CN107923717B - 内表面防腐蚀性优异的铝挤出扁平多孔管和使用其制成的铝制换热器 - Google Patents

内表面防腐蚀性优异的铝挤出扁平多孔管和使用其制成的铝制换热器 Download PDF

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Abstract

本发明提供的铝挤出扁平多孔管有效地提高在其管轴线方向上相互独立且平行延伸的多个空孔的内表面的防腐蚀性。在使用铝管主体材料和电化学性比该铝管主体材料低的铝牺牲阳极材料并通过挤出加工而形成的铝挤出扁平多孔管(10)中，使铝牺牲阳极材料在沿管轴线方向延伸的多个空孔(12)的各自的孔内周部的至少一部分露出而形成了牺牲阳极部(18)。

Description

内表面防腐蚀性优异的铝挤出扁平多孔管和使用其制成的铝 制换热器
技术领域
本发明涉及内表面防腐蚀性优异的铝挤出扁平多孔管和使用其制成的铝制换热器，尤其涉及能够适宜地用作换热器其中特别是汽车空调、汽车水箱等汽车用换热器的传热管的、供冷却液流通的流路内表面的耐腐蚀性优异的换热器用铝挤出扁平多孔管和使用其得到的铝制的换热器。
背景技术
以往以来，在汽车水箱、加热器等以传热管为冷却液的流路的换热器中，为了防止该传热管的内表面腐蚀，一直使用将在成为管内表面侧的面上包覆牺牲材料而成的板材弯折成管状而形成的板制的传热管。尤其是，为了换热器的高性能化，增加流路数量是有效的，因此，在板制的传热管中，通过设置内翅片，从而在管内形成有多个流路。但是，那样的构造存在以下问题：由于接合点较多，容易产生钎焊接合不良，另外，担心耐压强度不足所导致的破裂。另外，还存在形成于内表面的流路因钎焊时使用的焊剂而堵塞等问题。为了解决这些问题，有效的做法是，使用在不使各流路的分隔壁钎焊且也不使用焊剂的情况下制造的挤出扁平多孔管。
并且，作为该挤出扁平多孔管，通常，使用对铝或铝合金进行分流挤出而得到的挤出扁平多孔管，例如，明确有日本特开平6－142755号公报(专利文献1)、日本特开平5－222480号公报(专利文献2)、WO2013/125625(专利文献3)等所示那样的具有截面形状的扁平多孔管。
另外，在作为那样的换热器的传热管使用的、通过挤出加工得到的扁平多孔管中，如上述那样，在该扁平多孔管的内表面侧的流路(通路)中流通有冷却液，因此，存在因那样的冷却液而在流路内表面引起腐蚀这样的问题，并且，当由于那样的腐蚀的进行而导致产生贯通管壁(外周壁)的腐蚀孔等时，会完全丧失作为换热器的功能。
因此，在上述挤出扁平多孔管中，还如所述日本特开平5－222480号公报(专利文献2)所明确记载那样，提出了通过单纯使用特定的成分组成的铝合金来进行挤出加工而制造具有适当的防腐蚀性的扁平多孔管的方案，但该方案在流路内表面的防腐蚀性方面并不充分，不仅无法充分应对近年来对于较高的防腐蚀性的要求，由于利用特定材质的铝合金来构成整个管，因此还存在所得到的管的特性因该特定合金组成的铝合金而受到限制这样的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6－142755号公报
专利文献2：日本特开平5－222480号公报
专利文献3：WO2013/125625
发明内容
发明要解决的问题
在该情况下，本发明人为了在通过铝材料的挤出加工而得到的铝挤出扁平多孔管中提高以在其管轴线方向上相互独立且平行延伸的方式设置的多个流路的内表面防腐蚀性而进行认真研究，其结果发现，通过使用通常的铝管主体材料和电化学性比该铝管主体材料低的铝牺牲阳极材料来作为被挤出加工的铝材料并进行热挤出加工，能够使由该铝牺牲阳极材料构成的牺牲阳极部在得到的铝挤出扁平多孔管的多个流路的内表面有利地露出，并且，利用因该牺牲阳极部的存在而发挥的牺牲阳极效果，能够对那样的铝挤出扁平多孔管的流路赋予优异的内表面防腐蚀性。
因而，本发明是基于这样的见解而完成的，其解决的课题在于，能在通过铝材料的挤出加工而得到的、整体呈扁平的截面形状的铝挤出扁平多孔管中有效地提高以在其管轴线方向上相互独立且平行延伸的方式设置的流路的内表面的防腐蚀性，另外，另一课题在于，提供一种通过牺牲阳极效果而显著提高了流路内表面的防腐蚀性的铝挤出扁平多孔管和使用其得到的防腐蚀性优异的铝制换热器。
用于解决问题的方案
于是，在本发明中，为了解决所述那样的课题而提供一种铝挤出扁平多孔管，该铝挤出扁平多孔管的内表面防腐蚀性优异，其是通过铝材料的挤出加工而得到的、整体呈扁平的截面形状的挤出管，该铝挤出扁平多孔管具有在管轴线方向上相互独立且平行延伸的多个流路，并且这些流路隔着沿管轴线方向延伸的内部隔壁部在扁平形状的长度方向上排列，所述铝挤出扁平多孔管的特征在于，该铝挤出扁平多孔管是通过使用铝管主体材料和电化学性比该铝管主体材料低的铝牺牲阳极材料来作为所述铝材料并进行挤出加工而形成的，并且该铝牺牲阳极材料在所述多个流路的各自的横截面中的流路内周部的至少一部分暴露而形成牺牲阳极部。
