DE3311960C2 - Verwendung einer Kupferlegierung für die Herstellung von Kraftfahrzeugkühlern - Google Patents

Abstract

Korrosionsbeständige Kupferlegierungen für die Herstellung von Kühlern (Radiatoren) bestehen aus 25 bis 40 Gew.-% Zink, 0,005 bis 0,070 Gew.-% Phosphor, 0,05 bis 1,0 Gew.-% Zinn, 0,05 bis 1,0 Gew.-% Aluminium, Rest Kupfer und unvermeidbare Verunreinigungen.

Description

Für die Herstellung von Kraftfahrzeugkühlern werden bevorzugt Kupfer-Zink-Legierungen (Messing) eingesetzt, die gute mechanische und Verarbeitungseigenschaften haben und korrosionsbeständig sind. Bei Kraftfahrzeugkühlern treten Korrosionsprobleme an der normalerweise mit dem Kühlmittel in Kontakt stehenden Kühlerinnenseite auf. Ein Kraftfahrzeugkühler ist aber auch an seiner Außenseite korrosionsgefährdet, da er Kraftfahrzeugemissionen, salzbeladener Luft bei Fahrten in Küstennähe und Schadstoffen in Abgasen von industriellen Anlagen ausgesetzt ist. Die zunehmende Luftverschmutzung und andere korrodierende Einflüsse haben die Lebensdauer von herkömmlichen Kraftfahrzeugkühlern aus Messing verkürzt, das typischerweise aus 65 % Kupfer und 35 % Zink besteht (alle Prozentangaben erfolgen vorliegend in Gewichtsprozent).

Es ist auch Gussmessing für Kokillen- und Druckguß bekannt (E. Brunhuber, "Schmelz- und Legierungstechnik von Kupferwerkstoffen", 1968, S. 251), das als Legierungsbestandteile 58,0 bis 64,0 % Kupfer, bis 1,0 % Aluminium und Zink als Rest sowie als zulässige Beimengungen bis zu 0,5 % Nickel, bis zu 2,0 % Blei, bis zu 1,0 % Zinn, bis zu 0,10 % Antimon, bis zu 0,8 % Eisen, bis zu 0,20 % Mangan, bis zu 0,50 % Silicium, bis zu 0,05 % Phosphor und bis zu 0,10 % Arsen aufweist, wobei die Beimengungen, außer Nickel und Blei, insgesamt bis zu 2,2 % ausmachen. Des weiteren ist es bekannt (US-PS 22 24 095) für Wärmetauscherrohre Kupfer-Zink-Legierungen aus 13,8 bis 41,999 % Zink, 0,001 bis 0,2 % Phosphor, bis zu 1,0 % Zinn und 58,0 bis 85,0 % Kupfer und aus 22 % Zink, 0,001 bis 0,2 % Phosphor, 2% Aluminium und 76 % Kupfer sowie für Kondensatorenrohre eine Legierung aus 29 % Zink, 0,03 % Phosphor, 1,0 % Zinn und 70 % Kupfer zu verwenden, wobei der Phosphorzusatz zur Verbesserung der Entzinkungsbeständigkeit dient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, der die Herstellung von Kraftfahrzeugkühlern gestattet, die auf der Außen- und der Innenseite korrosionsbeständig sind.

Diese Aufgabe wird durch die Verwendung einer Legierung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Kupfer und Zink, welche die Basis der vorliegend verwendeten Legierung darstellen, weisen hervorragende Verarbeitungsfähigkeit und mechanische Festigkeit auf und zeichnen sich auch durch besonders gute Wärmeleitfähigkeit aus. Von diesen beiden Metallen ist Zink auf den Bereich von 25 bis 40 % beschränkt, weil weniger als 25 Gew.-% Zink die Verarbeitungsfähigkeit der resultierenden Legierung beeinträchtigt und ein Anteil von mehr als 40 Gew.-% zu einer Ausscheidung der Beta-Phase in der Legierung führt, wodurch die Korrosionsbeständigkeit und die Kaltverarbeitungsfähigkeit nachteilig beeinflusst werden. Die zugesetzte Phosphormenge ist auf einen Bereich von 0,005 bis 0,07 Gew.-% beschränkt, weil ein Zusatz von weniger als 0,005 Gew.-% der Legierung nicht die gewünschte verbesserte Korrosionsbeständigkeit verleiht, während ein Anteil von mehr als 0,07 Gew.-% zwar die Korrosionsbeständigkeit der Legierung weiter erhöht, aber dazu neigt, eine interkristalline Korrosion zu begünstigen. Zinn führt in Mengen von weniger als 0,05 Gew.-% nicht zu einer Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, und der günstige Einfluß erreicht bei Werten über 1,0 Gew.-% eine Sättigung. Das gleiche gilt für Aluminium, das heißt, ein Aluminiumzusatz von weniger als 0,05 Gew.-% sorgt nicht für die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit, während andererseits der Einfluß von Aluminium bei einem Zusatz von mehr als 1,0 Gew.-% in die Sättigung geht.

Vorzugsweise wird für den Zweck nach Anspruch 1 eine Kupferlegierung aus 27 bis 37 % Zink, 0,01 bis 0,04 % Phosphor, 0,1 bis 0,5 % Zinn, 0,1 bis 0,5 % Aluminium und Kupfer als Rest mit begleitenden Verunreinigungen verwendet.

Beispiel

Es wurden Legierungen unterschiedlicher Zusammensetzung entsprechend der Tabelle 1 erschmolzen. Die Legierungen wurden heißgewalzt und dann unter geeigneter Wärmebehandlung zu 1 mm dicken Blechen kaltgewalzt. Nach einer letzten Wärmebehandlung bei 500°C während 30 min wurden die Bleche Korrosionsbeständigkeitstests ausgesetzt.

Für jeden Test wurde einer Lösung von 1,3 g Natriumhydrogencarbonat, 1,5 g Natriumsulfat und 1,6 g

Natriumchlorid in einem Liter Wasser auf 88°C gehalten. Jede Testprobe wurde in der Lösung eingetaucht gehalten, während Luft in einer Durchflussmenge von 100 ml/min 336 h lang eingeblasen wurde. Die Tiefe der Entzinkungskorrosion wurde gemessen, um die Korrosionsbeständigkeit jeder Probe zu beurteilen.

Tabelle 1

Die Tabelle 2 läßt deutlich erkennen, dass erfindungsgemäß verwendete Legierungen gegenüber Entzinkungskorrosion in hohem Maße widerstandsfähig sind.

Tabelle 2

Claims (2)

1. Verwendung einer Kupferlegierung aus 25 bis 40 % Zink, 0,005 bis 0,07 % Phosphor, 0,05 bis 1 % Zinn, 0,05 bis 1 % Aluminium

und Kupfer als Rest mit begleitenden Verunreinigungen für die Herstellung von sowohl an ihrer Innen- als auch an ihrer Außenseite korrosionsbeständigen Kraftfahrzeugkühlern.

2. Verwendung einer Kupferlegierung nach Anspruch 1 aus 27 bis 37 % Zink, 0,01 bis 0,04 % Phosphor, 0,1 bis 0,5 % Zinn, 0,1 bis 0,5 % Aluminium

und Kupfer als Rest mit begleitenden Verunreinigungen für den Zweck nach Anspruch 1.