SE510272C2 - Aluminiumlegering med hög hållfasthet för lödda produkter såsom värmeväxlare och metod för behandling av legeringen - Google Patents

Description

10 Ü 20 25 30 härdighet och lödbarhet. Då materialet till exempel an- förväntas det ge ett gott katodiskt skydd åt ett rörmaterial och sålunda skydda röret från att perforeras. Det katodiska skyddet får vändes som ett zinkinnehàllande rankmaterial, emellertid inte vara alltför stort, eftersom detta torde medföra kraftig korrosion av rankan samt minskad kylfunktion och livslängd.

Ett ytterligare syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla processparametrar för vármebehandling samt valsning av ett sådant material och att karaktärisera materialet med avseende på mikrostruktur, mekaniska egen- skaper, lödbarhet, nedböjningsmotstànd samt korrosionshär- dighet.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas mer detaljerat nedan med hänvisning till bifogade ritningar, pà vilka FIG 1 visar elektronmikroskopiska bilder (TEM, ljus- fältsbild, x 36.600), vilka illustrerar dispersoider i homogeniserat rankmaterial A enligt uppfinningen: a) dispersoider, b) primärpartiklar; FIG 2 visar elektronmikroskopiska bilder (TEM, ljus- fältsbilder, X 36.600), vilka illustrerar dispersoider i ej homogeniserat rankmaterial A enligt uppfinningen, a) dis- persoider, b) primärpartiklar; FIG 3 visar en uppställning för nedböjningstest, var- vid utrustningen har fyra monterade prov; FIG 4 visar en uppställning för lödbarhetstest i en CAB-ugn med den klämma som håller provbitarna samman under lödningen; FIG 5 visar optiska mikrofotografier av mikro- strukturen i polerat rankmaterial före simulerad lödning, a) ohomogeniserat rankmaterial A, b) homogeniserat rank- material A; FIG 6 visar optiska mikrofotografier med polariserat ljus av kornstrukturen i ett oxiderat prov av ohomogeni- 20 25 990113 P;\147ooosó.1>oc.sN 510 272 serat rankmaterial A, a) före simulerad lödning, b) efter simulerad lödning; FIG 7 visar optiska mikrofotografier med polariserat ljus av kornstrukturen i ett oxiderat prov av homogeniserat rankmaterial A, a) före simulerad lödning, b) efter simu- lerad lödning; FIG 8 visar polerade lödfogar efter lödning av rank- material A till en AA3003-kärna som pläterats med 2x1O % AA4343, homogeniserat material A; 1,0 mm tjocklek, a) ohomogeniserat material A, b) FIG 9 visar en fog mellan rör och ranka i en kylare av rörmaterial C lött till en ranka av material A; FIG 10 visar viktförluster efter korrosionstester (SWAAT); FIG 11 visar perforerade områden efter SWAAT-test; FIG 12 visar ytans utseende hos homogeniserat (a) och ohomogeniserat (b) rankmaterial A efter 5,7 dagars SWAAT- test; FIG 13 visar korrosionsangrepp i homogeniserat rank- material A efter 2,7 dagars SWAAT-test; FIG 14 visar korrosionsangrepp i ohomogeniserat rank- material A efter 2,7 dagars SWAAT-test; FIG 15 visar ytans utseende hos uppåtriktade ytor efter 12 respektive 24 dagars SWAAT-test i a) en kylare av (AA3003 + en kylare av rörmaterial C lött till rörmaterial C lött till en ranka av material B 1,5 vikt% Zn), och b) en ranka av material A; FIG 16 visar ytans utseende hos nedàtriktade ytor efter 12 respektive 24 dagars SWAAT-test i a) en kylare av (AA3003 + och b) en kylare av rörmaterial C lött till rörmaterial C lött till en ranka av material B 1,5 vikflf zn), en ranka av material A; FIG 17 visar korrosion hos rör efter 12 dagars SWAAT- test för a) kylare av rörmaterial C lött till en ranka av 10 IS 20 25 99011: Pzuuooosópocßu ”IG 272 (AA3003 + 1,5 vikt% Zn) och b) material C lött till en ranka av material A; material B kylare av rör- FIG 18 visar den använda mätlinjen vid studium av korrosion hos fogar mellan rör och ranka enligt Tabell 10; och FIG 19 visar korrosionsangrepp efter 24 dagars SWAAT- test för a) fog mellan rör och ranka i en kylare av rör- (AA3003 + fog mellan rör och ranka i en kylare material C lött till en ranka av material B 1,5 vikt% Zn) och b) av rörmaterial C lött till en ranka av material A.

