DE112019001034T5 - Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein abgasrückführungssystem - Google Patents

Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein abgasrückführungssystem Download PDF

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Tomohiro Shoji
Atsushi Fukumoto
Kouki Nishiyama
Ikeda Toru
Takahiro SHINODA
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Abstract

Ein Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem, wobei der Wärmetauscher erhalten wird durch Hartlöten: eines Rohrmaterials mit einem Kernmaterial mit 0,05 Massen-% oder mehr und 1,50 Massen-% oder weniger an Si, 0,05 Massen-% oder mehr und 3,00 Massen-% oder weniger an Cu und 0,40 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn und einem Opferantikorrosionsmaterial mit 2,00 Massen-% oder mehr und 6,00 Massen-% oder weniger an Zn, das auf einer Innenfläche des Kernmaterials plattiert ist; und eines Rippenmaterials mit einem Kernmaterial mit 0,05 Massen-% oder mehr und 1,50 Massen-% oder weniger an Si und 0,40 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn und einem Hartlötmaterial mit 3,00 Massen-% oder mehr und 13,00 Massen-% oder weniger an Si, das auf beiden Oberflächen des Kernmaterials plattiert ist; wobei der Wärmetauscher ein Verhältnis einer Oberfläche Sb (mm2) des Rippenmaterials zu einer Oberfläche Sa (mm2) des Opferantikorrosionsmaterials von weniger als 200% aufweist.Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem mit einer langen Lebensdauer und einer niedriger Korrosionsrate unter einer Ammoniumumgebung mit Ammonium in dem Kondenswasser eines Abgases bereitgestellt werden.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft, in einem Abgasrückführungssystem zum Rückführen des Abgases einer auf einem Fahrzeug montierten Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, beispielsweise eines Dieselmotors oder eines Benzinmotors, einen Aluminiumlegierungswärmetauscher für das Abgasrückführungssystem zum Kühlen des Abgases durch Wärmeaustausch.
  • [Hintergrund]
  • Eine Legierung aus Aluminium (Al) ist leicht und weist eine exzellente thermische Leitfähigkeit auf, sie kann durch geeignete Verarbeitung und effizientes Verbinden durch Hartlöten unter Verwendung eines Hartlötblechs einen hohen Korrosionswiderstand erzielen, und sie wird weit verbreitet als Material für einen Wärmetauscher verwendet.
  • In den letzten Jahren wurde eine Abgasrückführungsvorrichtung (ein EGR-System) zum Erzielen einer Verbesserung im Hinblick auf die Leistung von Automobilen oder eine Umweltverträglichkeit eingeführt, bei der ein Teil des Verbrennungsgases (Abgases) einer Brennkraftmaschine zu der Ansaugseite rückgeführt wird, um zur Verbesserung eines Kraftstoffverbrauchs und zur Verringerung eines Ausstoßes von NOx mit abnehmender Verbrennungstemperatur mit einem Ansauggas gemischt zu werden.
  • Das EGR-System enthält einen EGR-Kühler zum Erhöhen der Gasdichte mit abnehmender Temperatur des heißen Abgases zur Verringerung eines Verlusts einer Brennkraftmaschine und zum Verhindern eines Klopfens. Das Material des EGR-Kühlers muss eine Hochtemperaturwiderstandsfestigkeit für eine Rückführung eines Hochtemperaturabgases und einen Korrosionswiderstand gegenüber stark saurem Kondenswasser, das gebildet wird, wenn das Verbrennungsgas mit einer hohen Konzentration an Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure etc., die durch die Verbrennung erzeugt werden, gekühlt wird, aufweisen. Daher wird hauptsächlich Edelstahl als das Material des EGR-Kühlers verwendet.
  • Zur weiteren Verbesserung eines Kraftstoffverbrauchs ist es jedoch unbedingt erforderlich, dass der aus Edelstahl hergestellte EGR-Kühler durch einen EGR-Kühler ersetzt wird, der aus einer leichten Aluminiumlegierung hergestellt ist, so dass die Entwicklung eines Aluminiumlegierungsmaterials vorangetrieben wird, die dieses Erfordernis erfüllen kann.
  • Als eine Form des Wärmetauschers für Automobile, der aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, wird derzeit eine Kombination aus einem Rohr, das aus einem Dreilagenhartlötblech mit einer Plattierungsstruktur mit einem Hartlötmaterial, einem Kernmaterial und einer Opferantikorrosionslage gebildet ist, und einer externen Rippe, die durch Wellen einer einzigen Lage eines Materials einer externen Rippe ausgebildet wird, verwendet, wobei das Rohr und die Rippe durch Hartlöten verbunden sind.
  • Da das Rohr zum Rückführen eines Fluids wie eines Kühlmittels verwendet wird, ist das Auftreten eines Lecks, das durch Lochfraßkorrosion bewirkt wird, fatal für einen Wärmetauscher.
  • Dementsprechend beinhalten Beispiele für das effektive Antikorrosionsverfahren zum Unterdrücken des Auftretens von Lochfraßkorrosion des Rohrs ein weitverbreitetes Antikorrosionsverfahren für ein Kernmaterial, bei dem durch Walzplattieren oder dergleichen eine Al-Zn-Lage auf der Oberfläche des Rohrs ausgebildet wird, so dass eine Opferantikorrosionswirkung der Al-Zn-Lage erhalten wird (siehe beispielsweise Patentdokument 1 und Patentdokument 2). Ferner wird zum Aufbringen einer Opferwirkung auf die externe Rippe Zn oder dergleichen dem Material der externen Rippe hinzugefügt, um den Korrosionswiderstand des Rohrs sicherzustellen.
  • [Stand der Technik]
  • [Patentdokumente]
    • [Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegung Nr. 2014-177694
    • [Patentdokument 2] Japanische Patentoffenlegung Nr. 2014-178101
  • [Zusammenfassung der Erfindung]
  • [Technisches Problem]
  • Bei einem Benzinmotor mit einem EGR-System wird, wenn die Temperatur des Dreiwegekatalysators, der in einem Abgaspfad eingebaut ist, niedrig ist, während einer Reduktion von NOx Ammoniak erzeugt, der in einigen Fällen mit dem Abgas vermischt wird. Der Dreiwegekatalysator ist eine Katalysatorvorrichtung aus Platin, Palladium und Rhodium, die schädliche Substanzen in Abgas durch parallel Oxidieren von Kohlenwasserstoffen zu Wasser und Kohlendioxid, Oxidieren von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid und Reduzieren von Stickoxiden zu Stickstoff entfernt. Ferner wird bei einem Dieselmotor mit einem EGR-System in einigen Fällen aufgrund eines Einflusses eines Harnstoff-SCR-Systems, das zum Einspritzen von Harnstoff in einen Abgaspfad zum Bewirken einer chemischen Reaktion zwischen Ammoniak, der durch Hydrolyse erzeugt wird, und Stickoxiden zur Reduktion zu Stickstoff und Wasser eingebaut ist, Ammoniak mit dem Abgas vermischt.
  • Demzufolge sind in dem Abgasrückführungssystem einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung in einigen Fällen Ammoniumionen in dem Kondenswasser des Abgases enthalten, was eine Korrosion von Aluminiumlegierungskomponenten bewirkt und ein Problem darstellt. Während mit einem Ammoniumionengehalt von weniger als 100 ppm in dem Kondenswasser des Abgases der Korrosionsbeschleunigungseffekt für die Aluminiumlegierungskomponenten gering ist, wird mit einem Ammoniumionengehalt von 100 ppm oder mehr in dem Kondenswasser des Abgases der Korrosionsbeschleunigungseffekt für die Aluminiumlegierungskomponenten merklich.
  • Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem mit einer durch Hartlöten verbundenen Rippe in einem Pfad, durch den ein Abgas rückgeführt wird, bereitzustellen, der eine lange Lebensdauer mit einer niedrigen Korrosionsrate unter einer Ammoniumumgebung mit Ammonium in dem Kondenswasser eines Abgases aufweist.
  • [Lösung des Problems]
  • Das Problem kann durch die im Folgenden beschriebene vorliegende Erfindung gelöst werden.
