擠出性和耐晶界腐蝕性優(yōu)異的微細(xì)孔中空型材用鋁合金及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種微細(xì)孔中空型材用鋁合金，能夠抑制在耐晶界腐蝕性方面存在問(wèn)題的Cu的含量，將自然電位維持在較高水平，添加不妨礙擠出性的過(guò)渡金屬，具有優(yōu)異的耐腐蝕性和擠出性。一種鋁合金，具有以質(zhì)量:0.05?0.20%、Si:0.10%以下、Cu:0.15?0.32%、Mn:0.08?0?15%、Zr:0?05%以下、Ti:0?06?0?15%、Cr：0.03%以下、余量：由A1和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的化學(xué)組成，合金坯中的氣體量為〇.25cc/100g以下。一種鋁合金的制造方法，通過(guò)鑄造條件和熔融液處理，制造具有上述化學(xué)組成的DC鑄造坯，降低氣體含量使其達(dá)到〇.25cc/100g以下，之|后實(shí)施以80°C/小時(shí)以下的速度加熱至550?|590°C并保持0.5?6小時(shí)、之后以450?350°Cj的范圍保持〇.5?1小時(shí)或以50°C/小時(shí)的冷卻I速度冷卻至20CTC以下的均熱化處理。
【專利說(shuō)明】擠出性和耐晶界腐蝕性優(yōu)異的微細(xì)孔中空型材用鋁合金及 其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及構(gòu)成鋁制熱交換器、例如冷凝器、蒸發(fā)器、中間冷卻器等的擠出制微細(xì) 孔中空扁平管所使用的、擠出性和耐晶界腐蝕性優(yōu)異的鋁合金及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 通常，鋁制熱交換器、例如圖1所示的汽車空調(diào)用冷凝器，由構(gòu)成制冷劑流路的扁 平管1 (圖2(a))、與空氣進(jìn)行熱交換的波紋狀散熱片2、作為容器部的集管3和出入口部件 4構(gòu)成，在相互連接的任意部件間具有釬焊部分（焊料），使用非腐蝕性焊劑進(jìn)行釬焊接合 (圖 2(b))。
[0003] 鋁制熱交換器要求高耐久性，作為構(gòu)成部件的擠出扁平管當(dāng)然也要求耐腐蝕性、 強(qiáng)度、釬焊性、擠出性等。
[0004] 另一方面，從熱交換器的輕量化需求和經(jīng)濟(jì)性方面來(lái)看，如圖2所示，扁平管1需 要以復(fù)雜的微細(xì)孔中空構(gòu)造形成薄壁，因此，需求擠出性優(yōu)異的鋁合金。
[0005] 特別是關(guān)于耐腐蝕性，防止封入扁平管內(nèi)部的制冷劑流出那樣的晶界腐蝕所造成 的早期穿透缺陷成為技術(shù)課題。
[0006] 作為廣泛使用的犧牲性防腐蝕方法，具有如圖3所示將Zn金屬涂布于扁平管1的 表面、加熱后在表層部形成Zn擴(kuò)散層IZ的方法。將所形成的Zn擴(kuò)散層IZ用作犧牲性防 腐蝕層。其中，在圖示的例子中，扁平管1與散熱片2在Zn擴(kuò)散層IZ上通過(guò)釬焊接合部5 接合。
[0007] 但是，在這樣將Zn金屬涂布于扁平管表面的方法中，Zn擴(kuò)散層的Zn濃度增高，產(chǎn) 生包括與散熱片的接合部的Zn擴(kuò)散層部反而提早被消耗、使得熱交換器性能降低的技術(shù) 課題。
[0008] 雖然已經(jīng)提出了許多這樣要求擠出性和耐晶界腐蝕性的擠出扁平管用的鋁合金， 但迄今為止尚沒(méi)有充分實(shí)現(xiàn)滿足要求的解決方案。