此外，在本发明中，有利的是，在位于所述多个流路中的相邻的流路之间的内部隔壁部中，所述牺牲阳极部以该内部隔壁部的厚度的100％以下的比例存在，另外，在内部隔壁部以外的管周壁部中，所述牺牲阳极部以管周壁部的厚度的90％以下的比例存在。
另外，在该本发明的铝挤出扁平多孔管的期望的一个实施方式中，优选的是，所述铝牺牲阳极材料的电化学性比所述铝管主体材料低，所述铝牺牲阳极材料与所述铝管主体材料之间的电位差为5mV以上且300mV以下。
并且，在本发明中，期望的是，在管横截面中，所述牺牲阳极部在所述流路的周长的至少10％以上的长度的范围内形成，且在该流路内表面暴露。
另外，根据本发明的期望的一个实施方式，存在于所述多个流路中的相邻的流路之间的内部隔壁部之中的、位于所述扁平形状的长度方向上的两端部的内部隔壁部的厚度分别比其他内部隔壁部的厚度厚。
另外，根据本发明的铝挤出扁平多孔管的更期望的另一实施方式，位于所述多个流路中的相邻的流路之间的内部隔壁部自其壁厚最薄的部位起朝向由该内部隔壁部连接的两侧的管周壁部去以壁厚连续增大或壁厚台阶式增大的方式延伸，且经由厚度比该内部隔壁部的壁厚最薄的部位的厚度大的连结部分别连结于该两侧的管周壁部。
并且，在本发明中，还提供一种铝制换热器，其特征在于，该铝制换热器构成为包括上述那样的本发明的铝挤出扁平多孔管和钎焊接合于该铝挤出扁平多孔管的外表面的铝制外翅片。
发明的效果
这样，在被设成本发明的结构的铝挤出扁平多孔管中，由铝牺牲阳极材料构成的牺牲阳极部暴露地存在于在其管轴线方向上相互独立且平行延伸的多个流路的内表面，因此，能够利用牺牲阳极效果来有效地提高内表面防腐蚀性，由此，该铝挤出扁平多孔管能够有利地用作汽车水箱、加热器等以管内表面侧为冷却液的流路的换热器的传热管。
另外，该本发明的铝挤出扁平多孔管构成为包括铝管主体材料和铝牺牲阳极材料，是通过对所述两种材料进行同时挤出加工而形成的，因此，能够利用铝管主体材料来确保作为管的特性，并能够利用铝牺牲阳极材料来有效地发挥内表面防腐蚀性，由此，还具有能够有利地提高作为目标的挤出扁平多孔管的设计自由度这样的优点。
并且，在使用本发明的铝挤出扁平多孔管且将其和铝制外翅片相组装并利用钎焊加热进行接合而构成的铝制换热器中，通过该铝挤出扁平多孔管的优异的内表面防腐蚀特性，还能够有利地提高作为换热器的防腐蚀性。
附图说明
图1是示意性表示本发明的铝挤出扁平多孔管的一个例子的截面说明图，图1的(a)示出该铝挤出扁平多孔管的整体图，图1的(b)是将该铝挤出扁平多孔管的一部分放大表示的说明图，图1的(c)是将牺牲阳极部为不同的露出比例的例子的一部分放大表示的说明图。
图2是示意性表示本发明的铝挤出扁平多孔管各不相同的其他例子的截面部分说明图，图2的(a)示出与图1的(c)相对应的不同的例子，图2的(b)概念性地示出与图1的(b)相对应的不同的例子。
图3是示意性表示本发明的铝挤出扁平多孔管中的内部隔壁部的各种形态的截面说明图，图3的(a)、(b)以及(c)分别是表示内部隔壁部不同的例子的说明图。
图4是示意性表示本发明的铝挤出扁平多孔管的内部隔壁部的另一形态的截面说明图。
图5是表示在实施例中使用的复合钢坯的横截面的说明图。
图6是表示在比较例中使用的单体钢坯的横截面的说明图。
具体实施方式
以下，为了更具体地明确本发明，参照附图来详细说明本发明的代表性的实施方式。
首先，在图1中，将本发明的铝挤出扁平多孔管的一个例子以成为与其长度方向(管轴线方向)成直角的方向上的截面的横截面的形态示意性地示出。在此，本发明的扁平多孔管10的结构是，其是整体呈扁平的横截面形状的铝材料的挤出管，包括由相互独立且沿管轴线方向平行地延伸的矩形形状的空孔构成的多个流路12，且所述多个流路12在扁平形状的长度方向(在图中为左右方向)上隔开规定间隔地排列。此外，该扁平多孔管10的相对的上表面和下表面分别为平坦面，在该上表面和下表面上，与以往同样地，通过钎焊等接合方法安装有由铝或铝的合金构成的公知的板翅、波纹状翅片那样的外翅片(未图示)，从而能够作为换热器使用。另外，在此，流路12的横截面形状为矩形形状，但还能够采用公知的圆形、椭圆形、三角形、梯形等形状、或者将它们组合后的各种形状。
并且，在本发明中，在成为这样的构造的扁平多孔管10中，由图1的(a)可知，该扁平多孔管10的管周壁部14的至少外周部由通常的铝管主体材料构成，另一方面，在包含位于相邻的流路12、12之间的内部隔壁部16在内的、流路12的周围存在由铝牺牲阳极材料构成的牺牲阳极部18，该牺牲阳极部18在流路12的内周部的至少一部分(在此为整周上)露出。此外，此处如图示那样，管周壁部14构成扁平多孔管10的外周壁，并相对于各流路12作为外部隔壁部发挥功能。另外，如图1的(b)所示，在那样的牺牲阳极部18位于内部隔壁部16的情况下，牺牲阳极部18以其厚度为该内部隔壁部16的厚度Tw的100％以下的比例存在，牺牲阳极部18以其厚度的下限优选为内部隔壁部16的厚度Tw的至少1％以上、更优选为5％以上的比例存在。通过如此利用牺牲阳极部18来构成内部隔壁部16，在内部隔壁部16，因牺牲阳极效果而优先地进行腐蚀，能够以此来有利地发挥抑制乃至阻止因管周壁部14的腐蚀而导致的提前产生冷却液泄漏的贯通的效果。