Skälet för att begränsa sammansättningen hos lege- ringen enligt uppfinningen samt dess omfång kommer nu att beskrivas.

De höga koncentrationerna av kisel och mangan ger upphov till den höga hàllfastheten efter lödning. Kisel- halten bör vara 0,5 till 1,5 vikt%, företrädesvis 0,5 till 1,0 vikt%. Under 0,5 vikt% är hàllfastheten efter lödning låg, och över 1,5 vikt% Si är solidustemperaturen så låg, att en partiell smältning kan inträffa under lödningen.

Manganhalten bör vara 1,0 till 2,0 vikt%, företrädes- vis 1,4 till 1,8 vikt%. Under 1,0 vikt% Mn är hàllfastheten efter lödning låg, och över 2,0 vikt% Mn kan grova primär- partiklar bildas under gjutningen, vilket minskar formbar- heten vid bearbetning.

Koppar tillsättes upp till 0,6 vikt% i syfte att öka hàllfastheten efter lödning, men för vissa applikationer, såsom offeranodeffekt hos rankmaterialet, minskar korro- sionshärdigheten med ökad Cu-halt. Kopparhalten bör i sådana tillämpningar således vara 0,10 vikt% eller mindre.

Magnesiumhalten bör hållas låg om materialet är av- sett för CAB-metoden. Den bör vara mindre än 0,10 vikt%, företrädesvis mindre än 0,05 vikt%. Om en lägre lödbarhet kan tolereras eller om en annan lödning användes, kan halten ökas upp till 0,5 vikt% för att förbättra hàllfast- heten efter lödning.

Y 990113 Pfllncocsölt-ocau Zink tillsättes upp till 2,5 vikt%, företrädesvis 1,2 till 1,8 vikt%, med en adekvat offeranodeffekt skall kunna erhållas. till legeringen för att ett rankmaterial Ran- kornas offeranodeffekt kan även ökas genom tillsats av 0,01 till 0,20 vikt% tenn eller 0,01 till 0,20 vikt% indium.

En tillsats av zirkonium med 0,05 till 0,30 vikt%, företrädesvis 0,05 till 0,20 vikt%, nedböjningsmotstánd hos materialet. resulterar i ett bättre Järn kan i form av en normal förorening förekomma upp till 0,7 vikt%, Andra legeringselement, såsom upp till 0,5 vikt% krom företrädesvis 0,30 vikt%. och/eller upp till 0,3 vikt% titan, kan tillsättas i syfte att öka hållfastheten efter lödning. I exemplen användes legeringen enligt uppfinningen som ett opläterat rank- material. Legeringen kan emellertid användas för andra tillämpningar där t ex hög hàllfasthet efter lödning och högt nedböjningsmotstánd är önskvärt.

Bearbetning av legeringen enligt uppfinningen Olika sekvenser för bearbetning kan användas vid behandling av legeringen enligt uppfinningen i syfte att åstadkomma olika materialtillstànd. Med legeringen enligt och hård- (beteckning H) produkter. Mest föredraget bear- uppfinningen föredrages glödgade (beteckning O) bearbetade betas legeringen till ett tillstànd H16 eller H14 för att bästa möjliga nedböjningsmotstánd skall kunna erhållas.

Bearbetningen av det material som innehåller lege- ringen enligt uppfinningen (material A) startar med ett gjutningsförfarande. Företrädesvis utföres DC-gjutning (direct chill casting) eller bandgjutning (strip casting).

Efter en DC-gjutning av legeringen till ett göt kan ett homogeniseringssteg tillgripas. Företrädesvis undvikes ett sådant steg, eftersom det försämrar materialets slutliga egenskaper. Enligt vad som visats ovan, utskiljs och växer sekundärpartiklar under homogeniseringen, vilket efter lödningen resulterar i en minskning i hàllfasthet och 20 990113 P;\147ooos6.t>oc.BN 'l Û 272 nedböjningsmotstånd. Om ett homogeniseringssteg tillämpas, får ett separat föruppvärmningssteg inte användas.

