[發明專利]一種三層金屬復合材料及其制造方法

在審

• 申請號: 201610087854.7
• 申請日: 2016-02-16
• 公開（公告）號: CN105644106A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 畢建華;李龍;高闖;周德敬
• 申請（專利權）人: 銀邦金屬復合材料股份有限公司
• 主分類號: B32B37/00
• 分類號: B32B37/00;B32B37/06;B32B15/01
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 武玉琴;王月春

技術領域

本發明涉及金屬復合材料技術領域，尤其涉及一種三層金屬復合材料及其制造方法。

背景技術

在大型空冷電站的空冷單元中，大扁管基管的制備主要使用鋁/鋼復合材料。鋁/鋼復合材料與用于散熱的翅片通過釬焊連接，釬焊連接的方式有兩種：第一種方式是將傳統的鋁/鋼雙層復合板與復合有釬料的鋁合金翅片相焊接；第二種方式是將釬料復合在傳統的鋁/鋼復合板外側，形成預覆釬料的三層鋁/鋼復合材料，再與非復合鋁合金翅片(即沒有復合釬料的鋁合金翅片)組合后釬焊。第一種方式的缺點在于原材料成本高，復合鋁合金翅片造價昂貴，目前市場上鋁合金非復合翅片的加工成本在4000元/噸左右，而復合有釬料的鋁合金翅片的加工成本在10000元/噸以上，因此使用復合有釬料的鋁合金材料成本較高；比較而言，在第二種方式中，使用非復合鋁合金翅片的可以節約成本，非復合鋁合金翅片與鋁/鋁/鋼三層復合基管焊接的總成本比第一種釬焊方式降低約20-30％，因而三層復合方式較雙層鋁/鋼復合方式具有明顯的成本優勢。

但是，現有的釬料鋁層/中間鋁層/鋼三層復合材料(例如CN103600524A)中，中間鋁層的硅含量為0.8％，釬料鋁合金4343是含有高Si(Si表示元素硅，其含量為6.8wt％-8.2wt％，wt％表示重量百分比)的鋁合金，釬焊過程中釬料鋁合金中的Si元素向中間鋁擴散，導致鋁/鋼界面鋁中Si的含量超過0.8wt％，進而達到了液相線1wt％，使得界面脆性相更容易生成，這會降低了鋁/鋼界面的結合強度，甚至可能導致材料失效，所以目前三層鋁/鋁/鋼復合材料要求中間鋁層厚度必須超過75μm。

因此，現有技術的釬料鋁層/中間鋁層/鋼三層復合材料存在如下缺陷：中間鋁層初始的Si含量較高，而Si含量高的中間層鋁合金不僅成本較高，而且因此要求中間鋁層具有較高的厚度，這又進一步增加了原材料的成本。

發明內容

本發明的目的是提出一種三層金屬復合材料及其制造方法，已解決現有技術的中間鋁層初始的Si含量較高，而Si含量高的中間層鋁合金不僅成本較高，而且因此要求中間鋁層具有較高的厚度，又進一步增加了原材料成本的技術問題。

為實現上述目的，本發明提出了一種三層金屬復合材料，其包括：

釬料鋁層；

中間鋁層；

鋼層；

所述中間鋁層位于所述釬料鋁層和所述鋼層之間，所述中間鋁層的Si含量為0.4-0.6wt％，厚度為45-65μm。

如上所述的三層金屬復合材料，進一步，其中所述釬料鋁層的材質為4343鋁合金。

如上所述的三層金屬復合材料，進一步，其中所述鋼層的材質為08Al鋼。

本發明還提出了一種三層金屬復合材料的制造方法，其包括如下步驟：

步驟101，準備釬料鋁層/鋁層兩層復合材料；

步驟102，將所述釬料鋁層/鋁層兩層復合材料與鋼復合在一起，并進行結晶退火處理，得到釬料鋁層/中間鋁層/鋼的三層金屬復合材料，所述中間鋁層的厚度為45-65μm；

步驟103,將所述釬料鋁層/中間鋁層/鋼的三層金屬復合材料進行釬焊處理；

如上所述的三層金屬復合材料的制造方法，進一步，其中所述釬料鋁層的材質為4343鋁合金。

如上所述的三層金屬復合材料的制造方法，進一步，其中所述步驟102中的所述的鋼為08Al鋼。

如上所述的三層金屬復合材料的制造方法，進一步，其中所屬步驟101中的所述鋁層的初始Si含量為0.4-0.6wt％。

如上所述的三層金屬復合材料的制造方法，進一步，釬焊處理的條件為：溫度610±5℃，保溫時間4-6min。

本發明的有益效果是：

本發明提出了一種釬料鋁層/中間鋁層/鋼三層的金屬復合材料，其與現有技術的釬料鋁層/中間鋁層/鋼三層的金屬復合材料相比，本發明提出的釬料鋁層/中間鋁層/鋼三層的金屬復合材料的中間鋁層的厚度為45-65μm，而現有技術的釬料鋁層/中間鋁層/鋼三層的金屬復合材料的中間鋁層的厚度至少為70μm，因此本發明所提出的釬料鋁層/中間鋁層/鋼三層的金屬復合材料與現有技術相比，明顯節約了材料，降低了成本。一般而言，降低的厚度占總厚度的3-5％，在大規模生產的情況下，節約的成本相當可觀。