TH1401002882B - วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียม ตลอดจนตัวโครงสร้างโลหะผสมอลูมิเนียมและวิธีการผลิตนั้น - Google Patents

Abstract

หน้า1ของจำนวน42หน้า รายละเอียดการประดิษฐ์ อีอที่แสดงถึงการประดิษฐ์ วัสดุโลหะผลมอลูมิณียมตลอดจนตัวโครงสร้างโลหะผสมอลูมิเนียมและวิธีการผลิตดัง กล่าว สาขาวิทยาการที่เกี่ยวข้องกบการประดิษฐ์ วิศวกรรมในล่วนที่เกี่ยวข้องกับวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมรายละเอียดคือเกี่ยวข้องกับวัสดุ โลหะผลมอลูมิเนียมที่ลามารถเชื่อมต่อกับชิ้นส่วนอื่นด้วยฤทธึ๋การทำงานของตัวมันเองโดยไม่มี การใช้ชิ้นส่วนเชื่อมต่ออย่างเช่นโลหะบัดกรีหรือโลหะเติมอีกทั้งเป็นโครงสร้างซึ่งใช้วัสดุโลหะ ผสมอลูมิเนียมนี้ที่ถูกเชื่อมต่ออย่างมีประสิทธิภาพรวมทั้งแทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปทรงหรือ การเปลี่ยนแปลงขนาดก่อนหลังการเชื่อมต่อและวิธีการผลิตดังกล่าว ภูมิหลังของศิลปะหรือวิทยาการที่เกี่ยวข้อง สำหรับการผลิตตัวโครงสร้างอย่างเช่นเครองแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งทำให้วัสดุโลหะผสม อลูมิเนียมเป็นชิ้นส่วนองค์ประกอบนั้นจำเป็นต้องทำการเชื่อมต่อวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมด้วยกัน เองหรือวัสดุต่างชนิดกับวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมสำหรับวิธีการเชื่อมต่อของวัสดุโลหะผสม อลูมิเนียมนั้นมีวิธีต่างๆนานาที่รู้'ลักกันแต่ในบรรดาสิ่งเหส่านั้นมีการใช้วิธีการแล่นประลาน (brazing)(วิธีการบัดกรี)กันมากสาเหตุที่มีการใช้วิธีการแล่นประสานกันมากคิดว่าเนื่องมาจาก ช้อดีตรงที่อย่างเช่นสามารถได้มาซึ่งการเชื่อมต่อที่แข็งแรงในเวลาอันสั้นโดยไม่ทำให้โลหะฐาน หลอมเหลวสำหรับวิธีซึ่งทำการผลิตเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนต่างๆโดยใช้วิธีการเชื่อมต่อของ วัสดุโลหะอลูมิเนียมซึ่งอาศัยวิธีการแล่นประลานนั้นยกตัวอย่างเช่นวิธีซึ่งใช้แผ่นแล่นประลาน (brazingsheet)ซึ่งได้ทำการพอกหุ้ม(cladding)โลหะบัดกรีที่ทำจากโลหะผสมAl—Si;วิธีซึ่งใช้ วัสดุอัดรีด(extrudedmaterial)ซึ่งได้ทาเคลือบโลหะบัดกรีผง;วิธีซึ่งทำการทาเคลือบโลหะบัดกรี อย่างอื่นไว้ที่ส่วนที่จำเป็นต้องเชื่อมต่อหลังจากที่ประกอบวัตถุดิบแต่ละอันแล้ว;เป็นต้นเป็นที,รู้จัก กันดี(สิทธิบัตรอ้างอิงที่1ถึง3)นอกจากนั้นสำหรับบทของ“3.2การบัดกรีและแผ่นแล่น ประลาน”ของเอกสารอ้างอิงที่ไม่ใช่สิทธิบัตรที่1นั้นมีการอธิบายรายละเอียดของโลหะบัดกรีผง หรือแผ่นแล่นประลานของสิ่งเหล่านี้ จนถึงปัจจุบันสำหรับการผลิตของตัวโครงสร้างของวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมนั้นมีการ พัฒนาวิธีการแล่นประสานมาต่างๆนานายกตัวอย่างเช่นในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับ รถยนต์นั้นในกรณีที่ใช้วัสดุครีบเป็นแบบชั้นเดียวนั้นได้มีการเลือกใช้วิธีซึ่งใช้แผ่นแล่นประลานซึ่ง ได้ทำการพอกหุ้มโลหะบัดกรีไว้ที่วัสดุท่ออ่อนแล้วหรือวิธีซึ่งทำการทาเคลือบวัสดุบัดกรีที่มีองค์ ประกอบของSiหรือผงSiแยกต่างหากไว้ที่วัสดุท่ออ่อนในขณะเดียวกันในกรณีที่ใช้วัสดุท่ออ่อน หน้า2ของจำนวน42หน้า เป็นแบบชั้นเดียวนั้นได้มีการเลือกใช้วิธีซึ่งใช้แผ่นแล่นประสานซึ่งได้ทำการพอกหุ้มโลหะบัดกรีไว้ที่ วัสดุครีบแล้ว สำหรับสิทธิบัตรอ้างอิงที่4นั้นมีการระบุถึงวิธีซึ่งใช้แผ่นแล่นประสานแบบชั้นเดียวแทน แผ่นแล่นประลานของวัสดุพอกหุ้มที่ได้กล่าวมาช้างต้นสำหรับวิธีนี้นั้นมีการนำเสนอเกี่ยวกับการ ใช้แผ่นแล่นประสานแบบชั้นเดียวสำหรับเครองแลกเปลี่ยนความร้อนกับวัสดุกังและวัสดุท่ออ่อน ของเครองแลกเปลี่ยนความร้อน เอกสารแสดงภูมิหลงของวิทยาการ สิทธิบัตรอ้างอิง สิทธิบัตรอ้างอิงที1 สิทธิบัตรอ้างอิงที่2 สิทธิบัตรอ้างอิงที่3 สิทธิบัตรอ้างอิงที่2 ประกาศโฆษณาคำขอสิทธิบัตรเลขที่2008-303405 ประกาศโฆษณาคำขอสิทธิบัตรเลขที่2009-161835 ประกาศโฆษณาคำขอสิทธิบัตรเลขที่2008-303760 ประกาศโฆษณาคำขอสิทธิบัตรเลขที่2010-168613 เอกสารอ้างอิงที่ไม่ใช่สิทธิบัตร เอกสารอ้างอิงที่ไม่ใช่สิทธิบัตรที่1“หนังสือคู่มือการแล่นประลานอลูมิเนียม(ฉบับแก้ไข ปรับปรุง)”นิติบุคคลสมาคมโครงสร้างการเชื่อมโลหะเบาค.ศ.2003 สูทษณะและความม่งหมายของการประดิษฐ์ โจทย์ที่การประดิษฐ์ต้องการแกิใข ในการผลิตวัสดุแล่นประลานดังเช่นแผ่นแล่นประสานนั้นจะทำการผลิตแต่ละชั้นแยกกัน และบังจำเป็นต้องมีกระบวนการซึ่งทำการช้อนและเชื่อมต่อสิ่งเหล่านั้นเช้าด้วยกันการใช้งานแผ่น แล่นประลานเป็นสิ่งที่สวนทางกับความต้องการลดต้นทุนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนต่างๆ อีกทั้งการทาเคลือบโลหะบัดกรีผงก็ล่งผลกระทบต่อต้นทุนผลิตกัณฑ์เท่ากับส่วนของต้นทุนโลหะ บัดกรีด้วย ในขณะที่ก็มีการนำเสนอเกี่ยวกับการประยุกต็ใช้แผ่นแล่นประลานแบบชั้นเดียวแทนแผ่น แล่นประสานซึ่งมีการทำเป็นวัสดุพอกหุ้มดังเช่นที่กล่าวมาช้างต้นแต่อย่างไรก็ตามยกตัวอย่าง เช่นสำหรับการผลิตเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนนั้นจะมีปัญหาว่าวัสดุท่ออ่อนจะเปลี่ยนรูปไปมาก อันเนื่องมาจากการให้ความร้อนในเวลาที่ทำการผลิตเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเมื่อใช้แผ่นแล่น