Materialet utsättes sålunda företrädesvis för ett föruppvärmningssteg efter DC-gjutningen. Eftersom homogeni- seringssteget har utelämnats, kan en värmebehandling av materialet inte utföras vid en temperatur som är högre än cirka 550 °C, och uppehållstiden bör begränsas till 12 timmar. Värmebehandlingen bör inte överstiga 450 °C för att tillväxten av sekundärpartiklar skall minimeras.

Materialet utsättes därefter för ett varmvalsnings- steg och ett efterföljande kallvalsningssteg.

Ett glödgningssteg kan sedan tillgripas för att full- ständig glödgning till tillstånd O eller partiell glödgning till tillstånd H2X skall kunna erhållas, varvid X är ett tal mellan l och 8 som definierar den under glödgningen erhållna hållfasthetsgraden.

Slutligen utsättes det fullständigt glödgade mate- rialet för ett ytterligare kallvalsningssteg till tillstånd HlX, varvid X är ett tal mellan 1 och 8 som definierar den efter kallvalsning erhållna hållfasthetsgraden.

Om ett bandgjutningsförfarande användes, utgår upp- hettnings- och varmvalsningsstegen automatiskt. För hårda legeringar kan ett glödgningssteg användas på det gjutna materialet. eftersom de flesta bandvalsningsförfaranden inducerar en deformation i det behandlade materialet. Före- trädesvis undvikes emellertid detta steg, eftersom håll- fastheten efter lödning och nedböjningsmotståndet kan försämras av denna värmebehandling.

För att det förutbestämda tillståndet skall kunna ernås, utsättes det erhållna bandet därefter för kallvals- ning samt ovan beskrivna förfaranden för att åstadkomma. _Exem el EXEMPEL 1 Bearbetning och mekaniska egenskaper 970430 lnuavooosóxnoc nu Legeringen enligt uppfinningen utsattes för DC- gjutning till ett göt, se sammansättningen i Tabell 1.

N U 20 25 30 35 970430 :Auvooosóboc BN 510 272 Tabell 1.

Sammansâttning (vikt%) av legering A.

Si Fe Cu Mn Mg Ti Zn Zr 0.20 0.02 1.54 <0.0l <0.0l 1.44 0.13 Götet uppdelades i två hälfter, av vilka den ena ut- sattes för homogenisering och den andra enbart för förvärm- ning, dvs den blev ohomogeniserad. Homogeniseringen och/eller förvärmningen till varmvalsningstemperaturen utfördes enligt ordningsföljden nedan. (Temperaturen anger ugnstemperaturen.) Homogeniserat material: Rumstemperatur (RT) till 650°C/9 tim följt av 630°C/9 tim och slutligen 560°C/3 tim. Varmvalsningstemperaturen var 500-540 °C.

Ohomogeniserat material, enbart förvärmning: RT till 590°C/8 tim följt av 545°C/4 tim. Varmvalsnings- temperaturen var 490-530 °C.

Fránsett homogeniserings/förvärmningsförfarandet utsattes de bägge göthälfterna för samma produktionsväg, dvs varmvalsning till 3,0 mm tjocklek, kallvalsning i flera passager till 0,22 mm, mellanglödgning vid 380 °C och slut- ligen kallvalsning till 0,1 mm tjocklek.

Prov undersöktes i ett transmissionselektronmikroskop (Transmission Electron Microscope, TEM) och i ett avsökande transmissionselektronmikroskop (Scanning Transmission STEM) mikrostruktur mer i detalj. Huvudsyftet var att undersöka Plätmaterialet (0,1 mm tjocklek) vid 325 °C under 1 tim för att avlägsna dislokationer innan Electron Microscope, för att studera rankmaterialets dispersoiderna. glödgades provet preparerades. Denna värmebehandling förändrar inte dispersoiderna signifikant. Energidispersiv spektrometri (EDS) i STEM användes för att bestämma partiklarnas och matrisens sammansättning. Tre analyser utfördes pà varje 10 15 20 25 30 35 svouo P=\:uvooosó.ooc BN 510 272 fas i respektive material. Partiklarnas diameter mättes pá TEM-mikrofotografierna.

TEM-undersökningen uppvisade större dispersoider i homogeniserat än i ohomogeniserat material, FIG 1 och 2.

Dispersoidernas diameter visas i Tabell 2.

Tabell 2.

