[发明专利]一种五层铝合金复合板材及复合方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种铝合金复合板材，尤其涉及一种五层铝合金复合板材及复合方法。

背景技术

随着我国高铁技术的不断进步，“四纵四横”高速铁路网的不断建设完工，截止2016年底，我国高铁运营里程数已突破2.2万公里，超过世界其他国家高铁里程之和。根据最新的《中长期铁路网规划》，到2020年，我国铁路网总规模将达到15万公里，其中高铁3万公里。尤其是时速达350公里“复兴号”的开通运营，标志着我国为世界高铁树立了新的标杆。面对时速更高、工作环境更加复杂的情况，这对高铁底部的散热器材料的抗腐蚀性能和强度提出了更高的要求。开发一种长寿命、中高强度、低成本的散热器材料是时代发展的必然趋势。

由Mn元素作为主要合金元素的3×××系铝合金因其较好的高温强度，在600-620℃短时高温钎焊条件下不易变形，常常作为热交换器用钎焊铝合金的主体材料，最典型的代表是AA3003铝合金。而随着日新月异的科技进步，热交换器朝着小型化、轻量化、高性能、低成本、长寿命等方向发展，开发更轻更薄的铝热交换器成为了重要的研究方向。由于重量减轻和厚度减薄，这就要求钎焊铝合金复合材料在相同载荷或受力条件下具有更高的强度和耐腐蚀性能，以防止其在后续钎焊过程或使用过程中变形甚至开裂或者腐蚀穿孔。

经过几十年的研究和开发，3003铝合金的生产工艺已趋于成熟稳定，通过工艺的改进已难以进一步提高合金的性能，合金成分优化和新型材料结构设计成为提高热交换用铝合金耐蚀性能和焊后强度的有效途径。目前有技术通过在添加Si、Fe、Cu、Mn、Mg和Zn这些常规元素化的基础上，还同时增加了Zr、Cr、V、Ti及RE元素，以提高合金材料的某些性能。目前还有通过采用外层AA4045合金、中间层AA3003合金及内层Mod6060合金的结构设计，利用Mod6060的时效强化作用，增加材料的强度和抗塌性能。

然而，通过添加多元微合金元素，如Cr、Zr、Ti、V及RE元素，虽能提高合金材料的某些性能，但添加RE等元素会使成本明显增加，在实际生产过程中应用范围有限。通过增加6xxx合金多层结构设计，利用其时效强化作用虽能提高材料的强度及抗塌性能，但未解决中间层(隔离层)AA3003合金耐腐蚀性能较差的问题。而热交换器的工作环境普遍比较恶劣，抗腐蚀性能是考验合金材料优良的一项重要指标。

因此，为达到既保护芯材的目的，又能提高合金强度，同时提高材料的焊后强度，并且降低五层铝合金复合板材的成本，有必要提出一种新的复合板技术。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种五层铝合金复合板材及复合方法，既能够保护芯材，又能提高整体合金复合板的强度，同时提高材料的焊后强度，并且降低五层铝合金复合板材的成本，且使得复合方法简单易行。

本发明提供一种五层铝合金复合板材，该板材的结构为4xxx/3003mod1/3003mod2/3003mod1/4xxx，其中，所述3003mod2的成分含量为：Si含量不超过0.15％，Fe含量不超过3.0％，Cu含量为0.5-0.8％，Mn含量为1.3-1.85％，Ti含量为0.05-0.15％，其余为Al和总量小于0.15％的不可避免杂质；所述3003mod1的成分含量为：Si含量为0.45-0.8％，Fe含量为0.1-0.6％，Mn含量为1.3-1.8％，Zn含量为2.0-3.0％，Zr含量为0.05-0.15％，其余为Al和总量小于0.15％的不可避免杂质。

上述的五层铝合金复合板材，该五层复合材料结构为4343/3003mod1/3003mod2/3003mod1/4343。

上述的五层铝合金复合板材，所述五层铝合金复合板材的厚度为0.3-3.0mm。

上述的五层铝合金复合板材，所述五层铝合金复合板材是将五层复合材料进行热轧至5-8mm厚再冷轧至规定厚度而成。

本发明还提供一种复合上述五层铝合金复合板材的方法，包括：

按设定成分配比合金，得到4xxx铝铸锭、3003mod1铝铸锭、3003mod2铝铸锭；

将4xxx铝铸锭和3003mod1铝铸锭热轧；

按4xxx、3003mod1、3003mod2、3003mod1、4xxx的顺序将五层复合坯料进行热轧形成五层热轧复合料；

将五层热轧复合料冷轧至规定厚度。

进一步地，所述方法还包括：将冷轧后的所述五层铝合金复合板材进行370-410℃退火保温处理。

上述的复合方法，所述保温时间为2-5小时。