另一方面，在该牺牲阳极部18位于内部隔壁部16以外的管周壁部14的情况下，该牺牲阳极部18以其厚度Ta为该管周壁部14的厚度Ts的90％以下的比例存在，优选为该管周壁部14的厚度Ts的80％以下的比例存在，作为该牺牲阳极部18的厚度Ta的下限，优选为以该管周壁部14的厚度Ts的1％以上的比例存在，更优选为以该管周壁部14的厚度Ts的5％以上的比例存在。即，优选的是，Ta≤0.9×Ts，且Ta≥0.01×Ts。此外，当牺牲阳极部18超过管周壁部14的壁厚Ts的90％时，在牺牲阳极部18被腐蚀消耗之后，管周壁部14的厚度变得过薄，会引起作为扁平多孔管10的耐压强度降低等问题。
另外，上述那样的牺牲阳极部18在设于扁平多孔管10的多个流路12的全部的内表面露出，进一步期望那样的牺牲阳极部18在各个流路12的内表面沿管轴线方向连续地露出，但即使牺牲阳极部18在局部成为非连续或者在管周方向上的多个位置处以沿管轴线方向延伸的形态露出规定长度，也不会产生任何妨碍。在本发明中，有利的是，采用那样的牺牲阳极部18在扁平多孔管10的任意的横截面中始终在流路12的内表面露出的构造。
并且，作为那样的牺牲阳极部18的在流路12内表面的露出区域，期望构成为，在相当于图1的(b)所示的流路12的横截面中的周长L的至少10％以上的范围内露出，能够有利地采用的是，优选在相当于流路12的横截面中的周长L的30％以上的范围内露出，更优选为在相当于流路12的横截面中的周长L的50％以上的范围内露出。通过如此使牺牲阳极部18在流路12的周长L中的更长的区域的范围内露出，能够更有利地展现基于牺牲阳极效果的防腐蚀性，尤其是，作为最优选的状态，如图1的(a)、(b)所示，为牺牲阳极部18在流路12的整个周长L的范围内存在的情况。此外，不必使各流路12中的牺牲阳极部18的露出区域全部相同，例如，如图1的(c)所示，还能够使牺牲阳极部18相对于每个流路12以不同的露出比例露出。
此外，在本发明中使用的铝牺牲阳极材料是电化学性比铝管主体材料低的材料。因而，这些材料之间的电位差超过0mV，但优选在5mV以上且300mV以下的范围内。通过使该电位差为5mV以上，即使在更严酷的腐蚀环境下，也易于可靠地发挥牺牲阳极效果。另一方面，当电位差超过300mV时，牺牲阳极效果变得显著，引起牺牲阳极材的腐蚀消耗加剧等问题。通过如此使牺牲阳极部18在电位上低于由铝管主体材料构成的管周壁部14等，能够发挥有效的牺牲阳极效果，能够更有利地展现流路内表面的防腐蚀性。
另外，在上述的扁平多孔管10中，作为构成其管周壁部16的至少外周部的管主体材料，能够直接使用以往在利用挤出加工来制造扁平多孔管的过程中使用的铝材料，例如，能够使用JIS所称的A1000系纯铝材料、A3000系铝合金材料等，并且，为了使电位较高，也可以在那样的铝材料中以规定量含有作为合金成分的Cu。另外，作为形成牺牲阳极部18的牺牲阳极材料，使用电化学性比上述管主体材料低、换言之自然电位较低的公知的铝合金材料，例如，使用含有规定量的Zn的铝合金等。
并且，对于上述那样的本发明的扁平多孔管10，作为被挤出加工的铝材料而使用上述的管主体材料和牺牲阳极材料，通过对这些材料进行同时挤出加工，从而制造扁平多孔管10，但这些管主体材料和牺牲阳极材料通常作为芯鞘构造的复合钢坯使用。具体而言，使用以如下那样构成的复合钢坯：在设于管主体材料的内部(中心部)的空洞部配置具有例如矩形形状(包含角部为曲线状的矩形形状)、圆形、长圆形、椭圆形、长圆形和椭圆形的组合、以及多边形等的与该空洞部相对应的截面形状且使截面尺寸最优化后的牺牲阳极材料，利用焊接等将它们接合起来而一体化，由此在由牺牲阳极材料构成的芯部分的周围形成有由管主体材料构成的鞘部分。此外，在制造该复合钢坯时，能够采用公知的各种方法，例如，在由管主体材料构成的钢坯的中心部设置规定大小的通孔来形成鞘钢坯，然后，向该通孔内插入由牺牲阳极材料构成的芯钢坯而进行一体化，除该方法之外，将那样的鞘钢坯以分成两部分的方式制作出，然后在所述分成两部分的鞘钢坯的空心部配置芯钢坯，在此状态下，利用焊接等将整体固定而一体化，通过这样的方法等，能够形成作为目标的复合钢坯。
并且，对于该复合钢坯，应用了如下方法：使用与制造以往的挤出扁平多孔管时同样的、具有多个挤出口的模具、即所谓的分流模(日文：ポートホールダイス)来进行热挤出加工，由此，能够得到作为目标的挤出扁平多孔管，此时，相对于具有以与扁平多孔管的多个流路相对应的方式配设的纵长的挤出口的模具，以使在复合钢坯的内部配置的牺牲阳极材料的在规定的截面形状中的长度方向与该模具的挤出口的长度方向一致的方式配置该复合钢坯，并实施热挤出加工。通过采用这样的复合钢坯的相对于分流模挤出的形态，能够将复合钢坯中的牺牲阳极材料有效地配分至将位于所得到的扁平多孔管的扁平形状的两端部的流路隔开的隔壁部，从而能够使牺牲阳极部有利地暴露于流路的内周面。
