KR102221072B1 - 열교환기, 알루미늄 합금과 알루미늄 스트립의 용도 및 알루미늄 스트립 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알루미늄 합금의 적어도 하나의 열교환기 튜브(12) 및 상기 열교환기 튜브(12)와 유체 연통하게 연결된 적어도 하나의 부품(14, 16)을 구비한 열교환기, 특히 차량용 열교환기(10)에 관한 것이며, 열교환기 튜브(12)와 부품(14, 16)은 일반적인 브레이징 연결에 의해 서로 연결되며, 열교환기 튜브(12)에 연결된 부품(14, 16)은 알루미늄 합금의 코어 층(24)을 구비하며, 상기 알루미늄 합금의 조성은: Si : 최대 0.7 중량%, Fe : 최대 0.7 중량%, Cu : 최대 0.10 중량%, Mn : 0.9 - 1.5 중량%, Mg : 최대 0.30 중량%, Cr : 최대 0.25 중량%, Zn : 최대 0.50 중량%, Ti : 최대 0.25 중량%, Zr : 최대 0.25 중량%, 불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%, 잔부는 알루미늄이다. 또한 본 발명은 알루미늄 합금, 브레이징 열교환기(10)를 위한 매니폴드(14, 16) 또는 튜브시트를 제조하기 위한 이러한 알루미늄 합금의 코어 층(24)을 구비한 알루미늄 스트립의 용도, 및 알루미늄 스트립의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

열교환기, 알루미늄 합금과 알루미늄 스트립의 용도 및 알루미늄 스트립 제조방법{HEAT EXCHANGER, USE OF AN ALUMINIUM ALLOY AND AN ALUMINIUM STRIP AND METHOD FOR PRODUCING AN ALUMINIUM STRIP}
본 발명은 열교환기, 특히 알루미늄 합금으로 만든 적어도 하나의 열교환기 튜브 및 상기 열교환기 튜브와 유체 연통하게 연결된 적어도 하나의 부품을 구비한 차량용 열교환기에 관한 것이며, 열교환기 튜브와 부품은 일반적인 브레이징 연결에 의해 서로 연결된다. 또한 본 발명은 알루미늄 합금, 브레이징 열교환기용 매니폴드 또는 튜브시트를 제조하기 위한 이러한 알루미늄 합금의 코어 층을 구비한 알루미늄 스트립의 용도 및 특히 전술한 용도의 압연 클래딩 알루미늄 스트립의 제조 방법에 관한 것이다.
열교환기는 하나의 매질 유동으로부터 다른 매질 유동에 열 에너지를 전달하는 역할을 한다. 이를 위해, 열교환기는 작동하는 동안 제1 매질 유동이 통과하도록 설계된 적어도 하나의 열교환기 튜브를 구비하며, 상기 제1 매질 유동은 열교환기 튜브에 의해서 제2 매질 유동과 열적 접촉한다. 이러한 목적으로, 제2 매질 유동은 작동 중에 특히 열교환기 튜브 주위로 유동할 수 있다. 향상된 열전달을 위해, 일반적으로 열교환기는 열전달을 위해 사용될 수 있는 커다란 표면이 제공되도록 만들어진다. 이를 위해, 예컨대 감긴 열교환기 튜브, 복수의 채널을 구비한 열교환기 튜브 및/또는 복수의 열교환기 튜브를 구비한 열교환기 튜브 번들이 사용된다. 추가로 또는 대안으로, 열적 접촉면을 더욱 확대하기 위하여 핀(fin)과 같은 냉각 본체가 열교환기 튜브에 브레이징 될 수 있다.
적어도 하나의 열교환기 튜브 이외에, 열교환기는 작동 중에 매질 유동이 그곳으로부터 열교환기 튜브 내로 유입하거나 매질 유동이 열교환기로부터 유출하여 그곳으로 유입되는 추가적인 부품들을 구비한다. 매질 유동을 열교환기 튜브 내로 도입하거나 열교환기 튜브를 빠져나온 매질 유동을 수집하기 위하여, 열교환기 튜브의 한쪽 단부에 연결되는 부품들은 매니폴드 또는 튜브시트(tubesheet)라고도 또한 지칭된다. 매니폴드는 특히 원주 방향으로 폐쇄된, 일반적으로 튜브의 형태인 본체로서 이해되어야 하며, 열교환기의 열교환기 튜브를 연결하기 위한 구멍들을 구비한다. 튜브시트는 특히 원주 방향으로 완전히 폐쇄되지는 않은, 예컨대 반쪽 튜브 단면을 가진 본체로서 이해되어야 하며, 원주 방향으로 폐쇄된 본체를 형성하기 위하여 추가적인 부품 예를 들면 플라스틱 판이 보충된다. 튜브시트는 열교환기의 열교환기 튜브를 연결하기 위한 구멍을 또한 구비한다.
환경적인 영향에 의한 부식은 알루미늄의 브레이징 열교환기에서, 특히 자동차 분야의 적용에 있어서 커다란 문제를 야기한다.
상이한 화학 조성을 가지며 상응하게 상이한 부식 전위를 나타내는, 개별적인 적용을 위해 일반적으로 최적화된 합금들은 핀, 열교환기 튜브, 매니폴드 등과 같은 열교환기의 개별적인 부품용으로 사용되기 때문에, 열교환기에는 결합된 갈바닉 부식 시스템(a coupled galvanic corrosion system)이 존재한다.
이러한 상황은 예컨대 두께가 얇은 매질 수송 튜브와 같은 특히 중요한 부품들을 위해 비교적 노블한 부식 전위를 갖는 알루미늄 재료가 사용되는 재료 선택에서 일반적으로 고려되며, 예컨대 핀과 같은 열교환기의 작동을 위해 덜 중요한 부품들은 열악한 부식 전위를 갖는 알루미늄 재료로 만들어진다. 결과적으로, 열교환기의 사용 수명, 즉 누출이 일어날 때까지의 시간이 실질적으로 연장될 수 있도록 열교환기의 덜 중요한 부품들이 사용 중에 초기에 부식을 당하게 된다.
압출 다중 챔버 튜브, 이른바 MPE는 냉각기 네트워크에서 냉각 매질 수송 튜브를 위한 공조 시스템의 응축기용으로 주로 설치되었다. MPE의 제조 과정에서 압출 중에 프레스 힘을 제한하기 위하여, 대표적인 MPE용 알루미늄 합금은 일반적으로 Al-Mn 합금(EN-AW 3xxx 유형의 합금)을 토대로 하는 합금들인 다른 열교환기 부품을 위한 보편적인 압연용 합금들보다 현저하게 낮은 합금 원소(예컨대, Mn, Si 또는 Cr)들을 함유한다.
이것은 특히 MPE가 열교환기에서 브레이징되는 매니폴드 또는 튜브시트와 같은 부품들에 적용된다. 결국, 바람직하게는 MPE가 매니폴드에 대한 브레이징 연결부와 제1 에어 핀 사이의 구역에서 부식되도록 MPE의 부식 전위는 많은 경우에 매니폴드 또는 튜브시트의 부식 전위보다 낮다.
MPE의 이러한 국부적인 부식을 회피하기 위하여, 서로 부분적으로 조합되어 있는 상이한 대책들이 알려져 있다.
예컨대 용사(thermal spraying)에 의해 또는 아연-함유 플럭스 코팅을 적용하는 것에 의해서, MPE에 아연-함유 코팅을 적용하는 것이 알려져 있다. MPE의 표면에 아연을 적용하는 것은 바람직하게는 부식이 튜브 표면에 대해 측면으로 평행하게 일어나도록 알루미늄 재료의 부식 전위를 국부적으로 감소시킨다. 이에 의해 국부적인 부식, 이른바 공식(pitting)이 방지되므로 열교환기의 수명이 현저하게 증가한다.
매니폴드 또는 튜브시트 상에 아연-함유 브레이징 재료를 사용하는 것이 또한 알려져 있다. 브레이징 후에 이상적으로는 MPE의 부식 전위 이하가 되도록 매니폴드 또는 튜브시트의 표면에서의 부식 전위가 실질적으로 낮아지고, 매니폴드 또는 튜브시트에 의해 양극 방식(anodically protected)된다.
그러나, 앞서 언급한 대책들은 브레이징한 열교환기에서 아연의 분포를 제어하기 어렵다는 단점이 있다. 아연은 알루미늄에서 특히 높은 확산 속도를 나타낸다. 일반적으로 600℃ 범위 내의 온도에서의 브레이징 과정 중에, 아연은 브레이징 공정의 기간에 따라 비교적 넓은 확산 경로를 이동할 수 있다. 좋지 않은 경우에, 결과적으로 MPE와 매니폴드 사이 또는 MPE와 냉각 핀 사이의 브레이징 연결부 내에서 높은 아연 농도가 나타날 수 있다. 결국, 이들 브레이징 연결부는 열교환기에서 가장 양극인 구역, 즉 가장 낮은 부식 전위의 구역이 될 것이며, 따라서 우선적으로 부식되어 열교환기의 심각한 성능 손실(MPE와 냉각 핀 사이의 브레이징 연결부가 부식되는 경우) 또는 심지어 열교환기의 파손(MPE와 매니폴드 사이의 브레이징 연결부가 부식되는 경우)으로 이어질 수 있다.