[0009] 例如，在專利文獻(xiàn)1、2中提出了一種改善了擠出性和耐腐蝕性的鋁合金。這些鋁 合金以純鋁為基材,有意識(shí)地添加 Cu和Fe,能夠維持材料強(qiáng)度，同時(shí)改善了鋁母材的耐腐 蝕性和擠出性。
[0010] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)昭60 - 238438號(hào)公報(bào)
[0012] 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)平5 - 222480號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0014] 在專利文獻(xiàn)1、2中提出的合金的擠出性的確提高，并且改善了耐腐蝕性，但是從 以高擠出比在管內(nèi)面設(shè)有凹凸的薄壁中空材料的更進(jìn)一步的擠出性和耐腐蝕性，特別是耐 晶界腐蝕性的觀點(diǎn)來(lái)看，并不能令人滿意。
[0015] 如上所述，作為防御熱交換器的扁平管腐蝕的方法，通常采用犧牲性防腐蝕法。專 利文獻(xiàn)1、2中所提出的鋁合金在電位上自然電位達(dá)到約一 0. 7 VvsSCE左右，可以說(shuō)是相當(dāng) 高的合金，因此在采用了犧牲性防腐蝕方法的部位中使用沒(méi)有問(wèn)題。
[0016] 但是，上述合金在純Al中添加有Cu, Al - Cu的金屬間化合物沿著晶粒邊界形成， 因此可能會(huì)促進(jìn)晶粒邊界的腐蝕。即，在Zn擴(kuò)散層消耗后或?qū)嵭袦p少Zn擴(kuò)散層的應(yīng)對(duì)措 施的情況下，或者在未應(yīng)用犧牲性防腐蝕法等的熱交換器的部位，可能會(huì)發(fā)生扁平管自身 的腐蝕。
[0017] 本發(fā)明是為了解決這類課題而完成的，其目的在于提供一種微細(xì)孔中空型材用鋁 合金，抑制在耐晶界腐蝕性方面存在問(wèn)題的Cu的含量，并且將自然電位維持在較高水平， 抑制點(diǎn)蝕和晶界腐蝕的發(fā)生和發(fā)展，添加 Ti、Mn、Zr、Cr等進(jìn)行包晶型凝固的過(guò)渡金屬，進(jìn) 一步為了以高擠出比改善作為薄壁材料的中空材料的擠出性，抑制了氣體含量。
[0018] 解決技術(shù)問(wèn)題的手段
[0019] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的擠出性和耐晶界腐蝕性優(yōu)異的微細(xì)孔中空型材用鋁 合金，具有Fe :0. 05?0. 20質(zhì)量％、Si :0. 10質(zhì)量％以下、Cu :0. 15?0. 32質(zhì)量％、Mn : 0? 08?0? 15質(zhì)量％、Zr :0? 05質(zhì)量％以下、Ti :0? 06?0? 15質(zhì)量％、Cr :0? 03質(zhì)量％以下， 余量：由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的化學(xué)組成，另外，為了防止擠出中產(chǎn)生作為材料缺陷 的氣泡，使合金鑄造后的原料（坯）的氣體含量為0. 25cc/100g以下，優(yōu)選為0. 20cc/100g 以下，從而防止擠出材料的表面膨脹或損害平滑性的顯著的線狀缺陷的產(chǎn)生。
[0020] 上述本發(fā)明的鋁合金，為了鑄造坯和擠出材料的組織微細(xì)化，也可以含有V :0. 05 質(zhì)量％以下。
[0021] 微細(xì)孔中空型材用鋁合金通過(guò)實(shí)施將具有如上所述的化學(xué)組成的鋁合金的DC鑄 造坯以80°C /小時(shí)以下的速度加熱至550?590°C并保持0. 5?6小時(shí)后、以450?350°C 的范圍保持0. 5?1小時(shí)或者以50°C /小時(shí)的冷卻速度冷卻至200°C以下的均熱化處理而 得到。