此外，如上述那样，在通过对铝管主体材料和铝牺牲阳极材料进行同时挤出加工而制造的本发明的铝挤出扁平多孔管中，通常，如之前的图1的(c)所示，成为因流路12的存在位置而使在流路内表面露出的牺牲阳极部18的比例(面积)不同的构造，由此，容易使内部隔壁部16中的牺牲阳极部18的腐蚀产生差别。即，在成为扁平形状的长度方向上的两端部的、扁平多孔管10的宽度方向两端部的流路12a中，牺牲阳极部18的露出比例(面积)少于比该流路12a靠扁平形状的长度方向上的中央部侧的其他流路12b的牺牲阳极部18的露出比例(面积)，由此，使位于用于划分出流路12a的内部隔壁部16a与流路12b的靠扁平形状的长度方向中央部侧的内部隔壁部16b之间的牺牲阳极部18的腐蚀产生差别。因此，在本发明中，如图2的(a)所示，推荐如下方法：使位于扁平多孔管10的宽度方向两端部且用于划分出两端部的流路12a的内部隔壁部16a的厚度Twe构成为厚于位于比该内部隔壁部16a靠宽度方向中央部侧的位置的其他内部隔壁部16b的厚度Twi，从而改善两端部侧的内部隔壁部16a腐蚀后的残留厚度。
另外，如图1的(c)、图2的(a)所示，在牺牲阳极部18存在于内部隔壁部16(16a、16b)而基本上不存在于管周壁部14或者虽然存在于管周壁部14但牺牲阳极部18的厚度薄于内部隔壁部16的厚度的情况下，主要是内部隔壁部16被腐蚀，此时，在内部隔壁部16与管周壁部14连结的连结部16c处容易优先地被腐蚀。因此，在本发明中，如图2的(b)所示，有利的是采用使该内部隔壁部16的相对于管周壁部14连结的连结部16c的宽度Tb大于内部隔壁部16的最小厚度(壁厚最薄的部位的厚度)Tmin的结构，由此，能够有利地改善内部隔壁部16的连结部16c因腐蚀而减少的情况。即，期望的是，位于多个流路中的相邻的流路之间的内部隔壁部16自其壁厚最薄的部位起朝向由这样的内部隔壁部16连接的两侧的(在图2的(b)中位于上下位置)管周壁部14去以壁厚连续增大或壁厚台阶式增大的方式延伸，且经由厚度(宽度)比内部隔壁部16的最薄的壁厚部位的厚度Tmin大的连结部16c、16c分别连结于该两侧的管周壁部14。此外，此处连结部16c的宽度Tb指的是，在内部隔壁部16的两侧自管周壁部14分别伸出的、形成内部周壁部16(连结部16c)的部位之间的距离。
并且，该本发明的优选的连结部16c的形态绝不限定于图2的(b)所示的形状，例如，还能够采用图3、图4所示那样的形状。具体而言，在图3的(a)中，采用内部隔壁部16的厚度自内部隔壁部16的最小厚度部位起直线性地变化的形状，另外，在图3的(b)中，示出厚度自内部隔壁部16的最小厚度部位的厚度Tmin起曲线性地变厚的形态，并且，在图3的(c)中，内部隔壁部16的最小厚度部位位于接近图中的上侧的管周壁部14的位置，自最小厚度部位起朝向位于上下方向的两侧的管周壁部14去，壁厚直线性或曲线性地增大，并分别连结于上下的管周壁部14、14。并且，在图3的(c)所示的方式中，成为内部隔壁部16的上下的连结部16c、16c的宽度不同的(T’b＜Tb)构造。另外，在图4中，内部隔壁部16的最小厚度部位沿上下方向在规定长度的范围内存在，并且，自该最小厚度部位的上下的端部起，壁厚台阶式地(在阶梯构造中)增大，并分别连结上下的管周壁部14、14。此外，例示的内部隔壁部16的两侧的形状均为相同形状，但当然还能够为不同的形状。这样，应当理解的是，基于本领域的技术人员的知识，借助本发明的连结部16c连结于管周壁部14的内部隔壁部16的形状能够进行各种变更。
另外，上述那样的本发明的铝挤出扁平多孔管能够适宜地用作换热器中的制冷剂流路构件。并且，在将本发明的铝挤出扁平多孔管用作制冷剂通路管的情况下，例如，以如下构造构成换热器，该构造包括：一对铝制集水箱(日文：ヘッダータンク)，该一对铝制集水箱相互隔开间隔地配置；多个铝挤出扁平多孔管，该多个铝挤出扁平多孔管以宽度方向朝向通风方向的状态在集水箱的长度方向上隔开间隔且相互平行地排列于两集水箱之间，且该多个铝挤出扁平多孔管的两端部连接于两集水箱；铝制波纹状翅片，其作为外翅片而配置于相邻的扁平多孔管彼此之间和两端的扁平多孔管的外侧，并钎焊于所述扁平多孔管；以及铝制侧板，其配置于两端的波纹状翅片的外侧，并钎焊于该翅片，当然，除上述构造的换热器之外，不言而喻，还能够将本发明的铝挤出扁平多孔管用作公知的各种换热器中的制冷剂通路管。
此外，众所周知，对于换热器中的一对集水箱，自一个集水箱向扁平多孔管分配并流入制冷剂或冷却液，并且，另一个集水箱使自扁平多孔管流出的制冷剂或冷却液聚集，例如，除了如公知那样能够使用对联箱板(日文：ヘッダープレート)和联箱板相对地进行钎焊而成的结构、使板弯曲成形为环状并对端部进行焊接或钎焊而构成的结构以外，还能够使用呈环状挤出而成的挤出管等。
以上，详细叙述了本发明的代表性的实施方式，但其只不过是例示，应当理解的是，本发明不因那样的实施方式的具体记述而受到任何限定性的解释。