Dispersoidernas diameter vid mätning från TEM- mikrofotografier. (Medeltal av 20 dispersoider.) Dispersoidernas diameter (pm) Material Medeltal Standard- avvikelse Homogeniserat 0.26 0.09 Ohomogeniserat 0.13 0.02 EDS-analys i STEM antydde att såväl primärpartik- larnas som dispersoidernas sammansättning överensstämde med a-fasen, dvs a-Al2(Fe,Mn)3Si. Primärpartiklarnas järnhalt (3-6 vikt% Fe) var högre än den hos dispersoiderna (0,2-0,5 vikt% Fe).

Primärpartiklarnas sammansättning påverkades inte av homogeniseringsbehandlingen. Sammansättningen överensstämde med a-All2(Fe,Mn)3Si. Detta är ett resultat av den höga kiselhalten i denna legering (0,8 vikt%), eftersom fasen a-Aln(Fe,Mn)3Si stabiliseras av kisel. Under värmebehand- lingen kunde en omvandling av faser med järn, mangan och kisel enbart observeras i material med låg kiselhalt (i storleksordningen 0,1 vikt%), t ex från (Fe,Mn)Al6 till a-Al12(Fe,Mn)3Si.

En jämförande legering B (AA3003 + 1,5 vikt% Zn) behandlades även, och denna homogeniserades pà samma sätt som det homogeniserade götet av legeringen A samt bearbe- tades på samma sätt som materialet A. Sammansättningen visas i Tabell 3.

W U 20 25 910420 :Auvuoosómoc an 510 272 10 Tabell 3.

Sammansättning (vikt%) av legering B.

Si Fe Cu Mn Mg Ti Zn Zr 0.12 0.50 0.12 1.13 0.02 <0.0l 1.54 <0.0l Test av de mekaniska egenskaperna utfördes före och efter lödsimulering. Lödsimulering av det valsade mate- rialet utfördes i en laboratorievakuumugn med användande av följande lödningscykel: RT till 600°C/45 min, 600°C/10 min uppehàllstid följt av kylning till RT. Test av materialens nedböjningsmotstànd utfördes enligt följande: Fullständigt plana prov skars i 15 mm breda (vinkelrätt mot valsrikt- ningen) och 100 mm långa (parallellt med valsriktningen) bitar. Proven avfettades i alkohol och monterades i en ställning enligt FIG 3 med provets fria ände med en höjd av 54 mm och med 60 mm hävstángslängd. Ställningen placerades mitt i en vakuumugn med en temperatur under 50 °C innan dörren stängdes. Följande lödningscykel användes: RT till 600°C/45 min, 600°C/10 min uppehàllstid följt av kylning av RT.

Omedelbart efter cykelns avslutning avlägsnades ställningen från ugnen utan att proven fick lov att svalna i densamma. Nedböjningsvärdena beräknades genom att subtra- hera den uppmätta fria höjden från de ursprungliga 54 mm. Åtminstone tvà prov av varje material testades. 20 990113 P;\147ooosó.r>0c.s1~: 11 510 272 Tabell 4.

Mekaniska egenskaper och nedböjningsmotstànd Före lödning Efter lödning Nedböjnings- Mat. Hom. R?m2 Rm AW RPL2 Rm Aw motstånd (Mpa) (Mpa) (pm) (Mpa) (Mpa) (%) (mm) A Ja 184 193 1.0 45 126 11 25 A Nej 183 197 1.5 50 127 12 14 B Ja 173 178 1.6 37 105 12 35 (De mekaniska egenskaperna mättes parallellt med valsrikt- ningen.) Sträckgränsen efter lödning (Rpmz) var för det ohomo- geniserade materialet A högre än för det homogeniserade materialet A; 50 Mpa resp 45 Mpa. Skillnaden i sträckgräns mellan de två typerna av material A efter lödning anses vara ett resultat av skillnaden i homogeniseringsbehand- ling. Jämfört med rankmaterialet av standardtyp AA3003 (material B) är sträckgränsen efter lödning mer än 25 s högre.

