专利名称：抗菌耐蚀的铝合金热交换器冷却扁管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种散热器部件，具体的说本发明涉及一种铝合金热交换器冷却扁管，其具有抗菌耐蚀的效果。
背景技术：
在蒸发器、冷凝器等换热器中，一直使用轻量且导热性良好的铝合金。通常，这些换热器的制造是按照以下方法进行例如通过将板材弯曲、或者由压力加工成型的板材加以层叠，从而形成作为工作流体的冷却扁管。就耐腐蚀性而言，由于来自外表面和内部的腐蚀，当制冷剂通路管中过早地产生穿通时，制冷剂泄露，无法起到作为换热器的功能，因此，一直在制冷剂通路管的外表面实施防腐蚀处理，由此延长换热器的寿命。以往，采用将Al-Si系合金作为牺牲阳极材料包覆于板材的外表面，且将该板材成型为偏平管状而使用的方法；或把挤压多孔管作为制冷剂通路管使用的方法。然而，多数换热器的结构是在制冷剂通路管的外表面接合翅片的结构， 由于在该方法中制冷剂通路管的外表面不存在钎料，因此，必须使用包覆了钎料的翅片材。 此时，由于受到残留于翅片表面的钎料的影响，翅片材的自身耐腐蚀性能降低，另外包覆翅片材的制造成本比裸翅片高，因此导致换热器制造成本的上升。在制冷剂通路管的外表面接合的翅片中使用裸材的情况下，能够提高翅片的自身耐腐蚀性，且通过使用高传导材料，还能够提高换热器的性能，与包覆翅片材相比，也能够降低成本，但此时需要在制冷剂通路管的外表面赋予钎料，因此，就要在上述Al-Si系合金的表面涂覆粉末状的钎料，或者，就要使用外表面包覆有在Al-B系合金钎料中添加了 Si的物质的板材。前者的情况下，由于粉末钎料的成本高，因此导致换热器制造成本的增加，在后者的情况下，由于钎焊中含有Si的熔融钎料的流动，因此，造成钎焊后在制冷剂通路管外表面残留的ai量没有达到作为牺牲阳极材料所需要的ai量，导致无法得到制冷剂通路管的足够的防腐蚀效果，或者，由于含有ai的熔融钎料流动到接合部，导致接合部的优先腐蚀。现有技术中，申请号为0观观观6. 8的专利报道了涉及一种超强、耐久、耐腐蚀性提高的钎焊换热器用铝散热片合金。该合金基于再生的材料。该合金对于小孔腐蚀显示出提高的腐蚀性能、优异的高温抗垂性能和后钎焊强度。通过优化散热片、管子、端板和侧板的材料组合，能够制造在SWAAT中具有足够腐蚀性能的换热器。申请号为0^06584. 0的专利报道了一种耐腐蚀的铝合金具有控制量的铁、锰、铬和钛，并且含有铜、硅、镍以及不超过杂质水平的锌。调整所述合金的化学组成，以使晶粒边界的电极电位与合金基体相匹配，从而降低晶间腐蚀。所述合金特别适合于采用挤压和钎焊技术制造热交换器中的管材。
发明内容
鉴于现有技术中使用的不锈钢换热器存在的上述目的，本发明的目的是提供一种铝合金热交换器冷却扁管，具有足够高的耐蚀性能，并且还具有抗菌的效果。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案
一种抗菌耐蚀的铝合金热交换器冷却扁管，特征在于其由以下组成的材料制成；Si 0. 5-1. 2wt%、Ti :0. 05-0. 35 wt%, Zn :0. 25-1. 8 wt%, Mg :0. 15-0. 35 wt%, Cu :0. 20-0. 55 wt%,Ag :0. 01-0. 02 wt%余量为Al及不可避免的杂质构成。下面说明本发明的铝合金材料的合金成分的意义以及限定理由。Si
通过向冷却扁管的铝合金中添加Si能够得到提高强度的效果。优选的含量是Si 0. 5-1.2 wt%，若硅的含量低于0.5 wt%的时候，提高强度的效果就小。Si的含量超过上限， 则对铝合金的耐蚀性产生不利的影响，并且如果含量超过上限，则压延加工性能降低。优选的，Si的含量范围为0. 6-1. 0 wt%。Ti
通过向冷却扁管的铝合金中添加Ti，能够细化铝合金颗粒，从而能够得到抑制钎焊时因熔融钎料向结晶粒界渗透而产生的侵蚀。优选的，Ti的含量范围为0. 10-0. 30 Wt%0Zn:
通过向冷却扁管的铝合金中添加Zn，能够增加制造和焊接期间的流动性，能够提高材料的可加工性，然而如果Si的含量进一步增加将会导致不期望的金属间相的存在，容易诱晶间腐蚀，而当含量在0. 25-1.8 wt%,在改善材料可加工性的同时，对材料的耐蚀性能无不利的影响。Zn的优选含量是0. 30-1. 5wt%，更优选0. 50-1. 30 wt%。Mg:
通过向冷却扁管的铝合金中添加Mg，能够得到提高强度的效果，与合金中的钛一起能够协同改善材料的耐蚀性能。Mg的优选含量是0. 10-0. 35 wt%，若含量超过0. 35 wt%，将会显著降低钎焊性能。Mg进一步优选的含量范围是0. 10-0.25 wt%0Cu:
通过向铝合金中添加Cu，能够得到提高强度的效果，并且在本发明的合金中能够协同改善材料的耐蚀性能，并且在本发明的合金中添加适量含量的Cu，当其含量超过0. 20wt% 的时候，就具有较好的杀菌抗菌的效果。Cu的优选含量是0. 20-0. 55 wt%，若含量超过0. 55 wt%，将会显著降低钎焊性能。更优选的，Cu的含量是0. 20-0. 35wt%0Ag
