一種三層鋁合金復(fù)合板材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及一種鋁合金復(fù)合板材，尤其涉及一種用于加工汽車油冷器底板的三層鋁合金復(fù)合板材。
【背景技術(shù)】
[0002]油冷器是汽車體的重要零配件，是保障汽車發(fā)動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行及其壽命的重要零件，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如今市場(chǎng)上銷售的主流油冷器，多是采用由多層密集排列的鋸齒型錯(cuò)列翅片同底板連接而成的鋁合金整體焊接結(jié)構(gòu)。其主要生產(chǎn)工藝為釬焊一次成形。鋁合金復(fù)合板材重量輕、耐腐蝕性能好、釬焊性好、性能可靠，因此被廣泛應(yīng)用于汽車?yán)鋮s系統(tǒng)中。
[0003]油冷器在高溫釬焊爐中釬焊后，各部分構(gòu)件焊合應(yīng)牢固，各構(gòu)件在高溫下不能變形，否則將產(chǎn)生虛焊或脫焊現(xiàn)象，影響油冷器的散熱效果。復(fù)合鋁合金板材作為油冷器底板的主要材料，其物理力學(xué)性能、化學(xué)成分及焊接性能等直接影響油冷器的質(zhì)量。
[0004]復(fù)合鋁合金板材是將釬焊材料(皮材)與基體金屬(芯材)按一定的包覆比，經(jīng)一定的復(fù)合工藝層狀復(fù)合在一起。為了適應(yīng)不同材料的需求，人們發(fā)展了多種復(fù)合技術(shù)，使復(fù)合后的材料性能更優(yōu)異，每一層材料充分發(fā)揮其不同的性能，這樣復(fù)合材料具有更多更好的性能，以及更低的成本。
[0005]為了滿足焊后的油冷器整體使用功能的需求以及良好的綜合力學(xué)性能，需要對(duì)復(fù)合鋁合金板材的皮材和芯材進(jìn)行合理的選擇，選擇時(shí)主要考慮:芯材選擇時(shí)，由于焊接時(shí)要保證待焊的部件有足夠的強(qiáng)度不發(fā)生塌陷下垂，而且焊后的焊縫要達(dá)到一定的強(qiáng)度，而復(fù)合板的芯材作為支撐復(fù)合板的主要部分，必須選擇強(qiáng)度較好的材料;為了保證復(fù)合板材乳制成所要求的規(guī)格，需要有優(yōu)異的加工成形性能等。皮材選擇時(shí)，因皮材在最外層因而必須有較好的耐蝕性;皮材在釬焊焊接時(shí)直接提供部分釬料須具有良好的焊接性等。
[0006]傳統(tǒng)汽車油冷器底板是采用3系鋁合金及其改性鋁合金板，釬焊后屈服強(qiáng)度一般都較低，不能滿足油冷器底板對(duì)焊后強(qiáng)度的要求。為了滿足油冷器底板對(duì)焊后強(qiáng)度的要求，目前采用具有一定時(shí)效強(qiáng)化的6A02鋁合金板。時(shí)效強(qiáng)化是指在固溶了合金元素以后，在常溫或加溫的條件下，使在高溫固溶的合金元素以某種形式析出(金屬間化合物之類)，形成彌散分布的硬質(zhì)質(zhì)點(diǎn)，對(duì)位錯(cuò)切過(guò)造成阻力，使材料強(qiáng)度增加。然而，6A02鋁合金板材由于含有0.45-0.9%的Mg元素，在保護(hù)性氣氛釬焊過(guò)程中Mg元素會(huì)形成Mg蒸汽，與爐體中的O2、CO2、N2反應(yīng)后在零件表面生成黑色的反應(yīng)產(chǎn)物，嚴(yán)重影響零件表面質(zhì)量，并且釬劑對(duì)零件表面的MgO的溶解有一定的限度。此外，Mg和MgO與釬劑反應(yīng)生成MgF2,使得釬劑熔點(diǎn)升高失去活性，嚴(yán)重影響釬焊質(zhì)量，使6A02鋁合金板材在做油冷器底板時(shí)不能采用保護(hù)性氣氛釬焊，只能采用真空釬焊來(lái)焊接組裝好的油冷器零件，降低了油冷器的生產(chǎn)效率，并增加了生產(chǎn)成本。
[0007]為了滿足油冷器底板對(duì)焊后強(qiáng)度的要求，可仍采用6A02鋁合金板來(lái)加工油冷器底板，但要解決6A02鋁合金在保護(hù)性氣氛釬焊的過(guò)程中Mg元素形成Mg蒸汽而帶來(lái)的一系列問(wèn)題，即如何使6A02鋁合金板在釬焊過(guò)程中Mg蒸汽不會(huì)從合金中溢出至合金表面或是爐體中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種三層鋁合金復(fù)合板材，使得由此種復(fù)合板材制成的油冷器在保護(hù)性氣氛釬焊過(guò)程中，鋁合金復(fù)合板芯材6A02中的Mg元素變成Mg蒸汽后，被上下表面的皮材3003鋁合金阻斷而不能揮發(fā)至零件表面，使Mg蒸汽不能與爐體中其他氣體發(fā)生反應(yīng)，也不會(huì)與零件表面的釬劑發(fā)生反應(yīng)。