EXEMPEL 2 Lödbarhet under laboratoriebetingelser Test av lödbarhet utfördes i en CAB-ugn för att simu- lera lödning av rankmaterial till ett lodpläterat rörma- terial. Korrugerade prov av rankmaterial A (homogeniserat och ohomogeniserat) löddes till en AA3003-kärna som pläte- rats med 2x10 procent AA4343 (1,0 mm tjocklek). Under löd- ningen hölls proven samman med användande av ett fastspän- ningsdon, FIG 4. Före monteringen i fastspänningsdonet be- handlades varje prov i ett alkaliskt avfettningsmedel, 0 varefter det doppades i en 10 1 flusslösning, vilket mot- svarar en flusskoncentration av 1,5 g/cmz. Dessutom till- sattes 0,5 % vätmedel till lösningen. Efter montering i fastspänningsdonet torkades enheten i en ugn vid 100 °C. Ü b) Lh 950113 P:\'.470005Ö.DOC.BN 12 5"iO 272 Följande lödningscykel användes: RT -+ 375°C vid 45°C/min 480°C vid 27°C/min 500°C vid 5°C/min 580°C vid 25°C/min 595°C vid 5°C/min 599°C vid 2°C/min 599°C forcerad kylning till 400°C. llllll 2 min uppehållstid följt av Efter lödningen undersöktes proven i ett optiskt mikroskop. Vad beträffar primärpartiklar, observerades liknande mikrostrukturer då proven studerades i optiskt FIG 5.

De under lödningen bildade kornen är stora och medför mikroskop, en god beständighet mot inträngning av lodmetall. Korn- strukturen resulterar även i ett bättre nedböjnings- motstånd, se Tabell 4.

Kornstrukturerna för material A efter lödsimulering visas i FIG 6 och 7. är typiska för ett halvhàrt tillstånd (H16 eller H14). För Kornstrukturerna före lödsimulering det homogeniserade materialet observerades en mindre korn- storlek efter lödning, FIG 7b.

Gedigna lödfogar observerades efter lödning av det korrugerade rankmaterialet till den pläterade plåten, FIG 8. Eftersom lodmetallskiktet var ganska tjockt (10 %, dvs 100 um), vilket resulterade i ganska stora lödfogar. Den betydande förekom ett överskott av fyllmetall, storleken hos lödfogen i FIG 8a är inte typisk för en kommersiell lödning, men trots överskottet av fyllmetall observerades ingen inträngning av lodmetall in i kärnan.

EXEMPEL 3 _flödbarhet under fullskalebetingelser Kylare löddes under fullskalebetingelser i en konti- nuerlig CAB-ugn. Rörmaterialet C var ett s k material med läng livslängd, se sammansättningen i Tabell 5, och mate- 30 990113 Pwuvooosfxboosw 13 5'l0 272 rialet enligt uppfinningen (material A, ohomogeniserat) samt ett jämförande material B användes som rankmaterial.

Kylare med rankor av material A uppvisar liknande lödbarhet som kylare av material B.

Vid undersökning i optiskt mikroskop (FIG 9) observe- rades fullgoda lödfogar mellan röret och rankan enligt upp- finningen, material A. Det förekom ingen korngränsinträng- ning i kärnan av rörmaterialet C eller rankmaterialet. Dá lödbarheten hos kylarna med rankor enligt uppfinningen jämfördes med kylare med rankor av material B (AA3003 + 1,5 % Zn), observerades lödfogar av liknande storlek.

Tabell 5.

Sammansättning (vikt%) av material C Si Fe Cu Mn Mg Ti Zn Zr Kärna 0.03 0.13 0.26 1.14 0.24 0.02 <0.0l <0.01 Plätering 7.60 0.28 0.02 0.05 <0.0l <0.0l 0.01 <0.0l EXEMPEL 4 Kcrrosionsprovning av plåtmaterial.

Plàtmaterial utsattes för lödsimulering i CAB-ugnen i och för korrosionsprovning (SWAAT-metoden). Inget fluss- medel applicerades på materialet före lödsimuleringen.

SWAAT-metoden är en test med intermittent saltdims- provning vid 49 °C enligt ASTM G85-85, bilaga A3, med syn- tetiskt havsvatten utan tungmetaller enligt ASTM Dll41-75.

Tre lödsimulerade prov om cirka 65 X 85 mm av varje slag ångfasavfettades i trikloretylen (2 X l min) och maskerades pâ ena sidan med en plastfilm. Proven monterades i en SWAAT-kammare med en l5° vinkel mot vertikalplanet och med den maskerade sidan riktad nedåt. Under testningen av provet ändrades placeringarna i skåpet varje arbetsdag för att undvika skillnader i exponering för saltdimma. Ett prov av varje slag avlägsnades efter l, 2,7 och 5,7 dagars exponering. Efter exponeringen rengjordes proven i vatten 10 15 20 25 30 35 910430 P=\141ouo5ó.|>oc nu 510 272 14 och nedsänktes i koncentrerad HNO3 i syfte att avlägsna korrosionsprodukter. Korrosionen evaluerades medelst okulärbesiktning samt mätning av viktförlust. Under expo- neringen perforerades vissa prov. För dessa prov uppmättes i ett bildanalyssystem (Kontron Vidas) automatiskt antalet perforeringar, den perforerade ytan samt perforeringarnas maximala storlek. Mätningarna utfördes på cirka 0,2 dmz i mitten av proven (cirka 35 % av provens yta). Perfore- ringarnas maximala storlek anges som en cirkeldiameter med samma yta som perforeringarna.