  • Das heißt, die vorliegende Erfindung (1) betrifft einen Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem, der ein Wärmetauscher ist, der in einem Abgasrückführungssystem einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einer Ammoniumionenkonzentration von 100 ppm oder mehr in dem Kondenswasser eines Abgases zum Kühlen des Abgases eingebaut ist, wobei der Wärmetauscher erhalten wird durch Hartlöten: eines Rohrmaterials mit mindestens einem Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 0,05 Massen-% oder mehr und 1,50 Massen-% oder weniger an Si, 0,05 Massen-% oder mehr und 3,00 Massen-% oder weniger an Cu und 0,40 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, und einem Opferantikorrosionsmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 2,00 Massen-% oder mehr und 6,00 Massen-% oder weniger an Zn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, das auf einer Innenfläche des Kernmaterials plattiert ist; und eines Rippenmaterials mit einem Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 0,05 Massen-% oder mehr und 1,50 Massen-% oder weniger an Si und 0,40 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, und einem ersten Hartlötmaterial, das auf einer Oberfläche des Kernmaterials plattiert ist, und einem zweiten Hartlötmaterial, das auf einer anderen Oberfläche des Kernmaterials plattiert ist, wobei das erste Hartlötmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 3,00 Massen-% oder mehr und 13,00 Massen-% oder weniger an Si besteht, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei das zweite Hartlötmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 3,00 Massen-% oder mehr und 13,00 Massen-% oder weniger an Si besteht, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind;
    wobei der Wärmetauscher ein Verhältnis einer Oberfläche Sb (mm2) des Hartlötmaterials des Rippenmaterials auf einer Innenseite des Rohrs (einer Gesamtoberfläche des ersten Hartlötmaterials und des zweiten Hartlötmaterials) zu einer Oberfläche Sa (mm2) des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials, das die Innenseite des Rohrs bildet, d.h. ((Sb/Sa) × 100), von weniger als 200% aufweist.
  • Ferner stellt die vorliegende Erfindung (2) den Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem gemäß (1) bereit, bei dem das Kernmaterial des Rippenmaterials ferner eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger an Mg und 0,10 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Fe aufweist.
  • Ferner stellt die vorliegende Erfindung (3) den Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem gemäß (1) oder (2) bereit, bei dem das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials ferner eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 0,05 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger an Mg, 0,10 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Fe, 0,05 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Ni, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger an Si, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an In, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Sn, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Ti, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an V, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Cr und 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Zr aufweist.
  • Ferner stellt die vorliegende Erfindung (4) den Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem nach einem von (1) bis (3) bereit, bei dem das Rohrmaterial ein Hartlötmaterial mit 3,00 Massen-% oder mehr und 13,00 Massen-% oder weniger an Si aufweist, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, das auf einer Oberfläche entgegengesetzt zu der Oberfläche, die mit dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials plattiert ist, plattiert ist.
  • Ferner stellt die vorliegende Erfindung (5) den Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem nach (4) bereit, bei dem das Hartlötmaterial des Rohrmaterials ferner 1,00 Massen-% oder mehr und 3,00 Massen-% oder weniger an Zn aufweist.
  • Ferner stellt die vorliegende Erfindung (6) den Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bereit, bei dem das Kernmaterial des Rohrmaterials ferner eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger an Mg, 0,10 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Fe, 0,05 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Ni, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Cr, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Zr, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Ti und 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an V aufweist.
  • [Vorteilhafte Wirkung der Erfindung]
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem mit einer Rippe, die durch Hartlöten verbunden ist, in einem Pfad, durch den ein Abgas rückgeführt wird, bereitgestellt werden, der eine lange Lebensdauer mit einer niedrigen Korrosionsrate unter einer Ammoniumumgebung mit Ammoniumionen in dem Kondenswasser des Abgases aufweist.
  • [Beschreibung von Ausführungsformen]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem, der ein Wärmetauscher ist, der in ein Abgasrückführungssystem einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einer Ammoniumionenkonzentration von 100 ppm oder mehr in einem Kondenswasser eines Abgases zum Kühlen des Abgases eingebaut ist, wobei der Wärmetauscher erhalten wird durch Hartlöten:
    • eines Rohrmaterials mit mindestens einem Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 0,05 Massen-% oder mehr und 1,50 Massen-% oder weniger an Si, 0,05 Massen-% oder mehr und 3,00 Massen-% oder weniger an Cu und 0,40 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, und einem Opferantikorrosionsmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 2,00 Massen-% oder
    • mehr und 6,00 Massen-% oder weniger an Zn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, das auf einer Innenfläche des Kernmaterials plattiert ist; und eines Rippenmaterials mit einem Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 0,05 Massen-% oder
    • mehr und 1,50 Massen-% oder weniger an Si und 0,40 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, und einem ersten Hartlötmaterial, das auf einer Oberfläche des Kernmaterials plattiert ist, und einem zweiten Hartlötmaterial, das auf einer anderen Oberfläche des Kernmaterials plattiert ist, wobei das erste Hartlötmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 3,00 Massen-% oder
    • mehr und 13,00 Massen-% oder weniger an Si besteht, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei das zweite Hartlötmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 3,00 Massen-% oder mehr und 13,00 Massen-% oder weniger an Si besteht, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind; wobei der Wärmetauscher ein Verhältnis einer Oberfläche Sb (mm2) des Hartlötmaterials des Rippenmaterials auf einer Innenseite des Rohrs (eine Gesamtoberfläche des ersten Hartlötmaterials und des zweiten Hartlötmaterials) zu einer Oberfläche Sa (mm2) des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials, das die Innenseite des Rohrs bildet, d.h. ((Sb/Sa)×100), von weniger als 200% aufweist.
  • Der Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmetauscher, der in ein Abgasrückführungssystem einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung eingebaut ist, die auf einem Fahrzeug montiert ist, zum Kühlen des Abgases der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung durch Wärmeaustausch, wobei das Abgasrückführungssystem einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einer Ammoniumionenkonzentration von 100 ppm oder mehr in dem Kondenswasser eines Abgases in das Abgasrückführungssystem der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung eingebaut ist. Der Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Rohr aus einer Aluminiumlegierung, das mit einem Opferantikorrosionsmaterial auf einer Seite, entlang der das Abgas strömt, versehen ist, und eine Rippe aus einer Aluminiumlegierung, die mit der Oberfläche des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrs durch Hartlöten verbunden ist, auf. Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet das Abgasrückführungssystem einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einer Ammoniumionenkonzentration von 100 ppm oder mehr in dem Kondenswasser eines Abgases „ein Abgasrückführungssystem einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, das während eines Betriebs der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung gelegentlich eine Ammoniumionenkonzentration von 100 ppm oder mehr in dem Kondenswasser eines Abgases aufweist“, und nicht „ein Abgasrückführungssystem einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, das während eines Betriebs der Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung stets eine Ammoniumionenkonzentration von 100 ppm oder mehr in dem Kondenswasser eines Abgases aufweist“. In dem Abgasrückführungssystem mit dem eingebauten Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Ammoniumkonzentration in dem Kondenswasser eines Abgases üblicherweise mehrere ppm oder weniger, wenn die Temperatur des in dem Abgaspfad eingebauten Dreiwegekatalysators hoch ist. Mit einer Ammoniumkonzentration von weniger als 100 ppm in dem Kondenswasser eines Abgases ist das Ausmaß der Korrosionsbeschleunigung des Aluminiumlegierungswärmetauschers gering, so dass kein besonderes Problem auftritt.
  • Der Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird hergestellt durch die Schritte Ausbilden eines Rohrmaterials aus einer Aluminiumlegierung und mit einem Opferantikorrosionsmaterial derart, dass sich das Opferantikorrosionsmaterial auf einer Innenseite, die in Kontakt mit einem Abgas kommt, befindet, Ausbilden eines Rippenmaterials mit einem ersten Hartlötmaterial, das auf einer Oberfläche eines Kernmaterials aus einer Aluminiumlegierung plattiert ist, und einem zweiten Hartlötmaterial, das auf einer anderen Oberfläche des Kernmaterials plattiert ist, in eine Rippenform und dann Anordnen des ausgebildeten Rippenmaterials auf der Oberfläche des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials zum Erwärmen für ein Hartlöten, so dass das Rippenmaterial durch Hartlöten mit der Oberfläche des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials verbunden wird.