[0022] 而且，通過(guò)將實(shí)施了上述均質(zhì)化處理的坯再加熱至450?550°C后，以擠出比30以 上1000以下的加工度擠出成希望的形狀，得到耐晶界腐蝕性優(yōu)異的鋁合金制微細(xì)孔中空 型材。
[0023] 在需要的情況下，可以在將均質(zhì)化處理完成后的坯在外周徑上平面切削0. 1? Imm左右后進(jìn)行擠出。
[0024] 發(fā)明效果
[0025] 本發(fā)明的擠出性和耐晶界腐蝕性優(yōu)異的微細(xì)孔中空型材用鋁合金，基本上以純鋁 為基礎(chǔ)，？ 6、&1111、&的含量進(jìn)一步將原料（坯）的高溫變形阻力抑制在較低水平，所以擠 出性良好。雖說(shuō)抑制在較低水平，但由于含有所需量的Fe、Cu、Mn和Cr等，因此，具有作為 構(gòu)成熱交換器的微細(xì)孔中空型材用的強(qiáng)度、耐腐蝕性。
[0026] 特別是在本發(fā)明合金中，Cu含量抑制在0. 15?0. 32質(zhì)量％的范圍，因此，抑制了 Al - Cu系金屬間化合物的形成，晶界腐蝕的可能性極小。另外，通過(guò)適量含有Ti, Ti分散 于晶界或母體（母材）中，抑制晶界腐蝕的進(jìn)行，提高耐腐蝕性。
[0027] Mn、Zr以及Cr、V等的適量添加，使母材、特別是Ti分散稀疏的區(qū)域的電位較高， 進(jìn)一步促進(jìn)Ti添加效果，不用說(shuō)晶界腐蝕，在防止點(diǎn)蝕和全面腐蝕方面效果也非常顯著。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028] 圖1是用于說(shuō)明一般的汽車空調(diào)用冷凝器的示意結(jié)構(gòu)的圖。
[0029] 圖2是用于說(shuō)明扁平管和裝入有扁平管的熱交換器的示意結(jié)構(gòu)的圖。
[0030] 圖3是用于說(shuō)明Zn擴(kuò)散層的犧牲性防腐蝕作用的圖。
[0031] 圖4是表示在實(shí)施例中制作的熱交換器用中空扁平管的截面形狀的圖。
[0032] 圖5是用于說(shuō)明實(shí)施例中氣體含量多時(shí)的擠出材料表面缺陷的圖。
[0033] 圖6是表示實(shí)施例中的線狀缺陷的圖。
[0034] 圖7是比較實(shí)施例中均質(zhì)化處理坯的擠出時(shí)的壓力一時(shí)間曲線的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035] 如上所述，在專利文獻(xiàn)2中提出的擠出成形用鋁合金是擠出成形性優(yōu)異、另一方 面所含的Cu在晶粒邊界形成Al - Cu系的金屬間化合物而容易發(fā)生晶界腐蝕的合金。
[0036] 于是，為了找到減少Cu的含量，具有與專利文獻(xiàn)2等中提出的擠出成形用鋁合金 同等的機(jī)械特性，實(shí)現(xiàn)作為擠出性改善點(diǎn)的壓力降低，并且防止擠出中作為缺陷的氣泡和 擠裂等的發(fā)生、不引起晶界腐蝕的鋁合金，進(jìn)行了潛心研究。
[0037] 結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通過(guò)將Cu含量抑制在0. 15?0. 32質(zhì)量％的范圍內(nèi)，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)其它 元素 Fe、Si、Mn、Zr、Cr等的含量,適量添加 Ti,能夠改善上述課題的耐晶界腐蝕性,進(jìn)一步 通過(guò)限制擠出材料中的氣體量，并且在擠出這樣制造的坯時(shí)，通過(guò)對(duì)坯表面的外周的表皮 進(jìn)行平面切削，能夠抑制膨脹、卷入等造成的偶發(fā)性的擠出缺陷的產(chǎn)生。
