[发明专利]热交换器翅片用铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种金属材料技术领域的合金及其制备方法，具体是一种用于热交换器翅 片的钎焊后屈服强度为53MPa左右、延伸率高达14％的铝合金及其制备方法。

背景技术

3xxx系列铝合金，由于其高比强度、良好的导热性、易成型性和较好的耐腐蚀性能，被大 量用于制造汽车、建筑、消费电子产品等领域。近几年我国汽车行业出现了快速发展，对汽车 热交换器的需求量迅速增加。作为一种可以替代纯铜的热传输材料，3003Al合金被大量应用于 汽车热交换器(如水箱散热器、冷凝器与蒸发器)以实现降低成本、汽车轻量化和节能的目的。 在石油资源日益减少的情况下，出于环保、节能减排的目的，汽车整车设计和零部件设计标准 日益提高，这对热交换器翅片合金的力学性能提出了更高的要求，因此需要不断提高3003Al合 金的力学性能，尤其是该合金的强度和塑性。

热交换器翅片用合金板带箔多采用铸造+轧制(热轧，冷轧)方法制造，影响板带箔最终 性能的因素较多，包括合金成分、铸造工艺、热轧和冷轧工艺、热处理工艺等。由于从工艺改 善角度来提高3003Al合金性能的空间已经不大，合金成分被认为是控制合金箔加工性能和最 终钎焊性能的关键。因此，通过合理的合金化设计可望研发出具有高强度、高塑性特征的新型 合金以取代传统的3003Al合金。

经过对现有技术的检索发现，瑞典的热传输材料生产商SAPA公司(www.sapagroup.com/ pages/399484/Sapa_6815.pdf)提供了一种与3003Al合金成分接近、含锌量很少的高锰 (1.4-1.8wt％)低硅(0.65-1.0wt％)铝合金(商业牌号FA6800)，采用该合金制造的热交换器 翅片用铝合金箔钎焊后抗拉强度为130MPa左右，屈服强度为50MPa左右。而传统的AA3003合 金箔钎焊后抗拉强度仅为110MPa，屈服强度为40MPa。由于高性能热交换器的发展需要，上述 合金箔钎焊后的力学性能仍然需要不断提高。本专利发明人申请的中国专利“用于热交换器翅 片的铝合金及其制备方法”(专利申请号CN200610085354.6)发明了一种添加锌元素的中锰 (1.0-1.3wt％)高硅(1.0-1.3wt％)铝合金，该合金的强度特性较好，但是由于含有锌元素， 因此该合金的腐蚀电位较负，不能满足某些热交换器翅片的需要。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种热交换器翅片用铝合金及其制备方法，通 过采用高硅、中锰、无锌合金化设计来实现力学强化和腐蚀性能设计，采用铸造、热轧、冷轧 工艺制备了相应的板带箔材。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种热交换器翅片用铝合金，其组分和重量百分比为：Mn：1.0-1.3wt％、Si： 1.0-1.3wt％、Fe：0.3-0.6wt％、Cu：0.05-0.2wt％、Zr：0.05-0.2wt％、其余为Al。

本发明涉及上述热交换器翅片用铝合金的制备方法，包括以下步骤：

第一步、依次选取Al、Mn、Si、Fe、Cu和Zr或含有所述Al、Mn、Si、Fe、Cu和Zr的合 金，经熔炼浇注成20-100mm的铸造合金坯后铣面，然后对铣面后的铸造合金坯进行热轧，得 到合金板带，其中：Mn元素、Si元素、Fe元素、Cu元素和Zr元素分别占总质量的1.0-1.3wt％、 1.0-1.3wt％、0.3-0.6wt％、0.05-0.2wt％和0.05-0.2wt％。

所述的熔炼浇注是指：采用惰性气体保护熔炼炉将Al、Mn、Si、Fe、Cu和Zr在700-760 ℃熔化均匀后浇注入钢制模具内冷却获得铸造合金坯。

所述的热轧是指：将铣面的铸造合金坯在500℃-520℃的加热炉中预热后热轧至厚度为 2-4mm。

第二步、将合金板带进行多道次冷轧后经中温退火并继续冷轧，获得用于热交换器翅片的 冷轧合金箔。

所述的多道次冷轧是指：将合金板带轧制成0.15mm的合金箔。

所述的中温退火是指：在360℃-420℃的环境下退火；

所述的多道次冷轧是指，将合金板带轧制成厚度为0.15mm的合金箔。

所述的继续冷轧是指：将退火后的合金箔轧制至厚度为0.10mm。