  • Die vorliegenden Erfinder haben festgestellt, dass in dem Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung unter einer Umgebung mit einer Ammoniumionenkonzentration von 100 ppm oder mehr bei einem Hartlötteil eine Kathodenreaktion aktiviert wird, so dass das Vorhandensein des Hartlötteils eine merkliche Zunahme einer Korrosion bewirkt. Die vorliegenden Erfinder haben ferner festgestellt, dass die lange Lebensdauer des Wärmetauschers durch Verringern des Anteils des Hartlötteils auf der Oberfläche des Abgasrückführungspfads erhalten werden kann. Wenngleich das Hartlötfüllmaterial eine Verbindungskehle bildet, ist die Fläche der gegenüber der Oberfläche des Abgasrückführungspfads freiliegenden Verbindungskehle nicht groß, so dass der Großteil des Hartlötfüllmaterials auf der Oberfläche der plattierten Rippe verbleibt. Dementsprechend wird durch Verringern des Verhältnisses der Oberfläche des Rippenmaterials zu der Oberfläche des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials, das die Innenseite des Rohrs bildet, so dass es weniger als ein vorbestimmter Wert ist, der Anteil des Hartlötteils verringert, so dass die lange Lebensdauer des Wärmetauschers erhalten werden kann.
  • Daher wird bei der vorliegenden Erfindung das Verhältnis der Oberfläche Sb (mm2) des Hartlötmaterials des Rippenmaterials auf der Innenseite des Rohrs (der Gesamtoberfläche des ersten Hartlötmaterials und des zweiten Hartlötmaterials) zu der Oberfläche Sa (mm2) des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials, das die Innenseite des Rohrs des Wärmetauschers bildet, d.h. ((Sb/Sa)×100), so gesteuert, dass es weniger als 200% beträgt, bevorzugt 100% oder mehr und weniger als 200%, insbesondere 120 bis 170%. Das Verhältnis zwischen der Oberfläche Sa (mm2) des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials und der Oberfläche Sb (mm2) des Hartlötmaterials des Rippenmaterials kann als das Oberflächenverhältnis der Materialien vor einem Hartlöterwärmen betrachtet werden, da, auch wenn die Oberfläche des Hartlötmaterials aufgrund der Bildung des Kehlteils aufgrund des Hartlöterwärmens in gewissem Maße zunimmt, das Verhältnis relativ zu der Gesamtoberfläche der Innenseite des Wärmetauschers etwa 5% beträgt.
  • Der Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Aluminiumlegierungswärmetauscher, der durch Hartlöten eines Rohrmaterials und eines Rippenmaterials erhalten wird.
  • Das Rohrmaterial des Aluminiumlegierungswärmetauschers für ein Abgasrückführungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist mindestens ein Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 0,05 Massen-% oder mehr und 1,50 Massen-% oder weniger an Si, 0,05 Massen-% oder mehr und 3,00 Massen-% oder weniger an Cu und 0,40 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, und ein Opferantikorrosionsmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 2,00 Massen-% oder mehr und 6,00 Massen-% oder weniger an Zn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, das zum Herstellen eines Abgasrückführungspfads auf der Innenfläche des Kernmaterials plattiert ist, auf. Mit anderen Worten, das Rohrmaterial ist ein Plattierungsmaterial mit mindestens einem Opferantikorrosionsmaterial, das auf einem Kernmaterial plattiert ist.
  • Das Kernmaterial des Rohrmaterials ist eine Aluminiumlegierung mit 0,05 Massen-% oder mehr und 1,50 Massen-% oder weniger an Si, 0,05 Massen-% oder mehr und 3,00 Massen-% oder weniger an Cu und 0,40 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind.
  • Der Si-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials ist 0,05 Massen-% oder mehr und 1,50 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,40 Massen-% oder mehr und 0,80 Massen-% oder weniger. Mit einem Si-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich ist Si in einer Matrix feststoffgelöst, oder es bildet eine Al-Mn-Si-basierte intermetallische Verbindung aus, so dass die Festigkeit des Rohrs nach einem Hartlöten verbessert ist. Ferner wird durch Hinzufügen von Si das Potential des Kernmaterials edel, so dass der Potentialunterschied zwischen dem Kernmaterial und dem Opferantikorrosionsmaterial erhöht wird und der Korrosionswiderstand des Rohrs verbessert wird. Im Gegensatz dazu kann mit einem Si-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials, der unterhalb des Bereichs liegt, die Wirkung des Hinzufügens von Si nicht erhalten werden, während mit einem Si-Gehalt, der den Bereich überschreitet, der Korrosionswiderstand aufgrund von einkristallinem Si abnehmen kann und der erniedrigte Schmelzpunkt der Legierung zu einem Schmelzen des Rohrmaterials während eines Hartlötens führt.
  • Der Cu-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials ist 0,05 Massen-% oder mehr und 3,00 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,30 Massen-% oder mehr und 0,80 Massen-% oder weniger. Mit einem Cu-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich wird das Potential von Aluminium edel, so dass die Opferantikorrosionswirkung des Opferantikorrosionsmaterials verbessert wird. Mit einem Cu-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs kann die Wirkung der Hinzufügung von Cu nicht erhalten werden, während sich mit einem Cu-Gehalt, der den Bereich überschreitet, eine Cu-basierte intermetallische Verbindung in dem Kernmaterial des Rohrmaterials abscheidet, als Folge einer thermischen Geschichte bei der Herstellung des Materials und eines Hartlöterwärmens, so dass die Kathodenreaktion beschleunigt wird, wodurch die Korrosionsrate des Opferantikorrosionsmaterials zunimmt.
  • Der Mn-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials ist 0,40 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,80 Massen-% oder mehr und 1,60 Massen-% oder weniger. Mit einem Mn-Gehalt des Kernmaterials des Rohrmaterials in diesem Bereich kristallisiert bzw. scheidet sich Mn als eine Al-Mn-basierte intermetallische Verbindung ab, so dass die Festigkeit des Rohrs nach einem Hartlöterwärmen verbessert wird. Ferner enthält die Al-Mn-basierte intermetallische Verbindung Fe, so dass die Hemmung des Korrosionswiderstands durch Fe als unvermeidbare Verunreinigung unterdrückt werden kann. Im Gegensatz dazu kann mit einem Mn-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs die Wirkung der Hinzufügung von Mn nicht erhalten werden, während mit einem Mn-Gehalt, der den Bereich überschreitet, eine riesige intermetallische Verbindung kristallisieren kann, so dass die Herstellbarkeit des Rohrs verschlechtert wird.
  • Das Kernmaterial des Rohrmaterials kann ferner eines oder mehrere aus der Gruppe bestehend aus 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger an Mg, 0,10 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Fe, 0,05 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Ni, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Cr, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Zr und 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Ti sowie 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an V aufweisen, je nach Bedarf.
  • Wenn das Kernmaterial des Rohrmaterials Mg aufweist, ist der Mg-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,10 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger. Mit einem Mg-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich wird der Korrosionswiderstand, insbesondere der Widerstand im Hinblick auf eine Lochfraßkorrosion des Rohrs, verbessert. Im Gegensatz dazu kann mit einem Mg-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs die Wirkung der Hinzufügung von Mg nicht erhalten werden, während mit einem Mg-Gehalt, der den Bereich überschreitet, in einigen Fällen ein Hartlöten erschwert werden kann.
  • Wenn das Kernmaterial des Rohrmaterials Fe aufweist, ist der Fe-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials 0,10 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger. Mit einem Fe-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich wird zum Verbessern der Durchdringungslebensdauer die Korrosion verteilt. Im Gegensatz dazu kann mit einem Fe-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs die Wirkung der Hinzufügung von Fe nicht erhalten werden, während mit einem Fe-Gehalt, der den Bereich überschreitet, die Korrosionsrate des Rohrs merklich zunimmt.
  • Wenn das Kernmaterial des Rohrmaterials Ni aufweist, ist der Ni-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger. Mit einem Ni-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich wird die Korrosion zum Verbessern der Durchdringungslebensdauer verteilt. Im Gegensatz dazu kann mit einem Ni-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs die Wirkung der Hinzufügung von Ni nicht erhalten werden, während mit einem Ni-Gehalt, der den Bereich überschreitet, die Korrosionsrate des Rohrs merklich zunimmt.