열교환기 이러한 성능 손실 또는 조기 파손을 회피할 수 있도록 하기 위하여, 개별적인 브레이징 조건들의 함수로서 그리고 개별적인 적용을 위한 각 부품에서의 아연 함량을 정확히 설정하는 것이 필요할 수 있다. 그러나, 이것은 상당한 노력을 요구하며 표준화된 재료의 사용을 억제한다.
이러한 배경 기술들을 감안하여, 본 발명의 목적은 전술한 부식 문제들이 감소될 수 있고 가급적 범용으로 사용가능한 브레이징 열교환기용 재료를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 전술한 목적은 열교환기, 특히 알루미늄 합금으로 만든 적어도 하나의 열교환기 튜브 및 상기 열교환기 튜브와 유체 연통하게 연결된 적어도 하나의 부품을 구비한 차량용 열교환기로 적어도 부분적으로 달성되는데, 상기 열교환기 튜브와 부품은 일반적인 브레이징 연결에 의해 서로 연결되고, 상기 열교환기 튜브에 연결되는 부품은 이하에 설명하는 조성을 갖는 알루미늄 합금의 코어 층을 가지고 있다.
Si : 최대 0.7 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.7 중량%, 특히 0.50 - 0.7 중량%,
Fe : 최대 0.7 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.50 중량%, 특히 0.15 - 0.40 중량%,
Cu : 최대 0.10 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%, 특히 최대 0.03 중량%,
Mn : 0.9 - 1.5 중량%, 바람직하게는 1.2 - 1.5 중량%,
Mg : 최대 0.30 중량%, 바람직하게는 0.01 - 0.15 중량%, 특히 0.01 - 0.10 중량%,
Cr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.20 중량%,
Zn : 최대 0.5 중량%, 바람직하게는 최대 0.25 중량%, 특히 최대 0.10 중량%,
Ti : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
Zr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
잔부는 알루미늄이다.
본 발명에서 열교환기 튜브는 작동 중에 제1 매질 유동이 통과하여 흐르도록 설계된 파이프 또는 튜브로서 이해되어야 하며, 상기 제1 매질 유동은 열교환기 튜브에 의해 제2 매질 유동과 열적 접촉한다. 열교환기는 적어도 하나, 바람직하게는 복수의 열교환기 튜브, 예컨대 적어도 5개의 열교환기 튜브를 갖는다.
적어도 하나의 부품이 열교환기 튜브와 유체 연통하게 연결된다. 이것은 작동 중에 열교환기 튜브를 통해 유동하는 매질 유동이 또한 상기 부품을 통해서 적어도 부분적으로 유동하게 되는 방식으로 상기 부품이 열교환기 튜브의 적어도 하나의 단부에 연결된다는 것을 의미한다. 예컨대 부품은 하나 또는 복수의 열교환기 튜브가 연결되는 매니폴드 또는 튜브시트일 수 있다.
열교환기 튜브와 부품은 일반적인 브레이징 연결에 의해 서로 연결된다. 브레이징 연결은 특히 하드 브레이징 연결, 즉 450℃보다 높은 브레이징 온도에서 생성된 브레이징 연결이다. 따라서 열교환기 튜브와 부품들은, 결합된 갈바닉 부식 시스템을 형성하도록 상기 열교환기 튜브와 부품이 브레이징 연결부를 통하여 직접 연결된다.
본 발명의 맥락에서, 브레이징 열교환기에서 발생하는 부식 문제들은 열교환기 튜브에 연결되는 부품을 위한 전술한 알루미늄 합금의 코어 층을 구비한 부품을 사용함으로써 감소될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 부품은 특히 전술한 합금의 코어 층과 상기 코어 층에 클래딩되는 클래드 층을 구비한 클래드 부품일 수 있다. 그러나, 언클래드 부품(unclad component)이 또한 사용될 수 있다. 본 발명에서 "코어 층"이라는 용어는 클래드 부품 및 언클래드 부품 모두에 대해 사용되며, 언클래드 부품의 경우에 코어 층은 부품의 유일한 층일 수도 있다.
코어 층을 위한 이러한 합금을 사용함으로써, 상기 코어 층은 브레이징한 상태에서 더 낮은 부식 전위를 나타내며 열교환기 튜브, 특히 MPE를 위해 일반적으로 사용되는 대부분의 합금들보다 낮은 것이다. 부품, 특히 매니폴드 또는 튜브시트의 코어 층을 위한 이러한 합금을 열교환기 튜브의 합금과 조합함으로써, 코어 층의 합금은 열교환기 튜브에 대한 갈바닉 방식(galvanic protection)을 제공한다.
열교환기 튜브에 아연-함유 코팅을 사용하거나 매니폴드 또는 튜브시트와 같은 부품에 아연-함유 브레이징 클래드를 사용하는 것이 필요하지 않게 되거나, 사용되는 아연의 양이 적어도 실질적으로 감소될 수 있다. 따라서, 브레이징한 상태에서 코어 층의 부식 전위가 바람직하게는 열교환기의 열교환기 튜브의 부식 전위보다 더 낮다.
부식 시험[ASTM G85 annex A3에 따른 해수 산성화 시험(sea water acidified test:SWAAT)]에서, 전술한 합금의 매니폴드 또는 튜브시트를 사용한 브레이징 열교환기는 부식 전위를 맞추지 않은 상업적으로 입수가능한 코어 합금의 매니폴드 또는 튜브시트보다 현저하게 더욱 긴 수명을 나타내었다.
특히 부품의 코어 층을 위해 전술한 합금을 사용함으로써, 열교환기 튜브 특히 MPE의 누출이 매니폴드와 매니폴드에 인접한 핀 사이의 구역에서 방지될 수 있다.
전술한 목적은 본 발명에 따라 열교환기, 특히 앞에 설명한 열교환기용 부품, 특히 매니폴드 또는 튜브시트를 제조하기 위해 알루미늄 합금을 사용하거나 알루미늄 합금의 코어 층을 구비한 알루미늄 스트립을 사용하는 것에 의해 또한 적어도 부분적으로 달성되는데, 상기 부품은 열교환기의 열교환기 튜브에 유체 연통하게 연결되도록 설계되며 알루미늄 합금은 이하에 설명하는 조성을 갖는다.
Si : 최대 0.7 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.7 중량%, 특히 0.50 - 0.7 중량%,
Fe : 최대 0.7 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.50 중량%, 특히 0.15 - 0.40 중량%,
Cu : 최대 0.10 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%, 특히 최대 0.03 중량%,
Mn : 0.9 - 1.5 중량%, 바람직하게는 1.2 - 1.5 중량%,
Mg : 최대 0.30 중량%, 바람직하게는 0.01 - 0.15 중량%, 특히 0.01 - 0.10 중량%,
Cr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.20 중량%,
Zn : 최대 0.50 중량%, 바람직하게는 최대 0.25 중량%, 특히 최대 0.10 중량%,
Ti : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
Zr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
잔부는 알루미늄이다.
특히 전술한 합금은 부식 전위를 감소시키기 위하여 일반적으로 많은 양을 첨가하였던 합금 원소 Zn 및 Mg가 크게 생략되었다는 것을 특징으로 한다. 대신에, 목표하는 부식 전위는 합금 조성의 세심한 조정에 의해서 달성된다.
특히 상기 합금은 강도를 증가시키고 부식 전위를 조절하기 위하여 통상적인 합금에 대해 사용되는 합금 원소 Cu가 크게 생략되었다는 것을 특징으로 한다. 더욱이, 특히 브레이징 상태에서의 고용체에 합금 원소 Mn의 함량이 최소화된다. 특히 이것은 합금 원소 Mn, Si, Fe의 함량을 조정하는 것과 균질화 어닐링 및 열간 압연을 위한 예비 가열에서의 온도 제어를 조합하는 것에 의해서 또한 달성될 수 있다.
강도 증가 원소 Cu를 생략함에도 불구하고, 전술한 합금으로 충분한 강도값, 특히 전형적인 Cu 함유 합금들에 필적하는 강도값이 여전히 달성될 수 있다. 결과적으로, 전술한 합금은 압출 튜브(MPE)를 구비한 열교환기(예컨대, 응축기) 및 압연한 알루미늄 시트 금속으로 구성된 튜브를 구비한 열교환기 모두에 지금까지 사용된 합금들을 용이하게 대체할 수 있다.
특성들의 바람직한 조합, 즉 낮은 부식 전위와 동시에 양호한 강도는 합금 조성 및 제조 공정을 세심하게 조정하는 것에 의해서, 특히 클래드 알루미늄 스트립으로 달성될 수 있다.
