ES2302338T3 - Metodo para la fabricacion de intercambiadores de calor. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UNA ALEACION DE COBRE CON UNA ALTA TEMPERATURA DE RECRISTALIZACION Y UNA BUENA CONDUCTIVIDAD, QUE SE EMPLEA EN LOS INTERCAMBIADORES SOLDADOS AL CALOR; LA ALEACION CONTIENE DE 0,1 A 0,3 % EN PESO DE CROMO. LA INVENCION TAMBIEN SE REFIERE A UN METODO PARA FABRICAR LA ALEACION QUE CONSISTE EN LAS ETAPAS SIGUIENTES: FUNDICION, OPERACION EN FRIO, TEMPLADO Y OTRA OPERACION EN FRIO ANTES DE SOLDAR.

Description

Método para la fabricación de intercambiadores de calor.

La invención se refiere a un método para la fabricación de intercambiadores de calor que comprenden aletas de refrigeración a usar, por ejemplo, en automóviles.

Se ha desarrollado una nueva tecnología de ensamblaje para soldadura fuerte usando cobre y latón para intercambiadores de calor de automóviles en los últimos años. En la soldadura fuerte, las partes metálicas de un intercambiador de calor se unen por un metal fundido, es decir un metal de relleno, cuya temperatura de fusión es más baja que la de las partes a unir. La soldadura fuerte es similar a la soldadura blanda. Sin embargo, en la soldadura fuerte la temperatura de trabajo es más de 450ºC. La temperatura de trabajo para soldadura fuerte del metal de relleno depende de la composición química del material de relleno. En la Patente de Estados Unidos 5.378.294 se describe una aleación de relleno para soldadura fuerte que se basa en aleaciones de cobre de bajo contenido en níquel que tienen una baja temperatura de fusión y que son auto-fundentes. La temperatura de trabajo para estas aleaciones está entre 600 y 700ºC.

Las propiedades mecánicas del metal usado en un intercambiador de calor se alcanzan a través de adiciones de aleación y trabajo en frío. En los intercambiadores de calor habitualmente hay aletas y tubos que están soldados con estaño o están soldados con latón, juntos. Un metal trabajado en frío comenzará a reblandecerse, es decir a recristalizar cuando se caliente. Por lo tanto, las adiciones de aleación se hacen al material de aletas para aumentar la temperatura de reblandecimiento. Es necesario que las aletas de los intercambiadores de calor retengan la mayor cantidad posible de la dureza original después de la unión. En la Patente de Estados Unidos 5.429.794 se describen aleaciones de cobre-zinc adecuadas para intercambiadores de calor, particularmente para radiadores, porque puede soldarse con latón sin perder demasiada resistencia.

Cuando se piensa en la conductividad de un material intercambiador de calor, la formación de aleaciones de cobre disminuirá la conductividad eléctrica, como en las aleaciones de la Patente de Estados Unidos 5.429.794. El objeto de la presente invención es eliminar algunos de los inconvenientes de la técnica anterior y conseguir un método para fabricar intercambiadores de calor que comprenden aletas de refrigeración, de modo que las aletas tengan buena conductividad eléctrica después de la soldadura fuerte.

De acuerdo con la invención, se forma aleación de cobre desoxidado con fósforo por cromo, siendo el contenido de cromo en dicha aleación del 0,2% en peso. Preferiblemente la aleación consta de cobre y cromo, siendo otros materiales cualesquiera presentes constituyentes e impurezas incidentales.

La aleación tiene una elevada temperatura de recristalización, por ejemplo al menos 625ºC que es conveniente para soldadura fuerte para evitar el reblandecimiento. Esto es porque la soldadura fuerte se hace a la temperatura de más de 600ºC. Las aletas de refrigeración se fabrican a través de moldeo continuo y trabajo en frío de modo que la conductividad eléctrica después de la soldadura fuerte sea al menos el 90% IACS (International Annealed Copper Standard).

Las aletas se fabrican por un método que incluye las siguientes etapas: moldeo, trabajo en frío, recocido y otro trabajo en frío antes de la soldadura fuerte. La etapa de moldeo se realiza como un moldeo de banda continua. Las etapas de trabajo en frío se realizan por laminación. La etapa de recocido es un recocido por tramos, es decir un recocido rápido en el que el tiempo de recocido está entre 0 a 30 segundos, por ejemplo, 0,01 a 30 segundos, preferiblemente 1 a 10 segundos y la temperatura de recocido está en el intervalo entre 700 y 900ºC, preferiblemente 700 a 800ºC.

Usando el método de la invención, la conductividad eléctrica de las aletas aumenta durante cada etapa. Se cree que esto se debe a la precipitación de cromo que tiene lugar en todas las etapas. Los precipitados tienen una distribución fina y buena estabilidad. Durante la etapa de soldadura fuerte esencialmente todo el cromo de la aleación precipita y la aleación entonces tiene buena conductividad eléctrica.

La invención se describe con detalle en el siguiente ejemplo y en el siguiente dibujo donde se ilustra el efecto de las etapas del proceso sobre la conductividad eléctrica.

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Ejemplo

La aleación de acuerdo con la invención que tiene un 0,2% en peso de cromo, cobre de soporte, se moldeó primero usando un moldeo de banda continua. Después del moldeo se midió la conductividad eléctrica y el valor era del 50% IACS. La aleación moldeada en banda después se laminó en frío al grosor de menos de 0,1 mm y el valor para la conductividad eléctrica era del 50% IACS. La aleación laminada después se recoció a la temperatura de 750ºC durante 5 segundos. Después de esta etapa de recocido, la conductividad eléctrica tenía un valor del 56% IACS. La aleación se laminó de nuevo en frío a la dimensión final de 0,05 mm y el valor de la conductividad eléctrica era del 61% IACS. Después se hizo la soldadura fuerte para el producto final a la temperatura de 625ºC. Después de la soldadura fuerte, se midió de nuevo el valor para la conductividad eléctrica y el valor era del 94% IACS.

La resistencia elástica de las aletas fabricadas de la aleación de cobre de la invención después de la soldadura fuerte era de 250 MPa y las aletas no se recristalizaban. La variación descrita anteriormente de la conductividad eléctrica se ilustra en la Fig. 1. En la Fig. 1 también se ilustra, como una comparación, la conductividad teórica. Los valores teóricos se calculan a partir del diagrama de equilibrio para el sistema de cobre-cromo. Las curvas muestran la influencia del cromo de la solución sólida sobre la conductividad eléctrica. La influencia de la deformación en frío se obtiene a partir de la relación entre la conductividad eléctrica para el cobre de baja aleación y la reducción durante la deformación en frío. La aleación fabricada por el método de la invención tiene una conductividad un 10% IACS mejor después de la soldadura fuerte que la conductividad teórica.

Claims (3)

1. Un método para la fabricación de intercambiadores de calor que comprenden aletas de refrigeración fabricadas de una aleación de cobre y cromo que contiene un 0,2% en peso de cromo, cobre de soporte e impurezas incidentales que tiene una elevada temperatura de recristalización y buena conductividad, comprendiendo el método las siguientes etapas:

a) moldeo de banda continua, después de lo cual la conductividad eléctrica de la aleación de cobre y cromo es del 50% IACS,

b) trabajo en frío por laminación,

c) recocido por tramos,

d) otro trabajo en frío por laminación,

e) soldadura fuerte de los intercambiadores de calor a la temperatura de más de 600ºC después de lo cual la conductividad eléctrica de las aletas de refrigeración es al menos el 90% IACS.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el recocido se realiza a una temperatura de 700 a 900ºC.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el tiempo de recocido es de 0,01 a 30 segundos.