第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
散熱器是汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。汽車散熱器根據(jù)材料和制造工藝主要經(jīng)歷了三代散熱器,即銅、黃銅散熱器、鋁裝配式散熱器和鋁釬焊散熱器。到目前為止,鋁釬焊散熱器已經(jīng)成為主流,并廣泛地運用于轎車、商務(wù)用車和卡車上。釬焊是鋁質(zhì)散熱器制造中的新興接合技術(shù)。
鋁釬焊散熱器主要是由散熱器芯子、左右水室和橡膠密封墊組成,另外有一些支架類的附件,其設(shè)計和制造的核心是散熱器芯子。鋁質(zhì)散熱器芯子制造采用釬焊法是在鋁材工業(yè)出現(xiàn)了復(fù)合材料后才被采用的。復(fù)合材料是將兩種不同的鋁材通過熱軋復(fù)合后,再經(jīng)過冷軋成形的。用于制造散熱器芯子的鋁材是由材料母體(高熔點金屬)和釬焊材料(低熔點金屬)組成。為了保證產(chǎn)品的使用壽命,還必須有防腐層。防腐層的材料熔點要高于釬焊材料,一般使用含鋅的AA7072。
第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程
鋁質(zhì)散熱器芯子制造采用釬焊法是在鋁材工業(yè)出現(xiàn)了復(fù)合材料后才被采用的。復(fù)合材料是將兩種不同的鋁材通過熱軋復(fù)合后,再經(jīng)過冷軋成形的。用于制造散熱器芯子的鋁材是由材料母體(高熔點金屬)和釬焊材料(低熔點金屬)組成。為了保證產(chǎn)品的使用壽命,還必須有防腐層。防腐層的材料熔點要高于釬焊材料,一般使用含鋅的AA7072。Nocolok.釬焊原理是當(dāng)散熱器芯子表面的環(huán)境溫度達(dá)到釬劑的共晶溫度562℃以上時,附著在表面的Nocolok.釬劑開始熔化,鋪展在A120,表面,將A120,薄膜解離、溶解。隨后,涂復(fù)在母材表面的Al一Si合金釬料層開始熔化,并通過毛細(xì)管運動流到要結(jié)合的縫隙處,浸潤、擴展,
隨著表面溫度的下降,釬料凝固,最終形成釬焊接頭,這樣一個完整的散熱器芯子釬焊就完成了。散熱器的釬焊雖然原理相同,但從釬焊工藝可分為:真空釬焊、空氣釬焊和Nocolok.釬焊。
現(xiàn)在汽車 行業(yè) 鋁釬焊散熱器制造的核心工藝是Alcan鋁業(yè)有限公司的Nocolok技術(shù)釬焊。Nocolok是指以無腐蝕性的氟鋁酸鉀混合鹽作為釬劑的釬焊方法。使用這種方法得到的產(chǎn)品焊接質(zhì)量好,具有生產(chǎn)效率高、能耗低、對環(huán)境污染小、釬焊后無需后處理、產(chǎn)品耐腐蝕性能強等優(yōu)點,是一種理想的釬焊方法。產(chǎn)品在釬焊前需進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理包括清洗、釬劑噴涂和烘干。
清洗既有零件的單獨清洗,也有散熱器芯子分總成的清洗。在芯子裝配前對主片、散熱管和側(cè)板等進(jìn)行單獨清洗。對清洗劑濃度和溫度的控制是清洗的關(guān)鍵,大量工藝試驗表明,2%的清洗劑濃度和40℃-55℃的清洗溫度為散熱器芯子清洗的最佳工藝參數(shù)。
釬劑噴涂是釬焊的一個重要工序,它直接影響產(chǎn)品的釬焊質(zhì)量。釬劑是一種精細(xì)的白色粉末,主要成分為氟鋁酸鉀鹽的混合物,其中可能存在一個結(jié)晶水。釬劑的主要作用是去除鋁材表面的氧化膜,并防止暴露出來的新鮮鋁材不被氧化,同時使鋁材表面潤濕,提高釬料的流動性,便于形成釬焊接頭。在釬焊完成后,釬劑會在部件表面形成一層附著力很強的薄膜,它對產(chǎn)品的性能幾乎沒有影響,卻可以提高產(chǎn)品抗外部腐蝕能力。通過試驗表明,在釬焊過程中一般只需要5g/m2的釬劑。
散熱器芯子經(jīng)過釬劑噴涂后需要烘干,去除水分。一般第二次烘干和第一次烘干后的重量差應(yīng)小于3g,第三次烘干和第二次烘干后的重量差應(yīng)沒有變化。在供干時,溫度不應(yīng)該超過250℃,以免形成高溫氧化物,影響釬焊質(zhì)量。
第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析
我國汽車鋁質(zhì)釬焊散熱器 行業(yè) 正處于發(fā)展階段,通過借鑒國外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備,我國已經(jīng)形成了自己的產(chǎn)業(yè),技術(shù)水平也得到了較大的提高。未來,我國將逐步提高汽車鋁質(zhì)釬焊散熱器產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新能力,開發(fā)出性能更加優(yōu)良、環(huán)保的汽車鋁質(zhì)釬焊散熱器。
汽車鋁質(zhì)釬焊散熱器在限定的空間內(nèi)應(yīng)具有足夠的散熱性能和較高的使用壽命,所以整個散熱器總成必須降低原材料消耗,改善生產(chǎn)工藝和結(jié)構(gòu),降低生產(chǎn)成本,實現(xiàn)薄壁、輕型、高效。在焊接部位,未來將采取擴大焊接面積的方法來降低應(yīng)力,如主片和水室采用雙面焊接的窄溝槽形式,盡可能減小壁厚,不容許采用增加壁厚的方法來提高總成強度。如散熱器的主片和水室的壁厚應(yīng)控制在0.6~0.8mm范圍內(nèi),冷卻管的料厚應(yīng)在0.11~0.13mm范圍內(nèi),散熱帶的厚度為0.043~0.06mm。
同時,采用低錫焊料、有機焊劑和高效率的氮氣保護(hù)硬釬焊工藝生產(chǎn)鋁質(zhì)釬焊散熱器將是我國未來的發(fā)展趨勢。以鋁代銅可以進(jìn)一步減小散熱器質(zhì)量,特別是硬釬焊生產(chǎn)的鋁散熱器可以實現(xiàn)整個總成等強度,極大地提高散熱器的可靠性。
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