전술한 목적은 본 발명에 따라 특히 전술한 용도를 위한 알루미늄 스트립의 제조 방법에 의해서 적어도 부분적으로 또한 달성되는데, 상기 제조 방법은:
Si : 최대 0.7 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.7 중량%, 특히 0.50 - 0.7 중량%,
Fe : 최대 0.7 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.50 중량%, 특히 0.15 - 0.40 중량%,
Cu : 최대 0.10 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%, 특히 최대 0.03 중량%,
Mn : 0.9 - 1.5 중량%, 바람직하게는 1.2 - 1.5 중량%,
Mg : 최대 0.30 중량%, 바람직하게는 0.01 - 0.15 중량%, 특히 0.01 - 0.10 중량%,
Cr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.20 중량%,
Zn : 최대 0.5 중량%, 바람직하게는 최대 0.25 중량%, 특히 최대 0.10 중량%,
Ti : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
Zr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
및 잔부로서 알루미늄을 포함하는 알루미늄 합금으로부터 DC 주조 방법으로 압연 잉곳을 주조하는 단계;
540℃ 내지 620℃ 범위, 바람직하게는 540℃ 내지 600℃ 범위의 온도에서 4 내지 12 시간의 유지 시간으로 어닐링 처리하여 상기 압연 잉곳을 균질화하는 단계;
열간 스트립, 특히 2.0 내지 10 mm 두께, 바람직하게는 3 내지 7 mm 두께의 열간 스트립을 형성하도록 상기 압연 잉곳을 열간 압연하는 단계;
옵션으로 300℃ 내지 450℃ 범위, 바람직하게는 300℃ 내지 400℃ 범위의 온도에서 중간 어닐링하여, 상기 열간 스트립을 최종 두께로 냉간 압연하는 단계를 포함하며, 바람직하게는 냉간 스트립의 최종 두께가 0.1 내지 5 mm, 특히 바람직하게는 0.8 내지 3 mm, 특히 1.0 내지 2.5 mm 범위이다.
본 발명의 변경 실시예에 따라, 전술한 방법은 압연 잉곳을 균질화하지 않고 또한 실행될 수 있다.
전술한 합금과 함께 조합한 이러한 제조 방법으로 양호한 강도와 동시에 낮은 부식 전위를 나타내는 코어 층을 갖는 알루미늄 스트립이 만들어지는 것이 확인되었다.
바람직하게는 압연 잉곳에는 열간 압연하기 전에 클래드 코팅이 제공된다. 클래드 코팅은 후속 열간 압연 중에 압연 잉곳에 클래딩 된다. 압연 잉곳은 한면 또는 양면에 클래드 코팅을 구비할 수 있다. 특히 압연 잉곳은 한면에 브레이징 합금의 클래드 코팅을 구비할 수 있으며, 브레이징 합금은 예컨대 Si 함량이 7 내지 12 중량%인 알루미늄 합금일 수 있다. 적합한 브레이징 합금들은 예컨대 EN-AW 4343 또는 EN-AW 4045이다. 예컨대 EN-AW 4104와 같은 대체 합금들이 가능한 진공 브레이징 공정을 위해 또한 사용될 수 있다.
대안으로 또는 추가로, 예컨대 EN-AW 1050 또는 EN-AW 7072의 하나 또는 복수의 부식 방지층이 압연 잉곳에 또한 클래딩될 수 있다. 예컨대 이러한 유형의 부식 방지층은 추후 사용중에 부식 매질과 접촉하게 되는 쪽에 클래딩될 수 있다. 적합하지 않은 냉각 매질을 사용하더라도 이러한 부식 방지층에 의해서 부식 방지가 또한 보장될 수 있다. 그러므로, 이 실시형태는 냉매 냉각기에 특히 적합하다. 알루미늄 스트립이 예컨대 매니폴드의 보호를 위해 사용될 경우, 부식 방지층은 바람직하게는 튜브의 내측에 배열된다.
전술한 방법의 개별적인 단계들은 이하에서 더욱 상세하게 설명된다.
우선, 압연 잉곳이 전술한 합금으로부터 DC(direct chill) 주조 방법으로 주조된다. DC 주조 방법에서, 액상 금속은 압연 잉곳을 형성하기 위해 바람직하게는 냉각 주형에 의해 주조된다. 얻어진 압연 잉곳은 그 다음에 예컨대 물에 의해 직접적으로 추가로 냉각된다.
압연 잉곳의 균질화 처리는 540℃ 내지 620℃ 범위의 온도, 바람직하게는 540℃ 내지 600℃ 범위의 온도에서 4 내지 12 시간의 유지 시간으로 어닐링 처리에 의해 실시된다. 재료의 부식 전위에 영향을 미치는 재료의 석출 상태는 균질화 처리에 의해 실질적으로 설정된다.
대안으로, 압연 잉곳의 균질화 처리는 브레이징 상태에서 재료의 더욱 높은 강도를 달성하기 위하여 또한 생략될 수 있다.
최적의 압연 클래딩을 위해, 코어 바의 한면 또는 양면에 클래드 코팅이 제공된다. 서로의 상부에 배열되는 층들은 클래드 패킷(cladding packet)으로 또한 지칭된다. 각각의 경우에 바람직하게는 클래드 코팅의 두께는 클래드 패킷의 전체 두께의 5% 내지 20%이다.
열간 압연 중에, 압연 잉곳 또는 클래드 패킷은 바람직하게는 2.0 내지 10 mm 두께로, 특히 3 내지 7 mm 두께로 각각 압연된다. 열간 압연을 위해, 압연 잉곳 또는 클래드 패킷은 특히 초기에 450℃ 내지 480℃의 온도로 예열되고 그 목표 온도에서 대략 3 내지 10 시간 동안 각각 유지된다. 균질화 처리 중에 설정된 석출 상태를 현저하게 변경하지 않기 위하여, 480℃보다 높은 예열 온도 및 10 시간을 초과하는 유지 시간은 회피하여야 한다.
열간 스트립은 냉간 압연 중에 필요한 최종 두께, 바람직하게는 0.1 내지 5 mm의 두께, 특히 바람직하게는 0.8 내지 3 mm의 두께, 특히 1.0 내지 2.5 mm의 두께로 압연된다. 그러나, 적용 분야에 따라 더 얇거나 또는 더 두꺼운 최종 두께가 있을 수 있거나 적절할 수 있다.
압연하였을 때 강한, 예컨대 최종 상태에서 H14(DIN EN 515)의 상태가 요구되는 경우, 냉간 스트립의 재결정 어닐링이 바람직하게는 중간 두께로 300℃ 내지 450℃의 온도, 특히 300℃ 내지 400℃의 온도에서 실시된다. 중간 두께는 요구되는 최종 두께에 의존하며, 재료의 기계적 강도는 정확한 최종 압연 압하율을 통해서 설정될 수 있다. H14의 상태에서, 25% 내지 30% 범위의 최종 압연 압하율, 예컨대 30%의 최종 압연 압하율은 인도된 상태에서의 강도 및 성형성의 유리한 조합을 달성하기 위하여 적당하다. 대조적으로, 최종 압연 압하율은 일반적으로 브레이징 상태에서의 부식 전위에 단지 약간의 영향을 미치거나 전혀 영향을 미치지 않는다.
연화 어닐링 상태 O(DIN EN 515)의 재료를 위해, 바람직하게는 연화 어닐링은 최종 두께로 300℃ 내지 450℃의 온도, 특히 300℃ 내지 400℃의 온도에서 이루어진다. 연화 어닐링 상태의 재료를 위한 방법은 바람직하게는 압연 잉곳의 균질화 처리로 또한 실시된다. 대안으로, 상태 H24(DIN EN 515)는 240℃ 내지 350℃의 온도에서의 최종 어닐링에 의해 설정될 수 있다. 알루미늄 스트립의 성형성에 대한 높은 요건이 부여되는 경우, 특히 알루미늄 스트립의 열교환기의 부품을 제조하기 위한 경우, 상태 O(O 조질 처리로 또한 지칭됨)가 바람직하게는 알루미늄 스트립의 제조 공정 중에 설정된다. 열교환기의 부품으로서 튜브, 특히 매니폴드를 제조하기 위한 알루미늄 스트립의 용도를 위해, 상태 H24 또는 H14가 바람직하게는 제조 공정 중에 설정된다. 알루미늄 스트립의 이러한 상태는 특히 열교환기 튜브의 연결을 위한 슬롯의 펀칭을 가능하게 한다. 최종 어닐링 또는 연화 어닐링과 같은 최후 열처리는 브레이징 후의 부식 전위에 심각한 영향을 주지 않는다는 것이 확인되었다.
열교환기 튜브에 연결되는 부품의 코어 층 또는 부품을 제조하기 위해 사용되는 알루미늄 스트립의 알루미늄 합금, 또는 알루미늄 스트립을 제조하기 위한 압연 잉곳이 그로부터 주조되는 알루미늄 합금은 이하에 설명하는 조성을 갖는다.
Si : 최대 0.7 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.7 중량%, 특히 0.50 - 0.7 중량%,
Fe : 최대 0.7 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.50 중량%, 특히 0.15 - 0.40 중량%,
Cu : 최대 0.10 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%, 특히 최대 0.03 중량%,
Mn : 0.9 - 1.5 중량%, 바람직하게는 1.2 - 1.5 중량%,
Mg : 최대 0.30 중량%, 바람직하게는 0.01 - 0.15 중량%, 특히 0.01 - 0.10 중량%,
Cr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.20 중량%,
Zn : 최대 0.50 중량%, 바람직하게는 최대 0.25 중량%, 특히 최대 0.10 중량%,
Ti : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
Zr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
잔부는 알루미늄이다.
개별적인 합금 성분들의 중요성은 이하에서 설명한다.