Ag是一种具有良好杀菌抗菌的元素，在本发明的合金中加入少量的Ag即可以起到良好的抗菌杀菌效果。Ag本身属于贵金属的行列，价格昂贵，基于价格上的考虑在本发明中， Ag的含量不超过0.02 wt%0另外，在本发明的Al合金中当Ag的含量达到0.02 wt%的时候，其抑菌效果基本已经达到饱和。因而在本发明中将其含量限定为0.01-0. 02 wt%0另外，本发明还公开了上述散热器散热片的铝合金材料的制备方法，其特征是，将按上述重量百分比配比的Si、Ti、ai、Mg、Cu、Ag和Al的合金原料在氮气保护气氛下加热至 620-720 °C保温120-200 min;加入占合金原料总重量0. 2-0. 8 wt%的MnCl2，搅拌30-75 min ；之后将合金液浇注成型；浇铸温度为580-650 V ；然后在400-500 °C保温2_10 h进行均质化处理，并冷却得到铝合金热交换器冷却扁管的铝合金材料。所述的铝合金材料经过冷加工和/或热加工和/或铸造，例如锻造、热压、冷弯加工等现有技术，将其加工成铝合金热交换器冷却扁管。本发明所述的铝合金热交换器冷却扁管，经均勻化退火后，观察其金相组织，晶粒细小且均勻对提高铝合金的耐蚀性有好处；并且其组织中没有发现大量存在电化学腐蚀的异质相，大大减轻了晶间腐蚀发生的倾向；采用SWAAT实验对合金材料的腐蚀行为进行测试，表明本发明的铝合金耐蚀性有显著提高；并且本发明的铝合金热交换器冷却扁管具有良好的抗菌性，本发明的铝合金热交换器冷却扁管对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率达到99 %以上。
具体实施例方式下面本发明将结合具体的实施例对本发明做进一步的解释和说明。按表1所示出的质量百分比，按表1所示出的质量百分比，制备本发明所述的Al 合金材料。具体的制备工艺过程为将按上述重量百分比配比的Si、Ti、ai、Mg、Cujg和Al 的合金原料在氮气保护气氛下加热至720 °C保温1200 min;加入占合金原料总重量0.5 wt% WMnCl2，搅拌30 min ；之后将合金液浇注成型；浇铸温度为620 °C ；然后在480 °〇保温3 h进行均质化处理，并冷却得到铝合金热交换器冷却扁管的铝合金材料。再将其加工成铝合金热交换器冷却扁管。材料强度测试
为了测定拉伸强度，在常温下进行标准拉伸试验，测试材料的拉伸强度。将拉伸强度 150MPa以上者评价为良好(〇)，将低于150MI^者评价为不良(X)。材料耐腐蚀以及抗菌测试
以50X50 mm的大小分别切割出试样，进行盐雾试验。腐蚀试验时间设定为800小时， 材料表面没有深度超过0. 1 mm的腐蚀坑、评价为良好(O )，将有超过0. 1 mm的腐蚀坑的试样评价为腐蚀性差(X)。测试结果显示在表2中。抗菌测试的试验菌种为大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。检测方法为 (1)将试样剪成50. OX 50.0 mm大小的尺寸，消毒灭菌(一式三份)。(2)在试样上滴加若干毫升菌液，使菌落数维持在105。(3)将塑料薄膜覆盖在试样表面，然后放入无菌平皿内，于36 士 1°C恒温培养箱内培养M小时后，对活菌进行计数。(4)将比较例1的不含银同型号的铁素体不锈钢作为对照样品，重复上述操作。抗菌率采用由抗菌率=[(A-B)/A] X 100%计算得到，式中小时后对照样品平均活菌数；B-M小时后抗菌样品平均活菌数。表1母材的化学成分(余量为Al以及不可避免的杂质)
权利要求
1.一种抗菌耐蚀的铝合金热交换器冷却扁管，特征在于其由以下组成的材料制成； Si 0. 5-1. 2wt%、Ti :0. 05-0. 35 wt%, Zn :0. 25-1. 8 wt%, Mg :0. 15-0. 35 wt%, Cu :0. 20-0. 55 wt%，Ag :0. 01-0. 02 wt%余量为Al及不可避免的杂质构成。
2.权利要求1所述的热交换器冷却扁管，其特征在于所述的Si的含量范围为0.6-1.0wt%。
3.权利要求1所述的热交换器冷却扁管，其特征在于所述的Ti的含量范围为 0.10-0. 30 wt%。
4.权利要求1所述的热交换器冷却扁管，其特征在于所述的加的含量是 0. 30-1. 5wt%0
5.权利要求3所述的热交换器冷却扁管，其特征在于所述的Si的含量是0.50-1. 30wt%。
6.权利要求1所述的热交换器冷却扁管，其特征在于所述的Mg的含量是0.10-0. 25wt%。
7.权利要求1所述的热交换器冷却扁管，其特征在于所述的Cu的含量是0.20-0. 35wt%。
全文摘要
本发明涉及一种抗菌耐蚀的铝合金热交换器冷却扁管，特征在于其由以下组成的材料制成；Si0.5-1.2wt%、Ti0.05-0.35wt%，Zn0.25-1.8wt%，Mg0.15-0.35wt%，Cu0.20-0.55wt%，Ag0.01-0.02wt%余量为Al及不可避免的杂质构成。采用SWAAT实验对合金材料的腐蚀行为进行测试，表明本发明的铝合金耐蚀性有显著提高；并且本发明的冷却扁管具有良好的抗菌性，本发明的冷却扁管对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率达到99%以上。
文档编号C22C21/02GK102367532SQ201110174210
公开日2012年3月7日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者杨贻方 申请人:苏州方暨圆节能科技有限公司