[發明專利]用于熱交換器的稀土鋁合金及其制備方法

無效

• 申請號: 201110257964.0
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102286679A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 丁冬雁;馮靜;高勇進;陳國楨;陳為高;尤小華
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;華峰鋁業股份有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;F28F21/08
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 胡紅芳

技術領域

本發明涉及的是一種金屬材料技術領域的合金及其制備方法，具體是一種用于熱交換器的稀土鋁合金及其制備方法。

背景技術

以3003Al合金為代表的Al-Mn系合金具有質量輕、良好的成型性、高熱導率、良好的焊接性、優良的抗腐蝕性等眾多優良特性，因此廣泛應用在蒸發器、冷凝器等汽車散熱器零部件中。但是汽車行業的發展要求散熱器具有更好的機械性能和更加有效的散熱性能。因此傳統的Al-Mn系合金將難以滿足未來的高性能要求，必須對其進行改性。目前，提高Al-Mn系合金性能的主要方法是對其進行合金化設計。Cu、Mn、Mg、Zn、Fe、Si為廣泛采用的合金化元素。這些合金化元素在鋁合金中形成不同的合金相，可發揮不同的作用。

熱交換器管板通常由兩層或多層復合釬焊料加工而成，相應的復合釬焊合金帶一般通過鑄造、熱軋、冷軋和退火等工藝制造，對復合釬焊帶芯材合金顯微組織（如晶粒度、晶粒取向）的控制是獲得高抗蝕管件或板件的關鍵。

經過對現有技術的檢索發現，美國專利US6,019,939公開了一種可應用于熱交換器管件的耐熱鋁合金，該合金的硅含量較低，合金具有較高的釬焊后強度。瑞典專利SE527560?和中國發明專利“熱交換器用耐熱鋁合金及其制備方法”(專利公開號CN?201010149085.1)也記載了添加鋯元素的低硅鋁合金，合金具有較高強度、抗蝕等特點。以上耐熱鋁合金均未添加稀土元素，因此稀土元素對這些熱交換器管件或板件用低硅合金性能的影響規律鮮見報道。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種用于熱交換器的稀土鋁合金及其制備方法，通過采用稀土合金化設計(在低硅高錳合金中添加稀土元素強化)來實現熱強化設計和顯微組織控制，采用鑄造、熱軋、冷軋工藝制備了相應的稀土鋁合金板帶材。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種用于熱交換器的稀土鋁合金，其組分和重量百分比為：Si：0.06～0.5%、Mn：1.1～1.9%、Cu：0.3～1.0%、Mg：0～0.7%、Fe：0.1～0.6%、Zr：0～0.2%、Ti:?0～0.2%，Ce或主要成分為Ce元素的稀土：0.06～0.5%、雜質元素含量小于0.05%、其余為Al。

上述用于熱交換器的稀土鋁合金的制備方法，包括以下步驟：

第一步、依次選取Al、Si、Mn、Cu、Mg、Fe、Zr、Ti以及Ce或含Ce稀土，或選取含有Al、Si、Mn、Cu、Mg、Fe、Zr、Ti和Ce元素的合金，經熔煉澆注成鑄造合金坯后銑面，然后對銑面后的鑄造合金坯進行熱軋，得到合金板帶；

其中：Si元素、Mn元素、Cu元素、Mg元素、Fe元素、Zr元素、Ti元素、Ce元素或主要成分為Ce元素的稀土分別占總質量的0.06～0.5%、1.1～1.9%、0.3～1.0%、01～0.7%、0.1～0.6%、0～0.2%、0～0.2%、0.06～0.5%、雜質元素的含量控制在0.05%以內，其余為Al；

第二步、將所述合金板帶進行多道次冷軋，經中間退火后進行冷精軋，獲得用于熱交換器的冷軋合金帶材或者厚度更小的箔材。

所述的熔煉澆注是指：采用惰性氣體保護熔煉爐或火焰反射熔煉爐將所述合金的原料在700～850℃熔化均勻后澆注入鋼制模具內冷卻獲得所述鑄造合金坯。

所述的熱軋是指：將所述鑄造合金坯在480～560℃的加熱爐中預熱后熱軋至厚度為3～4mm的合金板帶。

所述的多道次冷軋是指：將所述合金板帶軋制成厚度為0.3～0.4mm的合金帶材。

所述的中間退火是指：在280～320℃的環境下退火。

所述的冷精軋是指：將中間退火后的合金帶軋制至厚度為0.2～0.3mm的合金帶材或箔材。

所述的預熱的作用是加熱使合金組織均勻化。

本發明通過以下方式進行性能評價：將冷軋鋁合金帶材經過模擬釬焊熱處理(在600℃?的氮氣氣氛中保溫3～5分鐘后出爐冷卻至室溫),其后在電子拉伸試驗機上進行拉伸性能測試。

采用本發明制備所得的耐熱鋁合金焊后抗拉強度可高達181MPa，屈服強度為67MPa左右，可適用于熱交換器或其他相關制造領域。

具體實施方式

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

實施例1