실리콘(Si)은 망간과 함께 제조 과정에서 이른바 α상(Al15Mn4Si2)의 석출상을 형성한다. 실리콘은 매트릭스에 고용되는 망간의 함량을 감소시키고 따라서 바람직한 방향으로 부식 전위에 영향을 주며 석출 경화를 통해 기계적 강도를 또한 증가시킨다. 지나치게 높은 함량은 합금의 융점을 과도하게 감소시킬 수 있다. 그러므로, 알루미늄 합금의 실리콘 함량은 최대 0.7 중량%이다. 동시에 바람직한 부식 전위를 달성하기 위하여, 알루미늄 합금의 실리콘 함량은 바람직하게는 0.10 내지 0.7 중량%, 특히 바람직하게는 0.50 내지 0.7 중량% 이다.
높은 철(Fe) 함량은 부식 거동에 부정적인 영향을 주며 실리콘에 대해 전술한 바와 같이 실리콘과 망간 사이의 결합 형성의 효과가 제한되도록 금속간 상들의 형성에서 실리콘을 또한 결합한다. 그러므로, 알루미늄 합금의 철 함량은 최대 0.7 중량%, 바람직하게는 0.40 중량%로 제한된다. 바람직하게는 알루미늄 합금의 철 함량은 0.10 내지 0.50 중량%, 특히 0.15 내지 0.40 중량%이다. 0.15 중량% 미만 또는 0.10 중량% 미만의 철 함량은 이용가능한 원료(기본적인 알루미늄 및 스크랩)의 선택을 매우 심각하게 제한할 수 있고 따라서 원료 비용을 증가시킬 수 있다. 0.10 내지 0.50 중량%, 특히 0.15 내지 0.40 중량% 범위의 철 함량에서, 한편으로는 양호한 부식 거동과 다른 한편으로는 경제적인 효율성의 특히 좋은 절충이 달성된다.
구리(Cu)는 합금의 부식 전위를 포지티브 쪽으로 따라서 바람직하지 않은 방향으로 강하게 푸시한다. 따라서, 알루미늄 합금의 구리 함량은 최대 0.10 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%의 불가피한 미량으로 제한된다. 구리는 코어 층 재료로부터 브레이징 연결부, 특히 필릿 용접부의 구역까지 확산할 수 있고 이 구역에서 부식이 일어나기 때문에, 바람직하게는 합금의 구리 함량은 최대 0.03 중량%로 더욱 제한된다.
망간(Mn)은 강도 증가에 기여한다. 그러므로 알루미늄 합금의 망간 함량은 적어도 0.9 중량%이다. 그러나 고용체에서 지나치게 높은 망간 함량은 부식 전위를 바람직하지 않은 포지티브 방향으로 또한 푸시하므로 합금의 망간 함량은 최대 1.5 중량%이다. 특히 망간 함량은 함금의 실리콘 함량에 맞추어진다. Mn은 균질화 어닐링 또는 열간 압연을 위한 예열 중에 Si 및 Al과 금속간 석출상들을 각각 형성한다. 그러므로, 고용체에서 망간 함량은 감소되고 부식 전위는 바람직한 방향으로 푸시된다. 바람직하게는 Mn : Si의 비율이 1.7 내지 3, 바람직하게는 2 내지 3, 특히 2 내지 2.5 범위로 설정된다. 망간 함량은 바람직하게는 1.2 내지 1.5 중량% 범위이다. 이 범위에서, 양호한 강도와 동시에 충분히 낮은 부식 전위가 달성되었다.
마그네슘(Mg)은 고용체 강화에 의해 강도를 증가시키고 부식 전위를 베이스 방향으로, 즉 바람직한 방향으로 푸시한다. 그러나 높은 Mg 함량은 일반적인 CAB(controlled atmosphere brazing) 브레이징 공정에서의 브레이징 거동에 부정적으로 영향을 준다. 그러므로 합금의 마그네슘 함량은 최대 0.30 중량%, 바람직하게는 최대 0.10 중량%로 제한된다. 다른 한편으로, 코어 층의 강도 및 부식 전위는 0.01 내지 0.15 중량%, 특히 0.01 내지 0.10 중량% 범위의 낮은 Mg 함량의 목표하는 첨가에 의해 브레이징 거동에 부정적으로 영향을 주지 않으면서 이미 설정될 수 있다는 것이 확인되었다.
크롬(Cr)은 강도를 증가시키며 합금에서 Cu의 의도적인 분배를 적어도 부분적으로 보상한다. 높은 크롬 함량으로 바람직하지 않은 조대한 금속간 주조 상들이 석출할 수 있으므로, 합금의 Cr 함량은 최대 0.25 중량%로 제한된다. 바람직하게는 Cr 함량은 0.10 내지 0.20 중량%이다. 이 범위에서 바람직하지 않은 주물 상들의 현저한 석출없이 강도의 양호한 증가가 달성되었다.
전술한 아연 확산을 통한 부식 문제 때문에 합금의 아연 함량은 최대 0.50 중량%, 바람직하게는 최대 0.25 중량% 특히 바람직하게는 최대 0.10 중량%로 제한된다. 아연은 부식 전위를 베이스 방향으로 강하게 푸시하기 때문에, 부식 전위의 미세한 조정을 위해 필요할 때 소량, 특히 0.01 내지 0.10 중량%의 범위로 첨가될 수 있다.
Ti 또는 Zr은 합금에 최대 0.25 중량%의 함량까지 포함될 수 있다. Ti 및/또는 Zn의 함량은 바람직하게는 최대 0.05 중량%이다.
열교환기, 알루미늄 합금 또는 알루미늄 스트립의 용도 및 알루미늄 스트립의 제조 방법의 다른 실시예들이 아래에서 설명되는데, 각 경우의 개별적인 실시예들이 열교환기, 알루미늄 합금 또는 알루미늄 스트립의 용도 및 알루미늄 스트립의 제조 방법에 각각 적용될 수 있다. 또한 실시예들은 서로 조합될 수 있다.
제1 실시예에 따라, 알루미늄 합금은 바람직하게는 아래에서 설명하는 조성을 갖는다.
Si : 0.5 내지 0.7 중량%,
Fe : 0.15 내지 0.40 중량%,
Cu ; 최대 0.05 중량%, 바람직하게는 최대 0.03 중량%,
Mn : 1.2 내지 1.5 중량%,
Mg : 최대 0.10 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 0.10 중량%,
Cr : 0.10 내지 0.20 중량%,
Zn : 최대 0.10 중량%,
Ti : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
Zr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
잔부는 알루미늄이다.
이에 의해 양호한 강도와 동시에 충분히 낮은 부식 전위를 갖는 알루미늄 합금이 달성된다.
다른 실시예에 따라, 열교환기 튜브에 연결된 부품은 매니폴드 또는 튜브시트이다. 열교환기에서, 일반적으로 열교환기 튜브는 매니폴드 또는 튜브시트에 직접적으로 연결되므로 이들 부품은 열교환기 튜브와 직접 결합된 갈바닉 부식 시스템을 형성한다. 따라서, 열교환기 튜브보다 낮은 부식 전위를 갖는 매니폴드 또는 튜브시트는 열교환기 튜브를 양극 방식하기 위해 매우 적합하다.
다른 실시예에 따라, 열교환기 튜브에 연결되는 부품은 브레이징 상태에서 ASTM G69에 따른 카로멜 전극[SCE(saturated calomel electrode)]에 대해 -740 mV 이하의 부식 전위를 갖는다. 전술한 합금으로, 특히 알루미늄 스트립의 전술한 제조 방법과 조합으로, 이러한 낮은 부식 전위와 동시에 충분한 강도를 갖는 부품이 제조될 수 있다는 것이 확인되었다. 부식 전위가 -740 mV 이하인 부품은 특히 예컨대 그 부식 전위가 일반적으로 -660 mV 내지 -720 mV 범위인 EN-AW 3003, EN-AW 3005 또는 EN-AW 3017과 같은 유형의 통상적으로 사용되는 합금들보다 부식 전위가 더 낮다.
다른 실시예에 따라, 열교환기 튜브는 압출 다중-챔버 튜브(MPE)이다. 일반적으로 압출 다중-챔버 튜브는 특히 부식에 취약하도록 약간 낮은 부식 전위를 갖는다. 따라서, 부품의 코어 층을 위해 전술한 합금을 사용하는 것은 특히 압출 다중-챔버 튜브를 구비한 열교환기를 위해 현저한 이점을 제공한다.
다른 실시예에 따라, 열교환기는 3xxx 유형의 알루미늄 합금으로 구성된다. 브레이징 후의 부식 전위는 일반적으로 이러한 합금에 대해 -720 mV 내지 -760 mV 이다. 예컨대, 열교환기 튜브는 EN-AW 3102 유형의 알루미늄 합금으로 구성될 수 있다. 이러한 합금에 대한 부식 전위는 대략 -735 mV 내지 -745 mV 이다. 특히 열교환기 튜브의 알루미늄 합금은 다음과 같은 조성을 가질 수 있다. Si : 0.40 중량% 이하, Fe : 0.7 중량% 이하, Cu : 0.10 중량% 이하, Mn : 0.05 내지 0.40 중량%, Zn : 0.30 중량% 이하, Ti : 0.10 중량% 이하, 불순물은 개별적으로 0.05 중량% 이하이고 합계로 0.15 중량% 이하, 잔부는 알루미늄이다. 예컨대 EN-AW 3102과 같은 3xxx 합금들은 낮은 부식 전위를 가지며 따라서 부식에 취약하다. 부품의 코어 층을 위해 전술한 합금을 사용하는 것은 특히 이들 합금의 열교환기 튜브와 조합하여 특히 현저한 이점을 제공한다.
