毕业论文开题报告：铝合金散热器耐腐蚀性研究

毕业设计（论文）开题报告
毕业论文开题报告：铝合金散热器耐腐蚀性研究

1 课题背景及意义
随着汽车的快速发展, 高性能、低能耗成为汽车追求的目标，而这又将与汽车用材密切相关。现代高性能汽车上单独的热交换器,主要是空调系统中的冷凝器以及发动机散热器和油冷却器等。过去由于加工方法和接连技术的限制,铝质热交换器在耐蚀性和成本上无法与传统的铜质热交换器相竞争。目前铝合金热交换器在综合性能、腐蚀性能上已完全经受得住汽车恶劣的工作环境和条件。而腐蚀性能是衡量热交换器性能好坏的主要标准之一, 是铝质热交换器降低成本、 提高寿命、 走向实用化的关键。
2 本课题及相关领域的国内外现状及发展
随着气候变暖和能源问题的日益突出 ,汽车制造企业降低产品能耗、 减少污染、 提高燃料的经济性就显得尤为重要。据统计汽车用钢材的占有量不断下降【1】,铝、 镁等轻合金及塑料、 复合材料的应用大幅增加。与汽车用钢铁材料相比 ,铝合金具有密度小、比强度和比刚
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r2Zr系合金和 2 2 2 系合金。根据牺牲阳极作用改进化学成分来进一步提高耐蚀性, 开发了多层复合材料 (A l- M n 涂层结构)。用钎焊方法进行成分调整等达到防蚀目的, 这些改进技术已达到实用阶段。目前美国研制了用于汽车散热器的 AA3003、AA3004、AA5005和 AA5052合金;而日本采用 A3003、A6951和 A1050合金用于散热器【6】。中国已成功地开发出了汽车热交换器用三层复合铝合金硬钎焊板带【7】,其产品已经达到国外同类产品先进水平。汽车交换器通常用铝合金制作，其内部有纯氟里昂，不发生腐蚀。若维护不当，吸潮后生成酸使其发生点腐蚀或晶间腐蚀。在油冷却器中，若没有水存在则不发生腐蚀。在采用防冻液的散热器中，常有水杂质存在导致发生腐蚀穿透，只有加入足够缓蚀剂方可避免[8]。
热交换器安装在汽车的前端时，由于受到雨水、灰尘、泥沙等飞溅冲击，其腐蚀较重。在汽车行驶中，仪表下方的凝聚露水会湿润金属表面，停车时恢复干燥，这种干湿交替的腐蚀环境易使金属铝产生龟裂而脱落，出现局部孔蚀。
管材和散热片常发生双金属腐蚀。管道泄露与否决定汽车交换器的寿命，因此常采用添加锌以降低散热片的电位，对铝管道起阴极保护作用。
2.2 腐蚀控制
一般而言, 腐蚀可通过采用耐腐蚀材料或改变环境来控制。像冷凝器、 散热器、 油冷却器等热交换器暴露在空气之中, 要改变环境是不可能的。因此管子和散热片的表面要尽可能有防腐蚀措施,如使用表面涂添,防腐剂或其他处理手段等。事实上, 改变腐蚀环境的手段毕竟是有限的, 而通过合理的合金设计及材料选择是防腐的有效手段之一。目前最常用的防蚀添加元素是Zn【9】。为了使管子具有阴极保护性能,可以在散热片合金或管子的包覆合金中加入Zn。其他作为防腐的合金设计还有添加元素Sn、T i、Cu 等,以及合理控制Si、Fe元素及其他杂质的含量。最终达到控制腐蚀的目的。此外, 选择具有一定特性的焊剂( 如 NOCOLO 焊剂) , 在热交换器表面形成一层保护性的薄膜, 也可以减少腐蚀。对于管子内部的腐蚀来说,使用含有良好腐蚀抑制剂的冷却剂或者使防蚀剂/水的比例保持在推荐的范围内,可大大减轻加热器和散热器与冷却剂接触面的内部腐蚀损坏。但更有效的是将管子内表面进行各种化成氧化处理,或包覆Al 1%Zn( 7072 合金)层。采用锌粉印刷扩散和阳极氧化处理, 使管路内壁形成具有含锌的阴极防蚀层【10】,能够取得很好的效果。
散热器的管材的选择应保证管材具有抗局部腐蚀【11】，如：空蚀、裂隙腐蚀和晶间腐蚀等性能，具有这些耐蚀性能的合金有3003、3203、等铝锰合金及6063等铝镁合金。目前铝制散热器除采用但金属管材外，还有大量采用了多层复合管材，如4343/3003、4045/3003等带有钎料覆层的双金属管材，为解决铝散热管内穿孔腐蚀的问题，也可以采用7072/3003/4004三层金属管材【12】。
2.3铝合金散热器耐蚀材料研究现状
关于汽车用铝合金散热器材料，国内外有许多企业已经申请了中国专利，专利报道了一种耐腐蚀的铝合金【13】，其具有控制量的铁、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，以使晶粒边界的电解电位与合金基本相匹配，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。
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【14】。该合金基于再生的材料，对于小孔腐蚀显示出提高 ……（未完，全文共5434字，当前仅显示1908字，请阅读下面提示信息。收藏《毕业论文开题报告：铝合金散热器耐腐蚀性研究》）