铝合金在家电中的广泛应用

1.铝箔在空调中的应用

热泵型冷暖兼用空调机主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀组成，用制冷剂做传热介质。蒸发器或冷凝器一般由厚度为0.10～0.20mm的铝箔冲制成散热片，并与铜管组成“穿过散热片”型的热交换器。如图7-12为典型的铝制散热片。

图7-12 典型的铝制散热片

为了节省能源，保护环境，空调机热交换器正在向高性能化、小型化、轻量化方向发展，它要求散热片材料表面具有更高的使用性能。未处理的散热片表面容易受海洋地区的氯离子和工业区的酸性雨等腐蚀，还由于表面水的润湿性不良，凝结的水珠不易脱落掉，使空调机的通风阻力增加，能耗和噪声增大，降低了空调机的性能。在这种情况下，铝加工业开发了空调机散热片用的具有亲水性和耐蚀性涂膜的铝箔材。

散热片成形方法有两种：一种是深冲成形法，另一种是变薄拉伸成形法。散热片用铝箔制造，一般选用导热性高、塑性好、成形性优良的1050、1100、1200、1330和1350等工业纯铝。深冲成形采用塑性较高的O、H₂2和H₂4状态铝箔，变薄拉伸成形采用薄而硬的H₂6状态铝箔。材质不同，在成形过程中的翻边性能和深冲性能也不同表7-5是日本用于制造铝箔的常见铝材及成形性能。

表7-5 日本用于制造铝箔的常见铝材及成形性能

散热片成形过程中，在扩口的环口外缘切线方向需要材料有较高的塑性去承受较大的拉伸；为了提高热效率，在散热片成形过程中起波纹或纵向切口并使之隆起的加工也要求材料有较高的塑性。如果材料的塑性不足，成形过程中塑性变形较大的部位将会破裂。

改变散热片的形状，通过起波纹、切百叶窗口，使散热片的形状复杂化。并在散热片材料表面涂上亲水、耐蚀性的涂膜，可减少空调机的能耗，提高热交换效率。利用薄而硬的铝箔制成小孔径、窄片距的散热片，并将其与内孔带有沟槽的小孔径铜管组装成热交换器，这样可实现空调机的高性能化、小型化、轻量化。

散热片用深冲类型的铝箔已经从过去的0.15mm厚变为目前采用的0.11mm厚，薄型只有0.10mm厚。在热处理状态方面，由采用O状态箔发展到选用H₂6状态箔。为了得到高强度和高延伸的材料，一种方法是通过在工业纯铝中加入微量的Zr、Mn等元素，生产薄而硬的H₂6状态箔材。如日本已广泛应用加微量Zr、Mn的1050工业纯铝生产散热片箔材。加拿大铝业公司新开发的“Fin255”材料则属于Al-Fe-Mn系合金经热轧和冷轧之后，棒状化合物破碎和分散起弥散强化作用，退火后得到细晶组织。这类合金有较高的抗拉强度、较低的屈服强度和较高的塑性，具有良好的成形性，这类合金有8006和8007合金。新开发的还有8079合金，它们的化学成分、力学性能见表7-6和表7-7。

表7-6 8006和8007合金的化学成分(www.xing528.com)

表7-7 8006和8079合金箔材的力学性能

下面简单介绍亲水性散热片箔材所要求的性能。

（1）亲水性 热泵式冷暖兼用空调机的热交换器，在制冷运转中，由于散热片表面温度比空气露点低，空气中的水分凝结吸附在其表面上，呈半圆形的小珠或者在散热片之间“架桥”，阻塞散热片之间的空气通路，通风阻力增加，噪声增大。室外热交换器暖房运转时，冷凝水在散热片表面变成霜吸附着，除霜时，熔化的水残留在散热片表面上，并且当水结成冰时，导致通风阻力增大。结果造成除霜时间增加，暖房运转时间缩短，能耗增高。当片距在2mm以下时，“架桥”现象更加显著。因此，铝加工行业开发了表面具有亲水性涂膜的铝箔。这种涂膜对水的润湿性大，能使冷凝水均匀分散在散热片表面而流走，从而消除水珠“架桥”现象。日本铝加工行业开发的亲水膜已经形成了系列化产品。应当指出，为了消除冷凝水的吸附，也可以在散热片材表面涂上有强烈疏水性的涂膜。

（2）耐蚀性 室内热交换器中未涂膜的铝散热片，在运行中，由于冷凝水使散热片处于湿状态，停机时又处于干燥状态。干湿交替使散热片易受腐蚀，腐蚀层产生裂纹而脱落，被空调机的空气吹出成为飞散的白色粉末，污染环境，有害健康。室外空调机热交换器中未涂膜的散热片，受海洋地区的大气和工业区的酸雨作用会加速其腐蚀。因此，加强散热片的防腐蚀处理是非常必要的。 （3）其他性能 在制造热交换器的过程中，有涂层的散热片材料要经过冲压成形装配、溶剂脱脂清洗和钎焊等工序。因此，除亲水性和耐蚀性外，涂层还应具有其他的特性，即耐冲压性、良好的成形性、对模具的不磨损性，以及耐溶解性和钎焊时不变黄、无臭味等。

铝加工厂将铝卷材经过脱脂处理后进行表面亲水涂膜处理，制成预涂层散热片材料。亲水涂膜的种类有不含二氧化硅的有机系亲水性树脂涂膜、含二氧化硅的复合亲水性涂膜、无机系的水玻璃特殊亲水性涂膜和二氧化硅型软铝石亲水性涂膜。疏水性的涂膜有铬酸盐涂膜、丙烯基系树脂涂膜和热塑性树脂涂膜等。 2.在其他电器中的应用 铝及其合金在很多电器中都有着广泛的用途，既能保持外表美观，又能减轻电器的质量。下面列举几种铝合金在家用电器中常见的应用。

（1）视频磁带录像机（VTR） 录像机传带用的圆筒需用线胀系数小、耐磨性好易切削加工与无切削应变的铝材制造，可选用4Al1合金或2218合金。

（2）盒式磁带录音机 录音机外壳的装饰板可用经过表面处理（预阳极氧化、印刷）的1050AHX4铝合金制造。

（3）电饭煲 制造电饭煲可选用1100与3A21合金，制造电饭煲需使用涂氯树脂的铝板，在涂氯树脂之前，先用电化学法或化学法使铝板表面粗糙增加表面积，以增大与树脂的结合力。

（4）冰箱与冷藏柜 它们的内外壁板为铝板，色调柔和，耐蚀性好。铝板间材料（氨基甲乙酸树脂发泡材料）增至铝板厚度的50～100倍时，壁板材料的热导率几乎不影响绝热性能。通常使用的铝板为3A21、3005、3105合金等，表面经阳极氧化与涂漆处理。