并且，本发明基于本领域技术人员的知识，可在施加了各种变更、修改、改进等方式中进行实施，而且当然只要这种实施方式不脱离本发明的主旨，就全都属于本发明的范畴。
实施例
以下，示出本发明的代表性的实施例，以进一步具体地明确本发明，但还应当理解的是，本发明不受那样的实施例的记载的任何限制。
实施例1
作为本发明的扁平多孔管，制作由具有下述表1所示的成分组成(％：质量基准)的管主体材料和牺牲阳极材料构成的复合钢坯a～复合钢坯h，通过对该复合钢坯进行热挤出加工，从而分别得到了扁平多孔管A～扁平多孔管H。另外，作为比较例，同样地制作下述表1所示的成分组成的单体钢坯i或复合钢坯j，通过对该单体钢坯i或复合钢坯j进行热挤出加工，从而分别得到了扁平多孔管I和扁平多孔管J。然后，使用所述得到的扁平多孔管A～扁平多孔管J，实施以下的(1)牺牲阳极部的形成范围的测量、(2)电位测量、以及(3)防腐蚀性评价。
表1
具体而言，首先，使用该表1所示的本发明钢坯a～钢坯h和比较钢坯j中的管主体材料用成分，按照常规方法利用DC铸造制作了直径的各种管主体用圆柱状钢坯。另一方面，对使用上述表1所示的本发明钢坯a～钢坯h和比较钢坯j中的牺牲阳极材料用成分同样地制作成的牺牲阳极用钢坯在纵、横尺寸为30mm～85mm的范围内进行各种组合，并进行了成形、加工而使其形成规定的矩形截面形状。此外，使比较钢坯j中的牺牲阳极用钢坯为70mm×70mm的正方形状的截面。并且，在所述管主体用钢坯的截面中央部形成供该加工完成后的牺牲阳极用钢坯插入的通孔，向该通孔内嵌入牺牲阳极用钢坯，并使所述管主体用钢坯和牺牲阳极用钢坯在它们的长度方向两端面处通过MIG焊接而固定、接合，将各个复合钢坯a～复合钢坯h和复合钢坯j制作成具有图5所示那样的截面形态的、一体的复合钢坯20。另外，作为比较例，制作了由上述表1所示的比较钢坯i中的管主体材料用成分构成的单体钢坯。作为该比较钢坯i的合金成分的单体钢坯是与未使用牺牲阳极用钢坯的以往材料同样的、在图6中以附图标记30示出的单体钢坯。此外，在图5、图6中，附图标记22和附图标记32是管主体用钢坯，附图标记24是牺牲阳极用钢坯。
接着，利用钢坯加热器将该得到的复合钢坯20或单体钢坯30加热到500℃，之后使用具有用于形成8个矩形孔(8个流路)的挤出口的、与以往同样的分流模来进行热挤出加工，由此分别制造了图1所示那样的8孔的扁平多孔管A～扁平多孔管H和扁平多孔管I～扁平多孔管J(整体厚度：2.0mm、扁平方向上的宽度：16mm、管周壁部和内部隔壁部的壁厚：0.25mm)。
(1)牺牲阳极部的形成范围的测量
将如此得到的8孔的各种扁平多孔管(10)在挤出长度方向上的1/2的位置处切断，并观察了其截面。即，使用以25倍的倍率拍摄该截面的显微组织而得到的照片，利用尺子来测量扁平多孔管(10)的牺牲阳极部(18)的区域，从而测量得牺牲阳极部(18)的形成范围。并且，在这样的牺牲阳极部(18)的形成范围的测量中，在牺牲阳极部(18)的形成范围为流路(12)的周长(矩形的流路的4个壁面的合计长度)的10％以上的情况下评价为(〇)，在牺牲阳极部(18)的形成范围为流路(12)的周长的0％以上且小于10％的情况下评价为(×)。另外，在与流路相邻的内部隔壁部(16)中的牺牲阳极部(18)的厚度超过内部隔壁部(16)的厚度的0％且为100％以下的情况下评价为(〇)，在为内部隔壁部(16)的厚度的0％的情况下评价为(×)。并且，在管周壁部(14)中的牺牲阳极部(18)的厚度为管周壁部(14)的厚度的90％以下的情况下评价为(〇)，在管周壁部(14)中的牺牲阳极部(18)的厚度超过管周壁部(14)的厚度的90％的情况下评价为(×)。在下述表2中，对于本发明的扁平多孔管A～扁平多孔管H以及比较例的扁平多孔管I和扁平多孔管J，在测得的上述牺牲阳极部18的形成范围的结果为在各流路中露出的牺牲阳极部(18)的周长为最小值处，再示出牺牲阳极部(18)在内部隔壁部(16)中的最大厚度、牺牲阳极部(18)在管周壁部(14)中的最大厚度。
表2
观察该截面，其结果确认到，在通过上述挤出加工得到的本发明的扁平多孔管A～扁平多孔管H中，在位于相邻的流路(12)之间的全部内部隔壁部(16)中，由牺牲阳极用钢坯构成的牺牲阳极部(18)以内部隔壁部(16)的厚度的100％以下的厚度露出。另外，发现了，形成于管周壁部(14)的牺牲阳极部(18)的厚度均为内部隔壁部(16)的厚度的80％以下，并且，在那样的扁平多孔管(10)的全部流路(12)中，牺牲阳极部(18)在超过流路(12)的周长的0％的长度范围内露出。
另外，在如此热挤出而得到的扁平多孔管(10)中，还确认到，在其挤出长度方向上，由牺牲阳极用钢坯形成的牺牲阳极部(18)在流路(12)的内表面稳定地露出。