[0038] 以下對(duì)詳細(xì)情況進(jìn)行說(shuō)明。
[0039] 本發(fā)明的擠出性、耐點(diǎn)蝕性和耐晶界腐蝕性優(yōu)異的微細(xì)孔中空型材用鋁合金，具 有含有Fe :0.05?0.20質(zhì)量％、Si :0. 10質(zhì)量％以下、Cu :0. 15?0.32質(zhì)量％、Mn :0.08? 0. 15質(zhì)量％、Zr :0.05質(zhì)量％以下、Ti :0.06?0. 15質(zhì)量％、Cr :0.03質(zhì)量％以下，根據(jù)需 要還含有V :0. 05質(zhì)量％以下，余量由Al和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的化學(xué)組成，擠出材料中的 氣體含量為〇.25cc/100g以下。對(duì)于這些的目的、各成分的作用以及限定理由、氣體限制和 坯外周的表皮去除的效果進(jìn)行說(shuō)明。以下的" ％ "均表示質(zhì)量％。
[0040] Fe :0. 05 ?0. 20%
[0041] Fe具有提高純鋁合金的強(qiáng)度的作用，并且具有防止鑄造時(shí)的裂紋、鑄造組織的微 細(xì)化效果。通過(guò)含有0. 05%以上來(lái)發(fā)揮該作用，但在大量含有到超過(guò)0. 20%的程度，在鑄 造時(shí)會(huì)在結(jié)晶邊界產(chǎn)生Al - Fe化合物，可能會(huì)對(duì)耐點(diǎn)蝕腐蝕、耐晶界腐蝕造成不良影響， 并且由于擠出時(shí)的擠裂、裂紋等使得擠出性惡化，所以Fe的上限值為0. 20%。
[0042] Si :0. 10% 以下
[0043] Si是從Al母材混入的不可避免的雜質(zhì)，為了抑制對(duì)加工性帶來(lái)不良影響的Al - Fe - Si化合物的生成,而且,過(guò)量Si顆粒會(huì)成為點(diǎn)狀腐蝕的起點(diǎn)，并且與添加元素 Mn、Zr 等生成化合物，為了減少這些效果，所以其上限值為0. 10%。
[0044] Cu :0. 15 ?0. 32%
[0045] Cu是用于抑制Al基材的深的點(diǎn)蝕的有效元素。在含有0. 15%以上時(shí)可以看到效 果。但是，當(dāng)其含量增多時(shí)，在晶界形成Al - Cu化合物CuAl2，在均質(zhì)化處理中不能使晶界 偏析完全消失，促進(jìn)晶界腐蝕。另外，由于擠出壓力增加，所以Cu含量為0. 15?0. 32%。
[0046] Mn :0. 08 ?0. 15%
[0047] Mn具有提高耐腐蝕性和強(qiáng)度、特別是高溫強(qiáng)度的作用。通過(guò)含有0.030%以上表 現(xiàn)出這些作用，但為了改善Al母材的電位，穩(wěn)定地抑制腐蝕擴(kuò)展，優(yōu)選添加 MnO. 08 %以上， 由于進(jìn)一步提高了高溫下的強(qiáng)度，因此具有釬焊時(shí)不產(chǎn)生大幅度軟化、能夠維持構(gòu)造體的 剛性的大的作用。另一方面，由于高溫強(qiáng)度高，因此，擠出時(shí)的加工壓力增大，使擠出性降 低。另外，可能會(huì)沿著結(jié)晶邊界形成Al - Mn系的金屬間化合物A16Mn，對(duì)耐晶界腐蝕帶來(lái) 不良影響。因此，Mn含量將0.15%作為上限。
[0048] Zr :0. 05% 以下