  • Wenn das Kernmaterial des Rohrmaterials Ti aufweist, ist der Ti-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,10 Massen-% oder mehr und 0,20 Massen-% oder weniger. Wenn das Kernmaterial des Rohrmaterials Zr aufweist, ist der Zr-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,10 Massen-% oder mehr und 0,20 Massen-% oder weniger. Wenn das Kernmaterial des Rohrmaterials Cr aufweist, ist der Cr-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,10 Massen-% oder mehr und 0,20 Massen-% oder weniger. Wenn das Kernmaterial des Rohrmaterials V aufweist, ist der V-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,10 Massen-% oder mehr und 0,20 Massen-% oder weniger. Ti, Zr, Cr und V in dem Kernmaterial des Rohrmaterials tragen zu der Verbesserung des Korrosionswiderstands bei, insbesondere des Widerstands im Hinblick auf eine Lochfraßkorrosion des Rohrs. Regionen mit einem hohen Gehalt an Ti, Zr, Cr und V, die zu dem Kernmaterial des Rohrs hinzugefügt sind, und Regionen mit einem niedrigen Gehalt derselben sind entlang der Plattendickenrichtung des Materials in einer Laminatform getrennt und abwechselnd verteilt. Die Regionen mit einem niedrigen Gehalt werden im Vergleich zu den Regionen mit einem hohen Gehalt bevorzugt korrodiert, so dass ein Korrosionszustand mit mehreren Schichten erhalten wird. Demzufolge tritt teilweise ein Unterschied im Hinblick auf die Rate einer Korrosion entlang der Plattendickenrichtung des Materials auf, so dass insgesamt das Fortschreiten der Korrosion unterdrückt wird, um so den Widerstand im Hinblick auf eine Lochfraßkorrosion des Rohrs zu verbessern. Mit einem Ti-, Zr-, Cr- oder V-Gehalt in dem Kernmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs kann die Wirkung der Hinzufügung von Ti, Zr, Cr oder V nicht erhalten werden, während mit einem Gehalt, der den Bereich überschreitet, eine Grobverbindung bei einem Gießen ausgebildet werden kann, so dass die Herstellbarkeit des Rohrs in einigen Fällen verschlechtert wird.
  • Das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials besteht aus einer Aluminiumlegierung mit 2,00 Massen-% oder mehr und 6,00 Massen-% oder weniger an Zn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, die auf der Innenfläche des Kernmaterials, d.h. der Seite, entlang der das Abgas strömt, plattiert ist.
  • Der Zn-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials ist 2,00 Massen-% oder mehr und 6,00 Massen-% oder weniger, bevorzugt 2,20 Massen-% oder mehr und 3,00 Massen-% oder weniger. Mit einem Zn-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich nimmt das Lochfraßpotential ab, so dass die Funktion als das Opferantikorrosionsmaterial verbessert wird. Im Gegensatz dazu kann mit einem Zn-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs die Wirkung der Hinzufügung von Zn nicht erhalten werden, während mit einem Zn-Gehalt, der den Bereich überschreitet, beim Gießen Risse auftreten können.
  • Das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials kann ferner eines oder mehrere aus der Gruppe bestehend aus 0,05 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger an Mg, 0,10 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Fe, 0,05 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Ni, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger an Si, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an In, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Sn, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Ti, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an V, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Cr und 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Zr aufweisen, je nach Bedarf.
  • Wenn das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials Mn aufweist, ist der Mn-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,20 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger. Mit einem Mn-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich bildet Mn eine Al-Mn-basierte intermetallische Verbindung aus, die Fe enthält, so dass die Hemmwirkung im Hinblick auf einen Korrosionswiderstand durch Fe als unvermeidbare Verunreinigung unterdrückt werden kann. Im Gegensatz dazu kann mit einem Mn-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs die Wirkung der Hinzufügung von Mn nicht erhalten werden, während mit einem Mn-Gehalt, der den Bereich überschreitet, eine riesige intermetallische Verbindung kristallisieren kann, so dass die Herstellbarkeit des Rohrs verschlechtert wird.
  • Wenn das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials Mg aufweist, ist der Mg-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,10 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger. Mit einem Mg-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich wird der Korrosionswiderstand, insbesondere der Widerstand im Hinblick auf eine Lochfraßkorrosion des Rohrs, verbessert. Im Gegensatz dazu kann mit einem Mg-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs die Wirkung der Hinzufügung von Mg nicht erhalten werden, während mit einem Mg-Gehalt, der den Bereich überschreitet, in einigen Fällen ein Hartlöten erschwert werden kann.
  • Wenn ein Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials Fe aufweist, ist der Fe-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials 0,10 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger. Mit einem Fe-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich wird die Korrosion zum Verbessern der Durchdringungslebensdauer verteilt. Im Gegensatz dazu kann mit einem Fe-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs die Wirkung der Hinzufügung von Fe nicht erhalten werden, während mit einem Fe-Gehalt, der den Bereich überschreitet, die Korrosionsrate des Opferantikorrosionsmaterials merklich zunimmt.
  • Wenn das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials Ni aufweist, ist der Ni-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger. Mit einem Ni-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich wird die Korrosion zum Verbessern der Durchdringungslebensdauer verteilt. Im Gegensatz dazu kann mit einem Ni-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs die Wirkung der Hinzufügung von Ni nicht erhalten werden, während mit einem Ni-Gehalt, der den Bereich überschreitet, die Korrosionsrate des Opferantikorrosionsmaterials merklich zunimmt.
  • Wenn das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials Si aufweist, ist der Si-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger. Mit einem Si-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich ist Si in einer Matrix feststoffgelöst, so dass die Festigkeit verbessert wird. Wenn dagegen ein Si-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs liegt, kann die Wirkung der Hinzufügung von Si nicht erhalten werden, während mit einem Si-Gehalt, der den Bereich überschreitet, der Korrosionswiderstand des Opferantikorrosionsmaterials abnehmen kann.
  • Wenn das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials In aufweist, ist der In-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger. Mit einem In-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich nimmt das Lochfraßpotential ab, so dass die Funktion als das Opferantikorrosionsmaterial verbessert wird. Im Gegensatz dazu kann mit einem In-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs die Wirkung der Hinzufügung von In nicht erhalten werden, während mit einem In-Gehalt, der den Bereich überschreitet, die Korrosionsrate des Opferantikorrosionsmaterials merklich zunimmt.
  • Wenn das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials Sn aufweist, ist der Sn-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger. Mit einem Sn-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich nimmt das Lochfraßpotential ab, so dass die Funktion als das Opferantikorrosionsmaterial verbessert wird. Im Gegensatz dazu kann mit einem Sn-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs die Wirkung der Hinzufügung von Sn nicht erhalten werden, während mit einem Sn-Gehalt, der den Bereich überschreitet, die Korrosionsrate des Opferantikorrosionsmaterials merklich zunimmt.
  • Wenn das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials Ti aufweist, ist der Ti-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,10 Massen-% oder mehr und 0,20 Massen-% oder weniger. Wenn das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials Zr aufweist, ist der Zr-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,10 Massen-% oder mehr und 0,20 Massen-% oder weniger. Wenn das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials Cr aufweist, ist der Cr-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,10 Massen-% oder mehr und 0,20 Massen-% oder weniger. Wenn das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials V aufweist, ist der V-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,10 Massen-% oder mehr und 0,20 Massen-% oder weniger. Ti, Zr, Cr und V in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials tragen zur Verbesserung des Korrosionswiderstands bei, insbesondere des Widerstands im Hinblick auf eine Lochfraßkorrosion des Opferantikorrosionsmaterials. Regionen mit einem hohen Gehalt an Ti, Zr, Cr und V, die der Aluminiumlegierung hinzugefügt sind, und Regionen mit einem niedrigen Gehalt derselben sind entlang der Plattendickenrichtung des Materials in einer Laminatform getrennt und abwechselnd verteilt. Die Regionen mit einem niedrigen Gehalt werden im Vergleich zu den Regionen mit einem hohen Gehalt bevorzugt korrodiert, so dass ein Korrosionszustand mit mehreren Schichten erhalten wird. Demzufolge tritt teilweise ein Unterschied im Hinblick auf die Rate der Korrosion entlang der Plattendickenrichtung des Materials auf, so dass das Fortschreiten der Korrosion als Ganzes unterdrückt wird, um den Widerstand im Hinblick auf eine Lochfraßkorrosion des Opferantikorrosionsmaterials zu verbessern. Mit einem Ti-, Zr-, Cr- oder V-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs kann die Wirkung der Hinzufügung von Ti, Zr, Cr oder V nicht erhalten werden, während mit einem Gehalt, der den Bereich überschreitet, bei einem Gießen eine Grobverbindung ausgebildet werden kann, so dass die Herstellbarkeit des Rohrs in einigen Fällen verschlechtert wird.
