原文链接:http://www.51jrft.com/hxycl/jscl/6534.html,下面我们就来说一说关于汽车散热器b型管的优点?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!

汽车散热器b型管的优点(汽车散热器用铝管点蚀穿孔失效分析)

汽车散热器b型管的优点

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摘要:近年来为了适应新兴的消费需求,产家普遍在降低汽车的制造成本,导致汽车散热器的制造越来越倾向于使用便宜的铝材,然而汽车散热器的工作环境比较恶劣,很容易就会被腐蚀并且失效。为了提高铝质散热器的使用寿命,人们对于提高铝质材料的耐腐蚀性能越发的重视。本文通过研究散热器失效零件发现了它的失效很大程度上跟点蚀有关。而通过研究三种触水层材料4343、3003 Cu、7072的电化学性能可以发现点蚀电位与Zn元素有较大关系,但热处理的影响相对较小。接下来通过重铸后对材料的电化学性能进行研究,发现加入Ce和Zn元素对材料的点蚀有较大的影响。

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关键字:汽车散热器失效点蚀成分

目录

1 前言 1

1.1铝制汽车散热器的发展过程及现状 1

1.2汽车铝制散热器的材料和结构 1

1.2.1铝制汽车散热器的材料 1

1.2.2汽车散热器的结构 2

1.3铝合金的腐蚀 2

1.3.1铝合金局部腐蚀的基本类型 3

1.3.2点蚀过程的研究 4

1.3.3铝合金添加不同元素的成分对其蚀性能的影响 5

1.4失效机理分析 5

1.4.1 Al本身和Al合金的失效机理分析 5

1.4.2对钎焊后合金的失效机理分析 6

1.4.3稀土元素对铝合金点蚀失效的影响 6

1.5研究的意义和内容 7

1.5.1研究的实质 7

1.5.2研究的意义 7

2实验部分 8

2.1实验试剂及仪器 8

2.1.1实验材料 8

2.1.2实验试剂 9

2.1.3实验仪器 9

2.2实验方法和路线 9

2.2.1 失效件分析 9

2.2.2电位测量 9

2.2.3试样的热处理 10

2.2.4 铝合金的重熔实验 10

2.3实验路线 11

3结果与讨论 12

3.1铝制散热器的失效分析 12

3.1.1失效部位能谱分析 13

3.1.2失效结论 14

3.2铝制散热器用管材电化学性能研究 15

3.2.1成分对电化学性能的影响 15

3.2.2热处理对电化学性能的影响 16

3.3成分对铝合金电化学性能的影响 18

3.3.1 Zn元素对铝合金电化学性能的影响 18

3.3.2 Ce元素对铝合金电化学性能的影响 20

4全文总结 24

参考文献 25

致谢 27

1 前言

1.1铝制汽车散热器的发展过程及现状

在汽车中占有总要地位的是汽车的发动机,而发动机中的冷却系统尤为重要,在发动机的冷却系统中其重要作用的就是汽车散热器了[1]。与铜质的散热材料相比,铝质的散热材料在抗震、耐腐蚀性等方面没有任何优势。但是在最近的一段时间里,我国生活水平得到了显著的提高,很多人都可以买得起小轿车。因此越来越多的厂家将目光瞄准了中低端消费市场,伴随而来的问题就是所有厂家都在想方设法地降低自家制造汽车的成本。同时可以发现和铜质散热器相比,铝质散热器同时具有质量轻、价格低两种特点,这使得它拥有了相对而言的成本优势[2]。但是由于汽车散热器工作的环境十分恶劣,比较普遍的情况下他都处于汽车的头部,同时要经受高温废气的影响和承受热循环周期性震动的摧残。而且,汽车散热器内部一刻不停的存在着流动的冷却液,而冷却液对于汽车散热器有腐蚀作用,因此需要研究分析铝制汽车散热器的失效原因 ,并且找出改进失效的方法。

1.2汽车铝制散热器的材料和结构

1.2.1铝制汽车散热器的材料

传统的散热器使用铜和锡为原材料。随着工业在进步,汽车也由原来的笨重慢慢转变为轻量化,而且在这个时候机械流水线的出现也使得铝质汽车散热器变得更加普遍。目前散热器的铝化率全世界都达到了一个很高的水平。