[0049] Zr即便在微量添加時(shí)，因其與Mn等的協(xié)同效果，也會(huì)使得材料的高溫強(qiáng)度增大。 但是，在添加 Zr超過(guò)0.05%時(shí)，影響與其它元素的化合物形成，效果減小，并且在薄壁材料 的擠出時(shí)擠出壓力增大。另外，添加〇. 05%以下的Zr,具有使母材變貴、同時(shí)減小點(diǎn)蝕腐蝕 和晶界腐蝕的效果。另外，如果意向是單獨(dú)的效果，則優(yōu)選添加 Zr 0.02?0.05%。
[0050] Ti :0. 06 ?0. 15%
[0051] Ti使鑄造組織微細(xì)化，該Ti元素的分布狀態(tài)具有抑制擠出材料的晶界腐蝕的作 用。在含有0. 06%以上時(shí)有效地表現(xiàn)出該作用。但是，當(dāng)其含量增多時(shí)，生成粗大的金屬間 化合物TiAl3，使擠出性惡化，并且增加 Ti分布的不均勻性，因此其上限設(shè)定為0. 15%。
[0052] V :0. 05% 以下
[0053] 鑄造時(shí)結(jié)晶化的V和V化合物由于擠出而分散成層狀，具有防止晶界腐蝕擴(kuò)展 的作用，因此根據(jù)需要含有。但是，當(dāng)其含量增多時(shí)，使擠出性惡化，因此，其上限設(shè)定為 0. 05%。通過(guò)Ti和V的復(fù)合添加，抑制晶界腐蝕的效果增大，但是如果它們的含量過(guò)多，就 會(huì)使擠出性惡化，因此它們的合計(jì)量的上限設(shè)定為〇. 20%。
[0054] Cr :0. 03% 以下
[0055] Cr具有抑制擠出組織粗大化的作用。通過(guò)含有0. 01%以上，有效地表現(xiàn)出該作 用。但是，當(dāng)大量含有時(shí)，則使擠出性惡化，因此，其上限設(shè)定為〇. 03%。
[0056] 其它為不可避免的雜質(zhì)。
[0057] 氣體含量：0. 25cc/100g以下
[0058] 氣體是在合金的制造階段即熔解、鑄造時(shí)從大氣中混入的氧、氫以及氮。在利用氣 體分析（Lansley method :氣體體積法）的結(jié)果中，氫（H2)氣為99 %以上，Al合金中所含 的氣體以氫氣為主。為了除去該氣體（H2)，通常實(shí)施脫氣處理，通過(guò)控制熔解后的鑄造溫度 進(jìn)行脫氣處理，穩(wěn)定地達(dá)到〇. 25cc/100g以下，使氣體量多時(shí)的材料不良即氧化覆膜、夾雜 物的混入降低。而且，防止因混入氣體引起的擠出時(shí)的缺陷即材料表面的膨脹（氣泡）的 產(chǎn)生，還具有減少異物（氧化膜、夾雜物）起點(diǎn)的擠出缺陷（擠裂、裂紋）和腐蝕起點(diǎn)、消除 僅通過(guò)成分不能解決的擠出性降低、耐腐蝕性降低的可能性的效果。
[0059] 以下，對(duì)本發(fā)明的微細(xì)孔中空型材用鋁合金的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0060] 本發(fā)明的擠出性和耐晶界腐蝕性優(yōu)異的微細(xì)孔中空型材用鋁合金，通過(guò)通常的方 法進(jìn)行熔煉，通過(guò)在熔解后適當(dāng)?shù)卦O(shè)定包括脫氣的熔融液處理?xiàng)l件和鑄造條件的通常的鑄 造法即半連續(xù)鑄造法，制成希望形狀的坯來(lái)提供。
[0061] 在所得到的鋁合金坯中，為了有效地利用合金的含有成分，將鑄造后的坯在高溫 下加熱，使構(gòu)成鑄造時(shí)結(jié)晶化的金屬間化合物的元素等在母材中再固溶，并且為了消除添 加元素的濃度分布、并使鑄造時(shí)作為結(jié)晶化物存在的化合物微細(xì)化等，需要實(shí)施均質(zhì)化處 理。作為該均勻化處理，優(yōu)選以550?590°C進(jìn)行0. 5小時(shí)?6小時(shí)的加熱處理。
