[發(fā)明專利]用于熱交換器翅片的鋁合金及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010129176.9
• 申請日: 2010-03-19
• 公開（公告）號: CN101775528A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁冬雁;朱美俊;高勇進(jìn);陳國楨;李明;毛大立
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);華峰鋁業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22F1/04
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種金屬材料技術(shù)領(lǐng)域的合金及其制備方法，具體是一種用于熱交換器翅片的釬焊后屈服強度為55MPa以上的鋁合金及其制備方法。

背景技術(shù)

3003Al(Al-Mn系)合金具有輕質(zhì)、導(dǎo)熱性好、耐蝕性優(yōu)良、適度的強度和可焊性等優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、航空、航天尤其是汽車領(lǐng)域(摘自：呂冰.鋁板帶材市場分析與預(yù)測.有色金屬加工.2007，36(1)：1-5)。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，近幾年我國汽車行業(yè)出現(xiàn)了快速發(fā)展，對汽車熱交換器的需求量迅速增加。作為一種可以替代純銅的熱傳輸材料，3003Al合金被大量應(yīng)用于汽車熱交換器(如水箱散熱器、冷凝器與蒸發(fā)器)以實現(xiàn)降低成本、汽車輕量化和節(jié)能的目的。

熱交換器用3003Al合金板帶箔或Al-Si/3003Al/Al-Si復(fù)合箔多采用鑄造+軋制(熱軋，冷軋)方法制造。影響板帶箔最終性能的因素較多，包括合金成分、鑄造工藝、熱軋和冷軋工藝、熱處理工藝等。合金成分被認(rèn)為是控制合金箔加工性能和最終釬焊性能的關(guān)鍵。在不斷提高整車設(shè)計水平尤其是提高熱交換器類關(guān)鍵部件性能的發(fā)展趨勢下，通過合金化設(shè)計來提高3003Al合金的強度特性以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化成為一個有效的途徑。

經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，瑞典專利SE-510272，公開日1996-01-14，記載了一種“Highstrength?aluminum?alloy?for?brazed?heat?exchangers”(用于釬焊熱交換器的高強度鋁合金)，該專利發(fā)明了一種含鋅量較高的高錳(1.4-1.8wt％)低硅(0.5-1.0wt％)鋁合金(商業(yè)牌號FA6815)，采用該合金制造的熱交換器翅片用鋁合金箔釬焊后抗拉強度為130MPa，屈服強度為50MPa。但是由于高性能熱交換器的需要，該發(fā)明所設(shè)計的合金箔釬焊后力學(xué)性能仍然需要改善。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種用于熱交換器翅片的鋁合金及其制備方法，通過向含錳量適中的鋁錳合金中添加高含量硅元素和鋅元素來實現(xiàn)力學(xué)強化，采用鑄造、熱軋、冷軋工藝制備了相應(yīng)的板帶箔材。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的

本發(fā)明涉及一種用于熱交換器翅片的鋁合金，其成分配比為：Mn：1.0-1.3wt％、Si：1.0-1.3wt％、Fe：0.3-0.6wt％、Cu：0.05-0.2wt％、Zn：0.6-2.7wt％、Zr：0.05-0.2wt％、其余為Al。

本發(fā)明涉及上述用于熱交換器翅片的鋁合金的制備方法，包括以下步驟：

第一步、依次選取Al、Mn、Si、Fe、Cu、Zn和Zr，經(jīng)熔煉澆注成20-100mm的板帶材后銑面，然后對板帶材銑面進(jìn)行熱軋，得到合金粗坯；其中：Mn、Si、Fe、Cu、Zn和Zr分別占總質(zhì)量的1.0-1.3wt％、1.0-1.3wt％、0.3-0.6wt％、0.05-0.2wt％、0.6-2.7wt％和0.05-0.2wt％。

所述的熔煉澆注是指：在惰性氣體保護環(huán)境下用熔煉爐升溫至700-760℃將合金熔化均勻后澆注入鋼制模具內(nèi)冷卻。

所述的熱軋是指：在500℃-520℃的加熱爐中預(yù)熱后將板帶材銑面熱軋至厚度為2-4mm。

第二步、將合金粗坯進(jìn)行多道次冷軋后經(jīng)中溫退火并繼續(xù)冷軋，獲得用于熱交換器翅片的冷軋合金箔。

所述的中溫退火是指：在360℃-420℃的環(huán)境下退火；

所述的冷軋合金箔的厚度為0.1mm。

將冷軋鋁合金箔經(jīng)過模擬釬焊熱處理后在電子拉伸試驗機上進(jìn)行室溫拉伸力學(xué)性能評價，所述的模擬釬焊熱處理是指：在600℃的熱處理爐內(nèi)保溫5分鐘后出爐冷卻至室溫。

采用本發(fā)明制備所得的鋁合金焊后抗拉強度可高達(dá)145MPa，屈服強度大于55MPa，能方便適用于熱交換器的翅片制造領(lǐng)域。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1