多元微合金化高強(qiáng)度鋁合金翅片材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種熱交換器用稀土釤、釔和鋯多元微合金化鋁合金翅片材料以及制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于由鋁釬焊薄板制成的產(chǎn)品，特別是用于熱交換器，尤其是汽車應(yīng)用的釬焊薄 板或翅片，存在日益增加的減輕重量和減少成本的要求。鋁熱交換器由釬焊在形成工作流 體通道的鋁合金材料上的鋁合金翅片料等組成，為了改善熱交換器性能特性，作為該鋁合 金翅片材料基本特性，要求其具有犧牲陽極作用，以及防止形成工作流體通道材料的腐蝕。 此外，為了避免由于高溫釬焊加熱和釬焊料的滲透引起的變形，要求其有優(yōu)異的焊后抗拉 強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度抗下垂性。
[0003] 為了滿足以上基本特性，翅片料中添加有錳和鐵，但是，近年來工藝上主要采用快 速連續(xù)鑄造（CC)方法，利用快速凝固防止高鐵高錳形成大顆粒，克服了高錳和高鐵易形成 大顆粒帶來的不利影響。傳統(tǒng)的直接急冷鑄造（DC)工藝往往給高錳高鐵的鋁合金帶來粗 大的大顆?；衔镂龀?，這些大顆粒化合物在鋁箱減薄加工時(shí)，極易導(dǎo)致鋁箱穿孔，大大限 制了DC鑄造方法在尚鐵尚猛錯(cuò)合金翅片材料中的使用。
[0004] 發(fā)明專利CN201280045064. 2公開了一種單層高硅可釬焊材料，包含管料、翅片 料，其硅含量達(dá)到2. 5 %以上，利用硅形成共晶硅，共晶硅在熔點(diǎn)480°C，在釬焊溫度下，含 硅成分大部分液化，液化部分?jǐn)U到材料表面，達(dá)到釬焊連接兩個(gè)部件目的。該專利在材料中 加入一定量鐵，主要目的是形成高熔點(diǎn)化合物，使共晶硅在液化的條件下基體仍保持固體， 使材料不發(fā)生變形。另外，專利中鋅是以噴涂形式噴到材料表面，而不是以合金的形式加入 合金里面。該專利受液相率，及釬焊時(shí)間影響，焊接工藝要求極為苛刻，噴涂工藝復(fù)雜，增加 了加工成本，實(shí)際應(yīng)用效果不太明顯。
[0005]發(fā)明專利CN200580034986. 3公開了一種多層復(fù)合熱傳輸材料，其芯層要求是： 含有0. 5-1. 7 %重量的Μη，0. 1-1. 2 %重量的Si，少于2 %重量的Fe，實(shí)際應(yīng)用含量小于 0. 9%，少于2. 5%重量的Mg，少于1. 2%重量的Cu，少于3%重量的Zn，0-0. 3%重量的Ti 和少于0. 3%重量的Zr，還可以添加其他少量元素。該專利為多層復(fù)合產(chǎn)品，芯層合金加入 過量鎂，對釬焊性能有不利的影響，同時(shí)，該專利還加入銅元素，銅的加入嚴(yán)重降低耐蝕性。 該專利利用內(nèi)襯材料阻擋鎂元素?fù)]發(fā)、擴(kuò)散，同時(shí)用內(nèi)襯克服高銅帶來的不利影響，但這種 材料只能用在多層復(fù)合材料，單層翅片料就不能克服鎂，銅帶來的不利影響，并且該專利沒 有描述如何克服鎂和銅帶來的不利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種多元微合金化高強(qiáng)度鋁合金翅片材料及其制備方法和 應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷。
[0007]所述多元微合金化高強(qiáng)度鋁合金翅片材料，其組成和重量百分比含量如下：
[0008] Si：0. 6-1. 5wt%,Fe：0. 8-1. 5wt%,Mn：1.〇-l. 5wt%,Zn：1.〇-l. 5wt %, Zr： 0· 05-0. 3wt%，Y :0· 05-0. 3wt%，Sm :0· 05-0. 3wt%，余量為不可避免的雜質(zhì)和Al，所述的 雜質(zhì)含量彡〇.〇5wt% ;
