Das Mainstream-Material fürB-Rohre für gefalteten Kühlerist eine gelötete Aluminiumlegierungs-Verbundplatte (meistens 4343/3003/4343 dreischichtiger Verbundwerkstoff), wobei eine kleine Menge reines Aluminium, Aluminiumlegierung oder Edelstahl verwendet wird. Seine Materialeigenschaften sind auf die fünf Kernanforderungen Formung, Löten, Wärmeableitung, Druckfestigkeit, Korrosionsschutz und geringes Gewicht ausgelegt.
1、 Mainstream-Materialien und -Qualitäten
Kernsubstrat: Die Aluminiumlegierung 3003 (Al-Mn-Serie) mit ausgewogener Festigkeit, Formbarkeit und Wärmeleitfähigkeit ist das Hauptmaterial des B-Rohrs.
Lötschicht: 4343-Aluminiumlegierung (Al-Si-System) mit niedrigem Schmelzpunkt (ca. 577 °C), schmilzt und füllt die Lücken beim Löten, wodurch eine feste Verbindung zwischen Rohrkörper, Wärmeableitungsband und Hauptplatte entsteht.
Verbundstruktur: Dreischichtige Verbundplatte 4343/3003/4343 mit 4343 gelöteten Schichten auf der Innen- und Außenseite und einer 3003-Strukturschicht in der Mitte, die die gelöteten Eigenschaften und die strukturelle Festigkeit ausgleicht.
Dicke: üblicherweise 0,20–0,30 mm, ultradünne Modelle können bis zu 0,18 mm erreichen, was ein Gleichgewicht zwischen geringem Gewicht und Druckfestigkeit bietet.
2、 Kerneigenschaften des Materials
1. Formverarbeitbarkeit (kompatibel mit Falttechnik)
Hohe Duktilität: Die Aluminiumlegierung 3003 hat eine Dehnungsrate von ≥ 20 % und kann durch mehrere Walzdurchgänge zu einer B-Typ-Doppelhohlraumstruktur geformt werden, ohne Risse und mit minimalem Rückprall.
Die Kaltverfestigung ist kontrollierbar: Die Festigkeit wird nach dem Rollformen verbessert, ohne dass eine anschließende Wärmebehandlung erforderlich ist, was den Prozess vereinfacht.
Hohe Maßgenauigkeit: Die Dicke der Verbundplatte ist gleichmäßig und die Maßtoleranz des B-Rohrabschnitts nach dem Formen ist gering, was eine einheitliche Montage gewährleistet.
2. Anpassungsfähigkeit des Lötens (wichtige Prozessmerkmale)
Lötschicht mit niedrigem Schmelzpunkt: Die 4343-Lötschicht schmilzt bei 577–590 °C und bildet mit dem 3003-Substrat (Schmelzpunkt 643 °C) ein Löttemperaturfenster, um ein Schmelzen und eine Verformung des Rohrkörpers zu vermeiden.
Gute kapillare Füllleistung: Das geschmolzene 4343-Lötmaterial füllt die B-Rohr-Faltnaht, die Rohrrippe und die Rohrhauptblechspalte durch Kapillarwirkung und bildet eine kontinuierliche und dichte Lötverbindung.
Anti-Lötfehler: Die Verbundschicht weist eine starke Bindungsfestigkeit auf und es kommt zu keiner Delamination oder Ablösung beim Löten; Die Fließfähigkeit des Lötmaterials ist mäßig, wodurch Lotaustritt und virtuelles Löten reduziert werden.
3. Wärmeaustauschleistung (Wärmeableitungskern)
Hohe Wärmeleitfähigkeit: Die Aluminiumlegierung 3003 hat eine Wärmeleitfähigkeit von ca. 190 W/(m·K), nahe an reinem Aluminium, mit schneller Wärmeübertragung und geringem Wärmewiderstand.
Dünnwandig und effizient: Mit einer Wandstärke von nur 0,2–0,3 mm ist der Wärmeleitungsweg kurz und die Wärmeübertragungseffizienz ist 15–20 % höher als bei herkömmlichen extrudierten Rohren.
