KR20240016312A - 브레이징 시트, 브레이징 시트로부터 형성된 물품, 및 물품을 형성하는 방법 - Google Patents
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Abstract
브레이징 시트, 브레이징 시트로부터 형성되거나 이를 포함하는 물품, 및 물품을 형성하는 방법이 제공된다. 브레이징 시트는 기판층, 기판층 상에 배치된 중간라이너층, 및 중간라이너층 상에 배치된 브레이징층을 포함한다. 기판층 및 브레이징층은 알루미늄 합금을 포함한다. 중간라이너층은 희생 애노드로서 작용하고, 기판층은 브레이징 시트 내의 갈바닉 회로의 캐소드로서 작용한다.
Description
본 개시는 브레이징 시트, 브레이징 시트로부터 형성되거나 이를 포함하는 물품, 및 물품을 형성하는 방법에 관한 것이다.
열 교환기는 특별히 설계된 적층형 금속 플레이트로 형성될 수 있다. 이들 플레이트형 열 교환기는 플레이트의 대향 측면 상에서 두 개의 유체를 순환시켜 유체 사이의 열 교환을 가능하게 함으로써 기능한다. 플레이트형 열 교환기가 허용 가능한 내식성을 갖도록 보장하기 위해, 장치는 플레이트 사이의 조인트를 따라 그리고 플레이트를 형성하는 데 사용되는 시트 재료의 두께를 통해 부식 공격에 저항하도록 설계될 수 있다. 플레이트형 열교환기에서 부식 공격에 대한 저항성을 증가시키는 것은 상당한 도전적일 수 있다.
본 개시에 따른 하나의 비제한적인 양태는: 기판층; 기판층에 배치된 중간라이너층; 및 중간라이너층 상에 배치된 브레이징층을 포함하는 브레이징 시트에 관한 것이다. 기판층은 알루미늄 합금을 포함하고, 브레이징층은 4XXX 시리즈 알루미늄 합금을 포함한다. 중간라이너층은, 중간라이너층의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로, 0.05 내지 1.0 마그네슘, 0.5 내지 5.0 아연, 알루미늄, 선택적으로 부수적 원소, 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 포함한다. 중간라이너층은 희생 애노드로서 작용하고, 기판층은 브레이징 시트 내의 갈바닉 회로의 캐소드로서 작용한다.
본 개시에 따른 추가 비제한적인 양태에서, 브레이징 시트의 중간라이너층은, 중간라이너층의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로, 1.5 내지 3.0 아연, 2.0 내지 5.0 아연, 또는 2.0 내지 5.0 초과의 아연을 포함한다. 특정 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층 내의 아연 및 마그네슘의 중량% 농도의 합은 2.0 내지 6.0이다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층은, 중간라이너층의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로, 0.1 내지 1 실리콘; 0 내지 0.10 구리; 0 내지 0.5 지르코늄; 0 내지 0.8 철; 0 내지 0.5 망간; 2.0 내지 5.0 아연; 0.05 내지 1 마그네슘; 0 내지 0.3 티타늄; 0 내지 0.05 크롬; 알루미늄; 선택적으로 부수적 원소; 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 포함한다. 특정 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층은 기판층 및 브레이징층에 대한 갈바닉 회로의 희생 애노드로서 작용한다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 기판층, 중간라이너층, 및 브레이징층은 함께 접합된다. 특정 비제한적인 실시예에서, 브레이징 시트의 기판층은 1XXX 시리즈 알루미늄 합금, 3XXX 시리즈 알루미늄 합금, 또는 6XXX 시리즈 알루미늄 합금을 포함한다. 예를 들어, 기판층은, 기판층의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로, 0.1 내지 1.0 실리콘; 0 내지 1.0 철; 0 내지 1.2 구리; 0.8 내지 1.8 망간; 0.05 내지 1.2 마그네슘; 0 내지 0.10 크롬; 0 내지 0.10 아연; 알루미늄; 선택적으로 부수적 원소; 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 포함할 수 있으며, 여기서 티타늄 및 지르코늄의 중량 백분율 농도의 합은 0.10 내지 0.30이다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 기판층은 균질화된다. 특정 비제한적인 실시예에서, 브레이징 시트는 제어된 대기 브레이징 및 진공 브레이징 중 적어도 하나에 적합하다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 브레이징층은, 브레이징층의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로, 5.0 내지 15.0 실리콘; 0 내지 2.5 마그네슘; 0 내지 1.0 철; 0 내지 1.5 아연; 0 내지 0.5 구리; 0 내지 2.0 몰리브덴; 0 내지 0.3 망간; 0 내지 0.2 티타늄; 0 내지 0.4 비스무스; 0 내지 0.01 크롬; 알루미늄; 선택적으로 부수적 원소; 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 포함한다.
본 개시에 따른 추가적인 비제한적인 양태는 기판층; 기판층 상에 배치된 중간라이너층; 중간라이너층 및 기판층의 제1 측면 상에 배치된 제1 브레이징층; 및 기판층의 제1 측면에 대향하는, 기판층의 제2 측면 상에 배치된 제2 브레이징층을 포함하는 브레이징 시트에 관한 것이다. 기판층은 알루미늄 합금을 포함하고, 제1 브레이징층은 4XXX 시리즈 알루미늄 합금을 포함하고, 제2 브레이징층은 4XXX 시리즈 알루미늄 합금을 포함한다. 중간라이너층은, 중간라이너층의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로, 0.05 내지 1.0 마그네슘; 0.5 내지 5.0 아연; 알루미늄; 선택적으로 부수적 원소; 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 포함한다. 중간라이너층은 희생 애노드로서 작용하고, 기판층은 브레이징 시트 내의 갈바닉 회로의 캐소드로서 작용한다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 브레이징 시트는 제1 브레이징층, 제2 브레이징층, 기판층, 및 중간라이너층으로 구성된다. 특정 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층은 브레이징 시트의 총 두께의 8% 내지 30%인 두께 또는 브레이징 시트의 총 두께의 15% 내지 30%인 두께를 포함한다.
본 개시에 따른 비제한적인 추가 양태는, 본 개시에 따른 브레이징 시트의 전부 또는 일부를 포함한 구조적 요소를 포함하는 열 교환기에 관한 것이다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 브레이징 시트의 제1 브레이징층은 열 교환기 내의 유체 경로와 접촉한다. 특정 비제한적인 실시예에서, 열 교환기는 Oyama River 수용액으로 적어도 600시간의 연속 흐름을 가할 때 고장나지 않는다.
본 개시에 따른 비제한적인 추가 양태는 물품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 본 개시에 따른 브레이징 시트의 전부 또는 일부를 포함한 제2 부분과 제1 재료를 포함한 제1 부분을 접촉시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 제어된 대기 브레이징 및 진공 브레이징 중 적어도 하나를 포함하는 공정에 의해 제1 부분을 제2 부분에 결합하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 방법의 다양한 비제한적인 실시예에서, 제1 재료는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함한다. 상기 방법의 특정 비제한적인 실시예에서, 물품은 열 교환기이다.
본 명세서에 개시되고 기술된 발명은 발명의 내용에 요약된 양태로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 독자는 본 명세서에 따른 다양한 비한정적이고 비포괄적인 양태에 대한 다음의 상세한 설명을 고려함으로써 전술한 자세한 내용뿐만 아니라 다른 자세한 내용들로 이해할 것이다.
