[发明专利]超高强度耐蚀易切削加工的铝合金散热材料及制法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高强度耐蚀铝合金散热材料及其制备方法，该散热片可以有钎焊层或没有钎焊层包层。

背景技术

对于由铝钎焊薄板制成的产品，特别是用于热交换器，尤其是汽车应用的钎焊薄板或翅片，存在日益增加的减轻重量和减少成本的要求。铝热交换器由钎焊在形成工作流体通道的铝合金材料上的铝合金翅片料等组成，为了改善热交换器性能特性，作为该铝合金翅片材料基本特性，要求其具有牺牲阳极作用，以及防止形成工作流体通道材料的腐蚀。在现代CAB炉中已经实现了散热片强度的增加，这就限制使用某些以前用于真空钎焊带的合金元素。散热片必须易于生产加工，并且在钎焊前轻微变形，这给交货条件下的成形性提出了新要求。散热片的带需在50-500μm的薄厚度交货并且需切成窄条的要求使得其在完全软化退火时，非常难于加工。因此，散热片的带经常在成形性受到限制的半硬化条件下交货。

只有当新材料满足既要达到较高的的钎焊后强度，又不危害在钎焊期间抗下垂性和耐蚀性的要求，才允许用于具有钎焊后高强度的更薄的散热片。

为了满足以上基本特性，翅片料中添加有锰和铁，可以提高合金强度、耐蚀性以及导电率。但高锰和高铁易形成的大颗粒含铁锰化合物形成再结晶核心，导致强度塑性降低，并且大颗粒化合物硬度大会导致较薄铝箔出现穿孔。

专利SE510272C2中公开了一种合金成分为：≤0.7％的Fe、1.4％-2.0％的Mn、0.5％-1.5％的Si、≤0.5％的Mg、≤0.1％的Cu、≤2.5％的Zn、0.05％-0.3％Zr、以及余量铝和不可避免的杂质元素，热轧之前，在不高于550℃预热铸锭少于12小时，接着冷轧、中间退火并最终冷轧到H14的交货状态。钎焊后该材料屈服强度仅为50MPa，并且，作为交货状态的带箔具有仅1.5％的延伸率，形变性能相当低，该专利没有考虑钎焊过程中可能穿孔的问题。

专利CN101407874B公开了一种铝锰带板的生产方法，所述的合金成分为：0.3％-1.5％的Si，≤0.5％的Fe，≤0.3％的Cu，1.0％-2.0％的Mn，≤0.5％的Mg、≤4％的Zn，≤0.3％的IVb、Vb或VIb族元素的各种元素，以及不可避免的杂质元素，余量为铝。该合金在450-520℃预热温度预热后热轧，90％冷轧压下率，热处理后屈服强度为50-90MPa，钎焊后有高的强度和抗下垂性，在钎焊过程中对钎焊穿透性有敏感性。该专利含有一定量的Mg元素，Mg元素在钎焊过程中容易氧挥发在铝箔表面氧化膜，阻挡钎焊液结合，对钎焊性能不利，虽然H18、H24热处理条件下，屈服强度大于60MPa，但在H14处理交货状态下，其屈服强度相对偏低，不超过50MPa。该专利仅改变了不同交货状态下屈服性能，并没有真正提高强度，在所有交货状态下，钎焊后抗拉强度不超过150MPa。

专利US6,743,396A公开了生产用于热交换器的带或板的方法，所述合金成分为：≤0.5％的Fe，1.0％-1.8％的Mn，0.3％-1.2％的Si，≤0.3％的Mg，≤0.1％的Cu，≤0.1％的Zn，≤0.1％的Ti，0.05-0.4％的Cr+Zr，≤0.1％的Sn，余量为铝和不可避免的杂质，Sn与Si的百分含量的比率为≥0.03。将合金铸造锭坯后，在低于520℃的预热至多12小时，并以不低于250℃的最终热轧温度轧到2-10mm的厚度。不进行中间退火，接着冷轧到50-500μm的最终厚度，最终退火在至少300℃的温度下进行，意味着材料完全或基本再结晶。由于在钎焊过程发生再结晶，使材料强度降低，塑性降低，不能形成有效的抗下垂性。导致钎焊过程中产品变形。

专利CN200580034986.3公开了一种多层复合热传输材料，其芯层要求是：含有0.5-1.7％重量的Mn，0.1-1.2％重量的Si，少于重量2％Fe，实际应用含量小于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，还可以添加其他少量元素。该专利为多层复合产品，芯层合金加入过量的镁元素，对钎焊性能有不利的影响。同时，该专利还加入过量铜，严重降低材料的耐蚀性。该专利是利用内衬材料阻挡镁元素挥发、扩散，同时用内衬克服高铜带来的不利影响，但这种材料只能用在多层复合材料，单层翅片料就不能克服镁，铜带来的不利影响，并且该专利没有讲述如何克服镁和铜带来的不利。

发明内容：

本发明的目的是提供一种超高强度耐蚀易切削加工的铝合金散热材料及制法和应用，以克服现有技术存在的上述缺陷。