Struktur mit zwei Hohlräumen: Die Faltung vom B-Typ bildet zwei unabhängige Strömungskanäle, wodurch die Wärmeübertragungsfläche vergrößert und die Gleichmäßigkeit der Wärmeableitung verbessert wird.
4. Mechanik und Druckleistung
Hohe Festigkeit: Die Aluminiumlegierung 3003 hat eine Zugfestigkeit von ≥ 140 MPa und eine Streckgrenze von ≥ 70 MPa und erfüllt damit die Innendruckanforderungen des Kühlers (0,2–0,5 MPa).
Hohe Beständigkeit gegen Explosionsdruck: B-Rohr-Faltverbindungen werden zu strukturellen Verstärkungsstäben gelötet, und der Explosionsdruck ist 20–30 % höher als der von geschweißten Rohren mit der gleichen Wandstärke.
Anti-Vibrations-Ermüdung: Aluminiumlegierung hat eine gute Zähigkeit und ist für Vibrationsbedingungen wie Automobile und Baumaschinen geeignet. Es kann lange verwendet werden, ohne dass es zu Rissen kommt.
5. Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit
Korrosionsbeständigkeit des Substrats: 3003 enthält Mn und bildet einen dichten Oxidfilm, der gegen atmosphärische Korrosion und Kühlmittelkorrosion beständig ist.
Verbund-Korrosionsschutz: Einige High-End-Produkte verwenden die MULTICLAD ® Mehrschicht-Verbundtechnologie, eine integrierte Korrosionsschutzschicht, der SWAAT-Salzsprühtest kann 100 Tage ohne Leckage erreichen und die Lebensdauer wird um mehr als 30 % erhöht.
Keine zusätzliche Beschichtung: Die Verbundstruktur verfügt über Korrosionsschutzeigenschaften und erfordert keine Verzinkung, was die Kosten senkt und die thermische Effizienz verbessert.
6. Leicht und wirtschaftlich
Erhebliche Gewichtsreduzierung: 60–70 % leichter als herkömmliche Stahlrohre und 15–20 % leichter als extrudierte Aluminiumrohre, was dazu beiträgt, das Gewicht des gesamten Fahrzeugs/der gesamten Ausrüstung zu reduzieren.
Kostenoptimierung: Das Profilieren von Verbundplatten ersetzt Extrusion und Schweißen, mit hoher Materialausnutzung, weniger Prozessen und einer Gesamtkostenreduzierung von 5–20 %.
Recycelbar: Die Aluminiumlegierung ist zu 100 % recycelbar und erfüllt Umweltanforderungen.
3、 Vergleich anderer Materialien (begrenzte Anwendung)
Reines Aluminium (1050/1060): hat eine bessere Wärmeleitfähigkeit und ausgezeichnete Formbarkeit, aber eine geringe Festigkeit und wird nur für kleine Niederdruck-Kühlkörper verwendet.
Edelstahl (304/316): korrosionsbeständig, hochtemperaturbeständig, extrem hochdruckbeständig, aber schlechte Wärmeleitfähigkeit, hohes Gewicht, hohe Kosten, nur für besondere Arbeitsbedingungen (z. B. hohe Temperatur, starke Korrosion) geeignet.
Kupferlegierung: Sie hat die beste Wärmeleitfähigkeit, ist jedoch schwer, teuer und anfällig für Oxidation und wurde im Wesentlichen durch eine Aluminiumlegierung ersetzt.
4、 Wichtige Überlegungen zur Materialauswahl
Arbeitsdruck: Für mittlere und hohe Drücke (>0,3 MPa) werden 3003+4343-Verbundplatten bevorzugt, um Lötfestigkeit und Druckbeständigkeit sicherzustellen.
Wärmeableitungseffizienz: Geben Sie der dünnwandigen 3003-Aluminiumlegierung Vorrang, um Wärmeleitfähigkeit und geringes Gewicht in Einklang zu bringen.
Korrosionsumgebung: Wählen Sie mehrschichtige Verbund-Korrosionsschutzmaterialien für Kühlmittel-/Salzsprühumgebungen, um die Lebensdauer zu verlängern.
Kosten und Losgröße: Wählen Sie Standard-Verbundplatten 4343/3003/4343 für große Mengen und allgemeine Szenarien mit höchster Kosteneffizienz.