[0062] 本發(fā)明的鋁合金是在純Al基材中限制Fe、Si，添加&1^11、(>、21'以及11，限制了 氣體量的合金。
[0063] 如果將通過(guò)鑄造得到的坯以550°C以上保持0. 5小時(shí)以上，就不能使Al - Fe - Si系化合物或Al -（Fe,Mn) - Si系化合物微細(xì)地分散，在以高加工度進(jìn)行擠出時(shí)就會(huì)產(chǎn) 生缺陷。另外，為了使作為其它元素的Cu、Cr、Mn、Zr等的化合物溶入Al基材,或使其作為 微細(xì)的化合物存在，也需要在550°C以上保持0. 5小時(shí)以上。
[0064] 另一方面，以超過(guò)590°C的溫度加熱0.5小時(shí)以上時(shí)，雖然對(duì)于Fe、Si、Cu而言溶 入的進(jìn)展令人滿意，但Mn、Cr、Zr的溶入量增多，使得之后的擠出時(shí)的加工壓力增大，進(jìn)一 步使得擠出材料的組織形成粗大的再結(jié)晶組織的傾向增大。
[0065] 另外，在經(jīng)濟(jì)方面，優(yōu)選為6小時(shí)以下，長(zhǎng)時(shí)間的均質(zhì)化處理使得坯成本增高，并 且坯表面發(fā)生氧化，得不到好的品質(zhì)。均質(zhì)化處理的適當(dāng)?shù)臏囟葹?70°C ±10°C，在經(jīng)濟(jì) 方面，優(yōu)選快速升溫、快速冷卻，但含有Mn、Cr、Zr的合金在向均質(zhì)化處理溫度的升溫超過(guò) 80°C /h的速度時(shí)，形成Mn、Cr大量溶入的狀態(tài)，以適當(dāng)?shù)纳郎厮俣?，將鑄造的原樣狀態(tài)（存 在粗大化合物、溶入量多）充分地保持直至達(dá)到均質(zhì)化處理溫度的擴(kuò)散時(shí)間，使粗大化合 物 Al - Fe、Al - Fe - Si 等固溶。另一方面，固溶的 Cr、Mn、Zr 以 Al - Fe (Mn、Cr、Zr)- Si系化合物、Al - Zr、Al - Mn化合物的方式析出，改善了坯的組織，使擠出壓力降低，使擠 出管的組織微細(xì)化。
[0066] 另一方面，在高溫下的保持中，發(fā)生Mn、Cr、Zr化合物的溶入，需要使這些化合物 可靠地以適當(dāng)?shù)幕衔锏男螒B(tài)析出，為此，需要在450?350°C的范圍保持0. 5?1小時(shí)、或 以50°C /小時(shí)的冷卻速度緩慢地冷卻至200°C以下。若偏離該條件，Mn、Cr、Zr就會(huì)以固溶 狀態(tài)殘留在母體（母材）中，在后續(xù)工序的擠出加工前的加熱時(shí)，只有少量析出，因此擠出 壓力高，使加工性降低。將在這種均質(zhì)化處理中得到的坯擠出后的材料，擠出材料的表面和 內(nèi)部的組織均勻，能夠抑制熱軋加工引起的晶粒的粗大化。
[0067] 為了鑄造坯組織的優(yōu)化，進(jìn)行了均質(zhì)化處理，但其坯外周表面成為凹凸?fàn)顟B(tài)，并且 生成有氧化覆膜。因此，根據(jù)擠出模具構(gòu)造、擠出條件等，有時(shí)在擠出中坯外周部復(fù)雜地流 入擠出材料、特別是中空型材，流入的坯外周部的氧化覆膜等作為型材表面缺陷產(chǎn)生擠裂、 氣泡，形成擠出缺陷，使型材表面的平滑性降低，成為深的線狀缺陷。
[0068] 為了防止這些缺陷，需要去除坯外周的氧化覆膜、污垢，最有效的是實(shí)施平面切 肖|J。平面切削優(yōu)選在坯外周徑上進(jìn)行〇. 1?Imm左右。