첨부된 도면과 함께 하기 설명을 참조함으로써 예시의 특징 및 장점, 및 이들을 달성하는 방식이 보다 명백해질 것이고, 예시를 보다 잘 이해하게 될 것이며, 도면 중,
도 1은 본 개시에 따른 브레이징 시트의 비제한적인 실시예의 개략적인 측면 입면도이다.
도 2는 본 개시에 따른 브레이징 시트의 대안적인 비제한적인 실시예의 개략적인 측면 입면도이다.
도 3은 브레이징 시트로부터 물품을 형성하기 위해 본 개시에 따른 방법의 비제한적인 실시예의 블록도이다.
본원에서 제시된 예시는 특정 실시예를 하나의 형태로 도시한 것이며, 이러한 예시는 임의의 방식으로 첨부된 청구범위의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
도 1은 본 개시에 따른 브레이징 시트의 비제한적인 실시예의 개략적인 측면 입면도이다.
도 2는 본 개시에 따른 브레이징 시트의 대안적인 비제한적인 실시예의 개략적인 측면 입면도이다.
도 3은 브레이징 시트로부터 물품을 형성하기 위해 본 개시에 따른 방법의 비제한적인 실시예의 블록도이다.
본원에서 제시된 예시는 특정 실시예를 하나의 형태로 도시한 것이며, 이러한 예시는 임의의 방식으로 첨부된 청구범위의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
다양한 예시가 본원에 설명되고 나타나 개시된 방법 및 물품의 구조, 기능 및 용도에 대한 전반적인 이해를 제공한다. 본원에 설명되고 나타낸 다양한 예시는 비제한적이며 비포괄적이다. 따라서, 본 발명은 본원에 개시된 다양한 비제한적이고 비포괄적인 실시예에 대한 설명에 의해 제한되지 않는다. 오히려, 본 발명은 청구범위에 의해서만 정의된다. 다양한 실시예와 관련하여 나타내고/나타내거나 설명된 특징 및 특성은 다른 비제한적 실시예의 특징 및 특성과 조합될 수 있다. 이러한 수정 및 변경은 본 명세서의 범주에 포함되도록 의도된다. 이와 같이, 청구범위는 본 명세서에 명시적으로 또는 본질적으로 기술되거나, 이에 의해 달리 명시적으로 또는 본질적으로 뒷받침되는 임의의 특징 또는 특성을 인용하도록 수정될 수 있다. 또한, 출원인은 선행 기술에 존재할 수 있는 특징 또는 특성을 단정적으로 부인하기 위해 청구범위를 수정할 권리를 보유한다. 본 명세서에 개시되고 기술된 다양한 실시예는 본원에서 다양하게 기술된 특징과 특성을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 이들로 본질적으로 이루어질 수 있다.
"다양한 실시예", "일부 실시예", "일 실시예" 또는 "하나의 실시예", 또는 이와 유사한 구문에 대한 임의의 참조는, 예시와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 명세서에서 "다양한 실시예에서", "일부 실시예에서", "일 실시예에서", "하나의 실시예", 또는 이와 유사한 구문이 출현한다고 해서 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 또한, 기술된 특정 특징, 구조, 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다. 따라서, 일 실시예와 관련하여 도시되거나 기술된 특정 특징, 구조, 또는 특성은 제한 없이 하나 이상의 다른 실시예의 특징, 구조 또는 특성과 전체적으로 또는 부분적으로 조합될 수 있다. 이러한 수정 및 변형은 본 실시예의 범주 내에 포함되도록 의도된다.
본 개시에 따른 합금의 다양한 비제한적인 실시예는, 예를 들어, 합금의 생산을 돕고/거나 합금의 하나 이상의 특성 또는 특징을 개선할 수 있는, 부수적 원소의 의도적인 추가를 선택적으로 포함한다. 예를 들어, 본 개시에 따른 합금의 특정 비제한적인 실시예는 결정립 정제 원소, 및 하나 이상의 탈산화 원소 중 하나 이상의 의도적인 부수적 추가를 포함할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 본 개시에 따른 합금 중 부수적 원소의 총 농도는 바람직하게는 합금의 총 중량을 기준으로 1 중량%를 초과하지 않으며, 임의의 단일 부수적 원소의 농도는 바람직하게는 합금의 총 중량을 기준으로 0.2 중량%를 초과하지 않는다. 예를 들어, 비스무스는 브레이즈 금속 용융 흐름을 돕기 위해 0 내지 0.2 중량%의 범위로 본 개시의 합금에 첨가될 수 있다.
본 개시에 따른 합금의 다양한 비제한적인 실시예는 불순물을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "불순물"은 본 개시에 따른 합금에 비교적 작은 농도로 존재할 수 있지만 합금의 특성 또는 특성에 영향을 미치기 위해 의도적으로 첨가되지 않는 재료이다. 예를 들어, 본 개시에 따른 합금 내의 불순물은, 예를 들어 공급 재료 내에 불가피하거나 의도하지 않은 존재, 용융 및 정제 동안 대기로부터의 혼입, 처리 장비와의 접촉에 의한 오염으로 인해 작은 농도로 존재할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 본 개시에 따른 합금 중 불순물의 총 농도는 바람직하게는 합금의 총 중량을 기준으로 0.15 중량%를 초과하지 않으며, 임의의 단일 불순물의 농도는 바람직하게는 합금의 총 중량을 기준으로 0.05 중량%를 초과하지 않는다.
브레이징된 조인트는, 기판층의 조성과 기판층(예: 브레이징층 또는 중간라이너층)에 결합되는(예: 갈바닉 결합되는) 재료의 조성 사이의 갈바닉 차이로 인해, 갈바닉 부식에 민감할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "갈바닉 차이"는 하나의 영역(예: 층)과 다른 영역 사이의 부식 전위차를 의미한다. 부식 전위는 ASTM G69-20(2020년 5월)에 따라 측정될 수 있다. 영역 사이의 부식 전위차는 영역의 조성의 차이에 기인할 수 있다. 특정 메커니즘 또는 이론에 구속되지 않는다면, 본 개시에 따른 일부 비제한적인 실시예에서, 부식 전위차를 갖는 두개의 영역이 함께 결합되고 전해질이 존재하는 경우, 하나의 영역은 갈바닉 회로의 애노드로서 작용할 것이고, 다른 영역은 갈바닉 회로의 캐소드로서 작용할 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "애노드" 또는 "애노드성"는 다른 영역보다 더 전기 음성인 조성물을 갖는 영역을 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "캐소드" 또는 "캐소드성"는 다른 영역보다 덜 전기 음성인 조성물을 갖는 영역을 지칭한다.
