1　散熱器的發(fā)展

　　在世界汽車工業(yè)發(fā)展的初期階段，銅一直是汽車散熱器的主要制造材料。隨著汽車工業(yè)的繼續(xù)發(fā)展，汽車燃燒效率和經(jīng)濟(jì)性能逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，因此，將散熱器輕型化、廉價(jià)化成為行業(yè)勢(shì)在必行的發(fā)展方向。于是，人們開(kāi)始選用鋁質(zhì)材料代替銅來(lái)制造汽車散熱器，并很快取代了銅質(zhì)散熱器的市場(chǎng)地位。

　　然而，隨著汽車行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈，汽車的動(dòng)力性能持續(xù)提高，整個(gè)行業(yè)對(duì)汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的散熱性能、體積占用比和生產(chǎn)成本提出了越來(lái)越高的要求，鋁制散熱器的不足被日漸凸顯，尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)的鋁制中冷器（CAC）最為顯著。然而，當(dāng)高性能的陶瓷或鋁鈦合金渦輪以及可調(diào)渦輪的發(fā)明應(yīng)用后，燃燒率雖然得到了很大程度的改善，但中冷器的進(jìn)口溫度也隨著增高，目前中冷器（CAC）的平均入口溫度已達(dá)到攝氏190℃，如想滿足世界上的新排放標(biāo)準(zhǔn),業(yè)界預(yù)測(cè)其平均溫度將達(dá)到攝氏246℃。由于鋁的諸多物理性質(zhì)，如抗拉強(qiáng)度等，在溫度超過(guò)攝氏150℃時(shí)會(huì)急劇惡化，這種狀況又被150℃～200℃之間的熱循環(huán)加重。這些不利因素，令人對(duì)鋁制中冷器故障發(fā)生的擔(dān)憂無(wú)法得以解決。在未來(lái)的數(shù)年內(nèi)，無(wú)論開(kāi)發(fā)出何種類型的“干凈的”發(fā)動(dòng)機(jī)，在選擇先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)時(shí)，銅硬釬焊技術(shù)將起到關(guān)鍵作用。

　　2　銅硬釬焊技術(shù)

　　銅硬釬焊技術(shù)是由國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)開(kāi)發(fā)、瑞典奧托昆普銅帶公司實(shí)施的汽車熱交換器制造新技術(shù)。無(wú)焊劑、無(wú)鉛釬焊合金以及抗退火材料是銅硬釬焊技術(shù)的核心。其主要工藝原理為：將銅質(zhì)焊膏在590℃～610℃時(shí)熔化，借助毛細(xì)作用力，將母材料與流入焊接間隙的液態(tài)金屬向接觸而發(fā)生反應(yīng)，從而使得交界處生成合金金屬連續(xù)體。且銅硬釬焊釬料的熔點(diǎn)溫度允差范圍大，焊接時(shí)溫度較易控制，所以銅硬釬焊的成品率比傳統(tǒng)軟釬焊工藝的要高出很多。同時(shí)制造技術(shù)流程相對(duì)簡(jiǎn)化，有效縮短了生產(chǎn)時(shí)間，從而提高了生產(chǎn)率和生產(chǎn)能力。

　　3　銅硬釬焊散熱器的優(yōu)點(diǎn)

　　3.1　具有優(yōu)異的熱性能和抗腐蝕性能

　　由于銅硬釬焊采用了更薄的散熱帶、更小的管路尺寸，這使得銅硬釬焊散熱器的風(fēng)阻更低。根據(jù)風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)試證實(shí)，在相同的熱傳輸條件下，紫銅、黃銅的散熱器的風(fēng)阻要低20%～30%，換熱能力卻比鋁散熱器提高6%以上。有著這些優(yōu)異的換熱性能，這意味著它能改善未來(lái)的熱性能要求。在中冷器方面，銅硬釬焊中冷器（CAC）總成體積更小，重量更輕，并能提供更為顯著的特性優(yōu)勢(shì)，鋁制CAC很容易被道路上的鹽分腐蝕，有了為銅硬釬焊中冷器（CAC）開(kāi)發(fā)的特殊合金，能夠大幅度消除芯子中的電位差。

　　3.2　成本更為低廉

　　銅硬釬焊技術(shù)之所以能使獲得比鋁質(zhì)散熱器更低的生產(chǎn)成本，在于它自身具備的兩方面優(yōu)勢(shì)。一方面，銅硬釬焊具有更高的生產(chǎn)率。由于銅硬釬焊的釬焊溫度為650℃，道路劃線低于黃銅的熔點(diǎn)，所以避免了超過(guò)熔點(diǎn)是造成廢品的風(fēng)險(xiǎn)。這也就意味著，可以提高烘爐中皮帶的轉(zhuǎn)速，以更快的提升銅硬釬焊烘爐中的溫度，從而在盡可能短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)出產(chǎn)品，而不再需要精確的溫度控制措施。所以，銅硬釬焊的生產(chǎn)率幾乎是鋁材料焊接的兩倍。另一方面，銅硬釬焊無(wú)需采用助焊劑。使用鋁材料生產(chǎn)時(shí)，需要加入助焊劑實(shí)現(xiàn)釬焊，而銅質(zhì)釬焊合金在釬焊過(guò)程中無(wú)需助焊劑，從而在焊接后省去了清洗工序，這樣不但簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，降低了產(chǎn)品的成本，而且無(wú)污染，減少了相應(yīng)的排污治污費(fèi)用。此外，除去技術(shù)因素，原材料的價(jià)格也是影響成本的主要原因。銅材料的價(jià)格與鋁材價(jià)格相持平，并且擁有更高的價(jià)格穩(wěn)定性，其中，銅帶的價(jià)格甚至比鋁帶的價(jià)格還低。