由于铜拥有优异的热导性,可加工型,可钎焊性和良好的耐蚀性,一直以来都将铜作为散热器的基本材料[3]。然而由于铝散热器的材料成本低于铜散热器,并且不断涌现的新技术又降低了起始较高的制造加工成本,使得铝散热器应用上升导致1991年与1985年相比,世界汽车用散热器耗铜量下降了27.5%。铜和铝都在争夺汽车散热器市场,技术的进步是铝制散热器进行大规模生产的重要原因[4]。为了使散热器获得更多的优点,例如:更轻便,更小巧,更高的散热性和更高的耐腐蚀性;科学家们在原本铝质散热器的基础上对其材料以及结构进行了更多的改变。其中包括日本开发了高性能超轻型铝散热器[5]。它采用了一种新型的铝合金(3xxx)。大大提高了铝制散热器的性能[6]。

1.2.2汽车散热器的结构

为了避免发动机工作时间过长而太热,在发动机燃烧室附近的一些零部件(例如缸套、缸盖、气门等)需要采取一些相对应的降温措施。为了确保系统的冷却成效,汽车的冷却系统通常包含散热器、节温器、水泵、缸体水道、缸盖水道、电扇这几个部件[7]。公司散热器包括散热器进水室,排气室和核心这三个部分。散热器掌控着多次反复利用水的冷却,它的水管和散热片一般都是铝质的,铝制水管做成扁平外形,具有水波形状的散热片,特别在乎他的散热机能,在垂直于空气流动的方位安置,尽可能的空气阻力更小,更高的冷却效率[8]。 冷却液和空气分别在散热器的芯内和芯外经过。发热的冷却液通过和大气接触相大气进行热扩散而变冷,相对而言冷空气则吸收了热量从而升温,所以散热器其实就是一个热交换器[9]。

早在1900年就出现了空气管系统。冷却空气从水平放置的管中流动,环绕管子在散热器内循环。而散热器的重大改进是散热片系统的采用。空气在带切口的蛇形散热片键流动,谁在管内流动[10]。现在的散热器仍以这种类型占主导地位,只不过进行了许多改进[11]。

铝制散热器的连接技术大体上有两种,一种是机械装配法,另一种就是钎焊发。

(1)机械装配法

使用液体压力管,翅片,端口和成密封之间的机械组合。水室采用的模压塑料也依赖同核心的机械方法体。把冷却水管插入铝质散热器适当的位置即可,然后在压力作用下管子产生膨胀,而将管与片连接成一体。

(2)钎焊式散热器

将钎焊合金包覆在轧制芯胚上,外层为钎焊的铝合金包覆薄板加工成波浪状散带后,与冷却水管,侧板和端头进行预装配,最后在钎焊保护中钎焊,做出来的铝质散热器具有结构紧凑,热效率高,抗震性能好这三个特点。已经应用的钎焊方法是钎剂钎焊和无钎剂钎焊。

1.3铝合金的腐蚀

材料结构失效的三个缘故中就有一个是腐蚀,腐蚀通常定义为一种材料与它所处的环境中发生化学或者电化学反应导致结构和性能的恶化,依据不同分类原则,腐蚀分类方式很多:如按形态分为均匀腐蚀和局部腐蚀,按介质分为水溶液腐蚀和大气腐蚀等。根据AsM金属手册腐蚀分为独立过程腐蚀(均匀腐蚀、局部腐蚀、熔融熔盐腐蚀和微生物腐蚀等)与外界因素作用的腐蚀(机械促进失效和环境导致开裂)两大类[12]。

通常来说铝和铝合金的腐蚀形式有很多。由于铝合金表面是钝化态,其外在的局部侵蚀最吸引人关心。在和环境接触的金属表面上局部腐蚀是非常有限的,局部腐蚀发生损伤一些区域通常是坑或者是槽型裂纹。相对于全面腐蚀而言,局部腐蚀的尺寸可以从10一6m到10一3m的范围。在表面发生的局部腐蚀不但是随机的难以预料的并且可能导致恶性故障和导致突发性难以避免的危险。

1.3.1铝合金局部腐蚀的基本类型

金属的局部腐蚀可以分为点蚀,缝隙腐蚀,电偶腐蚀,晶间腐蚀,应力腐蚀裂,氢脆,腐蚀疲劳,选择性腐蚀等。工程应用中发现铝合金表面常见的局部腐蚀形式有点蚀,缝隙腐蚀,丝状腐蚀,应力腐蚀开裂等几种[12]。

1.3.1.1点蚀

点蚀存在另一种称呼:孔腐蚀(Pittingcormsion),是一种腐蚀金属表面钝化状态形成点状或孔状往金属基体延伸的现象。点蚀是一种独特的自催化阳极和阴极电化学反映形式,点蚀形成后会随之出现蚀坑,然后里面的产物会不断发生恶性循环从而最终导致穿孔。

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