另一方面，对于使用比较例的钢坯i组成的单体钢坯30实施基于分流模的热挤出加工而得到的扁平多孔管I，由于其未使用牺牲阳极用钢坯，因此，不存在任何牺牲阳极部18的露出部位。另外，对于由使用被加工成70mm×70mm的正方形状的作为牺牲阳极用钢坯的Al－2％Zn钢坯制作成的复合钢坯j得到的比较例的扁平多孔管J，确认到，在其宽度方向中央部的内部隔壁部(16)中，由牺牲阳极用钢坯构成的牺牲阳极部(18)以内部隔壁部(16)的厚度的100％以下的厚度露出。另外，形成于管周壁部(14)的牺牲阳极部(18)的厚度在最厚的部位为管周壁部(14)的厚度的93％。然而，在宽度方向两端部的流路(12)中，存在牺牲阳极部(18)完全未露出的部位，因此，最小流路部的周长为0％。
(2)电位测量
使用由上述得到的、本发明的扁平多孔管A～扁平多孔管H以及比较例的扁平多孔管I和扁平多孔管J，分别测量出管主体材料和牺牲阳极材料的电位。此外，比较例的扁平多孔管I是利用仅由管主体材料构成的单体钢坯制造的，未形成有牺牲阳极部(18)。
具体而言，对于本发明的扁平多孔管A～扁平多孔管H以及比较例的扁平多孔管I和扁平多孔管J而言，设想它们作为换热器中的传热管使用时的、用于进行翅片接合的钎焊加热，在实施600℃×3分钟的加热处理之后，将所述扁平多孔管在挤出长度方向上以40mm的长度分别切断。然后，对于用于测量管主体材料的电位的供试材料，在该供试材料的周壁部的单侧的外表面的宽度方向中央部留有10mm×10mm的管主体材料的暴露面，在切断端面的单侧，利用硅酮树脂来遮盖除用于连接电位测量用的引线的部位以外的全部部分，从而进行了电绝缘。另外，对于用于测量牺牲阳极部(18)(牺牲阳极材料)的电位的供试材料，在该供试材料的扁平形状的沿长度方向(管轴线方向)延伸的切断面中，在厚度的1/2处切断，在该供试材料半体的宽度方向中央部留有10mm×10mm的牺牲阳极部(18)的暴露面，在切断端面的单侧，利用硅酮树脂来遮盖除用于连接电位测量用的引线的部位以外的全部部分，从而进行了电绝缘。
另外，作为电位的测量方法，采用了以下的方法，即，作为参比电极而使用饱和KCl甘汞电极(SCE：Saturated Calomel Electrode)，另一方面，作为试验溶液，使用利用醋酸调整至pH3后的5％NaCl水溶液，在室温下对该水溶液进行搅拌并且将供试材料浸渍于该溶液中24h之后，测量各自的电位。
然后，将通过上述测量得到的管主体材料与牺牲阳极材料之间的电位差的结果表示在下述表3中。此外，在该管主体材料与牺牲阳极材料之间的电位差为5mV以上且300mV以下的情况下评价为(◎)，在该管主体材料与牺牲阳极材料之间的电位差超过0mV且小于5mV的情况和超过300mV的情况下评价为(〇)，在该管主体材料与牺牲阳极材料之间的电位差为0mV的情况下评价为(×)。
表3
由该表3所示的电位测量结果可知，本发明的扁平多孔管A～扁平多孔管H的、进行所设想的钎焊加热后的牺牲阳极部(18)(牺牲阳极材料)与管主体材料之间的电位差为3mV～350mV，均示出具有有效的牺牲阳极效果的结果。
与此相对，在将比较例的扁平多孔管I作为供试材料的情况下，由于比较例的扁平多孔管I未使用牺牲阳极材料而是与以往材料相同的、仅由管主体材料构成的扁平多孔管，因此其电位差为0mV。
另外，同样地将比较例的扁平多孔管J作为供试材料，进行与上述同样的电位测量，其结果，比较例的扁平多孔管J的、进行所设想的钎焊加热后的牺牲阳极部(18)(牺牲阳极材料)与管主体材料之间的电位差为150mV，成为具有牺牲阳极效果的结果。
(3)防腐蚀性评价
将通过以上得到的、本发明的扁平多孔管A～扁平多孔管H以及比较例的扁平多孔管I和扁平多孔管J作为供试材料，分别实施了OY水浸渍试验，验证了各自的内表面防腐蚀的效果。在该OY水浸渍试验中，将上述供试材料以仅内表面暴露的方式浸渍于在1L的纯水中溶解0.026g氯化钠、0.089g硫酸钠(无水)、0.003g氯化铜(二水合物)、以及0.145g氯化铁(六水合物)而得到的试验液中，在80℃的温度下保持8小时之后，在室温下保持16小时，以此为1次循环，通过如此重复30次循环、60次循环或90次循环，从而评价内表面防腐蚀性。
具体而言，对于本发明的扁平多孔管A～扁平多孔管H以及比较例的扁平多孔管I和扁平多孔管J，设想它们作为换热器中的传热管使用时的、用于进行翅片接合的钎焊加热，在实施600℃×3分钟的加热处理之后，将所述扁平多孔管在挤出长度方向上以100mm的长度切断，利用硅酮树脂来遮盖所述扁平多孔管的全部外表面和全部切断端面，从而进行了电绝缘。接着，将该被硅酮树脂遮盖后的供试材料浸渍于上述OY试验液中，在搅拌下以80℃的温度浸渍8小时，之后，在停止加热和搅拌的状态下进一步保持16小时，以此为1次循环，通过如此重复30次循环、60次循环或90次循环，从而实施了3个标准的期间内的防腐蚀性的评价试验。
并且，对于该防腐蚀性的评价试验结束后的供试材料，在剥离了表面的硅酮密封剂树脂之后，将该供试材料投入到经加热器升温后的磷酸铬酸液中，去除供试材料表面的腐蚀生成物，调查出在供试材料表面上有无通孔。然后，将该去除掉腐蚀生成物后的供试材料在沿其扁平形状的长度方向(管轴线方向)延伸的切断面中，在厚度的1/2处切断，利用包埋树脂包埋该供试材料的半体之后，利用耐水纸对最大腐蚀部实施处理而使截面露出，进一步利用抛光研磨来进行镜面精加工，由此观察各个供试材料的流路内表面的腐蚀情况。此外，对于在上述试验中使用的供试材料，在OY水浸渍试验中，将在60次循环中未产生贯通但在90次循环后发现贯通的情况或者在90次循环后未贯通的情况评价为(◎)，将在30次循环中未产生贯通但在60次循环后发现贯通的情况评价为(〇)，将在30次循环后发现贯通的情况评价为(×)。
