CN106999999A - 用于热交换器的包覆片材 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种材料，其包括熔铸到金属合金芯的铝金属合金包层。还公开一种材料，其包括：金属芯，其包括高含量的废料金属且具有两侧；熔铸到所述芯层的第一侧的第一铝金属包层；以及熔铸到所述芯层的第二侧的第二铝金属包层。所述材料可呈片材的形式。将片材辊轧结合在一起以在除了施加焊接停止墨水的区以外处产生永久冶金结合。所述片材用以制作耐腐蚀热交换器。

Description

用于热交换器的包覆片材
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年12月22日提交的第62/095,146号美国临时申请的权益，所述美国临时申请特此以全文引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及材料科学和材料化学的领域，尤其是用以改善热交换器中的耐腐蚀性的材料和方法。
背景技术
金属腐蚀是材料科学和材料化学的领域中的大问题。耐腐蚀性是金属的合意性质，尤其是在有助于腐蚀的侵蚀性环境中使用的那些金属。此侵蚀性环境的一个实例是海水。因此，在海洋应用中使用的金属材料的耐腐蚀性是材料科学的领域中的紧迫问题。
发明内容
本文使用的术语“发明”、“本发明”、“此发明”和“当前发明”旨在广泛地指代本专利申请和所附权利要求书的全部标的物。含有这些术语的语句应当理解为并不限制本文描述的标的物或者并不限制所附专利权利要求书的意义或范围。本发明的所涵盖的实施例是由权利要求书而不是此发明内容界定。此发明内容是本发明的各种方面的高级概览，且介绍了在下文的具体实施方式章节中进一步描述的概念中的一些。此发明内容既定不识别所要求标的物的关键特征或本质特征，也既定不单独地用以确定所要求标的物的范围。应当通过参考整个说明书的适当部分、任何或全部附图以及每一权利要求来理解所述标的物。
本发明提供不同的铝(Al)合金材料，其可在辊轧结合工艺中使用以生产含有用于运载流体的流动通道或管的板式热交换器。这些热交换器是以相对低成本辊轧结合工艺制作，且展现高热传递效率和优良的耐腐蚀性，尤其是在海洋环境中。
在一种工艺中，通常在高温下使两个单独Al片材同时通过辊轧机架。与上部片材的下表面接触的下部片材的上表面通常以所需图案丝网印刷有焊接停止墨水。用于辊轧结合的适当处理温度将随着总规格缩减和正处理的合金而变化，但可能在150 °C到500 °C的范围内的某处。在辊轧结合之后，所述两个片材之间产生永久冶金结合(有效地产生单个片材)。然而，配合表面的并入有焊接停止墨水的区不形成永久结合。可分离这些区且随后进行间隙膨胀以产生适合于热交换器工作流体的一体式流动通道(图1)。
单侧包覆材料
在一个实施例中，本发明提供一种材料，其包括耐腐蚀金属合金芯以及熔铸到所述金属合金芯以形成单侧包覆片材的金属合金包层。熔铸是本领域中已知的，如以下美国专利中证明：7748434、7762310、7789124、7882887、7975752、8336603、8347949、8415025和8418748。
所述金属合金包层是针对辊轧结合的容易性而选择。在此实施例中，将两个单侧包覆片材的包覆层辊轧结合到彼此以生产一体式管状双板热交换器(图1)。此辊轧结合工艺产生第一片材的包覆层与第二片材的包覆层的区之间的永久冶金结合。