다른 실시예에 따라, 열교환기 튜브 및 그곳에 연결되는 부품의 일반적인 브레이징 연결의 브레이징 재료는 Zn 함량이 최대 1.2 중량%, 바람직하게는 최대 0.50 중량%, 더 바람직하게는 최대 0.20 중량%이다. 바람직하게는, 진공 브레이징 을 위해 예컨대 EN-AW 4043, EN-AW 40450와 같은 Zn이 없는 표준 브레이징 합금의 브레이징 재료가 사용된다. 표준 브레이징 재료 합금에서, Zn 함량은 최대 0.50 중량%, 특히 최대 0.20 중량%의 값으로 제한된다. 예컨대 -750 mV 이하의 브레이징 부식 전위 및 매우 낮은 합금화된 재료의 튜브를 사용하는 것과 같은 특별한 경우에, 최대 1.2 중량%의 Zn이 첨가된 브레이징 재료를 사용하는 것이 적당할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 열교환기 튜브에 연결된 부품은 브레이징 합금의 클래드 브레이징 재료 층을 구비하며, 브레이징 합금은 Si 함량이 7 내지 12 중량%이고 Zn 함량이 최대 0.50 중량%, 특히 최대 0.20 중량%인 알루미늄 합금이다. 용도의 대응하는 실시예에 따라, 알루미늄 스트립은 브레이징 합금의 코어 층에 클래딩되는 브레이징 재료 층을 가지며, 브레이징 합금은 Si 함량이 7 내지 12 중량%이고 Zn 함량이 최대 0.50 중량%, 바람직하게는 최대 0.20 중량%인 알루미늄 합금이다. 방법의 대응하는 실시예에 따라, 클래드 코팅은 브레이징 합금으로 구성되고, 브레이징 합금은 Si 함량이 7 내지 12 중량%이고 Zn 함량이 최대 0.50 중량%, 바람직하게는 최대 0.20 중량%인 알루미늄 합금이다.
열교환기 튜브의 부식 방지는 부품의 코어 층에 의해 보장되기 때문에, Zn 함유 브레이징 재료 또는 Zn 함유 브레이징 재료 클래드 층을 사용하는 것은 생략될 수 있고 따라서 제어되지 않은 Zn 확산의 문제가 회피될 수 있다.
이하에서는 열교환기의 추가적인 실시예 1 내지 7, 용도의 추가적인 실시예 8 및 9, 방법의 추가적인 실시예 10 내지 13이 설명된다.
1. 알루미늄 합금으로 만든 적어도 하나의 열교환기 튜브 및 열교환기 튜브와 유체 연통하게 연결된 적어도 하나의 부품을 구비하고,
열교환기 튜브와 부품은 일반적인 브레이징 연결에 의해 서로 연결되는 열교환기, 특히 차량용 열교환기에 있어서,
열교환기 튜브에 연결된 부품은 이하에 설명하는 조성을 갖는 알루미늄 합금의 코어 층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
Si : 최대 0.70 중량%, 바람직하게는 0.50 - 0.70 중량%,
Fe : 최대 0.70 중량%, 바람직하게는 최대 0.40 중량%, 특히 0.15 - 0.40 중량%,
Cu : 최대 0.10 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
Mn : 0.90 - 1.50 중량%, 바람직하게는 1.20 - 1.50 중량%,
Mg : 최대 0.30 중량%, 바람직하게는 최대 0.10 중량%,
Cr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.20 중량%,
Zn : 최대 0.50 중량%, 바람직하게는 최대 0.10 중량%,
Ti : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
Zr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
잔부는 알루미늄이다.
2. 실시예 1에 있어서, 열교환기 튜브에 연결된 부품은 매니폴드 또는 튜브시트인 것을 특징으로 하는 열교환기.
3. 실시예 1 또는 2에 있어서, 열교환기 튜브에 연결된 부품은 ASTM G69에 따른 -740 mV 이하의 부식 전위를 갖는 것을 특징으로 하는 열교환기.
4. 실시예 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 열교환기 튜브는 압출 다중-챔버 튜브인 것을 특징으로 하는 열교환기.
5. 실시예 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 열교환기 튜브는 3xxx 유형의 알루미늄 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
6. 실시예 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 열교환기 튜브와 열교환기 튜브에 연결되는 부품의 일반적인 브레이징 연결은 Zn 함량이 최대 0.2 중량%인 브레이징 재료를 사용하여 생성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
7. 실시예 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 열교환기 튜브에 연결된 부품은 브레이징 합금의 클래드 브레이징 재료 층을 구비하며, 브레이징 합금은 Si 함량이 7 내지 12 중량%이고 Zn 함량이 최대 0.2 중량%인 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 열교환기.
8. 열교환기, 특히 실시예 1 내지 7 중 어느 하나에 따른 열교환기용 부품, 특히 매니폴드 또는 튜브시트를 제조하기 위한 알루미늄 합금 또는 상기 알루미늄 합금의 코어 층을 구비한 알루미늄 스트립의 용도에 있어서, 부품은 열교환기의 열교환기 튜브에 유체 연통하게 연결되도록 설계되고, 알루미늄 합금의 조성은:
Si : 최대 0.70 중량%, 바람직하게는 0.50 - 0.70 중량%,
Fe : 최대 0.70 중량%, 바람직하게는 최대 0.40 중량%, 특히 0.15 - 0.40 중량%,
Cu : 최대 0.10 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
Mn : 0.90 - 1.50 중량%, 바람직하게는 1.20 - 1.50 중량%,
Mg : 최대 0.30 중량%, 바람직하게는 최대 0.10 중량%,
Cr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.20 중량%,
Zn : 최대 0.50 중량%, 바람직하게는 최대 0.10 중량%,
Ti : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
Zr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
잔부는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 용도.
9. 실시예 8에 있어서, 알루미늄 스트립은 브레이징 합금의 코어 층에 클래딩되는 브레이징 재료 층을 구비하며, 브레이징 합금은 Si 함량이 7 내지 12 중량%이고 Zn 함량이 최대 0.2 중량%인 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 용도.
10. 알루미늄 스트립, 특히 실시예 8 또는 9에 따른 용도를 위한 알루미늄 스트립의 제조 방법에 있어서, 상기 방법은:
Si : 최대 0.70 중량%, 바람직하게는 0.50 - 0.70 중량%,
Fe : 최대 0.70 중량%, 바람직하게는 최대 0.40 중량%, 특히 0.15 - 0.40 중량%,
Cu : 최대 0.10 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
Mn : 0.90 - 1.50 중량%, 바람직하게는 1.20 - 1.50 중량%,
Mg : 최대 0.30 중량%, 바람직하게는 최대 0.10 중량%,
Cr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 0.10 - 0.20 중량%,
Zn : 최대 0.50 중량%, 바람직하게는 최대 0.10 중량%,
Ti : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
Zr : 최대 0.25 중량%, 바람직하게는 최대 0.05 중량%,
불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
및 잔부로서 알루미늄을 포함하는 알루미늄 합금으로부터 DC 주조 방법으로 압연 잉곳을 주조하는 단계;
540℃ 내지 600℃ 범위의 온도에서 4 내지 12 시간의 유지 시간으로 어닐링 처리하여 상기 압연 잉곳을 균질화하는 단계;
열간 스트립, 특히 3 내지 7 mm 두께의 열간 스트립을 형성하도록 상기 압연 잉곳을 열간 압연하는 단계;
옵션으로 300℃ 내지 400℃ 범위의 온도에서 중간 어닐링하여, 상기 열간 스트립을 최종 두께로 냉간 압연하는 단계를 포함하며, 바람직하게는 냉간 스트립의 최종 두께가 1.0 내지 2.5 mm 범위이다.
11. 실시예 10에 있어서, 압연 클래드 알루미늄 스트립을 제조하기 위해 압연 잉곳에는 열간 압연하기 전에 클래드 표면이 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 실시예 10 또는 11에 있어서, 클래드 코팅은 브레이징 합금으로 구성되고, 브레이징 합금은 Si 함량이 7 내지 12 중량%이고 Zn 함량이 최대 0.2 중량%인 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 방법.
13. 실시예 10 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 클래드 냉간 스트립은 최종 두께로 300℃ 내지 400℃ 범위의 온도에서 연화 어닐링 또는 240℃ 내지 350℃ 범위의 온도에서 최종 어닐링 되는 것을 특징으로 하는 방법.
열교환기, 용도 및 방법의 추가적인 특징 및 이점들은 첨부 도면을 참조하면서 예시적인 실시예들에 대한 이하의 설명으로부터 알 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b는 열교환기와 알루미늄 합금 또는 알루미늄 스트립의 용도의 예시적인 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2는 알루미늄 스트립의 제조 방법의 예시적인 실시예를 나타내는 도면이다.
도 1a 및 도 1b는 열교환기와 알루미늄 합금 또는 알루미늄 스트립의 용도의 예시적인 실시예를 나타낸다. 도 1a는 열교환기의 개략적인 측면도를 도시하고 도 1b는 도 1a에 "Ib"로 표기한 평면을 통한 단면도를 도시한다.