　　3.3　生產(chǎn)過(guò)程及產(chǎn)品更為環(huán)保

　　其一，由于銅硬釬焊采用了紫銅、黃銅等環(huán)保材料，且不需要使用危險(xiǎn)物質(zhì)，同時(shí)釬焊工藝具有自釬性的特點(diǎn)，因此不需要焊劑，杜絕了含鉛焊劑的使用，并取消了傳統(tǒng)的除油工序（該工序?qū)Νh(huán)境有害），避免了清洗過(guò)程中產(chǎn)生有害的廢棄物。其二，銅硬釬焊為無(wú)毒釬焊合金，其成分是75%的紫銅、5%的鎳、15%的錫和5%磷。它能在相對(duì)較低的溫度下熔化并杜絕了鉛使其生產(chǎn)和處理過(guò)程都無(wú)毒。其三，以銅作為主要材料，可以實(shí)現(xiàn)100%的回收利用率，杜絕了二次污染的產(chǎn)生，同時(shí)也提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境效益。其四，銅硬釬焊技術(shù)的能源使用效率高，比鋁釬焊提高了約三倍，為地球節(jié)省了寶貴的自然資源，最終也降低的污染、降低了能耗，對(duì)碳減排和可持續(xù)發(fā)展均提供了技術(shù)支持。其五，為了實(shí)現(xiàn)大幅降低氮氧化物的排放水平，推廣EGR技術(shù)的目標(biāo)，使用銅硬釬焊技術(shù)能夠克服鋁制熱交換器的局限性，可以滿足EGR對(duì)耐高溫及散熱性能方面的要求，從而間接的對(duì)環(huán)境保護(hù)做出了貢獻(xiàn)。

　　4　銅硬釬焊散熱器展望

　　隨著中國(guó)政府開(kāi)始推行歐洲Ⅰ號(hào)和Ⅱ號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，汽車特別是重型汽車的生產(chǎn)廠家將因?yàn)榄h(huán)保方面越發(fā)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)受到來(lái)自社會(huì)公眾和政府主管部門的巨大壓力。新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對(duì)汽車的各項(xiàng)性能提出了更為嚴(yán)格的要求。其中，利用EGR技術(shù)實(shí)現(xiàn)氮氧化物的減排成為必然的選擇。而銅硬釬焊散熱器的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用是解決汽車?yán)鋮s系統(tǒng)發(fā)展瓶頸的有效手段。中國(guó)主要的散熱器生產(chǎn)企業(yè)具有非常相似的如下特性：雖然生產(chǎn)規(guī)模參差不齊，但總產(chǎn)量相對(duì)有限；使用相對(duì)落后的生產(chǎn)和管理技術(shù)，對(duì)新工藝和產(chǎn)品升級(jí)存在濃厚興趣。美國(guó)賓州匹茲堡的萬(wàn)用汽車散熱器公司在1999年末便使用銅硬釬焊技術(shù)試生產(chǎn)轎車和卡車的硬釬焊銅-黃銅散熱器，并以此為契機(jī)將銅硬釬焊技術(shù)開(kāi)發(fā)運(yùn)用在其他熱傳遞應(yīng)用領(lǐng)域，該公司將全部稀罕散熱器生產(chǎn)線升級(jí)為銅硬釬焊技術(shù)生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了全局的更新?lián)Q代。原先將提高散熱器性能的希望寄托于高科技鋁的Astro Air公司，在使用過(guò)銅硬釬焊技術(shù)后便拋棄了鋁生產(chǎn)線而改用新型銅硬釬焊技術(shù)，該公司的eps構(gòu)件中銅硬釬焊熱交換器已廣泛應(yīng)用于公交車、卡車及建筑設(shè)備等載重車輛中，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。目前，一汽、上汽、東風(fēng)和亞星等企業(yè)都已開(kāi)辦過(guò)銅硬釬焊技術(shù)的推介會(huì)，并獲得良好的反響，諸多大公司正積極與奧托昆普公司接洽，其中，一汽早在2002年就使用該技術(shù)在載貨汽車上試用。

　　利用銅硬釬焊技術(shù)生產(chǎn)散熱器，標(biāo)志著我國(guó)汽車散熱器制造行業(yè)走在了世界的前沿，此技術(shù)不但滿足了我國(guó)企業(yè)對(duì)技術(shù)升級(jí)改造的需求，還存在廣大的市場(chǎng)空間和前景，擁有巨大的發(fā)展?jié)撃堋?/div>
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