[0009]本發(fā)明的三層鋁合金復(fù)合板材，包括上皮材3003鋁合金、芯材6A02鋁合金和下皮材3003鋁合金，三種鋁合金順次疊加復(fù)合而成，其特征在于，該三種鋁合金的厚度比例為1:(8-15):1。
[0010]上述的三層鋁合金復(fù)合板材，三種鋁合金順次疊加復(fù)合時(shí)，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材經(jīng)熱乳復(fù)合至7.0mm厚。
[0011]上述的三層鋁合金復(fù)合板材，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材熱乳復(fù)合后進(jìn)行冷乳，冷乳至所需的復(fù)合板厚度。
[0012]上述的三層鋁合金復(fù)合板材，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材形成的復(fù)合板冷乳后再進(jìn)行成品退火。
[0013]上述的三層鋁合金復(fù)合板材，所述形成上皮材3003鋁合金、芯材6A02鋁合金和下皮材3003鋁合金的三層鋁合金復(fù)合板的抗拉強(qiáng)度為95-150MPa，屈服強(qiáng)度不小于85MPa，伸長(zhǎng)率不小于20%。此種三層鋁合金復(fù)合板材經(jīng)釬焊后抗拉強(qiáng)度大于120MPa，屈服強(qiáng)度大于50MPa，伸長(zhǎng)率不小于20%。
[0014]本發(fā)明提供的用于加工汽車油冷器底板的三層鋁合金復(fù)合板材，使得油冷器在保護(hù)性氣氛釬焊過(guò)程中，鋁合金復(fù)合板的芯材6A02中的Mg元素變成Mg蒸汽后，被上下表面的皮材3003鋁合金阻斷，不能揮發(fā)至零件表面，這樣使得Mg蒸汽不能與爐體中其他氣體發(fā)生反應(yīng)，也不會(huì)與零件表面的釬劑發(fā)生反應(yīng)，從而可以使油冷器組裝件順利完成保護(hù)性氣氛釬焊。三層鋁合金復(fù)合板材3003(6-10% )/6A02/3003(6-10% )采用保護(hù)性氣氛釬焊能大大提高油冷器的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。同時(shí)，由于保護(hù)性氣氛釬焊的焊后冷卻速度比真空釬焊快，能大大提高三層鋁合金復(fù)合板材3003(6-10% )/6A02/3003(6_10% )中6A02鋁合金的固溶度，通過(guò)自然時(shí)效使該復(fù)合板材的焊后強(qiáng)度較單一 6A02合金采用真空釬焊后的強(qiáng)度得到明顯提高。同時(shí)，由于6A02鋁合金除了本身鋁材質(zhì)外，主要含有鎂和硅兩種元素，具有極佳的加工性，且Mg是能增強(qiáng)鋁合金釬焊后強(qiáng)度的一種合金元素;3003鋁合金，除了本身鋁材質(zhì)外，主要含有錳元素，具有極好的防銹功能和良好的焊接性。本方案中，三種鋁合金的厚度比例為1:(8-15):1，此種比例厚度既使得皮材能夠很好的阻隔芯材中揮發(fā)出的Mg蒸汽，又能保證整個(gè)復(fù)合板的強(qiáng)度。該種鋁合金復(fù)合板結(jié)合了芯材的高強(qiáng)度與皮材的耐蝕與良好的焊接性的優(yōu)點(diǎn)，因而能保證所要加工的汽車油冷器底板質(zhì)量較佳。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是三層鋁合金復(fù)合板芯材中的Mg蒸汽向上下皮材擴(kuò)散的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明，以便能夠更好地理解本發(fā)明的方案以及其各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)。然而，以下描述的【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例僅是說(shuō)明的目的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示意圖，本發(fā)明提供了一種三層鋁合金復(fù)合板材3003(6-10%)/6A02/3003(6-10%)來(lái)加工汽車油冷器底板，即在6A02鋁合金上下表面通過(guò)熱乳分別復(fù)合上一層3003鋁合金，形成了上皮材3003鋁合金1、芯材6A02鋁合金2和下皮材3003鋁合金3的復(fù)合板材，該三種鋁合金的厚度比例為I:(8-15): I，優(yōu)選1:10.5:1S卩2:21: 2。