열교환기(10)는 각 경우에 그 단부들이 제1 매니폴드(14) 뿐만 아니라 제2 매니폴드(16)에 연결되는 복수의 열교환기 튜브(12)를 갖는다. 매니폴드(14, 16)는 각 경우에 열교환기 튜브(12)에 연결되는 부품을 구성한다. 매질 유동(18)은 작동 중에 제1 매니폴드(14) 내로 도입되는데, 이것은 열교환기 튜브(12)에 분배되고 최종적으로 매니폴드(16)를 통해 열교환기(10)의 밖으로 다시 유동한다. 제2 매질 유동은 작동 중에 열교환기 튜브의 구역을 향하여 유동하고, 결과적으로 제1 매질 유동과 제2 매질 유동 사이에 열교환이 일어나도록 상기 제2 매질 유동은 열교환기 튜브(12)의 외부 표면과 열적 접촉한다. 열교환을 위해 사용될 수 있는 표면을 확대하기 위하여, 각 경우에 열교환기 튜브(12)에 브레이징 되는 핀(20)이 열교환기 튜브(12)들 사이에 배열된다.
열교환기 튜브(12)는, 제1 매질(18)과 열교환기 튜브(12) 사이에 접촉 표면이 증가하고 따라서 열교환이 향상되도록 복수의 채널(22)을 갖는 압출 다중-챔버 튜브이다. 열교환기 튜브(12)는 예컨대 EN-AW 3102 유형의 저합금 알루미늄 합금으로 구성되며 약간 낮은 부식 전위를 갖는다.
매니폴드(14, 16)는 코어 층(24) 및 클래드 브레이징 재료 층(26)을 구비한 다중 층 구조이다. 또한, 매니폴드(14, 16)의 내측에 다른 클래드 부식 방지층이 제공될 수도 있다. 특히, 매니폴드(14, 16)는 코어 층, 클래드 브레이징 재료 층, 및 필요할 경우 코어 층의 반대쪽에 부식 방지층 클래드를 구비한 상응하는 구조를 가진 클래드 알루미늄 스트립으로 제조될 수 있다.
열교환기 튜브(12)는 브레이징 재료로 작용하는 브레이징 재료 층(26)의 재료와 함께 매니폴드(14, 16)와 하드 브레이징된다. 특히, 브레이징 재료 층(26)은 Si 함량이 7 내지 12 중량%인 알루미늄 합금일 수 있다.
이에 의해 열교환기 튜브(12)는 매니폴드(14, 16)와 더불어 결합된 갈바닉 시스템을 형성한다. 종래기술의 열교환기들은 열교환기 튜브의 낮은 부식 전위로 인해 열교환기 튜브가 특히 부식에 의한 강한 영향을 받고 이것으로 인해 조기에 누출로 이어질 수 있다는 문제가 있었다. 이 문제는 본 발명의 경우에 매니폴드(14, 16)의 코어 층(24)을 위해 아래에 설명하는 조성을 갖는 알루미늄 합금이 사용되는 열교환기(10)로 해결된다.
Si : 0.50 - 0.7 중량%,
Fe : 0.15 - 0.40 중량%,
Cu : 최대 0.05 중량%, 특히 최대 0.03 중량%,
Mn : 1.2 - 1.5 중량%,
Mg : 최대 0.10 중량%, 바람직하게는 0.01 - 0.10 중량%,
Cr : 0.10 - 0.20 중량%,
Zn : 최대 0.10 중량%,
Ti : 최대 0.25 중량%,
Zr : 최대 0.25 중량%,
불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
잔부는 알루미늄이다.
이러한 합금 조성을 사용하면, 열교환기 튜브(12)가 매니폴드(14, 16)에 의해 양극 방식되도록 코어 층(24)은 상기 열교환기 튜브보다 낮은 부식 전위를 갖는다.
만약 열교환기(10)가 예컨대 차량의 엔진 룸에서 부식 촉진 환경에 노출되면, 매니폴드(14, 16) 및 가능하게는 핀(20)이 먼저 부식을 당하는 반면에, 열교환기(10)의 작동을 위해 더욱 중요한 열교환기 튜브(12)는 단지 적은 부식에 노출된다. 결과적으로, 열교환기(10)의 수명이 연장될 수 있다.
매니폴드(14, 16)에 의한 열교환기 튜브(12)의 양극 방식을 이용함으로써, 열교환기 튜브를 위한 부식 방지로서 종래기술에서 일부 사용되었던 Zn 함유 브레이징 재료의 사용이 또한 생략될 수 있다. 상응하게 브레이징 재료 층(26)의 알루미늄 브레이징 합금은 바람직하게는 Zn 함량이 최대 0.50 중량%, 더욱 바람직하게는 최대 0.20 중량%이다. 이에 의해, 제어하기 곤란한 열교환기에서의 Zn의 확산이 방지될 수 있다.
도 2는 특히 도 1a 및 도 1b의 매니폴드(14, 16)를 제조하기 위해 사용될 수 있는 알루미늄 스트립의 제조 방법의 예시적인 실시예를 나타낸다.
제1 단계 80에서, 코어 층(24)을 위한 전술한 조성의 합금이 압연 잉곳을 형성하도록 DC 주조 방법으로 주조된다. 후속 단계 82에서 압연 잉곳은 540℃ 내지 600℃ 범위의 온도에서 그리고 상기 목표 온도에서 4 내지 12 시간의 유지 시간으로 균질화 처리된다. 방법의 대안적인 실시예에서, 균질화 처리 단계 82는 또한 생략될 수 있다.
예컨대 브레이징 재료 층 및/또는 부식 방지층을 갖는 클래드 알루미늄 스트립을 제조할 경우, 후속 단계 84에서 코어 층 및 상기 코어 층의 위 혹은 아래에 배열된 하나 또는 복수의 클래드 층으로서 클래드 패킷이 압연 잉곳으로부터 만들어진다. 클래드 층들의 두께는 각 경우에 바람직하게는 클래드 패킷의 전체 두께의 5 내지 20%이다.
압연 잉곳 또는 클래드 패킷은 후속 단계 86에서, 특히 3 내지 7 mm 범위의 두께로 열간 압연된다. 압연 잉곳 또는 클래드 패킷은 열간 압연 전에, 바람직하게는 450 내지 480℃ 범위의 온도 및 상기 목표 온도에서 3 내지 10 시간의 유지 시간으로 예열된다.
압연 클래드 열간 스트립은 후속 단계 88에서, 바람직하게는 1.0 내지 2.5 mm의 최종 두께로 냉간 압연된다. 중간 어닐링[재결정 어닐링]이 냉간 압연 중의 중간 단계 90에서 중간 두께로, 바람직하게는 300 내지 400℃ 범위의 온도에서 실행될 수 있다.
최종 두께로 냉간 압연한 후에, 옵션으로 최종 어닐링이 후속 단계 92에서 실행될 수 있다. 300 내지 400℃ 범위의 온도에서 연화 어닐링에 의해, 연화 어닐링 상태 O의 재료가 얻어질 수 있다. 대안으로, 상태 H24의 재료를 위해 최종 어닐링이 240 내지 350℃ 범위의 온도에서 실시될 수 있다.
낮은 부식 전위와 동시에 양호한 강도의 바람직한 조합이 나타나는 전술한 합금의 부품에 대한 시험들이 실시되었다.
합금 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Zr Al
A 0.64 0.31 0.00 1.40 0.08 0.13 0.005 0.008 - 잔부
B 0.62 0.26 0.00 1.37 0.20 0.00 0.001 0.006 - 잔부
C 0.50 0.30 0.27 1.09 0.27 0.20 0.001 0.007 - 잔부
D 0.59 0.29 0.00 1.34 0.06 0.13 0.01 - - 잔부
E 0.60 0.28 0.02 1.41 0.06 0.12 0.00 - - 잔부
F 0.59 0.30 0.00 1.35 0.07 0.12 0.01 - - 잔부
EN-AW
4545		 9.87 0.21 0.00 0.01 0.01 0.00 0.005 0.005 - 잔부
표 1은 시험에 사용된 합금 조성(모든 무게 정보는 중량%)을 나타낸다. 표 1에서 합금 A 및 B는 본 발명에 따른 것이며, 합금 A는 본 발명의 바람직한 실시예 해당한다. 합금 C는 열교환기 분야에서 코어 합금으로 사용되는 비교 합금이다. 합금 D 및 F는 본 발명에 따른 것이며 본 발명의 바람직한 실시예에 해당한다. 표에 나타낸 EN-AW 4045 유형의 브레이징 합금이, A, B, C, F에서 브레이징 재료 클래드 층을 위해 또한 사용되었다.
도 2에 나타낸 방법을 사용하여 압연 클래드 알루미늄 스트립이 제조되었는데, 각 경우에 합금 A, B, C, D, E, F는 코어 층을 위해 사용되었고 시험 A, B, C, F에서 각 경우에 브레이징 재료 클래드 코팅을 위해 표 1에 기재한 EN-AW 4045 유형의 합금이 사용되었다. 시험 D 및 F에서, 각 경우에 EN-AW 4343 유형의 대안적인 합금이 브레이징 재료 클래드 코팅을 위해 사용되었고, 시험 E에서 1 중량%의 Zn이 브레이징 합금에 또한 추가되었다.