许多最耐腐蚀合金含有高浓度的镁(Mg)。此Mg含量至少部分地由于在辊轧结合界面处不受控的Mg氧化物产生而阻止了这些合金在辊轧结合中的使用。中心概念是在辊轧结合工艺中使用单侧包覆片材起始原料。此不对称布置允许通过包覆层的组成来控制在配合界面处的冶金结合。这有效地准许在双板热交换器(图1)中使用任何芯合金。
在另一实施例中，将单侧包覆材料的两个片材的包覆层辊轧结合在一起。AA5XXX合金可以用作芯层。一般来说，被视为“稀释”或“镁含量较低”的AA5XXX合金是优选的。这些合金对晶粒间腐蚀免疫，且展现良好的一般耐腐蚀性。在一个实施例中，使用AA5005合金。在另一实施例中，使用AA5052合金。具有在0.5%到2.7%(重量百分比(wt%))的范围内的镁含量的合金被视为用于上述单侧包覆配置的现实候选。在本专利申请中，与这些合金中的个别元素相关联的所有百分比数字是以重量%表达。下限反映提供良好的海洋耐腐蚀性所需的最小值，而上限表示在没有微结构的敏感化和对晶粒间腐蚀(IGC)的增加易感性的风险的情况下可适应的最大Mg含量。
AA3XXX或AA1XXX合金可用于包覆层。一般来说，被视为“稀释”或“镁含量较低”的AA3XXX和AA1XXX合金针对辊轧结合的容易性是优选的。这些合金中的镁的重量%一般对于AA1XXX合金在0.01-0.05%的范围内，且对于AA3XXX合金在0.01-0.2%的范围内。在上述单侧包覆配置中，AA3XXX包覆层或AA1XXX包覆层的主要目的是允许铝片材的有效辊轧结合。Mg含量的重要考虑是上限，超过所述上限则Mg氧化将增加到有效且一致的辊轧结合无法发生的程度。在正常的周围大气条件下，此限制可能在0.2% Mg左右；但如果规格缩减足够高，则潜在地可能适应0.4% Mg。如果采取特殊措施(例如，惰性气氛辊轧结合)，那么使用>0.4%Mg的包覆合金进行辊轧结合将是理论上可能的。
在一个实施例中，AA3003合金用于包覆层。在另一实施例中，AA1100合金用于包覆层。只要Mg含量最多(如果不是全部)<0.2%，便可考虑AA1XXX和AA3XXX合金供使用。
双侧包覆材料
本发明还提供一种材料，其包括：金属芯，其包括高含量的废料金属且具有两侧；熔铸到所述芯的一侧的第一金属包层；以及熔铸到所述芯的另一侧的第二金属包层。所述材料可呈片材的形式。随后将这些包覆片材中的两者辊轧结合在一起以产生第一片材的包覆层与第二片材的包覆层的区之间的永久冶金结合(图2)。
在此实施例中，低成本但腐蚀敏感的芯合金以防止芯合金与工作流体(一体式流动通道内)或外部环境(例如，海水)的接触的方式被耐腐蚀包层囊封。
在此实施例中，采用辊轧结合友好的合金用于包覆层。AA3XXX或AA1XXX合金可用于一个或两个包覆层。在一个实施例中，两个包覆层都是AA3XXX。在另一实施例中，两个包覆层都是AA1XXX。在又一实施例中，一个包覆层是AA1XXX且另一包覆层是AA3XXX。在再一实施例中，一个包覆层是AA1XXX或AA3XXX且另一包覆层是AA5XXX。包覆层可以包围低成本芯层，所述芯层可含有相对高含量的含有铝的废料金属。
可使用可变的废料源来制作芯层，使得热交换器面板可充当有效的铝废料汇集处。双侧包覆实施例类似于夹层结构，其被设计成在芯层中囊封实际上任何基于铝的组成，无论是否通过AA编号来界定。在一个实施例中，合金AA4045用作芯层。
合金 Cu Fe Mg Mn Si Ti Zn Cr
