畢業(yè)論文開題報告：鋁合金散熱器耐腐蝕性研究

畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
畢業(yè)論文開題報告：鋁合金散熱器耐腐蝕性研究

1 課題背景及意義
隨著汽車的快速發(fā)展, 高性能、低能耗成為汽車追求的目標，而這又將與汽車用材密切相關(guān)。現(xiàn)代高性能汽車上單獨的熱交換器,主要是空調(diào)系統(tǒng)中的冷凝器以及發(fā)動機散熱器和油冷卻器等。過去由于加工方法和接連技術(shù)的限制,鋁質(zhì)熱交換器在耐蝕性和成本上無法與傳統(tǒng)的銅質(zhì)熱交換器相競爭。目前鋁合金熱交換器在綜合性能、腐蝕性能上已完全經(jīng)受得住汽車惡劣的工作環(huán)境和條件。而腐蝕性能是衡量熱交換器性能好壞的主要標準之一, 是鋁質(zhì)熱交換器降低成本、 提高壽命、 走向?qū)嵱没年P(guān)鍵。
2 本課題及相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展
隨著氣候變暖和能源問題的日益突出 ,汽車制造企業(yè)降低產(chǎn)品能耗、 減少污染、 提高燃料的經(jīng)濟性就顯得尤為重要。據(jù)統(tǒng)計汽車用鋼材的占有量不斷下降【1】,鋁、 鎂等輕合金及塑料、 復(fù)合材料的應(yīng)用大幅增加。與汽車用鋼鐵材料相比 ,鋁合金具有密度小、比強度和比剛
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r2Zr系合金和 2 2 2 系合金。根據(jù)犧牲陽極作用改進化學(xué)成分來進一步提高耐蝕性, 開發(fā)了多層復(fù)合材料 (A l- M n 涂層結(jié)構(gòu))。用釬焊方法進行成分調(diào)整等達到防蝕目的, 這些改進技術(shù)已達到實用階段。目前美國研制了用于汽車散熱器的 AA3003、AA3004、AA5005和 AA5052合金;而日本采用 A3003、A6951和 A1050合金用于散熱器【6】。中國已成功地開發(fā)出了汽車熱交換器用三層復(fù)合鋁合金硬釬焊板帶【7】,其產(chǎn)品已經(jīng)達到國外同類產(chǎn)品先進水平。汽車交換器通常用鋁合金制作，其內(nèi)部有純氟里昂，不發(fā)生腐蝕。若維護不當，吸潮后生成酸使其發(fā)生點腐蝕或晶間腐蝕。在油冷卻器中，若沒有水存在則不發(fā)生腐蝕。在采用防凍液的散熱器中，常有水雜質(zhì)存在導(dǎo)致發(fā)生腐蝕穿透，只有加入足夠緩蝕劑方可避免[8]。
熱交換器安裝在汽車的前端時，由于受到雨水、灰塵、泥沙等飛濺沖擊，其腐蝕較重。在汽車行駛中，儀表下方的凝聚露水會濕潤金屬表面，停車時恢復(fù)干燥，這種干濕交替的腐蝕環(huán)境易使金屬鋁產(chǎn)生龜裂而脫落，出現(xiàn)局部孔蝕。
管材和散熱片常發(fā)生雙金屬腐蝕。管道泄露與否決定汽車交換器的壽命，因此常采用添加鋅以降低散熱片的電位，對鋁管道起陰極保護作用。
2.2 腐蝕控制
一般而言, 腐蝕可通過采用耐腐蝕材料或改變環(huán)境來控制。像冷凝器、 散熱器、 油冷卻器等熱交換器暴露在空氣之中, 要改變環(huán)境是不可能的。因此管子和散熱片的表面要盡可能有防腐蝕措施,如使用表面涂添,防腐劑或其他處理手段等。事實上, 改變腐蝕環(huán)境的手段畢竟是有限的, 而通過合理的合金設(shè)計及材料選擇是防腐的有效手段之一。目前最常用的防蝕添加元素是Zn【9】。為了使管子具有陰極保護性能,可以在散熱片合金或管子的包覆合金中加入Zn。其他作為防腐的合金設(shè)計還有添加元素Sn、T i、Cu 等,以及合理控制Si、Fe元素及其他雜質(zhì)的含量。最終達到控制腐蝕的目的。此外, 選擇具有一定特性的焊劑( 如 NOCOLO 焊劑) , 在熱交換器表面形成一層保護性的薄膜, 也可以減少腐蝕。對于管子內(nèi)部的腐蝕來說,使用含有良好腐蝕抑制劑的冷卻劑或者使防蝕劑/水的比例保持在推薦的范圍內(nèi),可大大減輕加熱器和散熱器與冷卻劑接觸面的內(nèi)部腐蝕損壞。但更有效的是將管子內(nèi)表面進行各種化成氧化處理,或包覆Al 1%Zn( 7072 合金)層。采用鋅粉印刷擴散和陽極氧化處理, 使管路內(nèi)壁形成具有含鋅的陰極防蝕層【10】,能夠取得很好的效果。
散熱器的管材的選擇應(yīng)保證管材具有抗局部腐蝕【11】，如：空蝕、裂隙腐蝕和晶間腐蝕等性能，具有這些耐蝕性能的合金有3003、3203、等鋁錳合金及6063等鋁鎂合金。目前鋁制散熱器除采用但金屬管材外，還有大量采用了多層復(fù)合管材，如4343/3003、4045/3003等帶有釬料覆層的雙金屬管材，為解決鋁散熱管內(nèi)穿孔腐蝕的問題，也可以采用7072/3003/4004三層金屬管材【12】。
2.3鋁合金散熱器耐蝕材料研究現(xiàn)狀
關(guān)于汽車用鋁合金散熱器材料，國內(nèi)外有許多企業(yè)已經(jīng)申請了中國專利，專利報道了一種耐腐蝕的鋁合金【13】，其具有控制量的鐵、錳、鉻和鈦，并且含有銅、硅、鎳以及不超過雜質(zhì)水平的鋅。調(diào)整所述合金的化學(xué)組成，以使晶粒邊界的電解電位與合金基本相匹配，從而降低晶間腐蝕。所述合金特別適合于采用擠壓和釬焊技術(shù)制造熱交換器中的管材。
專利報道了涉及一種超強、耐久、耐腐蝕性提高的釬焊換熱器用鋁散熱片合金【14】。該合金基于再生的材料，對于小孔腐蝕顯示出提高 ……（未完，全文共5434字，當前僅顯示1908字，請閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文開題報告：鋁合金散熱器耐腐蝕性研究》）