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一种高强高耐蚀性钎焊铝合金复合材料及其制造方法.pdf

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一种 高强 高耐蚀性 钎焊 铝合金 复合材料 及其 制造 方法
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摘要
申请专利号:

CN201910037714

申请日:

20190116

公开号:

CN109518046A

公开日:

20190326

当前法律状态:

公开

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 公开
IPC分类号: C22C21/10;C22F1/053;B21B37/74 主分类号: C22C21/10;C22F1/053;B21B37/74
申请人: 江苏财发铝业股份有限公司
发明人: 吴友
地址: 221000 江苏省徐州市铜山高新区第三工业园欣丰路
优先权:
专利代理机构: 32331 代理人: 明志会
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法律状态
申请(专利)号:

CN201910037714

授权公告号:

法律状态公告日:

20190326

法律状态类型:

公开

摘要

本发明公开了一种高强高耐蚀性钎焊铝合金复合材料及其制造方法,其化学成分的重量百分比组成为:0.8%到1.80%之间的锰;0.30%到1.20%之间的硅;0.40%到1.30%之间的铁;0.20%到0.50%之间的钒;0.04%到0.25%之间的铬;0.05%到0.25%之间的锆;0.07%到0.30%之间的钛;少于0.03%?#32784;?#20854;余为铝及不可避免的杂?#30465;?#35813;合金复合材料轧制成厚度为0.08毫米的钎焊箔材,根据ASTMG85?A3标准,在SWAAT测试之下耐穿透时间超过15天,其耐腐蚀性为3003合金的3倍以上,相同状态下的抗拉强度提高15%以上。

权利要求书

1.一种高强高耐蚀性钎焊铝合金复合材料及其制造方法,其化学成分的重量百分比组成为:0.8%到1.80%之间的锰;0.30%到1.20%之间的硅;0.40%到1.30%之间的铁;0.20%到0.50%之间的钒;0.04%到0.25%之间的铬;0.05%到0.25%之间的锆;0.07%到0.30%之间的钛;少于0.03%?#32784;?#20854;余为铝及不可避免的杂?#30465;?2.根据权利要求1,合金中锰含量的最佳范围是1.40%到1.80%之间,合金中硅含量的最佳范围是0.60%到0.90%之间,合金中铁含量的最佳范围是0.80%到1.10%之间,合金中钒含量的最佳范围是0.16%到0.27%之间,合金中铬含量的最佳范围是0.09%到0.18%之间,合金中锆含量的最佳范围是0.14%到0.24%之间,合金中钛含量的最佳范围是0.17%到0.28%之间。 3.根据权利要求1,合金中还可添加重量百分比为0.05%到0.30%之间的镁。 4.根据权利要求1的合金中还可添加重量百分比为1.00%到1.50%之间的锌。 5.根据权利要求1,合金其半连续铸锭在温度为450-530℃下保温8-16小时后再在440-510℃下保温3-7小时进行双级均匀化处理。 6.根据权利要求1,合金其复合热轧温度为488-566℃,控制终轧温度不低于340℃。 7.根据权利要求1,合金其冷轧过程的中间退火工艺为360-484℃下保温0.5-3小时。 8.根据权利要求1,合金其最终性能控制工艺为330-470℃下保温3-6小时退火后的成品冷轧道次压下率控制为20-40%。

说明书


一种高强高耐蚀性钎焊铝合金复合材料及其制造方法
技术领域


本发明涉及复合材料技术领域,特别涉及一种高强高耐蚀性钎焊铝合金复合材料
及其制造方法。


背景技术


世界高速工业化进程加速了能源危机,汽车工业为了减少汽油消耗,一般?#32784;?#24452;
是:提高发动机效率(从设计着手),减少行驶阻力,改善传动机构效率及减轻汽车自重等,
而最有效的是减轻汽车自重。为了减轻汽车自重,一是优化设计,二是使用轻质化材料。铝
由于其资源丰富,具有很多优良的加工成形性和使用性能,并能最大限度的回收利用(可达
90%以上)。因此,铝材是汽车轻量化最理想的材料,也成为当今世界性的研发课题。目前,
铝材在车辆轻量化上的用量增加主要是热交换器,如冷凝器、蒸发器、水箱散热器、中冷器、
暖风机、油冷却器和空调器?#20302;车取?#38109;质热交换器由过去的机械式组装,发展到了现在普遍
采用钎焊工艺,它是利用低熔点钎焊Al-Si合金层将铝合金管材和铝合金带材连接而成。因
此,铝质热交换器急需大量的钎焊铝合金散热片材料。过去的15年期间,普遍采用标准的
3003铝合金,该合金具有良好的成形性能和机械性能,以及?#23665;?#21463;的耐蚀性能。近些年,随
着铝质热交换器结?#32929;?#35745;方面的不断改进,钎焊铝合金管材和带材的厚度逐渐变为0.4mm
以下,而钎焊铝合金带材的厚度逐渐变为0.07mm以下。因此,国外已不断研制与开发了一些
基于Al-Mn系合金的所谓“长寿命”铝合金材料,以满足因厚度减薄而带来合金强度与耐蚀
性相应提高的性能要求,并获得专利保护。