  • Das Rohrmaterial kann ein Hartlötmaterial mit 3,00 Massen-% oder mehr und 13,00 Massen-% oder weniger an Si aufweisen, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, das auf einer Fläche entgegengesetzt zu der Fläche, die mit dem Opferantikorrosionsmaterial plattiert ist, plattiert ist. Mit anderen Worten, das Rohrmaterial kann ein Hartlötmaterial, das auf der Oberfläche entgegengesetzt zu der Oberfläche, die mit dem Opferanodenmaterial des Kernmaterials plattiert ist, plattiert ist, aufweisen. Wenn das Rohrmaterial ein Hartlötmaterial aufweist, ist der Si-Gehalt in dem Rohrmaterial 3,00 Massen-% oder mehr und 13,00 Massen-% oder weniger. Mit einem Si-Gehalt in dem Hartlötmaterial des Rohrmaterials in diesem Bereich wird die Funktion als das Hartlötmaterial erhalten. Mit einem Si-Gehalt in dem Hartlötmaterial des Rohrmaterials unterhalb des Bereichs kann die Wirkung der Hinzufügung von Si nicht erhalten werden, während mit einem Si-Gehalt, der den Bereich überschreitet, eine riesige intermetallische Verbindung zum Verschlechtern der Herstellbarkeit kristallisieren kann. Das auf einer Oberfläche entgegengesetzt zu der Oberfläche, die mit dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials plattiert ist, plattierte Hartlötmaterial kann 1,00 Massen-% oder mehr und 3,00 Massen-% oder weniger an Zn aufweisen, je nach Bedarf. Mit einem Zn-Gehalt in dem Hartlötmaterial, das auf einer Fläche entgegengesetzt zu der Fläche, die mit dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials plattiert ist, plattiert ist, in diesem Bereich wird die Funktion als das Opferantikorrosionsmaterial erhalten. Wenn dagegen ein Zn-Gehalt in dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials den Bereich überschreitet, wird die Korrosionsrate des Hartlötmaterials beschleunigt.
  • Das Rippenmaterial des Aluminiumlegierungswärmetauschers für ein Abgasrückführungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Dreilagenplattierungsmaterial mit einem ersten Hartlötmaterial, das auf einer Oberfläche eines Kernmaterials plattiert ist, und einem zweiten Hartlötmaterial, das auf einer anderen Oberfläche des Kernmaterials plattiert ist. Der Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Hartlöten eines Rippenmaterials an eine Oberfläche des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials erhalten, wobei die Fläche die Innenfläche des Rohrs ist, durch das ein Abgas rückgeführt wird.
  • Das Kernmaterial des Rippenmaterials besteht aus einer Aluminiumlegierung mit 0,05 Massen-% oder mehr und 1,50 Massen-% oder weniger an Si und 0,40 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind.
  • Der Si-Gehalt in dem Kernmaterial des Rippenmaterials ist 0,05 Massen-% oder mehr und 1,50 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,40 Massen-% oder mehr und 0,80 Massen-% oder weniger. Mit einem Si-Gehalt in dem Kernmaterial des Rippenmaterials in diesem Bereich ist Si in einer Matrix feststoffgelöst, oder es bildet eine Al-Mn-Si-basierte intermetallische Verbindung aus, so dass die Festigkeit einer Rippe nach einem Hartlöten verbessert wird. Im Gegensatz dazu kann mit einem Si-Gehalt unterhalb des Bereichs die Wirkung der Hinzufügung von Si nicht erhalten werden, während mit einem Si-Gehalt, der den Bereich überschreitet, der Korrosionswiderstand des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrs aufgrund von einkristallinem Si abnehmen kann und der übermäßig erniedrigte Schmelzpunkt der Legierung dazu führt, dass das Rippenmaterial während eines Hartlötens schmilzt.
  • Der Mn-Gehalt in dem Kernmaterial des Rippenmaterials ist 0,40 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,80 Massen-% oder mehr und 1,60 Massen-% oder weniger. Mit einem Mn-Gehalt des Kernmaterials des Rippenmaterials in diesem Bereich kristallisiert Mn oder scheidet sich als eine Al-Mn-basierte intermetallische Verbindung ab, so dass die Festigkeit der Rippe nach einem Hartlöterwärmen verbessert wird. Ferner enthält die Al-Mn-basierte intermetallische Verbindung Fe, so dass die Verschlechterung des Korrosionswiderstands durch Fe als unvermeidbare Verunreinigung unterdrückt werden kann. Im Gegensatz dazu kann mit einem Mn-Gehalt in dem Kernmaterial des Rippenmaterials unterhalb des Bereichs die Wirkung der Hinzufügung von Mn nicht erhalten werden, während mit einem Mn-Gehalt, der den Bereich überschreitet, eine riesige intermetallische Verbindung kristallisieren kann, so dass die Herstellbarkeit der Rippe verschlechtert wird.
  • Das Kernmaterial des Rippenmaterials kann ferner eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger an Mg und 0,10 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Fe aufweisen, je nach Bedarf.
  • Wenn das Kernmaterial des Rippenmaterials Mg aufweist, ist der Mg-Gehalt in dem Kernmaterial des Rippenmaterials 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger, bevorzugt 0,10 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger. Mit einem Mg-Gehalt in dem Kernmaterial des Rippenmaterials in diesem Bereich wird der Korrosionswiderstand, insbesondere der Widerstand im Hinblick auf eine Lochfraßkorrosion des Rohrs, verbessert. Wenn dagegen ein Mg-Gehalt in dem Kernmaterial des Rippenmaterials unterhalb des Bereichs liegt, kann die Wirkung der Hinzufügung von Mg nicht erhalten werden, während mit einem Mg-Gehalt, der den Bereich überschreitet, in einigen Fällen ein Hartlöten erschwert werden kann.
  • Wenn das Kernmaterial des Rippenmaterials Fe aufweist, ist der Fe-Gehalt in dem Kernmaterial des Rippenmaterials 0,10 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger. Mit einem Fe-Gehalt in dem Kernmaterial des Rippenmaterials in dem Bereich wird die Korrosion zum Verbessern der Durchdringungslebensdauer des Rohrs verteilt. Wenn dagegen ein Fe-Gehalt in dem Kernmaterial des Rippenmaterials unterhalb des Bereichs liegt, kann die Wirkung der Hinzufügung von Fe nicht erhalten werden, während mit einem Fe-Gehalt, der den Bereich überschreitet, die Korrosionsrate der Rippe merklich zunimmt.
  • Das erste Hartlötmaterial und das zweite Hartlötmaterial des Rippenmaterials bestehen jeweils aus einer Aluminiumlegierung mit 3,00 Massen-% oder mehr und 13,00 Massen-% oder weniger an Si, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind. Mit einem Si-Gehalt in dem ersten Hartlötmaterial und dem zweiten Hartlötmaterial des Rippenmaterials in dem Bereich wird die Funktion als das Hartlötmaterial erhalten. Wenn dagegen ein Si-Gehalt in dem Hartlötmaterial des Rippenmaterials unterhalb des Bereichs liegt, kann die Wirkung der Hinzufügung von Si nicht erhalten werden, während mit einem Si-Gehalt, der den Bereich überschreitet, eine riesige intermetallische Verbindung kristallisieren kann, so dass die Herstellbarkeit des Rippenmaterials verschlechtert wird.