在以下的表4中，对于本发明的扁平多孔管A～扁平多孔管H以及比较例的扁平多孔管I和扁平多孔管J，分别示出以30次循环、60次循环或90次循环来实施上述OY水浸渍试验的结果。
表4
由该表4的结果可知，对于本发明材料的扁平多孔管A～扁平多孔管H，在OY水浸渍试验的30次循环后的评价中，发现未产生贯通管周壁部的通孔。另外，在60次循环后的评价中，在扁平多孔管B、C、F、H中确认到贯通管周壁部的通孔。并且，在90次循环后的评价中，在除B、C、F、H以外的任意的扁平多孔管中，均未发现通孔。因而，判定为，本发明的扁平多孔管A～扁平多孔管H均能够通过基于牺牲阳极部(18)的存在的牺牲阳极效果来实现有效的内表面防腐蚀。
与此相对，比较例的扁平多孔管I是不使用牺牲阳极材料而仅使用与以往材料相同的管主体材料而成的扁平多孔管，因此，在实施了30次循环、60次循环和90次循环的OY水浸渍试验之后，在全部的循环后的评价中，发现产生了贯通管周壁部的腐蚀孔。判定其原因在于，由于不如本发明的扁平多孔管那样在流路的周围存在牺牲阳极部(18)，因此无法得到牺牲阳极效果，不能发挥内表面防腐蚀效果，由此提前产生了贯通。
另外，对于比较例的扁平多孔管J，在实施了30次循环、60次循环或90次循环的与上述同样的OY水浸渍试验之后，在全部的循环后的评价中，发现产生了贯通管周壁部的腐蚀孔。在未形成有牺牲阳极部(18)的扁平多孔管的宽度方向两端部，均确认到该贯通部。判定其原因在于，与上述扁平多孔管I同样地，由于在流路的周围不存在牺牲阳极部(18)，因此无法得到牺牲阳极效果，不能发挥内表面防腐蚀效果，由此提前产生了贯通。
实施例2
使用在实施例1中制作的复合钢坯a，与实施例1同样地，通过利用分流孔的尺寸不同的分流模来实施热挤出加工，从而分别制造图2的(a)或图2的(b)所示那样的、具有8个矩形孔(8个流路)的、下述表5所示那样的扁平多孔管AA～扁平多孔管AH。此外，对于所述得到的各种的扁平多孔管，调查它们的横截面，分别测量靠管宽度方向中央部侧的内部隔壁部(16b)的厚度(Twi)、靠管宽度方向端部侧的内部隔壁部(16a)的厚度(Twe)、内部隔壁部(16)的最薄壁部位的厚度(Tmin)、以及内部隔壁部(16)的上下的连结部(16c)的宽度(Tb)，将其结果表示在下述表5中。
表5
另外，对于该得到的扁平多孔管AA～扁平多孔管AH，与实施例1同样地对其横截面中的牺牲阳极部(18)的形成范围进行测量并将测量结果作为牺牲阳极部(18)的存在状态表示在下述表6中。并且，对于各个扁平多孔管，将与实施例1同样的OY水浸渍试验重复进行30次循环、60次循环或90次循环，并进行防腐蚀性评价，将其结果也一并表示在下述表6中。此外，在OY水浸渍试验中，将在60次循环中未产生贯通但在90次循环后在内部隔壁部(16)发现贯通的情况或者未贯通的情况评价为(◎)，将在30次循环中未产生贯通但在60次循环后在内部隔壁部(16)发现贯通的情况评价为(〇)，将在30次循环后在内部隔壁部(16)发现贯通的情况评价为(×)。
表6
如该表6所示，对于扁平多孔管AA～扁平多孔管AH，在用于划分出位于两端部的流路(12a)的管周壁部(14)中，牺牲阳极部(18)的存在均为0％，管主体材料在流路内表面暴露，另一方面，在将位于两端部的流路(12a)和位于与其相邻的位置的流路(12b)隔开的端部内部隔壁部(16a)中，以与该端部内部隔壁部(16a)的厚度相当的厚度形成有牺牲阳极部(18)，并且，牺牲阳极部(18)的露出部分占端部流路(12a)的整个周长的比例为20％。另外，在用于划分出位于扁平多孔管的宽度方向上的两端部以外的位置的流路(12b)的管周壁部(14)中，牺牲阳极部(18)的存在为0％，管主体材料在流路内表面暴露，另一方面，在用于划分出位于扁平管的宽度方向两端部以外的位置的流路(12b)的内部隔壁部(16b)中存在与该内部隔壁部(16b)的厚度相当的100％的比例的牺牲阳极部(18)，并且，牺牲阳极部(18)的露出(存在)区域占流路(12b)的整个周长的最小值为50％。
并且，作为针对该扁平多孔管AA～扁平多孔管AH进行OY水浸渍试验的结果，在针对任意的扁平多孔管进行90次循环的重复试验后，也完全未发现产生贯通该扁平多孔管的管周壁部(14)那样的腐蚀孔。