ประสานแบบชั้นเดียวเป็นวัสดุท่ออ่อนเช่นนั้นเลยอีกทั้งบังมีปัญหาว่าครีบอาจเปลี่ยนรูปหักงอได้ ง่ายเมื่อใช้แผ่นแล่นประสานแบบชั้นเดียวเป็นวัสดุครีบที่มีความหนาแผ่นที่บาง เพื่อลดต้นทุนของตัวโครงสร้างโลหะผสมอลูมิเนียมอย่างเช่นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ดังที่กล่าวมาช้างต้นนั้นลามารถบอกได้ว่าที่เหมาะลมคือดำเนินการเชื่อมต่อด้วยวัสดุแบบชั้น เดียวด้วยกันเองโดยไม่ใช้โลหะบัดกรีแต่อย่างไรก็ตามถ้าประยุกต์ใช้แผ่นแล่นประสานแบบชั้น หน้า3ของจำนวน42หน้า เดียวได้ง่ายจะยากต่อการหลีกเลี่ยงปัญหาการเปลี่ยนรูปของชิ้นส่วนการประดิษฐ์นี้เป็นลิ่งที่ถูก คิดค้นมาเพื่อแก้ปัญหาดังเช่นที่กล่าวมาข้างต้นโดยมีวัตถุประสงค์เพื่อนำเสนอวิธีซึ่งช่วยผ่อน คลายการเพิ่มขึ้นของต้นทุนการผลิตซึ่งเกิดจากการใช้ชิ้นส่วนหลายชั้นในขณะที่ทำการผลิตตัว โครงสร้างโลหะผสมอลูมิเนียมแต่ละชนิดพร้อมทั้งยังทำให้ไม่เกิดปัญหาของการเปลี่ยนรูปในเวลา 5ที่ทำการเชื่อมต่ออีกด้วย วิถีทางในการแก้ไข,ปัญหา ผลลัพธ์จากการที่เหล่านักประดิษฐ์ของการประดิษฐ์นี้ได้คิดค้นอย่างชาญฉลาดจึงได้ค้น พบวิธีการเชื่อมต่อแบบใหม่ซึ่งเป็นสิ่งที่ปรับปรุงวิธีการเชื่อมต่อของวัสดุโลหะผลมอลูมิเนียมซึ่งเกิด จากวิธีการแล่นประสานที่ผ่านมาและใช้ประโยชน์ความลามารถในการเชื่อมต่อที่วัสดุที่ถูกเชื่อม 10 ต่อแสดงออกมาอย่างชัดเจนโดยไม่มีการใช้โลหะบัดกรีวิธีการเชื่อมต่อนี้เป็นสิ่งที่ทำการเชื่อมต่อ และประกอบด้วยเงื่อนไขโดยเฉพาะโดยใช้วัสดุโลหะผลมอลูมิเนียมต่อไปนี้และสามารถทำการ เชื่อมต่อได้ถึงแม้ไม่มีชิ้นส่วนเชื่อมต่ออย่างเช่นโลหะบัดกรีก็ตามนอกจากนั้นยังมีลักษณะ จำเพาะคือมีการเปลี่ยนรูปก่อนและหลังการเชื่อมต่อน้อยเป็นอย่างมาก กล่าวคือการประดิษฐ์นี้เป็นวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีองค์ประกอบของSi:1.0มวล0/0 15 ถึง5.0มวล0/0,Fe:0.01มวล0/0ถึง2.0มวล0/0และส่วนที่เหลือคือAIกับสิ่งเจือปนที่หลีกเลี่ยงไม่ \AP ใด สารประกอบระหว่างโลหะจำพวกSiซึ่งมีเลันผ่านศูนย์กลางเทียบเท่ากับวงกลม0.5ถึง5 ไมโครเมตรมีอยู่250อัน/มิลลิเมตร2ขึ้นไปแต่ไม่เกิน7X105อัน/มิลลิเมตร2ที่หน้าดัดวัลดุโลหะ ผลมอลูมิเนียมที่กล่าวมาช้างต้น 20 และอนุภาคกระจายของสารประกอบระหว่างโลหะจำพวกAIซึ่งมีเลันผ่านศูนย์กลาง เทียบเท่ากับวงกลม0.5ถึง5มิลลิเมตรมีอยู่100อัน/มิลลิเมตร2ขึ้นไปแต่ไม่เกิน7X105อัน/ มิลลิเมตร2ที่หน้าดัดโลหะผสมอลูมิเนียมที่กล่าวมาช้างต้น ต่อไปขออธิบายเกี่ยวกับการประดิษฐ์นี้อย่างละเอียดยิ่งขึ้นการประดิษฐ์นี้มีลักษณะ จำเพาะพื้นฐานคือตรงจุดที่ใช้ประโยชน์วัฏภาคของเหลว(liquidphase)ซึ่งเกิดขึ้นในขณะซึ่งให้ 25 ความร้อนวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมที่มีล่วนประกอบที่กล่าวมาช้างต้นในการเชื่อมต่อด้วยเหตุนั้น ก่อนอื่นขออธิบายเกี่ยวกับกลไกการเกิดขึ้นของวัฎภาคของเหลวนี้ แสดงแผนภาพวัฎภาคของโลหะผสมจำพวกAl-Siซึ่งเป็นโลหะผสมยูเทคติกจำพวกธาตุคู่ ที่สำคัญในเชิงแบบจำลองไว้ในรูปที่1การเกิดขึ้นของวัฎภาคของเหลวจะเรมต้นที่อุณหภูมิT1 ใกลับรีเวณซึ่งมีอุณหภูมิมากกว่าอุณหภูมิยูเทคติก(อุณหภูมิเลันวัฏภาคของแข็ง)Teเมื่อทำการ 30 ให้ความร้อนแก่วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมซึ่งมีความเข้มข้นSiเป็นc1สำหรับที่ไม่เกินอุณหภูมิยูเท คติกTeนั้นสิ่งที่แยกตัวเป็นผลึกจะกระจายตัวอยู่ในเมทรีกซ์ซึ่งถูกแบ่งแยกด้วยขอบเกรนดังที่ หน้า4ของจำนวน42หน้า ระบุไว้ในรูปที่2(a)ในที่นี้เมื่อการเกิดขึ้นของวัฏภาคของเหลวเริ่มต้นขึ้นขอบเกรนที่มีการแยกตัว ออกมากระจายตัวของสิ่งที่แยกตัวเป็นผลึกมากจะหลอมเหลวและกลายเป็นวัฏภาคของเหลวตังที่ ระบุไว้ในรูปที่2(b)ต่อไปบริเวณโดยรอบของสารประกอบระหว่างโลหะหรืออนุภาคสิ่งที่แยกตัว เป็นผลึกของSiซึ่งเป็นส่วนประกอบธาตุผสมหลักซึ่งกระจายตัวอยู่ในเมทริกซ์ของวัสดุโลหะผสม 5อลูมิเนียมจะหลอมเหลวเป็นทรงกลมและกลายเป็นวัฏภาคของเหลวตังที่ระบุไว้ในรูปที่2(c) นอกจากนั้นวัฏภาคของเหลวทรงกลมนี้ซึ่งได้เกิดขึ้นในเมทริกซ์จะทำให้เกิดสารละลายของแข็งอีก ครั้งที่เมทริกซ์ไปพร้อมกับการเพิ่มอุณหภูมิสูงขึ้นหรือการผ่านไปของเวลาอันเนื่องมาจากพลังงาน พื้นผิวและเคลื่อนที่ไปที่พื้นผิวหรือขอบเกรนโดยอาลัยการแพร่ภายในวัฏภาคของแข็งตังที่ระบุไว้ ในรูปที่2(d)ต่อไปปริมาณวัฏภาคของเหลวจะเพิ่มมากขึ้นจากแผนภาพวัฏภาคเมื่ออุณหภูมิ 10 เพิ่มสูงขึ้นไปที่T2ตังที่ระบุไว้ในรูปที่1 อีกทั้งลำหรับรูปที่1ในกรณีที่ความเข้มข้นSiของวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมเป็นc2ที่มี ความเข้มข้นขีดจำกัดการละลายของแข็งสูงสุดน้อยนั้นการเกิดขึ้นของวัฏภาคของเหลวจะเริ่มต้น ที่ใกล้บริเวณซึ่งมีอุณหภูมิมากกว่าอุณหภูมิเส์นวัฏภาคของแข็งTs2เพียงแต่ว่าจะแตกต่างกับ กรณีของC1และโครงสร้างก่อนหน้าการหลอมเหลวอาจไม่มีสิ่งที่แยกตัวเป็นผลึกอยู่ในเมทริกช์ 15 ตังที่ระบุไว้ในรูปที่3(a)ในกรณีนี้หลังจากที่ก่อนอื่นหลอมเหลวที่ขอบเกรนจนกลายเป็นวัฏภาค ของเหลวแล้วตังที่ระบุไว้ในรูปที่3(ช)วัฏภาคของเหลวจะเกิดขึ้นเป็นบางจุดจากสถานที่ซึ่งมี ความเข้มข้นธาตุต