  • In dem Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Verhältnis der Oberfläche Sb (mm2) des Hartlötmaterials des Rippenmaterials auf der Innenseite des Rohrs (der Gesamtoberfläche des ersten Hartlötmaterials und des zweiten Hartlötmaterials) in der Oberfläche des Hartlötmaterials des Rippenmaterials zur Verwendung beim Hartlöten zu der Oberfläche Sa (mm2) des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials, das die Innenseite des Rohrs bildet, in der Fläche des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials zur Verwendung beim Hartlöten, d.h. ((Sb/Sa)×100), so gesteuert, dass es weniger als 200% beträgt, bevorzugt 100% oder mehr und weniger als 200%, insbesondere 120 bis 170%. Das Rohrmaterial und das Rippenmaterial zur Verwendung beim Hartlöten bezeichnen ein Rohrmaterial, das in einer Röhrenform ausgebildet ist, und ein Rippenmaterial, das in Form einer Rippe ausgebildet ist, d.h. ein geformtes Produkt des Rohrmaterials und ein geformtes Produkt des Rippenmaterials vor einem Hartlöten. Auf der Oberfläche des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials kann in Abhängigkeit von dem Verfahren zum Ausbilden oder Hartlöten in einigen Fällen ein Teil vorhanden sein, der nicht das Innere des Rohrs bildet. In einem geformten Produkt des Rohrmaterials zur Verwendung beim Hartlöten des Aluminiumlegierungswärmetauschers für ein Abgasrückführungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Oberfläche eines Teils des Opferantikorrosionsmaterials, das die Innenseite des Rohrs bildet, ausgenommen einen Teil, der als eine Folge des Hartlötens nicht die Innenseite des Rohrs bildet, als die Oberfläche Sa des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials, das das Innere des Rohrs bildet, definiert. Wenn beispielsweise ein Rohr durch Biegen eines Teils von beiden Enden des Rohrmaterials nach außen und Hartlöten der jeweiligen Oberflächen des Opferantikorrosionsmaterials an dem gebogenen Teil präpariert wird, ist der Teil des Opferantikorrosionsmaterials, der durch Hartlöten zu verbinden ist, nicht Teil der Innenseite des Rohrs. Ferner ist, wenn die Oberfläche des Opferantikorrosionsmaterials in der Nähe eines Endes des Rohrmaterials mit der Oberfläche entgegengesetzt zu der Oberfläche des Opferantikorrosionsmaterials in der Nähe eines anderen Endes des Rohrmaterials durch Hartlöten verbunden wird, um ein Rohr bereitzustellen, der Teil des Opferantikorrosionsmaterials, der durch Hartlöten zu verbinden ist, nicht Teil der Innenseite des Rohrs.
  • Das Rohrmaterial und das Rippenmaterial eines Aluminiumlegierungswärmetauschers für ein Abgasrückführungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung sind jeweils ein Plattierungsmaterial. Als das Verfahren zum Herstellen des Plattierungsmaterials wird ein beliebiges herkömmliches Verfahren verwendet, ohne besondere Einschränkung, und das folgende Verfahren ist bevorzugt.
  • Im Falle eines Rohrmaterials werden zuerst Blöcke aus einem Opferantikorrosionsmaterial und einem Kernmaterial mit einer vorbestimmten Legierungszusammensetzung durch semikontinuierliches Gießen präpariert. Im Falle eines weiteren Plattierens mit einem Hartlötmaterial wird ein Block aus dem Hartlötmaterial ebenfalls präpariert. Beide der Oberflächen der Blöcke werden maschinell bearbeitet, und die zwei Lagen des Opferantikorrosionsmaterials und des Kernmaterials oder die drei Lagen des Opferantikorrosionsmaterials, des Kernmaterials und des Hartlötmaterials werden zur Überlappung gebracht. Anschließend wird bei 400 bis 550°C für 1 bis 10 Stunden ein Vorerwärmen durchgeführt, und die Plattendicke wird durch Heißwalzen auf etwa 5 mm verringert. Ferner werden ein Kaltwalzen und ein Endglühen bei 300 bis 450°C für 1 bis 10 Stunden durchgeführt, so dass ein Plattierungsmaterial mit einer Dicke von etwa 0,3 mm erhalten wird. Das Plattierungsverhältnis des Opferantikorrosionsmaterials eines Rohrmaterials ist bevorzugt 3 bis 25%, besonders bevorzugt 5 bis 20%. Das Plattierungsverhältnis des Hartlötmaterials des Rohrmaterials ist bevorzugt 5 bis 20%, besonders bevorzugt 8 bis 15%.
  • Im Falle eines Rippenmaterials werden zuerst Blöcke aus einem Kernmaterial und einem Hartlötmaterial mit einer vorbestimmten Legierungszusammensetzung durch semikontinuierliches Gießen präpariert. Beide der Oberflächen der Blöcke werden maschinell bearbeitet, und die drei Lagen Hartlötmaterial/Kernmaterial/Hartlötmaterial werden zur Überlappung gebracht. Anschließend wird bei 400 bis 550°C für 1 bis 10 Stunden ein Vorerwärmen durchgeführt, und die Plattendicke wird durch Heißwalzen auf etwa 5 mm verringert. Ferner werden ein Kaltwalzen und ein Endglühen bei 300 bis 450°C für 1 bis 10 Stunden durchgeführt, so dass ein Plattierungsmaterial mit einer Dicke von etwa 0,3 mm erhalten wird. Das Plattierungsverhältnis des Hartlötmaterials eines Rippenmaterials ist bevorzugt 5 bis 20%, besonders bevorzugt 8 bis 15%.
  • (Hartlöterwärmungsbedingung)
  • Der Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch Kombinieren verschiedener Komponenten, einschließlich eines Rohrmaterials und eines Rippenmaterials, und Hartlöten derselben hergestellt. Zumindest ein Teil des Aluminiumlegierungswärmetauschers für ein Abgasrückführungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Komponente mit dem Rippenmaterial, das auf der Oberfläche des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials angeordnet und damit verbunden ist, auf.
  • Das Hartlöterwärmungsverfahren und die Hartlöterwärmungsbedingungen sind nicht besonders beschränkt, und ein Hartlötverfahren unter Verwendung eines fluoridbasierten nichtkorrodierenden Flussmittels unter einer Inertgasatmosphäre wird als das Hartlötverfahren bevorzugt. Hinsichtlich der Hartlöterwärmungsbedingungen ist die Zeit, die für den Schritt eines Erwärmens von 400°C auf eine Hartlöttemperatur zum Abschluss einer Hartlötverfestigung beim Hartlöten und den Schritt zum Kühlen benötigt wird, nicht besonders beschränkt, und sie ist bevorzugt 7 bis 40 Minuten. Ferner ist die Zeit zum Beibehalten von 580°C oder mehr bevorzugt 3 bis 20 Minuten.
  • Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele genauer beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die im Folgenden beschriebenen Beispiele beschränkt. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen zusätzlich zu den folgenden Beispielen und den obigen detaillierten Angaben von Fachleuten vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • [Beispiele]
  • (Beispiele, Vergleichsbeispiele und Referenzbeispiele)
  • <Präparation des Rohrmaterials>
  • Jeder von Aluminiumlegierungsblöcken für das Kernmaterial, das Opferantikorrosionsmaterial und das Hartlötmaterial des Rohrmaterials mit einer in den Tabellen 1 bis 3 gezeigten Zusammensetzung wurde durch semikontinuierliches Gießen gegossen, maschinell bearbeitet, so dass er plan war, und einer Homogenisierungsbehandlung bei 520°C für 6 Stunden unterzogen.
  • Anschließend wurde basierend auf der in Tabelle 5 gezeigten Kombination der Block für das Opferantikorrosionsmaterial zur Überlappung mit einer Oberfläche des Blocks für das Kernmaterial gebracht. Beim Plattieren eines Hartlötmaterials wurde ein Block für das Hartlötmaterial mit der entgegengesetzten Oberfläche zur Überlappung gebracht. Auf diese Weise wurden überlappende Blöcke bereitgestellt. Die Dicke des Opferantikorrosionsmaterials und die Dicke des Hartlötmaterials wurden derart eingestellt, dass jedes ein Plattierungsverhältnis von 10% aufwies.
  • Anschließend wurden die überlappenden Blöcke vor dem Schritt des Heißwalzens bis zu 520°C wärmebehandelt und unmittelbar danach heißgewalzt, so dass eine Zweilagen- oder Dreilagenplattierungsplatte mit einer Dicke von 3,5 mm hergestellt wurde. Anschließend wurde die erhaltene Plattierungsplatte bis zu einer Dicke von 0,30 mm kaltgewalzt und dann für 2 Stunden bei 500°C geglüht. Durch die oben beschriebenen Schritte wurde ein Zweilagen- oder Dreilagenrohrmaterial mit einer Gesamtdicke von 0,30 mm und einem Plattierungsverhältnis der Opferantikorrosionsmaterialschicht von 10% bereitgestellt.
  • <Bereitstellen des Rippenmaterials>
  • Jeder der Aluminiumlegierungsblöcke für das Hartlötmaterial und das Kernmaterial für ein Rippenmaterial, die in Tabelle 3 und Tabelle 4 gezeigt sind, wurde durch semikontinuierliches Gießen gegossen, maschinell bearbeitet und für 6 Stunden einer Homogenisierungsbehandlung bei 520°C unterzogen.
  • Anschließend wurde basierend auf der in Tabelle 5 gezeigten Kombination ein Block für das Hartlötmaterial zur Überlappung mit beiden Oberflächen eines Blocks für das Kernmaterial gebracht, so dass ein Block bereitgestellt wurde. Die Dicke des Hartlötmaterials wurde derart eingestellt, dass ein jeweiliges Plattierungsverhältnis von 10% vorlag.