열 교환기는 종종 브레이징 공정을 사용하여 함께 결합되는 적층된 플레이트를 사용하여 설계된다. 공정은 플레이트 사이에 작은 갭을 생성하여, 2개의 유체(예: 오일 및 냉각제)가 플레이트의 대향 측면 상에서 순환하여 원하는 냉각을 생성할 수 있게 한다. 브레이징 조인트의 내식성을 개선하고 이에 따라, 열 교환기와 같은, 브레이징 조인트를 포함한 물품의 작동 수명을 증가시키기 위해, 본 개시는 기판층과 기판층 상에 배치된 브레이징층을 포함하는 브레이징 시트를 제공하며, 여기서 중간라이너층은 희생 애노드로서 작용하고 기판층은 브레이징 시트 내의 갈바닉 회로의 캐소드로서 작용한다. 이러한 방식으로, 부식 공격은 브레이징층의 중간라이너층으로 유도된다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층의 두께는 애노드 구성의 결과로서 증가된 부식 속도를 수용하기 위해 통상적인 중간라이너층에 대해 증가될 수 있다. 따라서, 본원에 제공된 브레이징 시트의 비제한적 실시예는 브레이징 시트로 제조되거나 이를 포함하는 물품의 향상된 부식 성능 및 증가된 작동 수명을 제공할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 브레이징 시트(100)의 하나의 비제한적인 실시예가 제공된다. 브레이징 시트(100)는 기판층(102), 기판층(102) 상에 배치된 브레이징층(104), 및 기판층(102)과 브레이징층(104)의 중간에 배치된 중간라이너층(106)을 포함한다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 기판층(102), 중간라이너층(106), 및 브레이징층(104)은 함께 접합된다. 브레이징 시트(100)는 제어된 대기 브레이징 및 진공 브레이징 중 적어도 하나에 사용하기에 적합한 조성 및 두께를 가질 수 있다.
기판층(102)의 내식성을 향상시키기 위해, 중간라이너층(106)은 희생 애노드로서 작용하도록 구성되고, 기판층(102)은 브레이징 시트(100) 내에서 갈바닉 회로의 캐소드로서 작용하도록 구성된다. 예를 들어, 중간라이너층(106)의 조성은 기판층(106)의 조성보다 더 애노드성일 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층(106)과 기판층(102) 사이의 부식 전위차는 ASTM G69-20에 따라 측정했을 때 적어도 1 mV, 예를 들어, 모두 ASTM G69-20에 따라 측정되었을 때, 적어도 2 mV, 적어도 5 mV, 적어도 10 mV, 적어도 15 mV, 적어도 20 mV, 적어도 30 mV, 적어도 40 mV, 적어도 50 mV, 적어도 60 mV, 적어도 70 mV, 적어도 80 mV, 적어도 90 mV, 적어도 100 mV, 적어도 120 mV, 적어도 130 mV, 적어도 140 mV, 또는 적어도 150 mV일 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층(106)과 기판층(102) 사이의 부식 전위차는 ASTM G69-20에 따라 측정했을 때 1000 mV 이하, 예를 들어, 500 mV 이하, 250 mV 이하, 150 mV 이하, 또는 100 mV 이하일 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층(106)과 기판층(102) 사이의 부식 전위차는, 모두 ASTM G69-20에 따라 측정되었을 때, 1 mV 내지 1000 mV, 예를 들어, 5 mV 내지 500 mV, 10 mV 내지 250 mV, 또는 50 mV 내지 500 mV의 범위일 수 있다.
다양한 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층(106)은 기판층(102) 및 브레이징층(104)에 대한 갈바닉 회로의 희생 애노드로서 작용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 중간라이너층(106)의 조성은 브레이징층(104)의 조성보다 더 애노드성일 수 있고 기판층(102)의 조성보다 더 애노드성일 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 브레이징 시트(100) 내의 층의 수에 관계없이, 갈바닉 전위의 구배는 브레이징 시트(100) 내에 구성될 수 있고, 여기서 중간라이너층(106)가 층의 가장 애노드성 층이고 기판층(102)이 층의 가장 캐소드성 층이다.
중간라이너층(106)이 희생 애노드로서 작용하도록 브레이징 시트(100) 내에 갈바닉 회로를 적절하게 구성하기 위해, 중간라이너층(106)은 기판층(102)의 조성보다 더 음의 부식 전위를 갖고, 다양한 비제한적인 실시예에서는 브레이징층(104)의 조성보다 더 음의 부식 전위를 갖는 조성으로 구성된다. 예를 들어, 중간라이너층(106)은, 중간라이너층(106)의 보다 전기음성적 부식 전위를 생성할 수 있는 아연(Zn)을 포함할 수 있다. 특정 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층은 중간라이너층(106)의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로, 적어도 0.5 아연, 적어도 1.0 아연, 적어도 1.5 아연, 적어도 1.75 아연, 적어도 2.0 아연, 2.0 아연 초과, 적어도 2.1 아연, 적어도 2.2 아연, 또는 적어도 2.3 아연을 포함한다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층(106)은 중간라이너층(106)의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로, 5.0 이하의 아연, 또는 4.5 이하의 아연을 포함할 수 있다. 예를 들어, 중간라이너층(106)은 중간라이너층의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로, 0.5 내지 5의 아연, 또는 2.0 내지 5.0의 아연을 포함할 수 있다. 아연은, 예를 들어 갈바닉 회로의 결과로서 중간라이너층(106)으로 부식을 유도하고 갈바닉 회로로부터 발생하는 부식에 대한 중간라이너층(106)의 부식 및 침식 저항성을 증가시키는 것과 같은 다양한 기능을 수행할 수 있다.
또한, 중간라이너층(106)은 중간라이너층(106)의 보다 전기음성적 부식 전위를 생성하여 브레이징 시트(100)의 부식 특성을 향상시키기 위해 마그네슘(Mg)을 포함할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 마그네슘은 브레이징 시트(100)의 침식 저항성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 중간라이너층(106)은 브레이징 시트(100)와의 진공 브레이징을 용이하게 하기 위해 0.05 내지 1.0 중량%의 마그네슘, 예를 들어 0.35 내지 1.0 마그네슘 또는 0.45 내지 1.0 마그네슘을 포함할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층(106)은 브레이징 시트(100)로 제어된 대기 브레이징을 용이하게 하기 위해 0.05 내지 0.45 중량%의 마그네슘을 포함할 수 있다.
임의의 특정 이론에 얽매이지 않고, 본 발명자들은 중간라이너층(106)에 아연과 마그네슘 모두를 포함시키면 중간라이너층(106)의 부식 방지 및 침식 방지에 있어서 상승적 개선을 초래한다고 믿는다. 이는 결국, 브레이징 시트(100)에 확립된 갈바닉 회로의 결과로서 브레이징 시트(100)의 부식이 중간라이너층(106)에 실질적으로 유도되기 때문에 브레이징 시트(100)의 전체 부식 저항성 및 침식 저항성을 증가시킬 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층 내의 아연 및 마그네슘의 중량% 농도의 합은 2.0 내지 6.0의 범위일 수 있다. 중간라이너층에서 아연 및 마그네슘 수준의 균형을 맞추는 것은 다양한 브레이징 공정을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 진공 브레이징을 용이하게 하기 위해, (예: 아연 증발로 인해) 더 낮은 수준의 아연 및 (예: 알루미늄 산화물 형성을 억제하기 위해) 더 높은 수준의 마그네슘을 제공하는 것이 바람직할 수 있는 반면, 제어된 대기 브레이징을 용이하게 하기 위해 더 낮은 수준의 마그네슘이 바람직할 수 있다.