[0018]復(fù)合上述的三層鋁合金復(fù)合板材時(shí)，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材先經(jīng)熱乳復(fù)合至6-8mm厚，優(yōu)選7mm。
[0019]接下來(lái)，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材熱乳復(fù)合后進(jìn)行冷乳，冷乳至所需的復(fù)合板厚度。
[0020]所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材形成的復(fù)合板冷乳后再進(jìn)行成品退火。
[0021]經(jīng)過(guò)上述步驟復(fù)合的三層鋁合金復(fù)合板材，形成上皮材3003鋁合金、芯材6A02鋁合金和下皮材3003鋁合金的三層鋁合金復(fù)合板，其抗拉強(qiáng)度為95-150MPa，屈服強(qiáng)度不小于85MPa，伸長(zhǎng)率不小于20%。此種三層鋁合金復(fù)合板材經(jīng)釬焊后抗拉強(qiáng)度大于120MPa，屈服強(qiáng)度大于50MPa，伸長(zhǎng)率不小于20%。
[0022]本發(fā)明在保護(hù)性氣氛釬焊過(guò)程中，當(dāng)芯材6A02鋁合金2中的Mg元素變成Mg蒸汽后，被上下表面的上皮材3003鋁合金I和下皮材3003鋁合金3阻斷而不能揮發(fā)至零件表面，這樣使得Mg蒸汽不能與爐體中其他氣體發(fā)生反應(yīng)，也不會(huì)與零件表面的釬劑發(fā)生反應(yīng)，可以使油冷器組裝件順利完成保護(hù)性氣氛釬焊。
[0023]最后應(yīng)說(shuō)明的是:顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三層鋁合金復(fù)合板材，包括上皮材3003鋁合金、芯材6A02鋁合金和下皮材3003鋁合金，三種鋁合金順次疊加復(fù)合而成，其特征在于，該三種鋁合金的厚度比例為1:(8-15):lo2.如權(quán)利要求1所述的三層鋁合金復(fù)合板材，其特征在于，疊加復(fù)合時(shí)，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材熱乳復(fù)合至7.0mm厚。3.如權(quán)利要求2所述的三層鋁合金復(fù)合板材，其特征在于，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材熱乳復(fù)合后進(jìn)行冷乳，冷乳至所需的復(fù)合板厚度。4.如權(quán)利要求3所述的三層鋁合金復(fù)合板材，其特征在于，所述3003鋁合金、6A02鋁合金和3003鋁合金板材形成的復(fù)合板冷乳后再進(jìn)行成品退火。5.如權(quán)利要求4所述的三層鋁合金復(fù)合板材，其特征在于，所述形成上皮材3003鋁合金、芯材6A02鋁合金和下皮材3003鋁合金的三層鋁合金復(fù)合板材的抗拉強(qiáng)度為95-150MPa，屈服強(qiáng)度不小于85MPa，伸長(zhǎng)率不小于20 % ;此種三層鋁合金復(fù)合板經(jīng)釬焊后抗拉強(qiáng)度大于120MPa，屈服強(qiáng)度大于50MPa，伸長(zhǎng)率不小于20%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三層鋁合金復(fù)合板材，其包括上皮材3003鋁合金、芯材6A02鋁合金和下皮材3003鋁合金，三種鋁合金順次疊加復(fù)合而成，其特征在于，該三種鋁合金的厚度比例為1：(8-15)：1。該種結(jié)構(gòu)的鋁合金復(fù)合板材，使得油冷器在保護(hù)性氣氛釬焊過(guò)程中，鋁合金復(fù)合板芯材6A02中的Mg元素變成Mg蒸汽后，被上下表面的皮材3003鋁合金阻斷而不能揮發(fā)至零件表面，使Mg蒸汽不能與爐體中其他氣體發(fā)生反應(yīng)，也不會(huì)與零件表面的釬劑發(fā)生反應(yīng)，提高了焊接質(zhì)量，可以使油冷器組裝件順利完成保護(hù)性氣氛釬焊，極大提高了油冷器的生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
【IPC分類】B32B15/01
【公開(kāi)號(hào)】CN105563933
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510945872
【發(fā)明人】陳琴, 呂金明, 張小軍
【申請(qǐng)人】銀邦金屬?gòu)?fù)合材料股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日