  • Anschließend wurden die zur Überlappung gebrachten Blöcke vor dem Schritt eines Heißwalzens bis zu 520°C wärmebehandelt und unmittelbar danach heißgewalzt, so dass eine Dreilagenplattierungsplatte mit einer Dicke von 3,5 mm erhalten wurde. Ferner wurden ein Kaltwalzen und ein Endglühen bei 390 bis 450°C für 4 Stunden durchgeführt, um ein Dreilagenrippenmaterial mit einer Dicke von etwa 0,1 mm bereitzustellen.
  • <Bereitstellen einer Testprobe für eine Evaluation>
  • Das oben erhaltene Rippenmaterial wurde in eine Breite von 16 mm geschlitzt, gewellt und in eine Rippenform für einen Wärmetauscher gebracht.
  • Anschließend wurde das Rohrmaterial zum Bereitstellen eines Teststücks eines Rohrmaterials in eine Breite von 16 mm und eine Länge von 70 mm geschnitten, und ein KF-AlFbasiertes Flussmittel (KAlF4 oder dergleichen) in Pulverform wurde auf die Oberfläche des Opferantikorrosionsmaterials des Teststücks des Rohrmaterials aufgebracht.
  • Anschließend wurde das gewellte Rippenmaterial zwischen zwei Teststücken des Rohrmaterials angeordnet, so dass die Oberfläche des Opferantikorrosionsmaterials auf der Seite der Rippe war, und es wurde für 3 Minuten ein Hartlöterwärmen bei 600°C unter einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt. Bei dieser Gelegenheit wurde die Schrittweite der Rippen, die durch Wellen ausgebildet wurden, so eingestellt, dass die Oberfläche des Rippenmaterials einer Testprobe für eine Evaluation geändert wurde, so dass das Verhältnis der Oberfläche Sb (mm2) des Rippenmaterials zu der Oberfläche Sa (mm2) des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials eingestellt wurde. Nach einem Hartlöterwärmen wurde eine Testprobe für eine Evaluation bei auf Raumtemperatur verringerter Temperatur bereitgestellt.
  • (Messung des Lochfraßpotentials)
  • Ein Rohr und eine Rippe wurden zur Evaluation aus der Testprobe ausgeschnitten, und Abschnitte, die sich von der Messfläche unterschieden, wurden mit Epoxidharz abgedeckt. Diese wurden als Testmaterialien verwendet, und im Rahmen einer Vorbehandlung wurden die Oberflächen der Testmaterialien durch Eintauchen in eine wässrige 5% NaOH-Lösung bei 60°C für 30 Sekunden und in eine wässrige 30% HNO3-Lösung für 60 Sekunden gereinigt. Anschließend wurde zu einer wässrigen 5% NaCl-Lösung Essigsäure hinzugefügt, und zum Bereitstellen einer Messlösung wurde eine Entlüftung mit Stickstoff für 30 Minuten durchgeführt. Das Rohr oder die Rippe wurden bei 25°C in die Messlösung eingetaucht, und unter Verwendung eines Potentiostats wurde eine anodische Polarisationskurve gemessen. In der Polarisationskurve wurde das Potential, bei dem der Strom plötzlich zunahm, als das Lochfraßpotential definiert. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
  • (Korrosionswiderstand)
  • Eine Testprobe für eine Evaluation wurde einem zyklischen Korrosionstest unterzogen, der ein Sprühen für 2 Stunden (Sprühmenge: 1 bis 2 ml/80 cm2/h) unter Verwendung einer wässrigen Lösung mit pH 4,8 als eine Sprühflüssigkeit mit 500 ppm an Ammonium, 6 ppm an Salzsäure, 10 ppm an Schwefelsäure, 10 ppm an Salpetersäure, 1000 ppm an Essigsäure und 1000 ppm an Methansäure, Trocknen (relative Luftfeuchtigkeit: 20 bis 30%) für 2 Stunden und Befeuchten (relative Luftfeuchtigkeit: 95% oder mehr) für 2 Stunden beinhaltete. Die Temperatur in der Testkammer wurde auf 50°C eingestellt, und die Testzeit wurde auf 3000 Stunden eingestellt. Nach Abschluss des Tests wurden die Korrosionsprodukte mit konzentrierter Salpetersäure entfernt. Die Tiefe der korrodierten Poren, die auf der Oberfläche des Opferantikorrosionsmaterials erzeugt wurden, wurde dann durch das Schärfentiefeverfahren gemessen, um eine maximale als die Korrosionstiefe zu bestimmen. Eine Probe mit einer maximalen Korrosionstiefe von weniger als 100 µm wurde als gut befunden, und eine Probe mit einer maximalen Korrosionstiefe von 100 µm oder mehr wurde als schlecht befunden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. [Tabelle 1]
    Si Cu Mn Fe Mg Ni Ti V Cr Zr Al
    A1 0. 50 0. 50 1. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A2 0. 05 0. 50 1. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A3 1. 50 0. 50 1. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A4 0. 50 0.05 1. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0.00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A5 0. 50 3. 00 1. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A6 0. 50 0. 50 0. 40 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A7 0. 50 0. 50 2. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A8 0. 50 0. 50 1. 00 0. 10 0. 50 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A9 0. 50 0. 50 1. 00 1. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A10 0. 50 0. 50 1. 00 0. 10 0. 00 1. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A11 0. 50 0. 50 1. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 20 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A12 0. 50 0. 50 1. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 20 0. 00 0. 00 ba I.
    A13 0. 50 0. 50 1. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 20 0. 00 ba I.
    A14 0. 50 0. 50 1. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 20 ba I.
    A15 0. 01 0. 50 1. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A16 2. 00 0. 50 1. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A17 0. 50 0. 01 1. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A18 0. 50 5. 00 1. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A19 0. 50 0. 50 0. 30 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    A20 0. 50 0. 50 2. 50 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    [Tabelle 2]
    Si Zn Mn Fe Mg Ni In Sn Ti V Cr Zr Al
    B1 0. 05 3. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    B2 0. 05 2. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    B3 0. 05 6. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    B4 0. 50 3. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    B5 0. 05 3. 00 2. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    B6 0. 05 3. 00 0. 00 0. 10 0. 50 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    B7 0. 05 3. 00 0. 00 1. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    B8 0. 05 3. 00 0. 00 0. 10 0. 00 1. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    B9 0. 05 3. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    B10 0. 05 3. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    B11 0. 05 3. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 20 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    B12 0. 05 3. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 20 0. 00 0. 00 ba I.
    B13 0. 05 3. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 20 0. 00 ba I.
    B14 0. 05 3. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 20 ba I.
    B15 0. 05 0. 50 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    B16 0. 60 3. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    B17 0. 05 8. 00 0. 00 0. 10 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 0. 00 ba I.
    [Tabelle 3]
    Si Zn Al
    D1 7. 00 0. 00 ba I.
    D2 3. 00 0. 00 ba I.
    D3 13. 00 0. 00 ba I.
    D4 7. 00 1. 00 ba I.
    D5 7. 00 3. 00 ba I.
    [Tabelle 4]
    Si Mn Fe Mg Al
    C1 0. 50 1. 00 0. 10 0. 00 ba I.
    C2 0. 05 1. 00 0. 10 0. 00 ba I.
    C3 1. 50 1. 00 0. 10 0. 00 ba I.
    C4 0. 50 0. 40 0. 10 0. 00 ba I.
    C5 0. 50 2. 00 0. 10 0. 00 ba I.
    C6 0. 50 1. 00 0. 10 0. 05 ba I.
    C7 0. 50 1. 00 0. 10 0. 50 ba I.
    C8 0. 50 1. 00 0. 20 0. 00 ba I.
    C9 0. 50 1. 00 1. 00 0. 00 ba I.
    C10 0. 01 1. 00 0. 10 0. 00 ba I.
    C11 2. 00 1. 00 0. 10 0. 00 ba I.
    C12 0. 50 0. 20 0. 10 0. 00 ba I.
    C13 0. 50 2. 50 0. 10 0. 00 ba I.