다양한 비제한적인 실시예에서, 브레이징 시트(100)의 중간라이너층(106)은 알루미늄 합금, 예컨대 알루미늄 합금의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로: 0.1 내지 1.0 마그네슘; 0.5 내지 5 아연; 알루미늄; 선택적으로 부수적 원소; 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층(106)은 알루미늄 합금의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로: 0.1 내지 1.0 실리콘; 0 내지 0.10 구리; 0 내지 0.5 지르코늄; 0 내지 0.8 철; 0 내지 0.5 망간; 2.0 내지 5.0 아연; 0.1 내지 1.0 마그네슘; 0 내지 0.3 티타늄; 0 내지 0.05 크롬; 알루미늄; 선택적으로 부수적 원소; 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 특정 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층(106)은 알루미늄 합금의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로: 0.1 내지 1.0 실리콘; 0 내지 0.05 구리; 0 내지 0.5 지르코늄; 0 내지 0.8 철; 0 내지 0.5 망간; 2.0 내지 5.0 아연; 0.1 내지 1.0 마그네슘; 0 내지 0.3 티타늄; 0 내지 0.05 크롬; 알루미늄; 선택적으로 부수적 원소; 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 브레이징 시트(100)의 기판층(102)는, 예를 들어 1XXX 시리즈 알루미늄 합금, 3XXX 시리즈 알루미늄 합금, 또는 6XXX 시리즈 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 합금을 포함한다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 기판층(102)은 합금의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로: 0.1 내지 1.0 실리콘; 0 내지 1.0 철; 0 내지 1.2 구리; 0.8 내지 1.9 망간;0.05 내 1.2 마그네슘; 0 내지 0.10 크롬; 0 내지 0.10 아연; 알루미늄; 선택적으로 부수적 원소; 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 포함하며; 여기서 티타늄과 아연의 중량 백분율의 합은 0.10 내지 0.30이다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 기판층(102)은 합금의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로: 0.1 내지 1.0 실리콘; 0 내지 1.0 철; 0.1 내지 1.0 구리; 0.8 내지 1.8 망간;0.05 내 1.2 마그네슘; 0 내지 0.10 크롬; 0 내지 0.10 아연; 알루미늄; 선택적으로 부수적 원소; 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 포함하며; 여기서 티타늄과 아연의 중량 백분율의 합은 0.10 내지 0.20이다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 기판층(102)은 고온 열처리, 예를 들어 균질화 공정(예: 900°F 내지 1150°F 또는 1000°F 내지 1140°F의 열처리)에 의해 처리될 수 있어서, 기판층(102)은 유리한 성형성을 나타낸다. 예를 들어, 비제한적인 실시예에서, 기판층은 미국 특허 제7,255,932호에 기술된 균질화 공정을 사용하여 처리되며, 이의 전체 개시는 본원에 참조로서 통합된다.
도 1을 참조하면, 브레이징 시트(100)의 브레이징층(104)은, 예를 들어 4XXX 시리즈 알루미늄 합금과 같은 알루미늄 합금을 포함한다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 브레이징층(104)은, 합금의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로: 5 내지 15.0 실리콘; 0 내지 2.5 마그네슘; 0 내지 1.0 철; 0 내지 1.5 아연; 0 내지 0.5 구리; 0 내지 2.0 몰리브덴; 0 내지 0.3 망간; 0 내지 0.2 티타늄; 0 내지 0.4 비스무스; 0 내지 0.01 크롬; 알루미늄; 선택적으로 부수적 원소; 및 불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 포함한다.
브레이징 시트(100) 내의 각 층의 두께는, 브레이징 시트(100)로부터 제조되거나 이를 포함하는 물품의 원하는 구조적 특성에 기초하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 다양한 비제한적인 실시예에서, 기판층(102)은, 브레이징 시트(100)의 총 두께(즉, ttotal)의 50% 내지 85% 범위일 수 있는, 제1 두께(t1)를 포함할 수 있다.
중간라이너층(106)이 브레이징 시트(100)의 희생 애노드로서 구성될 수 있기 때문에, 이는 브레이징 시트(100)의 다른 층들보다 부식 및/또는 침식될 가능성이 있다. 따라서, 중간라이너층(106)의 두께를 증가시키는 것은 부식 및/또는 침식으로 인한 고장에 대한 브레이징 시트(100)에 의해 형성된 물품의 저항을 개선할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층(106)은, 예를 들어, 브레이징 시트(100)의 총 두께(ttotal)의 적어도 10%, 적어도 12%, 적어도 15%, 적어도 18%, 적어도 20%, 또는 적어도 25%와 같은, 브레이징 시트(100)의 총 두께(ttotal)의 적어도 8%인 제2 두께(t2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다양한 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층(106)은 브레이징 시트(100)의 총 두께(ttotal)의 8% 내지 30%, 8% 내지 18%, 12% 내지 30%, 12% 내지 18%, 15% 내지 25%, 15% 내지 30%, 18% 내지 30%, 또는 20% 내지 30% 범위인 제2 두께(t2)를 포함할 수 있다.
다양한 비제한적인 실시예에서, 브레이징층(104)은 브레이징 시트(100)의 총 두께(ttotal)의 3% 내지 20% 범위인 제3 두께(t3)를 포함할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 제1 두께(t1)는 제2 두께(t2)보다 크고, 또한 제3 두께(t3)보다 크다. 비제한적인 특정 실시예에서, 브레이징 시트(100)의 총 두께(ttotal)는 100 μm 내지 5 mm의 범위, 예를 들어 200 μm 내지 1 mm의 범위이다.
다양한 비제한적인 실시예에서, 본 개시에 따른 브레이징 시트는 기판층, 중간라이너층, 및 브레이징층 이외에 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 개략적으로 나타낸 비제한적인 실시예를 참조하면, 브레이징 시트(200)는 기판층(102), 중간라이너층(106), 제1 브레이징층(104), 및 제2 브레이징층(204)을 포함한다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 기판층(102), 중간라이너층(106), 제1 브레이징층(104), 및 제2 브레이징층(204)이 함께 접합되어 브레이징 시트(200)를 형성한다. 브레이징 시트(200)는 제어된 대기 브레이징 및 진공 브레이징 중 적어도 하나에 사용하기에 적합할 수 있다. 예를 들어, 브레이징 시트(200)는, 브레이징 시트(200)가 제어된 대기 브레이징 및/또는 진공 브레이징에 사용하기에 적합하게 만든 조성을 갖는 층을 포함할 수 있다. 브레이징 시트(200)에 희생 애노드로 구성된 단일 중간라이너층(106)을 사용하고, 부식성 공격을 충분히 수용할 중간라이너층(106)의 두께를 제공하여, 브레이징 시트(100)의 전체 부식 및 침식 성능을 개선할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 브레이징 시트(200)는 기판층(102)에 대해 희생 애노드로서 구성될 수도 있고 구성되지 않을 수도 있는 제2 중간라이너층(미도시)을 포함할 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 제2 브레이징층(204)은 기판층(102)의 제2 측면(102b) 상에 배치되고, 제1 브레이징층(104)은 기판층(102)의 제1 측면(102a) 상에 배치된다. 기판층(102)의 제2 측면(102b)은 기판층(102)의 제1 측면(102a)에 대향하여 배치된다. 다양한 실시예에서, 제2 브레이징층(204)은 제1 브레이징층(104)에 대해 본원에 설명된 바와 같은 조성으로 구성될 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 제2 브레이징층(204)의 조성은 제1 브레이징층(104)의 조성과 동일하거나 상이할 수 있다.