3XXX系合金是通过在铝中添加Mn,形成同溶强化铝合金,提高合金的强度,并保持
良好的耐蚀、导电、导热性能,以及具有优良的焊接性能和塑性加工性能等,现已?#36824;?#27867;应
用于汽车、制冷、化工等行业中制作热交换器的散热管和散热片。目前世界上应用最广泛的
Al-Mn合金为3003铝合金(相当我国牌号为3A21),但由于合金中Mn的含量较高,在铸造冷却
过程中极容易产生偏析,导致合金的腐蚀性能和加工性能?#26723;停?#38480;制了3003铝合金在空调
和制冷行业的应用。为?#31169;?#20915;这些问题,欧美国家注册了受多项美国专利保护的X800、
K319、3190和3532等铝合金,通过调整合金中的Mn、Fe、Mg、Cu、Zn、Ti等元素的含量,优化其
加工工艺,确保合金在钎焊过程中由于Si的扩散而在其表层形成牺牲阳极保扩层,从而大
大提高了合金的抗腐蚀性能,同?#27604;?#20445;合金具有优良力学性能、加工性能和焊接性能。


已有研究表明:在铝中添加少量Cr、Mn、Zr、Ti、Si、V等在提高合金强度时可以减小
合金的点蚀,在适当提高合金元素含量时,使其形?#23665;?#39640;含量的强化相阻止品粒在热加工
及热处理过程中?#21482;?#32780;细化组织结构。本发明拟采取以下技术方案是?#26723;虲u含量,调整Si、
Mn和Fe的含量,复合添加V、Cr、Zr和Ti等元素。同时,轧制与退火工艺应确保箔材获得稳定
的细晶?#23435;?#32452;织结构,晶内合金元素得到充?#24535;?#21248;同溶和晶界无不良析出相出现,使合金
箔材具有高耐蚀性和高强度以及良好的深加工成形性能等。


发明内容


本发明解决的技术问题在于克服现有技术的导热效果差?#28909;?#38519;,提供一种高强高
耐蚀性钎焊铝合金复合材料及其制造方法。所述的一种高强高耐蚀性钎焊铝合金复合材料
及其制造方法,具有高强度和高耐腐蚀性,以及良好的加工成形性能。


为实现上述目的,本发明提供如下技术方案一种高强高耐蚀性钎焊铝合金复合材
料及其制造方法,其化学成分的重量百分比组成为:0.8%到1.80%之间的锰;0.30%到
1.20%之间的硅;0.40%到1.30%之间的铁;0.20%到0.50%之间的钒;0.04%到0.25%之
间的铬;0.05%到0.25%之间的锆;0.07%到0.30%之间的钛;少于0.03%?#32784;?#20854;余为铝
及不可避免的杂?#30465;?br>

优选的,合金中锰含量的最佳范围是1.40%到1.80%之间,合金中硅含量的最佳
范围是0.60%到0.90%之间,合金中铁含量的最佳范围是0.80%到1.10%之间,合金中钒
含量的最佳范围是0.16%到0.27%之间,合金中铬含量的最佳范围是0.09%到0.18%之
间,合金中锆含量的最佳范围是0.14%到0.24%之间,合金中钛含量的最佳范围是0.17%
到0.28%之间。


优选的,合金中还可添加重量百分比为0.05%到0.30%之间的镁。


优选的,合金中还可添加重量百分比为1.00%到1.50%之间的锌。


优选的,合金其半连续铸锭在温度为450-530℃下保温8-16小时后再在440-510℃
下保温3-7小时进行双级均匀化处理。


优选的,合金其复合热轧温度为488-566℃,控制终轧温度不低于340℃。


优选的,合金其冷轧过程的中间退火工艺为360-484℃下保温0.5-3小时。


优选的,合金其最终性能控制工艺为330-470℃下保温3-6小时退火后的成品冷轧
道次压下率控制为20-40%。


与现有技术相比,本发明的有益效果是?#28938;?#21512;金复合材料具有高强度和高耐腐蚀
性,以及良好的加工成形性能,由上述合金轧制成厚度为0.08毫米的钎焊箔材,根据
ASTMG85-A3标准,在SWAAT测试之下耐穿透时间超过15天,其耐腐蚀性为3003合金的3倍以
上,相同状态下的抗拉强度提高15%以上。


具体实施方式


下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,
?#21248;唬?#25152;描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的
实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提?#28388;?#33719;得的所有其他实施例,都
属于本发明保护的范围。


实施例


本发明提供一种技术方案:一种高强高耐蚀性钎焊铝合金复合材料及其制造方法,其
化学成分的重量百分比组成为:0.8%的锰;0.30%的硅;0.40%的铁;0.20%的钒;0.04%
之间的铬;0.05%的锆;0.07%的钛;少于0.03%?#32784;?#20854;余为铝及不可避免的杂?#30465;?br>

优选的,合金中锰含量的最佳范围是1.40%到1.80%之间,合金中硅含量的最佳
范围是0.60%到0.90%之间,合金中铁含量的最佳范围是0.80%到1.10%之间,合金中钒
含量的最佳范围是0.16%到0.27%之间,合金中铬含量的最佳范围是0.09%到0.18%之
间,合金中锆含量的最佳范围是0.14%到0.24%之间,合金中钛含量的最佳范围是0.17%
到0.28%之间。


优选的,合金中还可添加重量百分比为0.30%之间的镁。


优选的,合金中还可添加重量百分比为1.00%之间的锌。


优选的,合金其半连续铸锭在温度为450℃下保温12小时后再在444℃下保温6小
时进行双级均匀化处理。


优选的,合金其复合热轧温度为488℃,控制终轧温度不低于340℃。


优选的,合金其冷轧过程的中间退火工艺为484℃下保温3小时。


优选的,合金其最终性能控制工艺为470℃下保温6小时退火后的成品冷轧道次压
下率控制为40%。


该合金复合材料具有高强度和高耐腐蚀性,以及良好的加工成形性能,由上述合
金轧制成厚度为0.08毫米的钎焊箔材,根据ASTMG85-A3标准,在SWAAT测试之下耐穿透时间
超过15天,其耐腐蚀性为3003合金的3倍以上,相同状态下的抗拉强度提高15%以上。


尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人?#20493;?#35328;,可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。


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