I syfte att jämföra korrosionshärdigheten hos mate- rialet enligt uppfinningen med andra rankmaterial samman- fattas i Tabell 6 samt FIG 10 och 11 resultaten från SWAAT- test av material, som testades under samma betingelser (samma testkörning). Förutom de två typerna av material A (homogeniserat och ohomogeniserat) innefattas material B samt ett material D, AA3003, Materialen B och D var homogeniserade. se sammansättning i Tabell 7.

Tabell 7.

Sammansättning (vikt%) av material D.

Si Fe Cu Mn Mg Ti Zn Zr 0.15 0.25 0.13 1.07 0.01 0.02 <0.0l <0.0l Efter exponeringen uppvisar proven korrosionsangrepp, vilka är kraftiga redan efter 2,7 dagars SWAAT-test och mycket kraftiga efter 5,7 dagar (FIG 12). uppvisade de homogeniserade proven fler perforeringar, För material A större perforerad yta och mindre ”allmän” korrosion än de ohomogeniserade proven (Tabell 6 samt FIG 13-14). Det före- faller sålunda som om en homogenisering av material A ökar den lokala korrosionen på bekostnad av ”allmän” korrosion.

Viktförlusterna efter exponering var ungefär lika stora för homogeniserat och ohomogeniserat material A, vilket tyder 10 9104:40 mur/ooosflknoc an 510 272 på att den totala korrosionen var densamma för de bägge slagen (Tabell 6).

För rankmaterial är såväl viktförlusten som den perforerade ytan goda mått på hur allvarlig korrosionen är.

Från FIG 10 och 11 framgår att materialet D är överlägset andra material med hänsyn till viktförlust och perforerad yta efter SWAAT-test. Skälet är, att Zn-halten i materialen A och B accelererar korrosionshastigheten, och detta är i själva verket syftet med Zn-tillsatsen eftersom rankan för- väntas ge skyddande offeranodeffekt ät röret i en värme- växlare. En jämförelse mellan materialen A och B tyder på att materialet A har likadan eller något bättre korrosionshärdighet än materialet B. 16 510 272 mcmmcfiumuoßuma som m»> meemm Uwe Hwxfifiu cm wo; cumpwewfio _ cm»>>oHQ >m =_~x__U@= EU ~.o mxH_Q ma __m= * N m~.m »___ oo._ m_.~ ~o.~ ~o._ ~_~m ~_@~ moq mww.@ wm~.o <_Q.o m ßmz m~._ _m_o _n_@ _w__ ~m.o _w.@ m_w _mm w@_ mm_.o mmo.o æ_Q.@ Q _@: .EQI fim æn.~ ~o.o - _@._ nm.@ - qnq o_ Q ~m<.o <_~.o m__.@ < Um: .som wo.w m_.n - _~.n o_.~ - omm Q_m Q @_<_o fi@__@ @o.Q < um: .mmm _.m fiamu _.N mmm _ mmm _.m .mwu _.~ anv _ .www __» .www _.~ mmm _ Qmu _.m .wmu _.~ www _ w =_m1__@@= ~E@\_@_c< ~Eu\@ *xm~uOuw *mi umuæuoßpom .àocfipwuoßhwa .xwz mcfiumpouuma Éfå umzïozzxfi> mcfipmmflfl umwu|»<<3w Hwuuw MWUCWQQQOMHQQ »Emm uw3außuHXw> .w 44mm<» 20 990113 P= Uwvoousëunocau 17 510 272 EXEMPEL 5 Korrosionstest av kylare.

Korrosionshärdigheten testades med användande av det SWAAT-test som beskrivits i exempel 4. I exempel 3 beskrivna kylare användes, dvs med rörmaterial C och rank- material A enligt uppfinningen, jämte det jämförande rank- materialet B.

