[发明专利]一种铝合金复合箔材及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽车换热器散热翅片的超薄铝复合箔材及其制备方法，该箔材厚度仅为0.05-0.07mm，可钎焊温度降低为580-590℃。

背景技术

汽车热交换器主要是由流体管道和散热翅片通过钎焊法装配而成，流体管道和散热翅片分别是由三层4343/3003/4343铝合金板材复合轧制成为铝板和铝箔材，其中芯材3003为典型的Al-Mn系合金，起支撑作用，是钎焊铝箔的主体材料；皮材4343为典型的Al-Si系合金，作为钎焊层在钎焊时起钎料作用。当前资源和能源危机日益加剧的背景下，汽车的轻量化迫切需求其热交换器(散热器、中冷器、冷凝器、蒸发器等)铝复合板带箔材减重变薄。

4343铝合金的固相线温度为577℃，液相线温度为615℃，故工业上热交换器的钎焊温度为600-620℃。正是因为钎焊温度只比芯材3003的固相线温度643℃略低，所以，当散热器和冷凝器等翅片的复合铝箔材过薄（小于0.08-0.1mm），芯材3003基材严重软化；而且高温下皮材4343中的Si向芯材剧烈渗透，沿晶界扩散形成α(Al)+Si共晶，进一步芯材的固相线温度和强度，最终造成焊后工件翘曲变形、散热带熔蚀、烧断、倒塌和金属堆积等缺陷，严重影响成品率和经济效益。

为了解决翅片软化和熔蚀现象，一个可行的方法就是尽量降低皮材4343的液相线温度，也就是可降低复合箔材的钎焊温度，反过来相当于提高了钎焊温度下芯材的强度，从而可以降低翅片的厚度。经过对现有相关技术文献检索发现，学术界和产业界均已在降低Al-Si系钎料的熔点方面做了很多的工作：1）有研究者发现在Al-Si合金的基础上添加Cu，可显著降低其熔点，主要是由于Al-Si-Cu合金（例如Al-5.5Si-28Cu)的共晶温度为524℃，并发展了商业化BA166SiCu等钎料(成分为Al-6Si-28Cu)，其液相线温度为525-535℃，钎焊温度为550-600℃。检索发现一个中国专利申请号为：CN200710035782,名称为：中温钎焊多层复合铝合金板、带(箔)及其制备方法。该专利提出了两种制备0.1mm以上复合带(箔)的钎料，一种合金质量百分比的组分是Si:6.5-10.8%，Cu:2.5-5.6%，Zn:3.5-9.5%，Mn:0.05-0.25%，Fe:O.05-0.15%，余量为Al；另外合金质量百分比的组分是Si:3.5-7.8%，Cu:20-29%，Mn:0.05-0.15%，Fe:0.05-O.10%，余量为Al；该专利的优点是能降低皮材的液相线温度，而缺点是但是Cu加入量多会使钎料变脆，难以与基材3003铝合金板材轧制复合和延展变形，不是制作超薄的铝合金复合箔材，同时大量Al-Cu金属间化合物相会加速铝基体的腐蚀，不能长期用作汽车散热器翅片。2）有人研究发现Ge的加入会大大降低钎料的熔点，这主要和Al-Ge合金(Al-51.6Ge)的共晶温度424℃有关，同时能增加铝合金的耐腐蚀性能。检索发现一个中国专利申请号为：CN201210537724,名称为：一种含Ge耐腐蚀铝基钎料。该发明公开了一种含Ge耐腐蚀铝基钎料，合金质量百分比的组分：Si：6.5%、Cu：15.0%、Ge：0.1-8.0%、Sn：6.0%、Ce：1.0%、余量为Al。该钎料采用快冷技术制备，熔点低于520℃，钎焊温度540-550℃，适用于固相线高于550℃的铝合金的钎焊。但是Ge价格昂贵，而且Ge作为脆性相，添加过量会降低皮材的轧制复合和延展变形，不适合制备超薄的复合铝合金箔材。3）有人研发了在Al-7Si-20Cu合金的基础上添加3%的Sn，其液相线温度进一步降低到为526℃，同样由于耐腐蚀性能和成形性能的原因未获得实际应用。4）清华大学王少红等人在Al-Si钎料中加入了稀土元素Ce，除了作为变质剂可细化晶粒外，也有降低熔点的作用，但是未见深入研究应用的报道。

发明内容

为了克服技术的上述不足，本发明提供一种用于汽车换热器散热翅片的厚度小于0.07mm的超薄铝复合箔材及其制备方法，该铝合金复合箔材适宜钎焊温度为580-590℃。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种铝合金复合箔材，其包括芯材和包覆在所述芯材外的皮材，皮材的所述芯材为3003铝合金，所述皮材包括按重量百分数计的如下成分：

Si:8.0～9.0%；Cu:1～2%；Sn:1～2%，Ce:0.2～0.5%，余量为Al及不可避免的杂质。

作为一种优选方案，所述芯材的厚度为整体厚度的80%，皮材的厚度为整体厚度的10%。