AA4045 0.062 0.376 0.320 0.811 1.614 0.010 0.062 0.012
AA3XXX或AA1XXX合金可用于一个或两个包覆层。一般来说，被视为“稀释”或“镁含量较低”的AA3XXX和AA1XXX合金针对辊轧结合的容易性是优选的。这些合金中的镁的重量%一般对于AA1XXX合金在0.01-0.05%的范围内，且对于AA3XXX合金在0.05-0.2%的范围内。在一个实施例中，AA3003合金用于包覆层。在另一实施例中，AA1100合金用于包覆层。只要Mg含量最多(如果不是全部)<0.2%，便可考虑AA1XXX和AA3XXX合金用作包覆层。
在另一实施例中，传统的辊轧包层可用作熔铸的替代方案以生产包覆片材起始原料。这些包覆片材可随后用于辊轧结合工艺中以生产双板热交换器。在此情况下，对用于辊轧结合的组成的所有上文提到的限制将适用。最显著的限制将是限于<0.2%(如果使用极高缩减，则可能高达0.4%)的Mg水平。
本发明的基于铝的片材用以制作在例如海水等水环境中拥有高耐腐蚀性的热交换器。
附图说明
图1是包括单侧包覆片材的铝面板的示意性表示，其中一个包覆片材的包覆层面对第二片材的包覆层，且将它们辊轧结合在一起以生产一体式管状双板热交换器。
图2是包括熔铸的双侧包覆片材的铝面板的示意性表示，其中将两个此类片材辊轧结合在一起以生产一体式管状双板热交换器。
图3示出了用以生产一体式管状双板热交换器的不连续铝辊轧结合工艺的示意性表示。
具体实施方式
本文描述改进的基于Al的金属材料，其可被描述为包括芯和包层的片材。在一些实施例中，所述改进的金属材料被成形为片材，且所述包层附接到所述片材的一侧(单侧包层)或附接到所述片材的两侧(双侧包层)。所述改进的金属材料的一个实例是单侧包覆片材，其包括金属合金芯以及熔铸到所述金属合金芯的金属合金包层。所述改进的金属材料的另一实例是包括金属芯的片材，其中第一金属包层熔铸到所述芯的第一侧，且第二包层熔铸到所述芯的第二侧。所述改进的金属材料的再一实例是包括金属合金芯以及辊轧结合到所述金属合金芯的金属合金包层的片材。所述改进的金属材料的又一实例是包括金属芯的片材，其中第一金属包层辊轧结合到所述芯的第一侧，且第二包层辊轧结合到所述芯的第二侧。本文描述的改进的金属材料的实施例可称为“包覆片材合金”。
本发明人发现，通过在包覆片材合金中组合不同的金属合金，它们可实现以下优点中的一个或多个：金属复合物的改进的制造容易性；由于芯层中使用废料而降低的制造成本；增加的耐腐蚀性；以及，高废料金属含量的并入。熔合/辊轧结合组合的两个明显优点是耐腐蚀性(借助于能够使用通常将不可辊轧结合的耐腐蚀合金)以及对芯层中的废料并入(在单片形式中是不可能的)。
本文还描述用于制备以上改进的金属材料的工艺以及从这些材料制造的成形件。
耐腐蚀性
金属材料的耐腐蚀性是材料科学的领域中的紧迫问题，尤其是当材料在侵蚀性环境中使用时。侵蚀性环境的一个实例是海洋环境。在正常条件下通常耐腐蚀的例如铝等一些金属在海洋环境中仍容易腐蚀。铝会很容易氧化，从而在金属表面上形成保护性钝化氧化膜。铝表面上的稳定氧化膜的形成一般提供优良的耐腐蚀性。然而，当氧化膜损坏或在包含氯离子存在(例如海水中)的某些电化学条件下时，铝的腐蚀会发生。麻点腐蚀是在金属表面上发生的一种形式的高度局部化腐蚀，经常观察到其在钝化膜中的弱点处起始，例如金属间夹杂物或颗粒。一旦在局部点处的钝化膜破裂，便产生离子/电子对，且腐蚀能够通过在阳极和阴极位点处发生的半反应而进行。可通过例如线性极化实验等电化学测试方法来评估耐点蚀性。