Prov, som bestod av 5-6 rör, kapades från varje kylare så att rörens längd blev cirka 135 mm. Rörändarna pà ena sidan av proven förseglades med en epoxiharts för att medge läckagetest före SWAAT-testet. Läckagetestet utfördes under vatten med luft om 1 bar. Proven avfettades efter övertrycksbelastningen i etanol, torkades och förseglades med silikongummi vid rörens öppna ändar för att enbart medge korrosion utifrån. Proven SWAAT-testades under 5, 12 och 24 dagar. Efter exponeringen rengjordes proven i kon- centrerad HNO3, övertrycksbelastades vid 1 bar för detek- tering av läckage samt studerades för att dokumentera korrosionsangreppen.

Det utvändiga utseendet hos de uppåt- och nedåt- riktade ytorna (under testet) efter 12 och 24 dagars SWAAT- exponering visas i FIG 15-16. Korrosionen hos rankorna evaluerades enligt en klassificeringsmetod. Rankornas korrosion är mer omfattande i en kylare med rankor av material B än i en kylare med rankor av material A (Tabell 8).

Inga perforeringar detekterades hos röret i prov från CAB-lödda kylare med rör av material C och rankor av material A eller B. Tidpunkten för den första perforeringen i kylarna är sålunda mer än 24 dagar. Efter 12 och 24 dagars SWAAT-test observerades hos polerade delar av kylarpnoven enbart mindre angrepp (50 pm maximalt djup) i rören (FIG 17), vilket återspeglar den effektiva offeranod- effekten från såväl rankmaterial A som B. 510 272 18 Aooon mooowooooox om; wcpoxcmo >m hmfioomo mooom omxo>ev cowwoooox oooomox oo1u>z oo ^~Hoo wowooooooox Hm; mcooxcoo >w owwoooa oooowv cofiooooox mfioomox .u Aoooo mowoæoohoox own ocooxcoo >o oofio~wo memo cowwoooox ofifloomz No Aoowomco m@H~c>w oomfixo coflwoooox mcfim nu coflwoooox mmcfipx ~uxu>e owfifiæ cæmcH au o Nio I o o o o N. N .JN fo I ot.. - o o o N. N .JN oo Ü Û o o o o oo o_ Éï io I I - o o o N, N TN. oo É É - o o o o _ .im fo No I - o o o o _ .IW fo mofiw oofio omuxwooflumz oooxfiooflaan cwowäaccm cuowfiaocm ocwooom Nwoca Nam >ooQ ooooo wncomwo: mcoo>1coo >o Afifloco :who se mA owowocflo o1co.\ooo M o ocfioæowoflmwæfix omacwowuoooma ~ooc< uno æomhmkooomm fiooca -ocoaxo fiodowooz uwwunßaæzm umuww ßaøpmcmwcofimoupox w QJwm<9 990113 P=\uvooosö.|:>oc.sN 19 510 272 Den korroderade delen hos fogarna mellan rör och ranka har uppmätts i snitt längs rören. En linje parallell med och nära röret definierades, och lödfogens totala längd samt lödfogens korroderade längd bestämdes pá ömse sidor av rankan, se FIG 18. Förhållandet mellan korroderad foglängd och total foglängd användes som ett mått på korrosionen hos fogen rör/ranka.

Hos kylare med rankor av material A kunde inga an- grepp alls ses i fogarna, och enbart enstaka mindre angrepp (Tabell 9 och FIG 19). Detta styrker även den effektiva offeranodeffekten hos erhölls i kylare med rankor av material B rankor av material A.

Tabell 10.

Korrosion hos fogar mellan rör och ranka Material i Expone- Antal Korrosion rör/ranka ringstid studerade hos fogar (dagar) fogar rör/ranka rör/ranka (%) C/B 12.1 48 C/A 12.1 32 C/B 24.1 47 1.6 C/A 24.1 26 O SWAAT-test av kylare med rör av material C har visat, att materialet enligt uppfinningen ger samma katodiska skydd som materialet AA3003 + 1,5 % hastigheten är långsammare hos själva materialet enligt zink, men korrosions- uppfinningen.

