小议汽车散热器材料及其制造新技术

黄前飞

摘 要：在汽车组成中的冷却系统，其正常的运作是保障汽车发动机在规定温度下运作的必备条件，基于此，文章首先介绍了散热器结构形式以及材料的相关要求，进而分析了目前在汽车散热器中广泛使用的散热材料，最后介绍了现阶段汽车散热的新技术，即铜硬钎焊技术。

关键词：汽车；散热器；材料；制造；新技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.218

0 引言

现阶段汽车的发动机其散热系统主要使用强制性的循环式水冷系统，该系统在其组成上主要包括散热器、水泵、水套以及冷却风扇等，其主要功能是保障汽车的发动机能够在运作中一直处于最佳的温度中。散热器是整个散热系统中最为主要的组成部分，其性能好坏直接影响着发动机的运行状态，因此探究汽车散热器以及其制造的新技术是具有重要意义的。在此背景下，文章分三部分展开了细致的分析探讨，旨在提升人们对于汽车散热器材料以及新技术的认识，以下是具体内容[1]。

1 散热器结构形式以及材料的相关要求

汽车散热器主要有进水室、芯部以及出水室三部分组成。冷却液其在散热器的芯部之内流动，在散热器芯部的外部有高速流动的空气，空气以及冷却液在散热器芯部实现热量的交换

1.1 散热器以及其芯部结构形式

汽车散热器在其结构形式上可以划分为直流型以及横流型两种。其中主流型的散热器，其进出水室位于散热器芯部的上部和下部，因为汽车散热器芯部为垂直的设置，因此直流型的高度较大；横流型其汽车散热器芯部是水平的设置，其进出水室设置在左右两侧，因此尺寸较大。汽车散热器芯部的结构形式主要分为管带式和管片式两种，其中管带式散热器主要由冷却管以及波纹状散热带相间式的焊接而成，其优点是散热效果好，便于制造；管片式散热器由许多的散热片以及冷却管组成，冷却管多为扁平截面，其优点是刚性较好，承压能力强。

1.2 散热器对其材料的相关要求

汽车散热器其工作的环境十分恶劣，通常位于汽车的最前端的迎风处，受到的外界影响很严重，同时汽车散热器内部还长期存在着流动的冷却液，进而会对汽车散热器造成一定的影响，故此对于汽车散热器的材料通常需要具备以下几点条件：1.必须具备良好的导热性；2.必须具备较强的刚性以及良好的抗腐蚀性；3.具备较强的可加工性以及钎焊性能；4.经济性能良好。

2 现阶段常用的散热材料

2.1 铜

铜属于金属材料，同时其还是导热性能最好的金属，并且具备极其良好的可加工型，在其耐腐蚀性以及钎焊性上也十分优秀，故此长期以来都是汽车散热器最主要的使用材料[2]。但是铜最大的缺点是其价格较高，使用的经济效益性较低。

2.2 铝

铝是一种质量很轻，并且在地球上储备较多的金属材料。目前国际上汽车的发展趋势也是逐渐走向轻量化，因此；铝材料在汽车行业中的使用也是越来越广泛。铝其最大的特点是质量轻，相对于铜其质量只有铜的三分之一，同时其储量很高因此价格不高。但是铝材料其最大最大的缺点是其钎焊性性能较差，同时还需要较长的生产线，这也在很大程度上限制了铝材料在汽车散热器上的广泛使用。

2.3 工程塑料

随着汽车技术以及材料技术的不断发展，为了符合汽车轻质量的发展趋势，节约目前市场上的有色金属，众多新的材料被使用到了汽车散热器之上，这其中最为出色的便是工程塑料。其中较为常用的有添加玻璃纤维的尼龙66注胶，其可以使用机械的方式实现和汽车散热器芯部的连接，加之橡胶密封圈便可以实现极佳的密封效果，并且还具备很好的防振效果。同时该材料还具有极佳的耐腐蚀性和可塑性，进而能够在满足汽车散热器基本功能的基础上还能实现最佳的美观的效果，是一种未来发展愿景十分广大的汽车散热制造材料[3]。

3 汽车散热器制造的新技术，铜硬钎焊技术

铜硬钎焊技术其是通过使用特殊的铜、磷以及锡的钎焊合金，并且将紫铜和黄铜分别制造成管和散热带，钎焊成一个整体，这个整体便是汽车散热器。铜硬钎焊技术其核心是无铅焊合金、无焊剂以及抗退火材料。铜硬钎焊技术的工作原理未使用铜硬钎焊金属的填料在590摄氏度以及610摄氏度之间进行融化，并依靠金属的毛细管作用，流进焊接的间隙中，和母体材料发生一定反应，进而和母体连接成一个高强度的金属整体[4]。

铜硬钎焊技术所制成的散热器其具有几点明显的优势，其一该技术在加工中，可以将铜加工为厚度极小的材料，进而大大的节约原材料的使用，降低成本和散热器的重量；其二，铜硬钎焊技术在使用中是在相对低温的环境下进行焊接作业，并且不需要使用焊剂，进而焊接的速度更快，同时焊接温度也更加容易控制；其三，铜硬钎焊技术所制作的散热器其使用的材料和钎焊合金的惰性相似，因此其具备极强的抗腐蚀性。

根据实践证明，铜硬钎焊技术在汽车、客车以及工程机械等发动机的散热器上的应用均具有十分明显的优势。在相同的工作条件以及散热环境之下，使用铜硬钎焊技术技术所制造的散热器在其体积上要明显更小、重量更小，并且对于腐蚀作用的抗性更强，进而在使用中具有更高的寿命。

4 结束语

综上所述，汽车散热器的材料以及制造技术其发展的速度很快，目前在汽车散热器材料上金属铜、金属铝以及新型的工程塑料是使用较为广泛的材料，其中工程塑料是最具有使用前景的材料。在其制造技术上逐渐有很多新的技术在不断地诞生，其中铜硬钎焊技术是一种具备多种优势的新技术，其不止在汽车散热器的制造上具有众多优势，同时对于工程机械、客车以及重型卡车的散热器制造上都具有明显的优势，可在未来的散热器制造中充分、合理的使用。

参考文献：

[1]童正明，陈丹，梁淑君等.管带式汽车散热器试验及数值模拟研究[J].汽车技术，2013，20（10）：51-54，55.

[2]关凤艳.汽车散热器的优化设计及传热性能分析的研究[J].制造业自动化，2011，33（14）：143-145.

[3]刘景平，李志强，赵红利等.铝合金空空中冷器复合翅片管材料选择与结构匹配[J].汽车零部件，2014，14（11）：10-12.

[4]蒋新强，杜群贵，高俊岭等.热电制冷冰箱散热器热分析及其结构尺寸研究[J].机械设计与制造，2010，12（02）：94-96.