一些铝合金拥有比其它合金高的耐点蚀性，且因此当在例如海水等侵蚀性环境中使用时更耐腐蚀。然而，这些耐腐蚀合金可能生产昂贵，且还不一定拥有允许其在某些应用或技术工艺中利用的物理性质。举例来说，可用耐腐蚀铝合金中的一些无法容易通过辊轧结合来处理。
包覆片材合金
辊轧结合是高度可用于生产某些复合金属、材料成形件和物体的具有成本效益的制造技术。本发明人发现，有可能利用铝材料的辊轧结合的优点，还实现比通常适合于辊轧结合的合金所允许的情况更高的耐腐蚀性。此目标可通过将适合于辊轧结合的合金与耐腐蚀合金组合于相同材料中来实现。在一个特定实例中，可生产并入有适合于辊轧结合的铝合金和高度耐腐蚀合金两者的金属片材和其它相关成形件。
本文描述的片材和其它形式的材料可称为“包覆片材材料”、“包覆片材合金”和其它相关术语。本文描述的包覆片材合金或材料通常并入有耐腐蚀合金的芯以及至少一个包覆层以便于辊轧结合(图1)。在一个实施例中，本文描述的包覆片材合金或材料的包覆是从与辊轧结合工艺相容的合金制造。本文描述的包覆片材材料可包含第二包层。换句话说，包覆片材合金可包覆于一侧或两侧上。这些片材可以常规辊轧结合技术制作或通过熔铸具有芯和一个或多个包覆层的铸锭，然后热轧和冷轧为片材而制作。
芯
本文描述的包覆片材合金的一些实施例含有与常规辊轧结合工艺相容的芯铝合金。另外，芯合金可以针对以下特性中的一者或多者而选择：可成形性；耐腐蚀性，例如在暖和冷海水中的长期耐腐蚀性；芯合金与包层合金之间的合适流电平衡以确保包覆片材合金在暴露于腐蚀性环境的边缘处的自保护；与再熔化的相容性；以及，常规辊轧工艺。
辊轧结合相容的铝合金含有如以下表中所示的各种元素。
Mg含量的重要考虑是上限，超过所述上限则Mg氧化将增加到有效且一致的辊轧结合无法发生的程度。在正常的周围大气条件下，此限制可能在0.2% Mg左右；但如果规格缩减足够高，则潜在地可能适应0.4% Mg。如果采取特殊措施(例如，惰性气氛辊轧结合)，那么使用>0.4% Mg的包覆合金进行辊轧结合将是理论上可能的。大体上，含有<0.2% Mg的合金是用于辊轧结合的候选。
一些辊轧结合相容的合金的组成(重量百分比(wt%))
本文描述的包覆片材合金的一些其它实施例含有具有高废料金属含量的芯铝合金。
包层
本文描述的包覆片材合金在片材的一侧或两侧上含有包层。用于包层的合金或“包层合金”是铝合金。包层合金中的一些是针对耐腐蚀性而选择。举例来说，在一些实施例中，包层合金是针对高耐腐蚀性或针对辊轧结合的容易性或这两者而选择。举例来说，可以选择包层合金以展现在暖和冷海水中的长期耐腐蚀性。用于包层合金的选择的一些其它因素是以下各项中的一者或多者：与辊轧结合的相容性；与熔铸的相容性；可成形性；耐腐蚀性，例如在暖和冷海水中的长期耐腐蚀性；芯合金与包层合金之间的合适流电平衡以确保包覆片材合金在暴露于腐蚀性环境的边缘处的自保护；与再熔化的相容性；以及，常规辊轧工艺。
在此实施例中，合意的包覆组成是辊轧结合相容的(即，极低Mg)，但仍拥有良好的海洋耐腐蚀性。在此情况下，可以使用较高纯度的基本组成(使Fe、Cu、Mn和其它常见背景杂质最少)。这是因为这些元素通常作为阴极第二相成分驻留于合金基体中。因此，它们往往促进带有氯化物的介质中的微流电活动，以及随之发生的钝化膜破裂和麻点腐蚀。因此，例如AA1050、AA1060、AA1070(或甚至更纯的AA1080)等合金可能是优选的。对于3XXX，可以使用例如AA3003、AA3004和AA3104等较高纯度基本组成。