[0009] 優(yōu)選的，所述多元微合金化高強(qiáng)度鋁合金翅片材料，其組成和重量百分比含量如 下：
[0010] Si：0. 8-1. 5wt%,Fe：0. 8-1. 3wt%,Μη：1.〇-l. 5wt%,Zn：1.〇-l. 5wt %, Zr： 0· 1-0. 16wt%，Y :0.05-0. lwt%，Sm :0.08-0. 12wt%，余量為不可避免的雜質(zhì)和Al，所述的 雜質(zhì)含量彡〇.〇5wt% ;
[0011] 所述的多元微合金化高強(qiáng)度錯(cuò)合金翅片材料，其厚度為50~80μπι;
[0012] 所述的多元微合金化高強(qiáng)度鋁合金翅片材料的制備方法，包括以下步驟：
[0013] (1)將合金按照配比，進(jìn)行熔煉，并采用直接急冷鑄造方法澆注成鑄錠；
[0014] (2)將步驟（1)的產(chǎn)物，熱處理退火后熱乳，再退火，然后再冷乳；
[0015] (3)退火，得到翅片材料的使用狀態(tài)。
[0016] 步驟（1)中，鑄錠引鑄速度限定在40-55mm/min，鑄錠頭部水流速750~850m3/h， 鑄錠尾部水流速2000~3000m3/h，中間鑄錠水流速逐步增加，達(dá)到均勻冷卻的目的。加大水 流流速可以加大冷卻速度，使鑄錠快速凝固，加大水流速。能夠抑制鑄造使Al-(Fe.Mn)-Si 等粗大金屬間化合物結(jié)晶析出，可提高Fe、Si、Μη等元素對基體的固溶量。
[0017] 術(shù)語"直接急冷鑄造方法"，也稱為DC鑄造方法，為一種公知的方法，是指熔體金 屬連續(xù)地通過結(jié)晶器，實(shí)現(xiàn)凝固結(jié)晶并成型的錠坯生產(chǎn)工藝；
[0018] 步驟⑵中，在480_500°C熱處理退火2~4小時(shí)；
[0019] 步驟（2)中，熱處理退火后在480~500°C下進(jìn)入乳機(jī)熱乳，終乳溫度310-340°C， 熱乳最終厚度為3-5mm;
[0020] 步驟（2)中，冷乳前再退火的溫度為360-380°C，退火時(shí)間為l-4h;
[0021] 步驟（3)中，在200_380°C退火1-3小時(shí)；
[0022] 冷乳成品道次加工率為30-40%，最終乳制厚度為50-80μm;
[0023] 術(shù)語"成品道次加工率"的定義如下：
[0024] 冷乳成品乳制過程中，某一道次乳制前后厚度變化量的計(jì)算值。設(shè)道次加工率為 S，比如乳制前厚度為A，乳制一個(gè)道次后厚度變?yōu)锽，那么它的道次加工率即為：S= (A-B)/ k%。
[0025] 本發(fā)明的多元微合金化高強(qiáng)度鋁合金翅片材料，能夠用于用于熱交換器，尤其是 汽車應(yīng)用的釬焊薄板或翅片。
[0026] 本發(fā)明的多元微合金化高強(qiáng)度鋁合金翅片材料厚度為50~80μm，在釬焊后，不 僅具有基本的釬焊性能，在釬焊后抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度高于其它翅片材料，而且釬焊后導(dǎo) 熱性能優(yōu)異，耐蝕性良好，還能承受一定的高溫。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 本發(fā)明將借助下面的實(shí)施例詳細(xì)描述，應(yīng)注意本發(fā)明的實(shí)施例只是對本發(fā)明的內(nèi) 容予以解釋說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。
[0028] 實(shí)施例1-8和對比例9-10
[0029] 按照配制表1所示的實(shí)施例1-8合金成分。
[0030] 制備方法：
[0031] (1)將合金按照配比，進(jìn)行熔