[0069] 為了對(duì)將本發(fā)明的合金成分鑄造而得到的坯實(shí)施規(guī)定的均質(zhì)化處理，得到目的物 微細(xì)中空擠出型材，需要將該坯以450°C以上550°C以下進(jìn)行加熱，以擠出比30以上1000 以下的加工度進(jìn)行擠出加工。
[0070] 在低于450°C時(shí)，微細(xì)中空型材的擠出比高，因此超過(guò)擠出機(jī)的擠出壓力的極限能 力（通常為210kg/cm2)，不能進(jìn)行擠出。即使能夠擠出，也會(huì)在微細(xì)的中空材料的內(nèi)表面產(chǎn) 生擠裂等缺陷，并且，形狀、尺寸在允許差之外。
[0071] 另外，在以超過(guò)550°C左右的高溫進(jìn)行加熱時(shí)，雖然擠出能夠容易地進(jìn)行，但由于 擠出比和擠出速度高，擠出中的型材溫度增高，在微細(xì)中空材料的表面和內(nèi)部大多會(huì)發(fā)生 擠裂，或出現(xiàn)局部熔融，不能維持所要求的形狀。
[0072] 而且，在擠出比小、低于30左右時(shí)，難以得到作為本專利的特征的Ti效果（使Ti 在型材內(nèi)部沿著擠出方向?qū)訝畲嬖诘臓顟B(tài)）。相反，在進(jìn)行擠出比超過(guò)1000的模具設(shè)計(jì)時(shí)， 難以進(jìn)行模具制作，而且難以進(jìn)行擠出條件的選定，擠出加工本身不可能實(shí)現(xiàn)。
[0073] 實(shí)施例
[0074] 熱交換用流體使用弗利昂系制冷劑。因此，作為熱交換器所使用的原料，需要耐腐 蝕性、強(qiáng)度、釬焊性優(yōu)異，并且能夠進(jìn)行作為熱交換器裝配品的主要部件的0. 5?2_左右 的微細(xì)孔中空型材（扁平管）的擠出加工的合金。
[0075] 在此，對(duì)具有表1所示的化學(xué)組成的各種鋁合金，驗(yàn)證擠出成形性、耐腐蝕性、強(qiáng) 度、釬焊性。
[0076] 首先，對(duì)具有表1所示的化學(xué)組成的各種鋁合金進(jìn)行熔煉，制作直徑6?10英寸、 長(zhǎng)2?6m的鑄造體（坯）。將該坯以550?590°C保持0. 5?6小時(shí)的條件實(shí)施均勻化處 理，之后，加熱至460?550°C，用擠出比為30?1000的薄壁型材用模具，擠出具有圖4中 表示橫截面形狀的寬度（W) 16. 2_、厚度（H) 1. 93_、壁厚（T)0. 35_的12孔（P)的熱交換 器用中空扁平管1。
[0077] 接著，對(duì)擠出的各試樣，觀察剛剛擠出后的擠出材料表面和內(nèi)表面。另外，作為材 料的品質(zhì)，研究耐腐蝕性、強(qiáng)度、釬焊性。將其結(jié)果示于表1的相當(dāng)成分的右部。
[0078] 其中，強(qiáng)度根據(jù)退火材料的室溫強(qiáng)度判定，以純Al的65MPa為基準(zhǔn)，將超過(guò)90MPa 的強(qiáng)度作為◎，將60?90MPa的范圍作為〇，將低于60MPa的作為X。
[0079] 耐腐蝕性通過(guò)鹽水噴霧試驗(yàn)（JIS Z2371) 5000小時(shí)，由腐蝕試驗(yàn)后的微觀組織觀 察評(píng)價(jià)晶界腐蝕的有無(wú)和進(jìn)行程度，將幾乎沒(méi)有觀察到晶界腐蝕的作為◎，將層狀腐蝕在 100 ii m以下的作為〇，將層狀腐蝕在300 ii m以上的作為X。
[0080] 擠出性通過(guò)擠出時(shí)的擠出壓力的負(fù)荷狀態(tài)和扁平管的表面缺陷（擠裂、粗糙、制 品的外周和內(nèi)表面的凹凸、擠裂）進(jìn)行判斷，將完全沒(méi)有表面缺陷的評(píng)價(jià)為◎，將稍有表面 缺陷、但在使用上沒(méi)有問(wèn)題的評(píng)價(jià)為〇，將表面缺陷多、無(wú)法使用的評(píng)價(jià)為X。