包覆片材合金实施例
单侧包覆片材
包覆片材的一个示例性实施例是单侧包覆片材合金。单侧包覆片材合金包含针对与辊轧结合的相容性而选择的铝合金的包覆以及基于在例如海洋环境等侵蚀性环境中的最大耐麻点腐蚀性而选择的铝合金的单侧芯。重要的是应注意，由于其高耐腐蚀性而适合于海洋环境的典型铝合金由于这些合金中基于Mg的热氧化物的存在而无法辊轧结合。在一个实施例中，通过熔铸技术，然后热轧和冷轧为片材而应用包层。在另一实施例中，通过常规辊轧结合技术将包覆层施加于芯层。
将包括单侧包覆片材的铝面板辊轧结合到第二单侧包覆片材，其中所述两个包覆层面对彼此，以便生产一体式管状双板热交换器。包括耐腐蚀芯合金和包覆合金的单侧包覆片材是针对辊轧结合的容易性而选择(图1)。在此实例中，芯合金是AA5XXX合金，且包覆合金是AA3XXX合金。许多最耐腐蚀合金含有高浓度的镁。此镁含量阻止了使用这些合金以及与辊轧结合界面的不受控氧化镁产生相关的辊轧结合。在此实施例中，在辊轧结合工艺中使用单侧包覆片材作为起始原料。此不对称布置允许通过包覆层的组成来控制在会合表面处的冶金结合。这有效地准许在双板热交换器中使用任何芯合金。可使用本发明的合金和片材制作的包含热交换器板的热交换器的非限制性实例在WO2013/025797、WO2013/025802和WO2014/062653中示出。
通常在高温下使两个单独铝片材同时通过辊轧机架(图3)。用于辊轧结合的适当处理温度将随着总规格缩减和正处理的合金而变化，但可能在150到500°C的范围内的某处。下部片材的上表面通常以所需图案丝网印刷有焊接停止墨水。在辊轧结合之后，两个片材之间产生永久冶金结合，从而有效地产生单个片材。然而，配合表面的并入有焊接停止墨水的区不形成永久结合。可在后续膨胀步骤中分离这些区以产生适合于热交换器工作流体的一体式流动通道。
在一个实施例中，本发明提供一种材料，其包括耐腐蚀金属合金芯以及熔铸到所述金属合金芯的金属合金包层。所述金属合金包层是针对辊轧结合的容易性而选择。在此实施例二中，将单侧包覆片材辊轧结合到彼此以生产一体式管状双板热交换器(图1)。此辊轧结合工艺产生第一片材的包覆层与第二片材的包覆层的区之间的永久冶金结合。
在一个实施例中，采用单侧包覆材料的两个片材且辊轧结合在一起。AA5XXX合金可以用作芯层。一般来说，被视为“稀释”或“镁含量较低”的AA5XXX合金是优选的。这些合金相对免疫晶粒间腐蚀，且展现良好的耐腐蚀性。在一个实施例中，使用AA5005合金。在另一实施例中，使用AA5052合金。
AA3XXX或AA1XXX合金可用于包覆层。一般来说，被视为“稀释”或“镁含量较低”的AA3XXX和AA1XXX合金针对辊轧结合的容易性是优选的。这些合金中的镁的重量%一般对于AA1XXX合金在0.01-0.05%的范围内，且对于AA3XXX合金在0.05-0.2%的范围内。在一个实施例中，AA3003合金用于包覆层。在另一实施例中，AA1100合金用于包覆层。只要Mg含量最多(如果不是全部)<0.2%，便可考虑AA1XXX和AA3XXX合金用作包覆层。
双侧包覆片材
