[发明专利]一种汽车水箱管用3003铝合金材料及其加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金材料技术领域，尤其是涉及用于汽车水箱管用铝合金，具体为一种汽车水箱管用3003铝合金材料及其加工工艺。

背景技术

一种汽车用铝合金水箱管管，其由钎料4343标准铝合金、3003标准铝合金芯材以及水侧保护层7072铝合金复合而成的复合带通过高频焊接或者搭接的形式制得，该铝合金散热器水管与铝合金翅片材料通过钎焊的形式焊接成整体，其中3003标准铝合金包含总质量份数为100份的以下材料：硅（Si）为≤0.6份，铁（Fe）≤0.7份，铜（Cu）为0.05～0.2份，锰（Mn）为1～1.5份，镁（Mg）≤0.05份，锌（Zn）≤0.1份，其余为铝以及不可避免的杂质元素，该铝合金散热器管在使用过程中由于作为芯材的3003铝合金的钎焊后屈服强度过低，导致散热器管在高压力工作环境下易出现变形甚至开裂现象，散热器使用寿命低。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种汽车水箱管用3003铝合金材料，使其能有效提高散热器管在钎焊后的屈服强度，延长散热器的使用寿命；为此，本发明还提供了一种汽车水箱管用3003铝合金材料的加工工艺。

一种汽车水箱管用3003铝合金材料，其特征在于：其包含总质量份数为100份的以下材料，硅（Si）为≤0.15份，铁（Fe）≤0.6份，铜（Cu）为0.4～1.0份，锰（Mn）为0.5～2.5份，镁（Mg）≤0.1份，锌（Zn）≤0.1份，锆（Zr）为0.05～0.5份，其余为铝（Al）以及不可避免的杂质元素。

其进一步特征在于：所述不可避免的杂质元素总和不大于0.15份，且单个杂质元素不大于0.05份。

一种汽车水箱管用3003铝合金材料的加工工艺，其包括以下工艺步骤：

（1）熔炼：按一定元素的配比熔炼，再经过搅拌、扒渣、除气、精炼等操作得到纯净的熔体；

（2）铸锭：按规格要求将所述熔体铸造成一定尺寸形状的铸锭；

（3）铸锭表面处理：将铸锭经过锯切，铣面等工序，去除表面不良部分；

（4）热处理：加热该铸锭至一定温度并保温；

（5）热轧处理：热轧该铸锭至5~8mm厚度；

（6）冷轧处理：冷却后进行冷轧至成品规定厚度；

（7）退火处理：退火得到需要的成品性能及状态；

其特征在于：所述热处理温度为450℃~550℃，保温时间为1~3小时。

其进一步特征在于：所述退火温度为240~300℃，保温时间为5~10小时。

本发明的汽车水箱管用3003铝合金，其在3003标准铝合金的基础增加了铜（Cu）和锆（Zr）的含量。其中铜（Cu）以固溶方式存在于铝合金中，钎焊后起到一定的固溶强化作用，同时铜（Cu）在铝合金中形成CuAl2，有着明显时效强化作用，在钎焊后的一段时间内，能够不断的提高合金的强度和硬度。锆（Zr）在铝中可形成ZrAl3，弥散在晶界处起到“钉扎”作用，可以显著抑制再结晶，细化晶粒，提升强度。采用本发明的3003铝合金，其H14状态室温抗拉强度可以达到180～220MPa，屈服强度可以达到160MPa以上，其焊后的抗拉强度可以达到145MPa以上，焊后的屈服强度可以达到48MPa以上。而标准的3003铝合金，其H14状态的室温抗拉强度为145～195MPa，屈服强度为115MPa以上，焊后的抗拉强度为100MPa以上，屈服强度为35Mpa以上。采用本发明的3003比标准的3003在强度上有显著增加，其主要指标焊后屈服强度增加37%左右。汽车水箱管用3003铝合金材料的加工工艺，其调整了热处理及退火处理参数，保证铝合金材料在钎焊后其组织为长条的晶粒组织，由于长条的晶粒组织能够有效组织铝合金材料中硅元素的扩散，因而能有效防止材料熔蚀，从而提高材料的焊后强度和抗腐蚀能力。

具体实施方式

实施例一：

加工一种汽车用水箱管3003铝合金，其包括以下工艺步骤：

（1）熔炼：按下列元素的配比进行熔炼，其包含总质量份数为100份的以下材料，硅（Si）为0.15份，铁（Fe）0.6份，铜（Cu）0.6份，锰（Mn）1.3份，镁（Mg）0.01份，锌（Zn）为0.1份，锆（Zr）为0.15份，其余为铝（Al）以及不可避免的杂质元素，其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份，且单个杂质元素不大于0.05份再经过搅拌、扒渣、除气、精炼等操作得到纯净的熔体；

（2）铸锭：按规格要求将所述熔体铸造成一定尺寸形状的铸锭；

（3）铸锭表面处理：将铸锭经过锯切，铣面等工序，去除表面不良部分；