PT826785E - Processo de fabrico de permutadores de calor - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

Processo de produgão de permutadores de calor 0 invento refere-se a um processo de fabrico de permutadores de calor, compreendendo aletas de arrefecimento, para serem usados, por exemplo, em automóveis.

Uma nova tecnologia, de união por brazagem, usando cobre e latão para . permutadores de calor em automóveis, foi desenvolvida em anos recentes. Na brazagem, as partes metálicas de um permutador de calor são unidas por um metal fundido, isto é, um metal de enchimento, cuja temperatura de fusão é inferior à das partes a serem unidas. A brazagem é semelhante à soldadura. No entanto, na brazagem, a temperatura de trabalho é superior a 450°C. A temperatura de trabalho do metal de enchimento da brazagem depende da composição química do material, de enchimento. Na Patente US 5,378,294 está descrita uma liga de enchimento para brazagem que se baseia em ligas de cobre com. baixo teor de níquel tendo uma baixa temperatura de fusão e- sendo do tipo auto-fusão. A temperatura de trabalho pàra estas ligas situa-se entre os 600 e os 700°C.

As propriedades mecânicas do metal usado 'no permutador de calor são atingidas através de adições de liga e trabalho a frio. Nos permutadores de calor existem, normalmente, aletas e tubos que são soldados e unidos em conjunto por brazagem. Um metal ' trabalhado a frio começará a amolecer, isto é, a recristalizar quando aquecido. Assim, são feitas adições de liga ao material da aleta para aumentar a temperatura de amolecimento. É necessário que as aletas dos permutadores de calor retenham, tanto quanto possível, a sua dureza original após a união. Na Patente US 5,429,794 estão descritas ligas de 2 cobre - zinco adequadas para perrautadores de calor, em particular para radiadores, porque podem ser unidas por brazagem, sem que percam muita da sua resistência. . Quando se pensa em condutividade de um material do permutador de calor, a fusão do cobre irá diminuir a condutividade eléctrica, tal como nas ligas da Patente US 5, 429.,794. 0 objectivo do presente invento consiste em eliminar algumas das desvantagens da técnica anterior, e conseguir um processo de fabrico de permutadores de calor compreendendo aletas de arrefecimento, de modo que as aletas tenham uma boa condutividade eléctrica após a brazagem.

De acordo com o invento, o cobre desoxidado com fósf.oro é ligado pelo crómio, em cuja liga o teor de crómio é de 0,2% em peso.. De preferência, a liga consiste em cobre e crómio, sendo que os outros materiais presentes são constituintes acidentais e impurezas. A liga tem uma temperatura de recristalização elevada, por exemplo pelo menos 625°C, o que é conveniente para a brazagem,. de modo a evitar o amolecimento. Isto é devido ao facto da brazagem ser feita a uma temperatura superior a 600°C. As aletas de arrefecimento são fabricadas através de fundição contínua e trabalho a frio, de modo que a condutividade eléctrica, após a brazagem, é de pelo menos 90% IACS (International Annealed Copper Standard) [Padrão Internacional de Cobre Recozidoj.

As aletas são fabricadas por um processo que inclui os seguintes passos: fundição, trabalho a frio, recozimento, e outro trabalho a frio antes da brazagem. 0 passo da fundição é executado como uma fundição de tira contínua. Os passos do trabalho a frio são executados por laminagem. O passo de recozimento é um recozimento strand, isto é, um recozimento 3 rápido, no qual o tempo de recozimento se situa entre 0 a 30 segundos, por exemplo 0.01 a 30 segundos, de preferência 1 a 10 segundos, e a temperatura de recozimento está num intervalo de. 700 a 900°C, de preferência 700 a 800°C.

Usando o processo do invento, a .condutividade eléctrica das aletas aumenta durante cada passo. Crê-se que isto acontece devido ao. facto do crómio precipitar em todos os passos. Os precipitados têm uma boa distribuição e boa estabilidade. Durante o passo da brazagem, essencialmente todo o crómio da liga é precipitado e a liga fica, então, com boa condutividade eléctrica. 0 invento será descrito em detalhe no exemplo seguinte e no desenho seguinte, em que está ilustrado o efeito dos passos do processo na condutividade eléctrica.

Exemplo A liga, de acordo com o invento, tendo 0.2% em peso de crómio, e o resto em cobre, foi fundida em primeiro lugar, usando uma fundição de tira continua. Após a fundição, foi medida a condutividade eléctrica, sendo .que o valor era de 50% IACS. A liga fundida em tiras foi então laminada a frio para uma espessura inferior a. 0.1 mm, e o valor da condutividade eléctrica era de 50% IACS. A liga laminada foi então recozida a uma temperatura de 750°C durante 5 segundos. Após este passo de recozimento, a condutividade eléctrica tinha um valor de 56% IACS. A liga foi então laminada a frio de novo para a dimensão final de 0.05 mm, e o valor da condutividade eléctrica era de 61% IACS. A brazagem foi então feita para o produto final a uma temperatura de 625°C. Após a brazagem, o valor da condutividade eléctrica foi medido mais uma vez, e o valor era de 94% IACS. 4 A carga limite das aletas feitas na liga de cobre do invento após a brazagem era de 250 MPa, e as aletas não tinham recristalizado. A variação acima descrita da condutividade eléctrica está Ilustrada na Figura 1. A Figura 1 ilustra também, como comparação, a condutividade teórica. Os valores teóricos são calculados a partir dó diagrama de equilíbrio para o sistema cobre - crómio. As curvas mostram' a influência do

crómio, em solução sólida, na condutividade. eléctrica. A influência da deformação a frio é tirada da relação' entre a condutividade eléctrica para cobre de baixa liga e a redução durante a deformação a frio. A liga fabricada por meio do processo do invento tem uma condutividade melhorada em 10% IA.CS, após a brazagem, relativamente à condutividade teórica.

Lisboa, 7 de Maio de 2008

Claims (3)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo de fabrico de permutadores de calor compreendendo aletas de arrefecimento feitas numa liga de cobre e crómio contendo 0.2% em peso de crómio, sendo o resto cobre e impurezas acidentais, tendo uma temperatura de recristalização elevada e uma boa condutividade, compreendendo o processo os passos seguintes: a) fundição de uma tira contínua, após o que a condutividade eléctrica da liga de cobre - crómio é dé 50% IACS, b) . trabalho a frio por laminagem, c) recozimento strand, d) . outro trabalho a frio por laminagem, e e) brazagem dos permutadores de calor a uma temperatura superior a 600°C, após o que a condutividade eléctrica das aletas de arrefecimento é de pelo menos 90% IACS.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o recozimento ser executado a uma temperatura de 700 e 900°C.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o tempo de recozimento ser de 0.01 a 30 segundos. Lisboa , 7 de Maio de 2008