브레이징 시트(200) 내의 각 층의 두께는, 브레이징 시트(200)의 전부 또는 일부로부터 제조되거나 이를 포함하는 물품의 원하는 구조적 특성에 기초하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 다양한 비제한적인 실시예에서, 기판층(102)은, 브레이징 시트(100)의 총 두께(즉, ttotal)의 50% 내지 85% 범위일 수 있는, 제1 두께(t1)를 포함할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 중간라이너층(106)은, 예를 들어, 브레이징 시트(100)의 총 두께(ttotal)의 적어도 10%, 적어도 12%, 적어도 15%, 적어도 18%, 적어도 20%, 또는 적어도 25%와 같은, 브레이징 시트(100)의 총 두께(ttotal)의 적어도 8%인 제2 두께(t2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중간라이너층(106)은 브레이징 시트(100)의 총 두께(ttotal)의 8% 내지 30%, 8% 내지 18%, 12% 내지 30%, 12% 내지 18%, 15% 내지 25%, 15% 내지 30%, 18% 내지 30%, 또는 20% 내지 30% 범위인 제2 두께(t2)를 포함할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 제1 브레이징층(104)과 제2 브레이징층(204)은 브레이징 시트(200)의 총 두께(ttotal)의 3% 내지 20% 범위인 조합 두께, t3 + t4를 포함할 수 있다. 비제한적인 특정 실시예에서, 브레이징 시트(200)의 총 두께(ttotal)는 100 μm 내지 5 mm의 범위, 예를 들어 200 μm 내지 1 mm의 범위이다.
다양한 비제한적인 실시예에서, 예를 들어 열 교환기와 같은 물품은 본 개시에 따른 브레이징 시트의 전부 또는 일부를 포함하는 구조적 요소를 포함할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 열 교환기 또는 다른 물품은 브레이징 시트(100)의 전부 또는 일부 및/또는 브레이징 시트(200)의 전부 또는 일부를 포함하는 구조적 요소를 포함할 수 있다. 열 교환기는, 예를 들어, 오일 냉각기 또는 라디에이터일 수 있다. 브레이징층(104)은 열 교환기 내의 유체 경로와 접촉할 수 있다. 예를 들어, 브레이징층(104)은 열 교환기의 작동 중에 냉각제와 접촉할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 본 개시에 따른 브레이징 시트의 전부 또는 일부를 포함하는 구조적 요소를 포함하는 열 교환기는, 예를 들어 적어도 640시간, 적어도 700시간, 또는 적어도 750시간과 같은, Oyama River 수용액으로 적어도 600시간의 연속 흐름을 가할 때 고장나지 않는다. 당업자에게 이해되는 바와 같이, Oyama River 수용액은 20 리터의 총 용액 부피에서 225.50 mg의 NaCl, 89 mg의 Na2SO4, 2.65 mg의 CuCl2*2H2O, 145 mg의 FeCl3*6H2O(이에 따라 195 ppm의 Cl-를 가짐), 및 잔량은 탈이온수와 불순물을 포함한다. 유속은 열 교환기의 크기에 따라 달라진다. Oyama River 수용액은 95°C이고, Oyama River 수용액의 pH는 3.2이다. 열 교환기가 테스트 동안 부식됨에 따라, Oyama River 수용액의 pH는 중성 pH(예: 7)를 향해 증가할 것이다. 열 교환기는 테스트 절차 동안 다양한 시간 간격으로 평가되어 열 교환기에 천공이 있는지(예: 용액이 재료의 다른 측면에 도달함) 여부를 결정하며, 이 시점에서 열 교환기가 고장난 것으로 간주된다.
도 3은, 예를 들어 열 교환기와 같은 물품을 형성하기 위한 본 개시에 따른 방법의 비제한적인 실시예의 블록도를 제공한다. 상기 방법은 본 개시에 따른 브레이징 시트의 실시예의 전부 또는 일부를 포함한 제2 부분과 제1 재료를 포함한 제1 부분을 접촉시키는 단계를 포함한다. 예를 들어, 본 개시에 따른 방법의 비제한적인 실시예는 제1 재료를 포함한 제1 부분을, 본원에 설명된 바와 같이, 브레이징 시트(100) 및/또는 브레이징 시트(200)의 전부 또는 일부를 포함한 제2 부분과 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다(도 3, 302 단계). 다양한 비제한적인 실시예에서, 제1 부분은 제어된 대기 브레이징 및 진공 브레이징 중 적어도 하나를 포함하는 공정에 의해 제2 부분에 브레이징될 수 있다(304 단계).
다양한 비제한적인 실시예에서, 304 단계는 제어된 대기 브레이징을 포함하고 플럭스가 사용될 수 있다. 특정 비제한적인 실시예에서, 304 단계는 제어된 대기 브레이징을 포함하고, 기판층(102)은 합금의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로 0 내지 0.45 마그네슘을 포함하는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 304 단계는 진공 브레이징을 포함하고, 기판층(102)은 합금의 총 중량을 기준으로 중량 백분율로, 예를 들어 0.35 내지 1.0 마그네슘 또는 0.45 내지 1.0 마그네슘과 같은, 0.05 내지 1.0 마그네슘을 포함하는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 다양한 비제한적인 실시예에서, 제1 재료는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함한다.
실시예
평가 1
적어도 하나의 중간라이너를 포함하는 본 개시에 따라 중간라이너(3층 브레이징 시트) 및 브레이징 시트(2~4)가 없는 비교 브레이징 시트(1)의 내식성을 평가하기 위해 평가를 수행하였다. 본원의 실시예에 사용된 다양한 알루미늄 합금의 조성은 표 1에 나타나 있다. 비교 브레이징 시트(1) 및 브레이징 시트(2~4)의 구성이 표 2에 나타나 있다. 브레이징 시트는 기판층; 기판층의 제1 측면 상의 제1 브레이징층; 제1 측면에 대향하는 기판층의 제2 측면 상의 제2 브레이징층; 선택적으로, 제1 브레이징층 및 기판층 중간의 제1 중간라이너층; 및 선택적으로, 제2 브레이징층 및 기판층 중간의 제2 중간라이너층으로 구성되었다. 모든 재료를 0.6mm의 최종 두께로 냉간 압연하고 -O 템퍼 조건에서 제조하였다.
비교 브레이징 시트(1) 및 브레이징 시트(2~4)는 너비 0.5인치 x 길이 6인치인 2개의 브레이징 시트 사이에 Oyama River 수용액을 연속적으로 흐르게 함으로써 내식성 테스트를 거쳤다. 브레이징 시트에 단일 중간라이너가 있는 경우, 단일 중간라이너는 Oyama River 수용액을 향해 배향되었다. 상기 테스트 동안 브레이징 시트를 일정한 간격으로 천공에 대해 평가하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다. 각각의 브레이징 시트에 대해 천공을 계수하였다.