Claims (15)

h.) UI b) 'Jl 961119 I :\1470\0O5-X2 .DOC GG 510 272 2° PATENTKRAV

1. Aluminiumlegering för lödda produkter med hög hållfast- het vid lödtemperaturen, hög hállfasthet efter lödning och god korrosionshärdighet, k ä n n e t e c k n a d av att legeringen innefattar 0,5 till 1,5 vikt% kisel, mer ån 1,4 och upp till 2,0 vikt% mangan, 0,05 till 0,3 vikt% zirkonium, upp till 0,7 vikt% järn och upp till 0,1 vikt% koppar, samt valfritt upp till 2,5 vikt% zink och upp till 0,5 vikt% magnesium, varvid återstoden består av aluminium samt oundvikliga föroreningar.

2. Aluminiumlegering enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att legeringen innefattar 0,5 till 1,0 vikt% kisel, mer än 1,5 och upp till 1,8 vikt% mangan, 0,05 till 0,2 vikt% zirkonium, upp till 0,3 vikt% järn och upp till 0,1 vikt% koppar, varvid återstoden består av aluminium samt oundvikliga föroreningar.

3. Aluminiumlegering enligt krav 2, k ä n n e t e c k - n a d av att 1,2 till 1,8 vikt% zink innefattas i sagda legering.

4. Pläterat material för lödda produkter, k ä n n e - t e c k n a t av att kärnan hos en legering, som innefattar 0,5 till 1,5 vikt% kisel, mer än 1,4 och upp till 2,0 vikt% mangan, 0,05 till 0,3 vikt% zirkonium, upp till 0,7 vikt% järn och upp till 0,1 vikt% koppar, samt valfritt upp till 2,5 vikt% zink och upp till 0,5 vikt% magnesium, varvid återstoden består av aluminium samt ound- vikliga föroreningar, har åtminstone ett ytterligare skikt som har en smälttemperatur som är lägre än den hos sagda kärna.

5. Material enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att kärnan innefattar 0,5 till 1,0 vikt% kisel, mer än 1,4 och upp till 1,8 vikt% mangan, 0,05 till 0,2 vikt% zirkonium, upp till 0,3 vikt% järn och upp till 0,1 vikt% koppar, varvid återstoden består av aluminium samt oundvikliga föroreningar. Ü 20 25 981119 I :\1470\D05-K2.DOC GG Ä 510 272

6. Material enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t e c k - n a t av att 1,2 till 1,8 vikt% zink innefattas i sagda kärna.

7. Metod för framställning av ett material som skall an- vändas i lödda produkter av legeringen enligt något av kraven 1 till 3, - att utsätta sagda legering för ett gjutningsför- k ä n n e t e c k n a d av stegen farande utan efterföljande homogenisering, - att upphetta den gjutna legeringen vid en tempera- tur som inte är högre än cirka 550 °C och under en uppehållstid som inte är längre än cirka 12 timmar, - att utsätta det erhållna materialet för ett varm- valsningsförfarande, och - att utsätta det erhållna materialet för ett kall- valsningsförfarande.

8. Metod enligt krav 7, k ä n n e t e c k n a d av att efter sagda gjutningsförfarande sagda legering pläteras med åtminstone ett ytterligare skikt.

9. Metod enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a d av att det efter sagda kallvalsningsförfarande erhållna materialet medelst ett anlöpningsförfarande fullständigt anlöpes till ett tillstånd O eller partiellt anlöpes till ett tillstånd H2X, varvid X är ett tal mellan 1 och 8.

10. Metod enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att efter sagda anlöpningsförfarande det erhållna materialet utsättes för ett kallvalsningsförfarande för att ernå ett tillstånd H12-Hl6.

11. Metod enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a d av att gjutningsförfarandet är ett förfarande av typ direktkylning.

12. Metod enligt krav 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a d av att upphettningstemperaturen inte är mer än 450 °C.

13. Metod för framställning av ett material som skall an- vändas i lödda produkter av legeringen enligt något av k ä n n e t e c k n a d av stegen kraven 1 till 3, Lh W 510 981119 I;\1470\305-K2.DOC GG 272 - att utsätta sagda legering för ett bandgjutnings- förfarande, och - att utsätta det erhàllna materialet för ett kall- valsningsförfarande.

14. Metod enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a d av att det efter sagda kallvalsningsförfarande erhållna materialet medelst ett anlöpningsförfarande fullständigt anlöpes till ett tillstànd O eller partiellt anlöpes till ett tillstànd HZX,

15. Metod enligt krav 14, det efter sagda anlöpningsförfarande erhållna materialet varvid X är ett tal mellan 1 och 8. k à n n e t e c k n a d av att utsättes för ett kallvalsningsförfarande för att ernå ett tillstànd H12-H16.