A, B, C의 경우에, 해당 합금 60 kg의 배치 처리량(batch)이 각 경우에 만들어지고 단면적 335 mm x 125 mm의 잉곳을 형성하도록 DC 주조 방법으로 주조되었다. D 및 F의 경우에, 해당 합금의 수 톤의 배치 처리량이 각 경우에 만들어지고 커다란 바[단면적이 대략 500 mm x 대략 1500 mm]를 형성하도록 DC 주조 방법으로 주조되었다. 스트립 재료를 제조하기 위해, 브레이징 재료 잉곳 EN-AW 4045 또는 EN-AW 4343이 전체 두께의 7.5%의 클래드 층을 위해 필요한 두께로 먼저 압연되었다. 합금 A, B, C 또는 D의 코어 바는 575℃의 온도에서 그리고 합금 E 및 F의 코어 바는 600℃의 온도에서 6 시간의 유지 시간 동안 균질화 처리되었다. 그 후에 전체 두께의 7.5%의 한면 브레이징 재료 코팅을 구비한 클래드 패킷이 미리 압연한 브레이징 재료 코팅으로 제조되었다. 클래드 패킷은 각 경우에 470℃의 온도 및 적어도 3 시간의 유지 시간 동안 예열되고 그 다음에 7.0 mm의 두께로 열간 압연되었다.
각 경우에 후속해서 최종 두께 1.5 mm(시험 A, B, C, E) 또는 1.0 mm(시험 D) 또는 1.6 mm(시험 F)로 복수의 패스로 냉간 압연되었다. 그 후에 O 조질 상태를 설정하는 연화 어닐링이 350℃의 온도(코어 합금 A, B를 갖는 스트립) 또는 320℃의 온도(코어 합금 C를 갖는 스트립) 또는 400℃의 온도(코어 합금 D, E, F를 갖는 스트립)에서, 각 경우에 2 시간의 유지 시간으로 실행되었다.
코어 합금 A 및 B를 갖는 스트립으로부터, 각 경우에 2.15 mm의 중간 두께의 스트립 섹션이 350℃에서 2 시간의 유지 시간으로 연화 어닐링되었고 그 다음에 조질 상태 H14에서 30%의 최종 압하율로 최종 두께 1.5 mm로 냉간 압연되었다.
이 방식으로 제조된 브레이징 재료 클래드 스트립으로부터 샘플들이 얻어졌고 각 경우에 통상의 공업적인 브레이징 사이클에 상응하는 브레이징 상태에서 특성을 시험하기 위하여 브레이징 시뮬레이션이 실시되었다. 이를 위해, 샘플들은 0.9℃/초의 가열 속도로 600℃까지 가열되었고 5분의 유지 시간 후에 0.9℃/초의 속도로 냉각되었다.
스트립의 기계적 성질이 샘플에 대해 결정되었다. 각 경우에 기계적 성질의 측정은 브레이징 시뮬레이션 전후에 각 경우에 압연 방향으로 실행되었다.
표 2는 기계적 성질의 측정 결과들을 보여준다. 첫번째 컬럼은 각 경우에 코어 층의 합금 조성물을 나타내고, 두번째 컬럼은 각 경우에 개별적인 샘플이 만들어지는 압연 클래드 스트립의 상태를 나타낸다. Rp0 .2, Rm, Ag, A50mm는 각 경우에 DIN EN ISO 6892-1 / A224에 따라 결정되었다.
샘플 상태 두께
[mm]		 Rp0 .2
[N/㎟]		 Rm
[N/㎟]		 Ag
[%]		 A50mm
[%]
A 브레이징 시뮬레이션 이전
O 		1.5 52 127 19.9 26.0
A 브레이징 시뮬레이션 이전
H14		 1.5 165 179 1.9 5.5
B 브레이징 시뮬레이션 이전
O 		1.5 52 128 20.2 26.4
B 브레이징 시뮬레이션 이전
H14		 1.5 169 179 1.7 5.1
C 브레이징 시뮬레이션 이전
O 		1.5 68 152 17.8 22.4
A 브레이징 시뮬레이션 이후
O 		1.5 47 129 18.6 22.9
A 브레이징 시뮬레이션 이후
H14		 1.5 46 130 19.0 23.1
B 브레이징 시뮬레이션 이후
O		 1.5 47 134 14.9 15.7
B 브레이징 시뮬레이션 이후
H14		 1.5 47 138 18.2 21.3
C 브레이징 시뮬레이션 이후
O		 1.5 51 148 14.8 20.7
D 브레이징 시뮬레이션 이전
O 		1.0 52 125 21.3 31.6
D 브레이징 시뮬레이션 이후
O		 1.0 49 142 17.2 19.6
E 브레이징 시뮬레이션 이전
O 		1.5 52 121 22.5 33.8
E 브레이징 시뮬레이션 이후
O		 1.5 45 132 20.2 25.6
F 브레이징 시뮬레이션 이전
O 		1.6 49 121 22.4 33.5
F 브레이징 시뮬레이션 이후
O		 1.6 47 129 N/A N/A
표 2의 결과들은 표준 합금(샘플 C)들과 견줄 수 있는 강도가 본 발명에 따른 합금(샘플 A, B, D, E, F)으로 달성될 수 있다는 것을 보여준다.
샘플들에 대한 부식 시험이 또한 실행되었다. 이를 위해, 중성 NaCl 1몰 용액의 전해질에서 포화 카로멜 전극에 대한 전기화학적 부식 전위가 ASTM G69에 따라 먼저 측정되었다. 부식 전위는 각 경우에 코어 층에서 측정되었다.
측정 결과들은 아래의 표 3에 기재되어 있다. 측정은 각 경우에 전술한 브레이징 시뮬레이션 전후에 실시되었다.
샘플 조질 상태 브레이징 시뮬레이션 이전의
부식 전위 [mV]		 브레이징 시뮬레이션 이후의
부식 전위 [mV]
A O -773 -759
A H14 -772 -759
B O -772 -758
B H14 -770 -761
C O -746 -727
D O -759 -742
E O -784 -757
F O -760 -747
샘플 A, B, D, E, F는 부식 전위의 비교적 양호한 값들을 나타낸다. Mg 함량이 높으면 CAB 브레이징 과정에서 브레이징성이 손상될 수 있기 때문에, 제안된 알루미늄 합금은 Mg 함량이 최대 0.10 중량%로 낮은 것(샘플 A, D, E, F에 해당)이 바람직하다. 마찬가지로, 합금의 원하는 강도 및 부식 전위를 더욱 양호하게 설정하는 것이 가능하도록 0.04 중량% 이상의 Mg의 함량이 바람직하다. 비교 합금에 해당하는 샘플 C는 명백히 원하는 범위에서 벗어난 부식 전위를 나타낸다.
특히, 코어 합금을 위해 제안된 합금의 이점은 열교환기 튜브, 특히 MPE를 위한 전형적인 합금들과의 갈바닉 양립성이다. 갈바닉 양립성을 입증하기 위하여, DIN 50919에 따라 접촉 부식 측정이 실시되었다. 이러한 측정을 위해, 각 경우에 샘플 A, B, C는 흔히 사용되는 합금 EN-AW 3102의 압출 튜브로부터의 샘플 K와 전해질에서 접촉되었다. 시험 표준 ASTM G85 Annex A3에 따라 2.8 내지 3.0의 pH값을 갖는 산성화 합성 염류 용액이 전해질로서 사용되었다. EN-AW 3102의 샘플 K는 브레이징 시뮬레이션 상태에서 ASTM G69에 따른 부식 전위가 -742 mV이다.
DIN 50919에 따라 접촉 부식 측정은 언클래드한 측면, 즉 직접 코어 층에서 샘플 A, B, C로 실시되었다. 각 경우에 갈바닉 양립성은 측정 전류 유동의 방향을 토대로 평가되었다. 전류 유동이 열교환기의 부품, 예컨대 튜브시트 또는 매니폴드를 위한 샘플로부터 열교환기 튜브, 특히 MPE의 재료를 향하여 일어날 경우, 호환성이 있다. 이 경우에, 바람직하게는 부품(튜브시트/매니폴드)이 용해되며 열교환기 튜브(MPE)를 위해 자신을 희생한다.
접촉 부식 측정의 경우에, 샘플 A(O 조질 상태)와 샘플 K의 조합은 1.6 g/㎡의 샘플 K의 질량 손실을 야기하고 샘플 B(O 조질 상태)와 샘플 K의 조합은 3.9 g/㎡의 샘플 K의 중량 손실을 야기한다. 따라서, 샘플 K에 대해 샘플 A, B가 비교 샘플 C보다 상당히 양호한 갈바닉 양립성이 있었다. 즉, 샘플 K의 부식은 샘플 A 또는 샘플 B 중의 하나와 조합하여 상당히 감소하였다.
마지막으로, 전술한 시험들은 본 경우에 열교환기 튜브에 연결되는 부품의 코어 층을 위해 제안된 합금을 사용함으로써, 열교환기의 수명이 현저하게 연장되도록 하는 열교환기 튜브의 양극 방식이 달성될 수 있다는 것을 보여준다. 상응하는 부품들은 또한 충분한 강도를 갖는다.