| 알루미늄 합금 | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Ti | Al 및 부수적 불순물 |
| 합금 A | 0.39 | 0.19 | 0.05 | 0.05 | 0.39 | 2.44 | -- | 잔량 |
| 합금 B | 0.30 | 0.2 | -- | -- | 1 | 2.94 | -- | 잔량 |
| 합금 C | 0.33 | 0.2 | 0.04 | 0.02 | 0.37 | -- | -- | 잔량 |
| 합금 D | 0.06 | 0.21 | 0.45 | 1.1 | 0.22 | -- | 0.14 | 잔량 |
| 4147 | 11~13 | 0.8 | 0.25 | 0.1 | 0.1~0.5 | 0.2 | -- | 잔량 |
| 비교 브레이징 시트 1 | 브레이징 시트 2 | 브레이징 시트 3 | 브레이징 시트 4 | ||
| 조성 | FBL | 4147 | 4147 | 4147-시리즈 | 4147 |
| FIL | 사용되지 않음 | 합금 A | 합금 A | 합금 B | |
| SL | 합금 D | 합금 D | 합금 D | 합금 D | |
| SIL | 사용되지 않음 | 합금 A | 사용되지 않음 | 사용되지 않음 | |
| SBL | 4147 | 4147 | 4147 | 4147 | |
| 두께 | FBL (전체 중 %) | 8 | 8 | 8 | 8 |
| FIL (전체 중 %) | 사용되지 않음 | 12 | 18 | 18 | |
| SL (전체 중 %) | 74 | 60 | 66 | 66 | |
| SIL (전체 중 %) | 사용되지 않음 | 12 | 사용되지 않음 | 사용되지 않음 | |
| SBL (전체 중 %) | 8 | 8 | 8 | 8 | |
| 전체 (mm) | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | |
| 관찰된 천공의 수 | 250시간 후 | >20 | 0 | 0 | 0 |
| 515시간 후 | 테스트되지 않음 | 0 | 0 | 0 | |
| 720시간 후 | 테스트되지 않음 | >30 | 1 | 0 |
FBL = 제1 브레이징층FIL = 제1 중간라이너층
SL = 기판층
SIL = 제2 중간라이너층
SBL = 제2 브레이징층
비교예 브레이징 시트(1)는 단지 320시간 후에 천공을 갖는 것으로 관찰되었으며, 상당한 누출이 관찰되고 비교예 브레이징 시트(1)의 내식성이 결여됨으로 인해 테스트를 중단하였다. 합금 A를 포함하는 2개의 중간라이너 및 브레이징 시트(2)의 총 두께의 12%의 두께를 갖는 브레이징 시트(2)는 515시간 후에 천공을 갖지 않는 것으로 관찰되었다. 브레이징 시트(2)에서의 천공은 720시간 후에 관찰되었다. 합금 A를 포함하는 단일 중간라이너 및 브레이징 시트(3)의 총 두께의 18%의 두께를 갖는 브레이징 시트(3)는 515시간 후에 천공을 갖지 않는 것으로 관찰되었다. 또한, 심지어 720시간 후에도, 브레이징 시트(3)에서 단지 하나의 작은 천공이 관찰되었다. 합금 B를 포함하는 단일 중간라이너 및 브레이징 시트(4)의 총 두께의 18%의 두께를 갖는 브레이징 시트(4)는 720시간 후에도 천공을 갖지 않는 것으로 관찰되었다.
Oyama River 물 용액에 대한 보호는 브레이징 시트(1 및 2)의 비교에 의해 예시된 바와 같이 브레이징 시트의 일 측면에서만 필요할 수 있다. 희생 애노드로서 구성된 브레이징 시트 내의 단일 중간라이너층을 이용함으로써, 중간라이너층은 더 두꺼울 수 있는데, 이는 브레이징 시트의 총 두께가 제조 공정에 의해 제한될 수 있고 기판층의 두께를 감소시키는 것이 바람직하지 않을 수 있기 때문이다. 따라서, 부식 방지가 가장 많은 부식을 경험하는 브레이징 시트의 측면에서 선택적으로 증가될 수 있기 때문에, 부식 성능은 더욱 증가할 것이다.
평가 2
비교예 브레이징 시트로부터 비교예를 포함하는 제1 비교 플레이트형 열교환기를 제조하였고, Oyama River 수용액으로 테스트하기 위해 본 개시에 따른 브레이징 시트로부터 제2 플레이트형 열교환기를 제조하였다. 각각의 열 교환기는 다음의 5개의 층을 포함하는 브레이징 시트로 제조되었다: 기판층; 기판층의 제1 측면 상의 제1 브레이징층; 제1 측면에 대향하는 기판층의 제2 측면 상의 제2 브레이징층; 제1 브레이징층 및 기판층 중간의 제1 중간라이너층; 및 제2 브레이징층 및 기판층 중간의 제2 중간라이너층. 각각의 브레이징 시트에 대해, 제1 브레이징층은 브레이징 시트의 총 두께의 8%이었고, 제1 중간라이너층은 브레이징 시트의 총 두께의 12%이었고, 기판층은 브레이징 시트의 총 두께의 60%이었고, 제2 중간라이너층은 브레이징 시트의 총 두께의 12%이었고, 제2 브레이징층은 브레이징 시트의 총 두께의 8%이다. 표 3은 부식 테스트를 거친 열 교환기에 사용되는 브레이징 시트의 각 층의 조성을 제공한다.
| 열 교환기 | 브레이징 시트의 전체 두께(mm) | 제1 브레이징층 |
제1 중간라이너층 |
기판층 | 제2 중간라이너층 |
제2 브레이징층 |
| 비교예 HX 1 | 0.6 | 4147 | 합금 C | 합금 D | 합금 C | 4147 |
| 실시예 HX 2 | 0.6 | 4147 | 합금 A | 합금 D | 합금 A | 4147 |
실시예 HX 2의 열 교환기는 제1 및 제2 중간라이너층의 알루미늄 합금에 아연을 포함하는 브레이징 시트로부터의 진공 브레이징을 사용하여 본 개시에 따라 제조되어, 이들 층이 브레이징 시트에서 희생 애노드로서 작용하였다. 비교예 HX 1의 열 교환기는, 비교예 HX 1의 열 교환기에 사용된 브레이징 시트의 중간 층이 아연을 포함하지 않았다는 점을 제외하고는, 실시예 HX 2의 열 교환기에 사용된 것과 동일한 조성을 갖는 층을 포함하는 브레이징 시트로 제조되었다. 두 열교환기 모두 연속 유동 Oyama River 수용액 테스트를 거쳤다(예: 정체 없음). 각 열 교환기를 Oyama River 수용액 테스트 동안 주기적으로 고장에 대해 평가하였고, 고장이 검출된 시간은 아래 표 4에 표시되어 있다.
| 열 교환기 | 검출된 고장 시간 (시간) |
| 비교예 HX 1 | 500 |
| 실시예 HX 2 | 640 |
표 4의 결과는 마그네슘 함유 알루미늄 합금에 아연을 첨가하는 것이 Oyama River 수용액 테스트에 의해 평가했을 때 부식 및/또는 침식 저항성을 개선시켰음을 보여준다. 실시예 HX 2에 사용된 바와 같은 5층 구조는, 브레이징 시트에서 층들을 함께 접합할 때 및 브레이징 시트를 배향하여 열 교환기를 생성할 때, 제조 공정을 용이하게 할 수 있다.
다음의 번호가 매겨진 조항은 본 개시에 따른 다양한 비제한적 실시예 및 양태에 관한 것이다.
1.
브레이징 시트로서,
알루미늄 합금을 포함하는 기판층;
상기 기판층 상에 배치된 중간라이너층으로서, 상기 중간라이너층은, 중량 백분율로,
0.05 내지 1.0 마그네슘,
0.5 내지 5.0 아연,
알루미늄,
선택적으로 부수적 원소, 및
불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 포함하는, 중간라이너층; 및
4XXX 시리즈 알루미늄 합금을 포함하고, 상기 기판층 상에 배치된 브레이징층을 포함하되,
상기 중간라이너층는 희생 애노드로서 작용하고 상기 기판층은 상기 브레이징 시트 내의 갈바닉 회로의 캐소드로서 작용하는, 브레이징 시트.
2.