本发明的包覆片材合金的另一实施例是双侧包覆片材合金(图2)。在一个实例中，双侧包覆片材合金包括针对其与耐腐蚀性的相容性而选择的包层的至少一侧。第二侧上的包层可以是相同的耐腐蚀合金(对称片材)或不同的合金(不对称片材)。使用芯和包层的不同组合允许利用各种合金性质和制造工艺来产生具有合意性质的具有成本效益的包覆片材合金。双侧包覆片材合金的一个实例是不对称双侧包覆片材合金，其并入有：具有高废料金属含量的芯；适合于海洋应用的高耐腐蚀性合金的单侧包层；以及适度耐腐蚀的辊轧结合相容合金的第二侧包层。此不对称双侧片材合金利用高废料金属含量和辊轧结合，因此简化了制造且降低了生产成本，同时提供高度的耐腐蚀性。
本发明还提供一种材料，其包括：金属芯，其包括高含量的废料金属且具有两侧；熔铸到所述芯的一侧的第一金属包层；以及熔铸到所述芯的另一侧的第二金属包层。所述材料可呈片材的形式。随后将这些包覆片材中的两者辊轧结合在一起以产生第一片材的包覆层与第二片材的包覆层的区之间的永久冶金结合。
在此实施例中，低成本但腐蚀敏感的芯合金以防止芯合金与工作流体(一体式流动通道内)或外部环境(例如，海水)的接触的方式被耐腐蚀包层囊封。
在此实施例中，采用辊轧结合友好的合金。AA3XXX或AA1XXX合金可用于一个或两个包覆层。在一个实施例中，两个包覆层都是AA3XXX。在另一实施例中，两个包覆层都是AA1XXX。在又一实施例中，一个包覆层是AA1XXX且另一包覆层是AA3XXX。在再一实施例中，一个包覆层是AA1XXX或AA3XXX且另一包覆层是AA5XXX。
包覆层可以包围低成本芯层，所述芯层可含有相对高含量的含有铝的废料金属。
合金 Cu Fe Mg Mn Si Ti Zn Cr
AA4045 0.062 0.376 0.320 0.811 1.614 0.010 0.062 0.012
在一个实施例中，芯合金是如上文所示的AA4045合金。废料金属的定义意味着其含有较高的Si、Fe、Cu和Zn元素。
AA3XXX或AA1XXX合金可用于一个或两个包覆层。一般来说，被视为“稀释”或“镁含量较低”的AA3XXX和AA1XXX合金针对辊轧结合的容易性是优选的。只要Mg含量最多(如果不是全部)<0.2%，便可考虑AA1XXX和AA3XXX合金用作包覆层。这些合金中的镁的重量百分比(wt%)一般对于AA1XXX合金在0.01-0.05的范围内，且对于AA3XXX合金在0.05-0.2的范围内。在一个实施例中，AA3003合金用于包覆层。在另一实施例中，AA1100合金用于包覆层。
用于制作耐腐蚀热交换器的工艺
本文描述的包覆片材合金可通过包含本文描述的技术中的至少一些技术的工艺来制造。用于制造铸造片材合金的工艺包含于本发明的范围内。
(通常在高温下)使两个单独Al片材同时通过辊轧机架(图3)。下部片材的上表面在其接触上部片材的下表面之前通常以所需图案丝网印刷有焊接停止墨水。在辊轧结合之后，两个片材之间产生永久冶金结合(有效地产生单个片材)。然而，配合表面的并入有焊接停止墨水的区不形成永久结合。可分离这些区且随后进行间隙膨胀以产生适合于热交换器工作流体的一体式流动通道。
辊轧结合温度范围将取决于正使用的合金/规格和总缩减而为从约150 °C到500°C，如本领域的普通技术人员已知。最大膨胀高度将取决于设计要求以及正辊轧结合的合金的暖/热成形特性；尤其是合金条带的最大伸长率。
用途和应用
本文描述的包覆片材合金可在多种应用中使用。一个示例性应用是用于发电厂的铝面板热交换器模型的制造。更一般地，具有高耐腐蚀性包层的包覆片材合金适合于海洋环境中的各种用途。这些包覆片材合金可用以从例如海洋上部存在的暖水等相对低级废热提取有用能量，或者从例如来自发电厂的排放或与其它工业过程相关联的排放等其它废热流提取有用能量。
