[發明專利]高銅含量的高強耐蝕稀土鋁合金及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201610014799.9
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105506424B
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 饒小華;陳仁宗;高勇進;黃元偉;丁冬雁;唐勁松;尤小華
• 申請（專利權）人: 上海華峰新材料研發科技有限公司;華峰日輕鋁業股份有限公司
• 主分類號: C22C21/18
• 分類號: C22C21/18;C22C21/02;C22C21/00;C22C1/02;C22F1/057;C22F1/043;C22F1/04
• 代理公司: 上海金盛協力知識產權代理有限公司31242
• 代理人: 羅大忱

技術領域

本發明涉及含稀土元素的鋁合金及其制造方法。

背景技術

近年來，交通運輸系統、工程冷卻系統以及家用商用制冷設備對減排、減耗和環保的追求越來高，其相關產品及零部件也愈加追求輕量、高效和低成本。特別是用量相當大的應用于汽車熱交換器的釬焊薄板或翅片，大部分廠家都在開發更窄(寬度)、更矮(高度)、更薄(壁厚)的多孔扁管設計，以實現換熱器的緊湊高效。而更輕的重量、更高的效率、更低的成本對釬焊薄板和翅片的力學性能、耐蝕性能提出了更高的要求，具有高強度、長使用壽命的鋁合金成為熱傳輸用鋁合金的研發熱點。

增強熱傳輸用鋁合金的強度和耐蝕性能是其能夠實現輕量、高效和降低成本的技術關鍵，只有當熱傳輸用鋁合金達到較高的釬焊后強度，且不危害在釬焊后抗下垂性和耐蝕性時，才允許使用具有釬焊后高強度的更薄的散熱片，從而與目前使用的產品相比減輕重量。目前國內外鋁箔合金生產商的產品的釬焊后強度和耐蝕性均較差，大部分還是停留在采用AA3003鋁合金生產熱傳輸材料，其釬焊后屈服強度值只有45MPa左右。

專利CN 104271289A公開了一種新HT鋁合金體及其制備方法，此鋁合金含有較高的Mg含量，釬焊時，較高的Mg含量易擴散引起材料發黑，不適合于熱傳輸材料，并且耐腐蝕性能亦未進行相關研究，不能滿足熱傳輸產品對合金強度和耐蝕性日益提高的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種高銅含量的高強耐蝕稀土鋁合金及其制備方法和應用，以克服現有技術存在的上述缺陷。

所述高銅含量的高強耐蝕稀土鋁合金，其材料組成和重量百分比含量如下：

0.3-1.5wt％的Si，小于0.7wt％的Fe，0.8-1.2wt％的Cu，0.8-1.8wt％的Mn，0.1-0.3wt％的Zn，0.15-0.3wt％的Sm或0.15-0.3wt％的Y中的一種或兩種，余量為不可避免的雜質及Al；

優選的，所述高銅含量的高強耐蝕稀土鋁合金，其材料組成和重量百分比含量如下：

0.32-1.48wt％的Si，小于0.7wt％的Fe，0.96-1.11wt％的Cu，0.9-1.7wt％的Mn，0.13-0.21wt％的Zn，0.18-0.22wt％的Sm或0.17-0.22wt％的Y中的一種或兩種，余量為不可避免的雜質及Al；

優選地，所述的Al為純度大于99.85％的純鋁，Zn為工業純鋅；

優選地，所述的Si，Fe為75％的鋁鐵中間合金，Cu為50％的鋁銅中間合金，Mn，Sm為10％的鋁釤中間合金，Y為10％中的鋁釔中間合金。

所述高銅含量的高強耐蝕稀土鋁合金的制備方法，包括以下步驟：

(1)將合金按照配比，進行配料熔煉，制備鑄錠；

(2)對鑄錠在500℃-550℃下均勻化退火12-14h；

(3)對鑄錠切除冒口，然后進行加工銑面；

(4)銑面后在退火爐中加熱至470-500℃，保溫2-3h后進行熱軋，終軋溫度310-340℃，軋薄至3-4mm；

(5)然后冷軋成品道次加工率30-40％，軋薄至50-80μm；

(6)然后在360-380℃下退火1-2h。

術語“冷軋成品道次加工率”的定義如下：

冷軋成品軋制過程中，某一道次軋制前后厚度變化量的計算值。設道次加工率為S，比如軋制前厚度為A，軋制一個道次后厚度變為B，那么它的道次加工率即為：

S＝(A-B)/A％。

本發明的高銅含量的高強耐蝕稀土鋁合金，可用于制備熱傳輸用設備。

本發明的產品添加有較高含量的Cu和稀土元素Sm和Y，可以顯著提高合金的強度，且通過加入稀土元素Sm和Y與Cu的合金化，抑制了正電性很高的含銅相的電偶腐蝕作用，使加入高Cu含量的鋁合金具有高強性能的同時，保持了較好的耐蝕性能。同時，釤和釔除了具有一般稀土元素所具有的對鋁合金脫氣，除渣，變質，細晶，提高鋁合金強度和耐蝕性的有益作用，而且Sm和Y比其他稀土元素在鋁合金中的溶解度大，析出相顆粒細小彌散，不會像加入一般稀土Ce，La的鋁合金會形成較粗大的析出相，能顯著減少鋁箔材料的針孔，提高了熱交換器鋁箔材料的成品率。