제1항에 있어서, 상기 중간라이너층은, 중량 백분율로, 1.5 내지 3.0 아연을 포함하는, 브레이징 시트.
3.
제1항에 있어서, 상기 중간라이너층은, 중량 백분율로, 2.0 내지 5.0 아연을 포함하는, 브레이징 시트.
4.
제1항에 있어서, 상기 중간라이너층은, 중량 백분율로, 2.0 내지 5.0 초과의 아연을 포함하는, 브레이징 시트.
5.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간라이너층에서 아연 및 마그네슘의 중량% 농도의 합은 2.0 내지 6.0인, 브레이징 시트.
6.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간라이너층은 알루미늄 합금을 포함하고, 상기 알루미늄 합금은, 중량 백분율로:
0.1 내지 1.0 실리콘;
0 내지 0.10 구리;
0 내지 0.5 지르코늄;
0 내지 0.8 철;
0 내지 0.5 망간;
2.0 내지 5.0 아연,
0.1 내지 1 마그네슘;
0 내지 0.3 티타늄;
0 내지 0.05 크롬;
알루미늄;
선택적으로 부수적 원소; 및
불순물을 포함하는, 브레이징 시트.
7.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간라이너층은 상기 기판층 및 상기 브레이징층에 대한 상기 갈바닉 회로의 희생 애노드로서 작용하는, 브레이징 시트.
8.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판층, 상기 중간라이너층, 및 상기 브레이징층은 함께 접합되는, 브레이징 시트.
9.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 브레이징층은 상기 기판층의 제1 측면 상에 배치된 제1 브레이징층이고;
제2 브레이징층은 상기 기판층의 제1 측면에 대향하는 상기 기판층의 제2 측면 상에 배치되고, 4XXX 시리즈 알루미늄 합금을 포함하는, 브레이징 시트.
10.
제9항에 있어서,
상기 중간라이너층은 상기 제1 브레이징층 및 상기 기판층의 제1 측면의 중간에 배치된 제1 중간라이너이고;
제2 중간라이너층은 상기 제2 브레이징층 및 상기 기판층의 제2 측면의 중간에 배치되는, 브레이징 시트.
11.
제9항에 있어서, 상기 브레이징 시트는 상기 제1 브레이징층, 상기 제2 브레이징층, 상기 기판층, 및 상기 중간라이너층으로 이루어지는, 브레이징 시트.
12.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간라이너층은 상기 브레이징 시트의 총 두께의 8% 내지 30%인 두께를 포함하는, 브레이징 시트.
13.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 중간라이너층은 상기 브레이징 시트의 총 두께의 15% 내지 30%인 두께를 포함하는, 브레이징 시트.
14.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판층은 1XXX 시리즈 알루미늄 합금, 3XXX 시리즈 알루미늄 합금, 또는 6XXX 시리즈 알루미늄 합금을 포함하는, 브레이징 시트.
15.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이징 시트는 제어된 대기 브레이징 및 진공 브레이징 중 적어도 하나에 적합한, 브레이징 시트.
16.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브레이징층은 알루미늄 합금이고, 상기 알루미늄 합금은, 중량 백분율로:
5 내지 15.0 실리콘;
0 내지 2.5 마그네슘;
0 내지 1.0 철;
0 내지 1.5 아연;
0 내지 0.5 구리;
0 내지 2.0 몰리브덴;
0 내지 0.3 망간;
0 내지 0.2 티타늄;
0 내지 0.4 비스무스;
0 내지 0.01 크롬;
알루미늄;
선택적으로 부수적 원소; 및
불순물을 포함하는, 브레이징 시트.
17.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판층은 알루미늄 합금이고, 상기 알루미늄 합금은, 중량 백분율로:
0.1 내지 1.0 실리콘;
0 내지 1.0 철;
0 내지 1.2 구리;
0.8 내지 1.9 망간;
0.05 내지 1.2 마그네슘;
0 내지 0.10 크롬;
0 내지 0.10 아연;
알루미늄;
선택적으로 부수적 원소; 및
불순물을 포함하고;
티타늄과 지르코늄의 중량 백분율의 합은 0.10 내지 0.30인, 브레이징 시트.
18.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판층은 균질화되는, 브레이징 시트.
19.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 브레이징 시트의 전부 또는 일부를 포함하는 구조적 요소를 포함하는 열 교환기.
20.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항의 브레이징 시트의 전부 또는 일부를 포함하는 구조적 요소를 포함하는 열 교환기로서, 상기 제1 브레이징층은 상기 열 교환기 내의 유체 경로와 접촉하는, 열 교환기.
21.
제19항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 교환기는 Oyama River 수용액으로 적어도 600시간의 연속 흐름을 가할 때 내식성인, 열 교환기.
22.
물품을 형성하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 상기 브레이징 시트의 전부 또는 일부를 포함하는 제2 부분과 제1 재료를 포함하는 제1 부분을 접촉시키는 단계; 및
제어된 대기 브레이징 및 진공 브레이징 중 적어도 하나를 포함하는 공정에 의해 상기 제2 부분에 상기 제1 부분을 결합하는 단계를 포함하는, 방법.
23.
제22항에 있어서, 상기 제1 재료는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는, 방법.
24.
제22항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품은 열 교환기인, 방법.
본 명세서에서, 달리 명시되지 않는 한 모든 수치 파라미터는, 모든 경우에 "약"이라는 용어로 시작하고 이에 의해 수식되는 것으로 이해해야 하며, 여기서 수치 파라미터는 파라미터의 수치를 결정하는 데 사용되는 기본 측정 기술의 고유한 가변성 특징을 갖는다. 아주 적어도, 청구범위의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니라, 본원에 기술된 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유효한 자리수의 수를 고려하고 통상적인 반올림 기술을 적용함으로써 이해되어야 한다.
또한, 본원에 인용된 임의의 수치 범위는 인용된 범위 내에 포함되는 모든 하위 범위를 포함한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 범위는 인용된 최소 값 1과 인용된 최대 값 10을 포함하여 그 사이의 모든 하위 범위, 즉 1 이상의 최소 값과 10 이하의 최대값을 갖는 모든 하위 범위를 포함한다. 또한, 본원에 인용된 모든 범위는 인용된 범위의 종점을 포함한다. 예를 들어, "1 내지 10"의 범위는 종점 1 및 10을 포함한다. 본 명세서에 인용된 임의의 최대 수치 한도는 그 안에 포함된 모든 낮은 수치 한도를 포함하도록 의도되고, 본 명세서에 인용된 임의의 최소 수치 한도는 그 안에 포함된 모든 높은 수치 한도를 포함하도록 의도된다. 따라서, 출원인은 명시적으로 인용된 범위 내에 포함된 임의의 하위 범위를 명시적으로 인용하기 위해 청구범위를 포함하여 본 명세서를 수정할 권리를 보유한다. 이러한 모든 범위는 본 명세서에서 본질적으로 설명된다.
본원에서 사용된 바와 같은 문법 항목("일", "하나" 및 "특정한 하나")은 달리 명시되지 않는 한 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 포함하도록 의도되며, 이는 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"이 특정한 경우에 명시적으로 사용되는 경우에도 그러하다. 따라서, 전술한 문법 항목은 식별된 특정 요소 중 하나 또는 둘 이상(즉, "적어도 하나")을 지칭하도록 본원에서 사용된다. 또한, 사용의 문맥 상 달리 요구되지 않는 한, 단수 명사의 사용은 복수형을 포함하고 복수 명사의 사용은 단수형을 포함한다.
