抗腐蝕性能引言現(xiàn)代汽車整體正朝著輕型、高效、經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，散熱器作為汽車熱交換系統(tǒng)中的重要部件之一，負(fù)責(zé)循環(huán)水的冷卻，它的結(jié)構(gòu)和材料的更新也同樣遵循著這樣的原則。由于鋁材具有質(zhì)量輕、原料成本低、散熱性能好等優(yōu)點(diǎn)，自20世紀(jì)80年代中期，逐步替代傳統(tǒng)的銅制散熱器。在20年的發(fā)展過(guò)程中，管壁日趨薄，整體器件越來(lái)越輕，散熱效率要求也更加提高，從而滿足低成本高效率的市場(chǎng)要求。目前鋁合金復(fù)合材料因具有強(qiáng)度高，熱導(dǎo)效率高且抗腐蝕性能好，作為散熱器管料已被廣泛應(yīng)用。而非復(fù)合的1xxx純鋁或AA3003合金因成本較低，在近期的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上出現(xiàn)。該系列材料與復(fù)合鋁合金材料相比，抗腐蝕性能差，強(qiáng)度低，因此將大大降低散熱器的抗腐蝕性能。

薩帕鋁熱傳輸上海技術(shù)中心選取幾種不同扁管組合的鋁合金散熱器，進(jìn)行了抗腐蝕性能的試驗(yàn)比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以讓我們清楚了解這樣的選材是否能夠滿足產(chǎn)品的性能的需要。薩帕鋁熱傳輸上海技術(shù)中心選取幾種不同扁管翅和片組合的散熱器，進(jìn)行了抗腐蝕性能的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果對(duì)于鋁制散熱器的選材搭配具有重要的指導(dǎo)意義。

1.參試散熱器實(shí)驗(yàn)對(duì)象為六種不同材料組合的散熱器，分別編號(hào)如表1至表3所示，（包括扁管、翅片和集流管三個(gè)部分）。A，B 和C的扁管為非復(fù)合材料。A為1xxx純鋁，其他兩種分別為AA3003的高頻焊管和擠壓管。三種復(fù)合扁管分別為以AA3003、 FA7805 和FA7872為芯材的復(fù)合扁管。表2為各種扁管的釬焊后強(qiáng)度、總厚度等物理參數(shù)。因?yàn)閺?qiáng)度上的優(yōu)勢(shì)，復(fù)合管料，尤其是長(zhǎng)壽命材料FA7872作為散熱器扁管，較三種非復(fù)合管料可減薄20～40%。這種高強(qiáng)度合金的應(yīng)用滿足了市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品向輕型化發(fā)展的需求。

各散熱器的翅片化學(xué)成分如表3所示。翅片與扁管的搭配對(duì)抗腐蝕性能同樣至關(guān)重要，在隨后的實(shí)驗(yàn)中也可以看到不同搭配對(duì)散熱器的外部抗腐蝕性能的影響。

表1 釬焊后管料芯材成分（wt%）* 薩帕長(zhǎng)壽命合金,外部標(biāo)準(zhǔn)表2 水箱扁管的釬焊后強(qiáng)度、總厚度等參數(shù)表3 釬焊后翅片芯材成分（wt%）2. 試驗(yàn)及結(jié)果為了比較評(píng)價(jià)這幾種不同扁管及其組合的抗腐蝕性能，本文采用了實(shí)驗(yàn)室加速腐蝕實(shí)驗(yàn)：鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)、浸沒(méi)實(shí)驗(yàn)和OY溶液腐蝕實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)估不同扁管及其翅片搭配下的外部和內(nèi)部抗腐蝕性能。

2.1 外部腐蝕實(shí)驗(yàn)：

a. 采用鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM G85-2 A3 的加速大氣腐蝕實(shí)驗(yàn)），對(duì)產(chǎn)品的釬焊?jìng)?cè)抗腐蝕性能進(jìn)行測(cè)試。這也是目前應(yīng)用最廣泛，同時(shí)也是對(duì)汽車熱交換系統(tǒng)散熱器實(shí)際使用相關(guān)度研究最多的實(shí)驗(yàn)室加速腐蝕實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)樣件放置在鹽霧實(shí)驗(yàn)箱ASCOTT（S1000xp）內(nèi)，主體平面與垂直方向成15 o角。以pH為2.6～3.0，[Cl-]=0.56mol/L的模擬海水溶液為實(shí)驗(yàn)溶液，實(shí)驗(yàn)期間箱內(nèi)溫度為49±1 ℃ 恒溫，半小時(shí)溶液噴淋和1個(gè)半小時(shí)停留交替進(jìn)行，箱內(nèi)相對(duì)濕度≥98%。暴露實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，樣件定期取出進(jìn)行檢漏，判斷失效情況。

鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)中各個(gè)散熱器樣品的穿孔失效時(shí)間如圖1所示。三種非復(fù)合的1xxx純鋁和AA3003扁管組合的散熱器的使用壽命不超過(guò)兩天，復(fù)合扁管特別是長(zhǎng)壽命材料FA7805和FA7872復(fù)合扁管組合在鹽霧實(shí)驗(yàn)中的壽命超過(guò)40天。扁管材料的抗腐蝕性能至關(guān)重要。同時(shí)，翅片在腐蝕實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)扁管的犧牲保護(hù)作用可以進(jìn)一步延長(zhǎng)散熱器的使用壽命。

如圖2所示，非復(fù)合散熱器扁管在三天的鹽霧實(shí)驗(yàn)期間出現(xiàn)晶間腐蝕和小孔腐蝕，造成快速穿孔失效。而與非復(fù)合扁管焊接的翅片僅僅發(fā)生了輕微腐蝕，翅片未起到對(duì)扁管的犧牲保護(hù)作用。以AA3003為芯材的FA82A4復(fù)合扁管因搭配含鋅較高的翅片，得到較高的犧牲保護(hù)作用，從而延長(zhǎng)了其在鹽霧實(shí)驗(yàn)中的壽命。

圖1 鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)穿孔失效時(shí)間