性质和优点
本文描述的包覆片材合金可拥有各种结构和功能特性和性质。这些特性和性质可用于描述性和区分性目的，但也可有利地用于本文描述的组合涂层的各种用途和应用中。膜和涂层的一些(但非全部)特性和性质是容易性和较低的制造成本，这可以例如通过利用辊轧结合技术和/或废料金属以及优良的耐腐蚀性而实现。适合于特定应用的包覆片材合金的实施例可拥有一些专用的特性。
由包覆片材合金制造或包括包覆片材合金的物体、成形件、设备和类似事物包含于本发明的范围内。一个示例性物体是热交换器。
以下实例将用以进一步说明本发明，但同时不构成对本发明的任何限制。相反，应清楚地理解，可以做出各种实施例、修改及其等效物，在阅读本文的描述之后本领域的技术人员可以明了这些内容而不会脱离本发明的精神。在以下实例中描述的研究期间，遵循常规程序，除非另外陈述。下文出于说明性目的而描述程序中的一些。
实例1
在1900 mm宽模具中铸造包括AA5005A芯和AA3003包覆的铸锭。所述铸锭为约12,000Kg，具有10%(wt%)包覆。芯表面被剥去大约12 mm。衬里表面被剥去大约11 mm。铸锭被中心分裂以增强生产效率。使经剥去的铸锭运行通过可逆式轧机，其中在热生产线处的底部表面上以及在冷和完成生产线处的顶部表面上具有衬里3003。制作两个边缘切口。在剪裁之后使冷铸锭运行通过可逆式轧机，且随后到达精轧机上。使用具有特定研磨的研磨工作辊来指示片材的包覆表面。
实例2
将包括如实例1中生产的单侧包覆片材的铝面板辊轧结合到如实例1中生产的第二单侧包覆片材，其中所述两个包覆层面对彼此，以便生产一体式管状双板热交换器。许多最耐腐蚀合金含有高浓度的镁。此镁含量阻止了使用这些合金以及与辊轧结合界面的不受控氧化镁产生相关的辊轧结合。在此实施例中，在辊轧结合工艺中使用单侧包覆片材作为起始原料。此不对称布置允许通过包覆层的组成来控制在会合表面处的冶金结合。这有效地准许在双板热交换器中使用任何芯合金。
通常在高温下使两个单独铝片材同时通过辊轧机架(图3)。下部片材的上表面通常以所需图案丝网印刷有焊接停止墨水。在辊轧结合之后，两个片材之间产生永久冶金结合，从而有效地产生单个片材。然而，配合表面的并入有焊接停止墨水的区不形成永久结合。可在后续膨胀步骤中分离这些区以产生适合于热交换器工作流体的一体式流动通道。
实例3
在此实例中，将包括双侧包覆片材的铝面板辊轧结合到另一双侧包覆片材以生产一体式管状双板热交换器。下部片材的包覆上表面通常以所需图案丝网印刷有焊接停止墨水。在此实施例中，双侧包覆片材包括耐腐蚀包覆合金和低成本高废料芯。通过对经丝网印刷有焊接停止墨水的区域施加压力而在上部与下部片材之间产生用于工作流体的一体式流动通道。取决于正使用的合金和总体规格，可通过本领域的普通技术人员已知的技术实现通道的膨胀，例如压缩空气或液压流体(如果需要较高压力)。穿过使用辊轧结合的上部与下部熔合片材之间的接合区的横截面示出了永久金属结合。以此方式，含有较低成本的废料的腐蚀敏感的芯合金以防止与工作流体(一体式流动通道内)或外部环境(例如，海水)的接触的方式被耐腐蚀包层囊封。
上文引用的所有专利、公开案以及摘要以全文引用的方式并入本文。本文描述的元件和特征的不同布置和组合是可能的。类似地，一些特征和子组合是有用的，且可在不参考其它特征和子组合的情况下采用。已经在本发明的各种目标的实现方面描述了本发明的各种实施例。应当认识到，这些实施例仅说明本发明的原理。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员将容易了解对本发明的众多修改和调适。