당업자는 본원에 기술된 물품 및 방법, 및 이들에 동반되는 논의가 개념적 명료성을 위한 예로서 사용된다는 것, 및 다양한 구성 변형이 고려된다는 것을 인식할 것이다. 결과적으로, 본원에서 사용된 바와 같이, 명시된 특정 예/실시예 및 동반된 논의는 이들의 보다 일반적인 부류를 대표하도록 의도된다. 일반적으로, 임의의 특정 예시를 사용하는 것은 그 부류를 대표하기 위한 것이며, 특정 구성요소, 장치, 동작/작용, 및 대상물을 포함하지 않는 것이 한정하는 것으로 받아들여지지 않아야 한다. 본 개시는 본 개시의 다양한 양태 및/또는 이의 잠재적 응용예를 예시하기 위한 목적으로 다양한 특정 양태에 대한 설명을 제공하지만, 변형 및 수정이 당업자에게 발생할 것으로 이해된다. 따라서, 본원에 기술된 본 발명(들)은 적어도 청구범위만큼 넓고, 본원에 제공된 특정 예시적인 양태에 의해 더 좁게 정의되지 않는 것으로 이해되어야 한다.
Claims (24)
- 브레이징 시트로서,
알루미늄 합금을 포함하는 기판층;
상기 기판층 상에 배치된 중간라이너층으로서, 상기 중간라이너층은, 중량 백분율로,
0.05 내지 1.0 마그네슘,
0.5 내지 5.0 아연,
알루미늄,
선택적으로 부수적 원소, 및
불순물을 포함하는 알루미늄 합금을 포함하는, 중간라이너층; 및
4XXX 시리즈 알루미늄 합금을 포함하고, 상기 기판층 상에 배치된 브레이징층을 포함하되,
상기 중간라이너층는 희생 애노드로서 작용하고 상기 기판층은 상기 브레이징 시트 내의 제1 갈바닉 회로의 캐소드로서 작용하는, 브레이징 시트. - 제1항에 있어서, 상기 중간라이너층은, 중량 백분율로, 1.5 내지 3.0 아연을 포함하는, 브레이징 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 중간라이너층은, 중량 백분율로, 2.0 내지 5.0 아연을 포함하는, 브레이징 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 중간라이너층은, 중량 백분율로, 2.0 내지 5.0 초과의 아연을 포함하는, 브레이징 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 중간라이너층에서 아연 및 마그네슘의 중량% 농도의 합은 2.0 내지 6.0인, 브레이징 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 중간라이너층은 알루미늄 합금을 포함하고, 상기 알루미늄 합금은, 중량 백분율로:
0.1 내지 1.0 실리콘;
0 내지 0.10 구리;
0 내지 0.5 지르코늄;
0 내지 0.8 철;
0 내지 0.5 망간;
2.0 내지 5.0 아연,
0.1 내지 1.0 마그네슘;
0 내지 0.3 티타늄;
0 내지 0.05 크롬;
알루미늄;
선택적으로 부수적 원소; 및
불순물을 포함하는, 브레이징 시트. - 제1항에 있어서, 상기 중간라이너층은 상기 기판층 및 상기 브레이징층에 대한 상기 갈바닉 회로의 희생 애노드로서 작용하는, 브레이징 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 기판층, 상기 중간라이너층, 및 상기 브레이징층은 함께 접합되는, 브레이징 시트.
- 제1항에 있어서,
상기 브레이징층은 상기 기판층의 제1 측면 상에 배치된 제1 브레이징층이고;
제2 브레이징층은 상기 기판층의 제1 측면에 대향하는 상기 기판층의 제2 측면 상에 배치되고, 4XXX 시리즈 알루미늄 합금을 포함하는, 브레이징 시트. - 제9항에 있어서,
상기 중간라이너층은 상기 제1 브레이징층 및 상기 기판층의 제1 측면의 중간에 배치된 제1 중간라이너이고;
제2 중간라이너층은 상기 제2 브레이징층 및 상기 기판층의 제2 측면의 중간에 배치되는, 브레이징 시트. - 제9항에 있어서, 상기 브레이징 시트는 상기 제1 브레이징층, 상기 제2 브레이징층, 상기 기판층, 및 상기 중간라이너층으로 이루어지는, 브레이징 시트.
- 제9항에 있어서, 상기 중간라이너층은 상기 브레이징 시트의 총 두께의 8% 내지 30%인 두께를 포함하는, 브레이징 시트.
- 제11항에 있어서, 상기 중간라이너층은 상기 브레이징 시트의 총 두께의 15% 내지 30%인 두께를 포함하는, 브레이징 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 기판층은 1XXX 시리즈 알루미늄 합금, 3XXX 시리즈 알루미늄 합금, 또는 6XXX 시리즈 알루미늄 합금을 포함하는, 브레이징 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 브레이징 시트는 제어된 대기 브레이징 및 진공 브레이징 중 적어도 하나에 적합한, 브레이징 시트.
- 제1항에 있어서, 상기 브레이징층은 알루미늄 합금이고, 상기 알루미늄 합금은, 중량 백분율로:
5 내지 15.0 실리콘;
0 내지 2.5 마그네슘;
0 내지 1.0 철;
0 내지 1.5 아연;
0 내지 0.5 구리;
0 내지 2.0 몰리브덴;
0 내지 0.3 망간;
0 내지 0.2 티타늄;
0 내지 0.4 비스무스;
0 내지 0.01 크롬;
알루미늄;
선택적으로 부수적 원소; 및
불순물을 포함하는, 브레이징 시트. - 제1항에 있어서, 상기 기판층은 알루미늄 합금이고, 상기 알루미늄 합금은, 중량 백분율로:
0.1 내지 1.0 실리콘;
0 내지 1.0 철;
0 내지 1.2 구리;
0.8 내지 1.9 망간;
0.05 내지 1.2 마그네슘;
0 내지 0.10 크롬;
0 내지 0.10 아연;
알루미늄;
선택적으로 부수적 원소; 및
불순물을 포함하고;
티타늄과 지르코늄의 중량 백분율의 합은 0.10 내지 0.30인, 브레이징 시트. - 제1항에 있어서, 상기 기판층은 균질화되는, 브레이징 시트.
- 제1항의 브레이징 시트의 전부 또는 일부를 포함하는 구조적 요소를 포함하는 열 교환기.
- 제11항의 브레이징 시트의 전부 또는 일부를 포함하는 구조적 요소를 포함하는 열 교환기로서, 상기 제1 브레이징층은 상기 열 교환기 내의 유체 경로와 접촉하는, 열 교환기.
- 제19항에 있어서, 상기 열 교환기는 Oyama River 수용액으로 적어도 600시간의 연속 흐름을 가할 때 내식성인, 열 교환기.
- 물품을 형성하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
제1항의 상기 브레이징 시트의 전부 또는 일부를 포함한 제2 부분과 제1 재료를 포함한 제1 부분을 접촉시키는 단계; 및
제어된 대기 브레이징 및 진공 브레이징 중 적어도 하나를 포함하는 공정에 의해 상기 제2 부분에 상기 제1 부분을 결합하는 단계를 포함하는, 방법. - 제22항에 있어서, 상기 제1 재료는 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 포함하는, 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 물품은 열 교환기인, 방법.
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