    [Tabelle 5]
    Rohr/ Kernmaterial Rohr/ Opfermaterial Rohr/ Hartlötmaterial Rippe/ Kernmaterial Rippe/ Hartlötmaterial Oberflächenverhältnis (Sb/Sa)×100 (%) 1) Korrosionstestergebnis (µm)
    Beispiel 1 A1 B1 - C1 D1 142 56
    Beispiel 2 A2 B1 - C1 D1 140 56
    Beispiel 3 A3 B1 - C1 D1 152 61
    Beispiel 4 A4 B1 - C1 D1 140 62
    Beispiel 5 A5 B1 - C1 D1 150 58
    Beispiel 6 A6 B1 - C1 D1 158 55
    Beispiel 7 A7 B1 - C1 D1 142 54
    Beispiel 8 A8 B1 - C1 D1 156 64
    Beispiel 9 A9 B1 - C1 D1 158 52
    Beispiel 10 A10 B1 - C1 D1 150 54
    Beispiel 11 A11 B1 - C1 D1 154 60
    Beispiel 12 A12 B1 - C1 D1 140 62
    Beispiel 13 A13 B1 - C1 D1 152 56
    Beispiel 14 A14 B1 - C1 D1 154 68
    Beispiel 15 A1 B2 - C1 D1 140 51
    Beispiel 16 A1 B3 - C1 D1 156 55
    Beispiel 17 A1 B4 - C1 D1 158 80
    Beispiel 18 A1 B5 - C1 D1 150 62
    Beispiel 19 A1 B6 - C1 D1 150 58
    Beispiel 20 A1 B7 - C1 D1 148 58
    Beispiel 21 A1 B8 - C1 D1 144 66
    Beispiel 22 A1 B9 - C1 D1 144 58
    Beispiel 23 A1 B10 - C1 D1 150 54
    Beispiel 24 A1 B11 - C1 D1 154 52
    Beispiel 25 A1 B12 - C1 D1 142 66
    Beispiel 26 A1 B13 - C1 D1 146 52
    Beispiel 27 A1 B14 - C1 D1 142 58
    Beispiel 28 A1 B1 - C2 D1 150 68
    Beispiel 29 A1 B1 - C3 D1 156 63
    Beispiel 30 A1 B1 - C4 D1 150 70
    Beispiel 31 A1 B1 - C5 D1 148 54
    Beispiel 32 A1 B1 - C6 D1 150 60
    Beispiel 33 A1 B1 - C7 D1 142 54
    Beispiel 34 A1 B1 - C8 D1 144 60
    Beispiel 35 A1 B1 - C9 D1 154 56
    Beispiel 36 A1 B1 - C1 D2 152 60
    Beispiel 37 A1 B1 D1 C1 D3 150 51
    Beispiel 38 A1 B1 D2 C1 D1 146 56
    Beispiel 39 A1 B1 D3 C1 D1 142 58
    Beispiel 40 A1 B1 D4 C1 D1 148 62
    Beispiel 41 A1 B1 D5 C1 D1 150 50
    Vergleichsbeispiel 1 A1 B1 - C1 D1 320 259
    Vergleichsbeispiel 2 A15 B1 - C1 D1 144 202
    Vergleichsbeispiel 3 A16 B1 - C1 D1 146 -
    Vergleichsbeispiel 4 A17 B1 - C1 D1 150 191
    Vergleichsbeispiel 5 A18 B1 - C1 D1 142 -
    Vergleichsbeispiel 6 A19 B1 - C1 D1 144 194
    Vergleichsbeispiel 7 A20 B1 - C1 D1 - -
    Vergleichsbeispiel 8 A1 B15 - C1 D1 158 205
    Vergleichsbeispiel 9 A1 B16 - C1 D1 146 220
    Vergleichsbeispiel 10 A1 B17 - C1 D1 148 211
    Vergleichsbeispiel 11 A1 B1 - C10 D1 156 194
    Vergleichsbeispiel 12 A1 B1 - C11 D1 152 -
    Vergleichsbeispiel 13 A1 B1 - C12 D1 142 201
    Vergleichsbeispiel 14 A1 B1 - C13 D1 - -
    1) Oberflächenverhältnis (Sb/Sa)×100 (%): Verhältnis der Oberflache Sb (mm2) des Rippenmaterials (der Gesamtoberfläche des Hartlötmaterials auf beiden Flächen) zu der Oberfläche Sa (mm2) des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials, d.h. ((Sb/Sa)×100) (%).
  • Bei allen Beispielen gab es kein Problem im Hinblick auf die Herstellbarkeit des Rohrmaterials oder des Rippenmaterials, die Hartlöteigenschaft war gut, und der Korrosionswiderstand nach dem zyklischen Korrosionstest war exzellent.
  • In den Vergleichsbeispielen 7 und 14 trat während der Herstellung des Rohrmaterials oder des Rippenmaterials ein Schmelzen oder eine Rissbildung auf, so dass die anschließenden Evaluationen nicht durchgeführt werden konnten.
  • In den Vergleichsbeispielen 3, 5 und 12 wurde das Rohr oder die Rippe während eines Hartlötens geschmolzen, so dass die anschließenden Evaluationen nicht durchgeführt wurden.
  • In den Vergleichsbeispielen 1, 2, 4, 6, 8 bis 11 und 13 war der Korrosionswiderstand schlecht.

Claims (6)

  1. Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem, der ein Wärmetauscher ist, der in einem Abgasrückführungssystem einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung mit einer Ammoniumionenkonzentration von 100 ppm oder mehr in einem Kondenswasser eines Abgases zum Kühlen des Abgases eingebaut ist, wobei der Wärmetauscher erhalten wird durch Hartlöten: eines Rohrmaterials mit mindestens einem Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 0,05 Massen-% oder mehr und 1,50 Massen-% oder weniger an Si, 0,05 Massen-% oder mehr und 3,00 Massen-% oder weniger an Cu und 0,40 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, und einem Opferantikorrosionsmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 2,00 Massen-% oder mehr und 6,00 Massen-% oder weniger an Zn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, das auf einer Innenfläche des Kernmaterials plattiert ist; und eines Rippenmaterials mit einem Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 0,05 Massen-% oder mehr und 1,50 Massen-% oder weniger an Si und 0,40 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, und einem ersten Hartlötmaterial, das auf einer Oberfläche des Kernmaterials plattiert ist, und einem zweiten Hartlötmaterial, das auf einer anderen Oberfläche des Kernmaterials plattiert ist, wobei das erste Hartlötmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 3,00 Massen-% oder mehr und 13,00 Massen-% oder weniger an Si besteht, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, wobei das zweite Hartlötmaterial aus einer Aluminiumlegierung mit 3,00 Massen-% oder mehr und 13,00 Massen-% oder weniger an Si besteht, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind; wobei der Wärmetauscher ein Verhältnis einer Oberfläche Sb (mm2) des Hartlötmaterials des Rippenmaterials auf einer Innenseite des Rohrs (einer Gesamtoberfläche des ersten Hartlötmaterials und des zweiten Hartlötmaterials) zu einer Oberfläche Sa (mm2) des Opferantikorrosionsmaterials des Rohrmaterials, das die Innenseite des Rohrs bildet, d.h. ((Sb/Sa) ×100), von weniger als 200% aufweist.
  2. Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Kernmaterial des Rippenmaterials ferner eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger an Mg und 0,10 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Fe aufweist.
  3. Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials ferner eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 0,05 Massen-% oder mehr und 2,00 Massen-% oder weniger an Mn, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger an Mg, 0,10 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Fe, 0,05 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Ni, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger an Si, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an In, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Sn, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Ti, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an V, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Cr und 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Zr aufweist.
  4. Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Rohrmaterial ein Hartlötmaterial mit 3,00 Massen-% oder mehr und 13,00 Massen-% oder weniger an Si aufweist, wobei der Rest Al und unvermeidbare Verunreinigungen sind, das auf einer Oberfläche entgegengesetzt zu der Oberfläche, die mit dem Opferantikorrosionsmaterial des Rohrmaterials plattiert ist, plattiert ist.
  5. Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem nach Anspruch 4, bei dem das Hartlötmaterial des Rohrmaterials ferner 1,00 Massen-% oder mehr und 3,00 Massen-% oder weniger an Zn aufweist.
  6. Aluminiumlegierungswärmetauscher für ein Abgasrückführungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Kernmaterial des Rohrmaterials ferner eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 0,05 Massen-% oder mehr und 0,50 Massen-% oder weniger an Mg, 0,10 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Fe, 0,05 Massen-% oder mehr und 1,00 Massen-% oder weniger an Ni, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Cr, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Zr, 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an Ti und 0,05 Massen-% oder mehr und 0,30 Massen-% oder weniger an V aufweist.
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