[發明專利]用于熱交換器翅片的稀土鋁合金及其制備方法

無效

• 申請號: 201110257983.3
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102286680A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 丁冬雁;張俊超;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;C22C21/02;C22C21/10;C22F1/04;C22F1/043;C22F1/053;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翅片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系熱傳輸材料廣泛應用在水箱散熱器、蒸發器、冷凝器等熱交換器零部件中。汽車行業的快速發展要求熱傳輸材料具有更好的機械性能和更加有效的散熱、耐腐蝕性能,因此傳統的Al-Mn系合金將難以滿足未來的高性能要求，必須通過合金化設計開發新型合金。熱交換器翅片用Al-Mn系合金帶一般通過鑄造、熱軋、冷軋和退火等工藝制造，對合金帶材化學成分和顯微組織的控制是獲得高性能翅片的關鍵。

諸多文獻表明：稀土元素Ce和混合稀土元素是一類重要的合金化元素,向鋁合金中添加稀土元素可以改進鋁合金的鑄造性能(如凈化鋁液、細化晶粒)、改善力學性能（如強度、耐磨性）或加工性能。然而，到目前為止，關于稀土元素對于Al-Mn系熱傳輸合金材料組織與性能影響的報道還不多。

經過對現有技術的檢索發現，美國專利US20110176957A1公開了一種高強鑄造鋁合金，該合金的Cu含量較高，合金采用Mn、Cr、Zr和稀土元素合金化后實現了低成本制造。中國發明專利“熱交換器翅片用鋁合金箔材及其制造方法”(專利公開號CN?1861823A)也記載了添加混合稀土元素的低硅低錳鋁合金，該合金具有較好的力學性能尤其是沖制性能。以上發明專利均未涉及稀土元素對常用熱交換器翅片合金（中硅高錳含鋅合金）性能的影響。

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翅片的稀土鋁合金及其制備方法，通過向中硅高錳鋁合金中添加稀土元素來實現微合金化和電化學腐蝕電位控制，采用鑄造、熱軋、冷軋工藝制備了相應的板帶材。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種用于熱交換器翅片的稀土鋁合金，其組分和重量百分比為：Mn：1.0～2.0%、Si：0.3～1.3%、Fe：0.1～0.6%、Zn：0.5～4.0%、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。

本發明涉及上述稀土鋁合金的制備方法，包括以下步驟：

第一步、依次選取Al、Mn、Si、Fe、Zn、Zr、Ti、Ce或主要成分為Ce元素的稀土，或選取含有Al、Mn、Si、Fe、Zn、Zr、Ti和Ce元素的合金，采用惰性氣體保護熔煉爐或火焰反射熔煉爐將合金原料在700～850℃熔化均勻后澆注入模具內冷卻獲得厚度為30～300mm的鑄造合金坯。將鑄造合金坯銑面后在480～560℃的加熱爐中預熱,?然后熱軋得到厚度為3～5mm的合金板帶。其中：Mn元素、Si元素、Fe元素、Zn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1.0～2.0%、0.3～1.3%、0.1～0.6%、0.5～4.0%、0～0.2%、0～0.2%、0.06～0.5%、雜質元素的含量控制在0.05%以內。

第二步、將合金板帶進行多道次冷軋后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箔材。

所述的多道次冷軋是指：將合金板帶軋制成厚度為0.15mm的合金帶材。

所述的中間退火是指：在260～320℃的溫度環境中退火。

所述的冷精軋是指：將中間退火后的合金帶軋制至厚度為0.10mm以下的箔材。

本發明通過以下方式進行力學性能評價：將冷軋鋁合金帶材經過模擬釬焊熱處理(在600℃?下保溫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。

采用本發明制備的稀土鋁合金焊后抗拉強度可高達120MPa，屈服強度為42MPa以上，可適用于熱交換器翅片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