%，Cu : 0.3?0.8%，以及Si : 0.02?0.2%，剩余部分為不 可避免的雜質(zhì)和A1， 并且，上述導(dǎo)熱管截面的平均結(jié)晶粒徑為150 μ m以下； 于上述鋁合金制導(dǎo)熱管的外表面上噴鍍Zn，再進行Zn擴散熱處理。
7. 如權(quán)利要求6中所述的內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管，其特征在于： 相對于導(dǎo)熱管的外表面，所噴鍍的Zn的覆蓋率為90%以上。
8. 如權(quán)利要求6或7中所述的內(nèi)面帶有溝槽的鋁合金制導(dǎo)熱管的制造方法，其特征在 于： 在上述導(dǎo)熱管上進行噴鍍時，上述導(dǎo)熱管截面的幾何學中心和2個以上（包括2個）Zn 噴鍍槍的中心相連接，分別相鄰的連接線于上述幾何學中心所形成角度為120°以下。
【文檔編號】F28F1/40GK104246417SQ201380019372
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月13日
【發(fā)明者】大谷良行, 若栗聰史, 原康人, 石田纮一, 兒島洋一 申請人:株式會社Uacj