Claims (30)

  1. 알루미늄 합금으로 만든 적어도 하나의 열교환기 튜브(12) 및 상기 열교환기 튜브(12)와 유체 연통하게 연결된 적어도 하나의 부품(14, 16)을 구비하고,
    열교환기 튜브(12)와 부품(14, 16)이 브레이징 연결에 의해 서로 연결된 열교환기(10)에 있어서,
    열교환기 튜브(12)에 연결된 부품(14, 16)은 알루미늄 합금의 코어 층(24)을 구비하며, 열교환기 튜브(12)에 연결된 부품(14, 16)은 ASTM G69에 따른 -740 mV 이하의 부식 전위를 가지고 있으며, 상기 코어 층의 알루미늄 합금의 조성은:
    Si : 최대 0.7 중량% (0% 제외),
    Fe : 최대 0.7 중량% (0% 제외),
    Cu : 최대 0.10 중량% (0% 제외),
    Mn : 0.9 - 1.5 중량%,
    Mg : 최대 0.30 중량% (0% 포함),
    Cr : 최대 0.25 중량% (0% 포함),
    Zn : 최대 0.50 중량% (0% 포함),
    Ti : 최대 0.25 중량% (0% 포함),
    Zr : 최대 0.25 중량% (0% 포함),
    불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
    잔부는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    코어 층(24)의 알루미늄 합금의 조성은:
    Si : 0.50 - 0.7 중량%,
    Fe : 0.15 - 0.40 중량%,
    Cu : 최대 0.03 중량%,
    Mn : 1.2 - 1.5 중량%,
    Mg : 0.01 - 0.10 중량%,
    Cr : 0.10 - 0.20 중량%,
    Zn : 최대 0.10 중량%,
    Ti : 최대 0.25 중량%,
    Zr : 최대 0.25 중량%,
    불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
    잔부는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  3. 제1항에 있어서,
    코어 층(24)의 알루미늄 합금은 Si 함량에 대한 Mn 함량의 비율이 1.7 내지 3의 범위인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  4. 제1항에 있어서,
    열교환기 튜브(12)에 연결된 부품은 매니폴드(14, 16) 또는 튜브시트인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  5. 제1항에 있어서,
    열교환기 튜브(12)는 압출 다중-챔버 튜브인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  6. 제1항에 있어서,
    열교환기 튜브(12)는 3xxx 유형의 알루미늄 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기.
  7. 제1항에 있어서,
    열교환기 튜브(12) 및 열교환기 튜브에 연결되는 부품(14, 16)의 브레이징 연결은 Zn 함량이 최대 0.50 중량%인 브레이징 재료를 사용하여 생성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  8. 제1항에 있어서,
    열교환기 튜브(12)에 연결된 부품(14, 16)은 브레이징 합금의 클래드 브레이징 재료 층(26)을 구비하며, 브레이징 합금은 Si 함량이 7 내지 12 중량%이고 Zn 함량이 최대 0.5 중량%인 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  9. 제1항에 있어서,
    코어 층(24)의 알루미늄 합금은 Si 함량이 0.50 - 0.7 중량%인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  10. 제1항에 있어서,
    코어 층(24)의 알루미늄 합금은 Fe 함량이 0.15 - 0.40 중량%인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  11. 제1항에 있어서,
    코어 층(24)의 알루미늄 합금은 Cu 함량이 최대 0.05 중량%인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  12. 제1항에 있어서,
    코어 층(24)의 알루미늄 합금은 Mn 함량이 1.2 - 1.5 중량%인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  13. 제1항에 있어서,
    코어 층(24)의 알루미늄 합금은 Mg 함량이 0.01 - 0.10 중량%인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  14. 제1항에 있어서,
    코어 층(24)의 알루미늄 합금은 Cr 함량이 0.10 - 0.20 중량%인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  15. 제1항에 있어서,
    코어 층(24)의 알루미늄 합금은 Zn 함량이 최대 0.10 중량%인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  16. 제1항에 있어서,
    코어 층(24)의 알루미늄 합금은 Ti 함량이 최대 0.05 중량%인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  17. 제1항에 있어서,
    코어 층(24)의 알루미늄 합금은 Zr 함량이 최대 0.05 중량%인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  18. 제3항에 있어서,
    코어 층(24)의 알루미늄 합금은 Si 함량에 대한 Mn 함량의 비율이 2 내지 3 범위인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  19. 제3항에 있어서,
    코어 층(24)의 알루미늄 합금은 Si 함량에 대한 Mn 함량의 비율이 2 내지 2.5 범위인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  20. 제7항에 있어서,
    열교환기 튜브(12) 및 열교환기 튜브에 연결되는 부품(14, 16)의 브레이징 연결은 Zn 함량이 최대 0.20 중량%인 브레이징 재료를 사용하여 생성된 것을 특징으로 하는 열교환기.
  21. 제8항에 있어서,
    열교환기 튜브(12)에 연결된 부품(14, 16)은 브레이징 합금의 클래드 브레이징 재료 층(26)을 구비하며, 브레이징 합금은 Si 함량이 7 내지 12 중량%이고 Zn 함량이 최대 0.2 중량%인 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  22. 알루미늄 합금으로 만든 적어도 하나의 열교환기 튜브(12) 및 상기 열교환기 튜브(12)와 유체 연통하게 연결된 적어도 하나의 부품(14, 16)을 구비하고,
    열교환기 튜브(12)와 부품(14, 16)이 브레이징 연결에 의해 서로 연결된 열교환기(10)에 있어서,
    열교환기 튜브(12)에 연결된 부품(14, 16)은 알루미늄 합금의 코어 층(24)을 구비하며, 상기 코어 층의 알루미늄 합금의 조성은:
    Si : 최대 0.7 중량% (0% 제외),
    Fe : 최대 0.7 중량% (0% 제외),
    Mn : 0.9 - 1.5 중량%,
    Mg : 최대 0.30 중량% (0% 포함),
    Cr : 최대 0.25 중량% (0% 포함),
    Zn : 최대 0.50 중량% (0% 포함),
    Ti : 최대 0.25 중량% (0% 포함),
    Zr : 최대 0.25 중량% (0% 포함),
    불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
    잔부는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 열교환기.
  23. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 열교환기의 부품으로서, 부품은 알루미늄 합금의 코어 층(24)을 구비한 알루미늄 스트립으로 제조되고, 부품은 열교환기의 열교환기 튜브에 유체 연통하게 연결되도록 설계되고, 상기 코어 층의 알루미늄 합금 조성은:
    Si : 최대 0.7 중량% (0% 제외),
    Fe : 최대 0.7 중량% (0% 제외),
    Cu : 최대 0.10 중량% (0% 제외),
    Mn : 0.9 - 1.5 중량%,
    Mg : 최대 0.30 중량% (0% 포함),
    Cr : 최대 0.25 중량% (0% 포함),
    Zn : 최대 0.50 중량% (0% 포함),
    Ti : 최대 0.25 중량% (0% 포함),
    Zr : 최대 0.25 중량% (0% 포함),
    불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
    잔부는 알루미늄인 것을 특징으로 하는 열교환기 부품.
  24. 제23항에 있어서,
    알루미늄 스트립은 코어 층(24)에 클래딩되는 브레이징 합금의 브레이징 재료 층(26)을 구비하며, 브레이징 합금은 Si 함량이 7 내지 12 중량%이고 Zn 함량이 최대 0.5 중량%인 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 열교환기 부품.
  25. 제23항에 따른 열교환기 부품용 알루미늄 스트립의 제조 방법에 있어서, 상기 제조 방법은:
    Si : 최대 0.7 중량% (0% 제외),
    Fe : 최대 0.7 중량% (0% 제외),
    Cu : 최대 0.10 중량% (0% 제외),
    Mn : 0.9 - 1.5 중량%,
    Mg : 최대 0.30 중량% (0% 포함),
    Cr : 최대 0.25 중량% (0% 포함),
    Zn : 최대 0.50 중량% (0% 포함),
    Ti : 최대 0.25 중량% (0% 포함),
    Zr : 최대 0.25 중량% (0% 포함),
    불가피한 불순물들이 개별적으로 최대 0.05 중량%, 합계로 최대 0.15 중량%,
    및 잔부로서 알루미늄을 포함하는 알루미늄 합금으로부터 DC 주조 방법으로 압연 잉곳을 주조하는 단계;
    옵션으로 540℃ 내지 620℃ 범위의 온도에서 4 내지 12 시간의 유지 시간으로 어닐링 처리하여 상기 압연 잉곳을 균질화하는 단계;
    열간 스트립을 형성하도록 상기 압연 잉곳을 열간 압연하는 단계;
    옵션으로 300℃ 내지 450℃ 범위의 온도에서 중간 어닐링하여, 상기 열간 스트립을 최종 두께로 냉간 압연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    열간 스트립의 두께는 2 내지 10 mm 인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  27. 제25항에 있어서,
    압연 클래드 알루미늄 스트립을 제조하기 위해 압연 잉곳에는 열간 압연하기 전에 클래드 코팅이 제공되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    클래드 코팅은 브레이징 합금으로 구성되고, 브레이징 합금은 Si 함량이 7 내지 12 중량%이고 Zn 함량이 최대 0.50 중량%인 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  29. 제27항에 있어서,
    클래드 냉간 스트립은 최종 두께로 300℃ 내지 450℃ 범위의 온도에서 연화 어닐링, 또는 240℃ 내지 350℃ 범위의 온도에서 최종 어닐링 되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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