[0081] 關(guān)于釬焊性，本發(fā)明例、比較例均幾乎同等，差異不明顯。
[0082] 作為綜合評(píng)價(jià)，將能夠作為熱交換器用中空扁平管使用的合格品評(píng)價(jià)為〇，將不 能使用的不合格品評(píng)價(jià)為X。
[0083] 圖5表示氣體含量等多時(shí)產(chǎn)生的擠裂狀缺陷（選?。┑姆糯笳掌?，在該微小擠裂 多發(fā)時(shí)，可能成為腐蝕起點(diǎn)。
[0084] 圖6是稱為作為表面缺陷的線狀缺陷的微細(xì)凹凸，但凹凸伴有微小的擠裂，可能 會(huì)促進(jìn)腐蝕。
[0085] 按照這樣的評(píng)價(jià)基準(zhǔn)，為了實(shí)施關(guān)于氣體量的評(píng)價(jià)試驗(yàn)，在表2所示的氣體量為 0. 21cc/100g的情況下，使用耐腐蝕性、擠出性試驗(yàn)等合格的型材的坯成分。按照該合金成 分，如表3所示，利用使氣體量變化的試驗(yàn)材料實(shí)施擠出試驗(yàn)，得到表3內(nèi)的右部所示的結(jié) 果。
[0086] 在0. 25cc/100g以上時(shí)，表面明顯惡化，感官上產(chǎn)生明顯的差異。
[0087][表 1]
[0088] 表I :供試材料的化學(xué)組成（質(zhì)量％ )和供試材料的各種評(píng)價(jià)結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種擠出性和耐晶界腐蝕性優(yōu)異的微細(xì)孔中空型材用鋁合金，其特征在于： 具有以質(zhì)量％計(jì) Fe :0? 05 ?0? 20%、Si :0? 10% 以下、Cu :0? 15 ?0? 32%、Mn :0? 08 ? 0? 15%、Zr :0? 05%以下、Ti :0? 06?0? 15%、Cr :0? 03%以下、余量：由Al和不可避免的雜 質(zhì)構(gòu)成的化學(xué)組成，合金坯中的氣體量為〇. 25cc/100g以下。
2. 如權(quán)利要求1所述的擠出性和耐晶界腐蝕性優(yōu)異的微細(xì)孔中空型材用鋁合金，其特 征在于： 還含有V :0.05% %以下。
3. -種擠出性和耐晶界腐蝕性優(yōu)異的微細(xì)孔中空型材用鋁合金的制造方法，其特征在 于： 對(duì)具有權(quán)利要求1或2所述的化學(xué)組成的鋁合金的DC鑄造坯，實(shí)施以80°C /小時(shí)以下 的速度加熱至550?590°C并保持0. 5?6小時(shí)，之后以450?350°C的范圍保持0. 5?1 小時(shí)或以50°C /小時(shí)的冷卻速度冷卻至200°C以下的均熱化處理。
4. 一種耐晶界腐蝕性優(yōu)異的鋁合金制微細(xì)孔中空型材的制造方法，其特征在于： 在實(shí)施權(quán)利要求3所述的所述均熱化處理后，再加熱至450?550°C，之后以擠出比30 以上1000以下的加工度擠出成希望的形狀。
5. -種耐晶界腐蝕性優(yōu)異的鋁制微細(xì)孔中空材料的制造方法，其特征在于： 在權(quán)利要求4中實(shí)施所述均質(zhì)化處理后，將坯在外周徑上平面切削0. 1?Imm左右，之 后進(jìn)行所述擠出。
【文檔編號(hào)】C22F1/04GK104220615SQ201380018503
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月5日
【發(fā)明者】岡庭茂, 小笠原明德, 大瀧崇雄, 關(guān)雄輔, 加藤裕 申請(qǐng)人:日本輕金屬株式會(huì)社, 日本0Kb株式會(huì)社