Claims (12)

1.一种复合金属片材，其包括：第一包覆层，其包括AA1XXX或AA3XXX铝合金，其中Mg含量<0.2重量%；以及芯层，其中所述第一包覆层邻近于所述芯层的第一侧。
2.根据权利要求1所述的复合金属片材，其进一步包括：第二包覆层，其包括AA1XXX或AA3XXX铝合金，其中Mg含量<0.2重量%，且所述第二包覆层邻近于所述芯层的第二侧。
3.根据权利要求1所述的复合金属片材，其中所述芯层包括AA5XXX铝合金。
4.根据权利要求2所述的复合金属片材，其中所述芯层包括包含废料金属输入的铝。
5.一种制作根据权利要求1所述的复合金属片材的方法，其包括将所述第一包覆层与所述芯层辊轧结合。
6.一种制作根据权利要求2所述的复合金属片材的方法，其包括熔铸所述第一包覆层、所述芯层和所述第二包覆层以形成铸锭，且随后辊轧所述铸锭以制作所述复合金属片材。
7.一种根据前述权利要求中任一权利要求所述的复合金属片材在热交换器的形成中的用途。
8.一种热交换器，其包括根据前述权利要求中任一权利要求所述的复合金属片材。
9.一种制作热交换器的方法，其包括：
a. 获得第一复合金属片材，其包括：第一包覆层，其包括AA1XXX或AA3XXX铝合金，其中Mg含量<0.2重量%；以及芯层，其中所述第一包覆层邻近于所述芯层的第一侧；
b. 获得第二复合金属片材，其包括：第一包覆层，其包括AA1XXX或AA3XXX铝合金，其中Mg含量<0.2重量%；以及芯层，其中所述第一包覆层邻近于所述芯层的第一侧；
c. 将焊接停止墨水施加于第一复合金属片材的所述第一包覆层的选定区；
d. 将所述第一复合金属片材的所述第一包覆层放置成邻近于所述第二复合金属片材的所述第一包覆层，其中所述选定区在所述第一复合金属片材与所述第二复合金属片材之间；
e. 辊轧结合所述两个复合金属片材；以及，
f. 使所述选定区膨胀以形成通道。
10.一种制作热交换器的方法，其包括：
a. 获得第一复合金属片材，其包括：第一包覆层，其包括AA1XXX或AA3XXX铝合金，其中Mg含量<0.2重量%；芯层，其包括铝废料金属；以及第二包覆层，其包括AA1XXX或AA3XXX铝合金，其中Mg含量<0.2重量%，其中所述第一包覆层邻近于所述芯层的第一侧，且所述第二包覆层邻近于所述芯层的第二侧；
b. 获得第二复合金属片材，其包括：第一包覆层，其包括AA1XXX或AA3XXX铝合金，其中Mg含量<0.2重量%；芯层，其包括铝废料金属；以及第二包覆层，其包括AA1XXX或AA3XXX铝合金，其中Mg含量<0.2重量%，其中所述第一包覆层邻近于所述芯层的第一侧，且所述第二包覆层邻近于所述芯层的第二侧；
c. 将焊接停止墨水施加于所述第一或第二复合金属片材的选定区；
d. 使所述第一复合金属片材与所述第二复合金属片材接触，使得所述选定区在所述第一复合金属片材与所述第二复合金属片材之间；
e. 辊轧结合所述两个复合金属片材；以及，
f. 使所述选定区膨胀以形成通道。
11.一种通过根据权利要求9所述的方法制作的热交换器。
12.一种通过根据权利要求10所述的方法制作的热交换器。
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