另外，关于各扁平多孔管中的内部隔壁部(16)的腐蚀，发现在扁平多孔管AA、AE以及AG中，均是用于划分出位于宽度方向端部的流路(12a)的内部隔壁部(16a)中的牺牲阳极部(18)被优先腐蚀，在OY水浸渍试验的30次循环后，产生了贯通该内部隔壁部(16a)的腐蚀孔。并且，在扁平多孔管AB～扁平多孔管AD和扁平多孔管AF中发现如下情况：由于构成为用于划分出位于多孔管宽度方向的两端部的流路(12a)的内部隔壁部(16a)的厚度(Twe)比位于该端部以外的位置、换言之位于比该内部隔壁部(16a)靠多孔管宽度方向中央部侧的位置的内部隔壁部(16b)的厚度(Twi)厚，因此，即使在OY水浸渍试验的60次循环后也未产生腐蚀所导致的通孔，并且，在90次循环后，在一部分的扁平多孔管中也未产生贯通该端部的内部隔壁部(16a)的腐蚀孔。
并且，在扁平多孔管AG和扁平多孔管AH中，由于内部隔壁部(16)的连结部(16c)的宽度不够，因此，在管周壁部(14)处，因牺牲阳极部(18)与在流路(12)内露出的管主体材料之间的电位差，而使内部隔壁部(16)的上下的连结部(16c)优先地被腐蚀，由此，在OY水浸渍试验的30次循环后，发现了内部隔壁部(16)的贯通腐蚀。与此相对，在扁平多孔管AD或扁平多孔管AF中，由于内部隔壁部(16)的上下的连结部(16c)的宽度(Tb)构成为大于内部隔壁部(16)的最小壁厚度(最小宽度)Tmin，因此，能够有利地抑制位于该内部隔壁部(16)的连结部(16c)侧的牺牲阳极部(18)的优先腐蚀，在OY水浸渍试验的60次循环后，未在该内部隔壁部(16)发现贯通腐蚀孔，在90次循环后，在一部分的扁平多孔管上也未发现存在那样的贯通腐蚀孔。
附图标记说明
10、扁平多孔管；12、流路(空孔)；14、管周壁部；16、内部隔壁部；18、牺牲阳极部；20、复合钢坯；30、单体钢坯；22、32、管主体钢坯；24、牺牲阳极钢坯。

Claims (10)

1.一种铝挤出扁平多孔管，该铝挤出扁平多孔管的内表面防腐蚀性优异，其是通过铝材料的挤出加工而得到的、整体呈扁平的截面形状的挤出管，该铝挤出扁平多孔管具有在管轴线方向上相互独立且平行延伸的多个流路，并且在管周壁部中，这些流路隔着沿管轴线方向延伸的内部隔壁部在扁平形状的长度方向上排列，所述铝挤出扁平多孔管的特征在于，
该铝挤出扁平多孔管是通过使用铝管主体材料和电化学性比该铝管主体材料低的铝牺牲阳极材料来作为所述铝材料并进行挤出加工而形成的，并且该铝牺牲阳极材料在所述多个流路的各自的横截面中的流路内周部的至少一部分暴露而形成牺牲阳极部，
其中，存在于所述多个流路中的相邻的流路之间的所述内部隔壁部之中的、位于所述扁平形状的长度方向上的两端部的内部隔壁部的厚度分别比其他内部隔壁部的厚度厚。
2.根据权利要求1所述的铝挤出扁平多孔管，其中，
所述内部隔壁部整体实质上由所述牺牲阳极部构成，且所述内部隔壁部具有这样的厚度，该厚度的所述内部隔壁部能够抑制或者预防所述管周壁部的由于腐蚀所导致的贯通。
3.根据权利要求1所述的铝挤出扁平多孔管，其中，
在所述多个流路的各自的横截面中的流路内周部中，所述铝牺牲阳极材料暴露在所述内部隔壁部从而形成所述牺牲阳极部，所述铝管主体材料暴露在所述内部隔壁部以外的所述管周壁部中。
4.根据权利要求2所述的铝挤出扁平多孔管，其中，
在所述多个流路的各自的横截面中的流路内周部中，所述铝牺牲阳极材料暴露在所述内部隔壁部从而形成所述牺牲阳极部，所述铝管主体材料暴露在所述内部隔壁部以外的所述管周壁部中。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的铝挤出扁平多孔管，其中，
在位于所述多个流路中的相邻的流路之间的所述内部隔壁部中，所述牺牲阳极部以该内部隔壁部的厚度的100％以下的比例存在。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的铝挤出扁平多孔管，其中，
在所述内部隔壁部以外的管周壁部中，所述牺牲阳极部以该管周壁部的厚度的90％以下的比例存在。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的铝挤出扁平多孔管，其特征在于，
所述铝牺牲阳极材料与所述铝管主体材料之间的电位差为5mV以上且300mV以下。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的铝挤出扁平多孔管，其中，
在管横截面中，所述牺牲阳极部在所述流路的周长的至少10％以上的长度的范围内形成，且在该流路内表面暴露。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的铝挤出扁平多孔管，其中，
位于所述多个流路中的相邻的流路之间的所述内部隔壁部自其壁厚最薄的部位起朝向由该内部隔壁部连接的两侧的管周壁部去以壁厚连续增大或壁厚台阶式增大的方式延伸，且经由厚度比该内部隔壁部的壁厚最薄的部位的厚度大的连结部分别连结于该两侧的管周壁部。
10.一种铝制换热器，其特征在于，
该铝制换热器构成为包括权利要求1至9中任一项所述的铝挤出扁平多孔管和钎焊接合于该铝挤出扁平多孔管的外表面的铝制外翅片。
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