[发明专利]一种中温高强度的铝合金板材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种中温高强度的铝合金板材及其制备方法。该板材包括芯材以及位于芯材一侧或两侧的一层或多层皮材，所述芯材为铝合金，其成分含量为：Si≤0.25%，Fe≤0.3%，Cu 0.7‑1.4%，Mn 1.0‑1.8%，Mg 0.15‑0.4%，Ti 0.05‑0.2%，Y 0.05‑0.15%，其余为铝；所述皮材采用4系列铝合金。本发明所述的中温高强铝合金板材，具有较好的常温力学性能和钎焊性能，相比于传统复合铝合金板材，在200‑250℃范围内仍保持≥130MPa的优异中温力学性能，拥有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种适用于类似中冷器使用的中温高强度铝合金板材及制造此种板材的方法，属于铝合金板材制备技术领域。

背景技术

中冷器作为涡轮增压发动机的一个组件，其作用是提升内燃机效率、加快发动机响应速度、降低废气有害气体排放以及改善燃油经济性。随着国家对环境保护的工作越来越重视，针对汽车污染物排放的标准，目前已经实施了第六阶段，国六排放标准的苛刻性要比国五排放标准还要严谨50％左右，这样的排放标准要求，对于传统燃油车来讲，无疑是又迎来一次全新的变革。随着排放法规进一步升级，中冷器的进气温度越来越高，这就需要中冷器用铝合金材料具有更高的耐中高温性能。按照国六标准对尾气的要求，中冷器用铝合金高端产品在250℃下的抗拉强度需大于120MPa。目前大部分铝合金复合材在250℃时的抗拉强度只有常温的50％不到。

在中高温条件下，金属产生滑移所需的作用应力较低，外力作用下，晶界上的原子容易扩散，晶内滑移引起晶体伸长而使相邻晶粒间沿晶界产生滑动。因此由于温度的升高，金属内部会发生大量的晶界和位错滑移，使得加工硬化作用减弱。目前大部分针对中冷器用中温铝合金的研究普遍仍采用针对耐高温铝合金的方式，集中于添加Sc、Ag、Yb、Gd等合金元素，以形成纳米级的高熔点Al₃(Sc，X)类的共格沉淀颗粒，钉扎位错及界面的运动，从而显著改善合金耐高温性能。但是此类元素普遍价格较高，且其形成的沉淀颗粒耐温可超过400℃，对于耐温仅需250℃的普适产品中冷器来说，并不需要耐受过高温度，采用此类高价格元素加入到铝合金板材中显著增加了产品成本，这就需要有一种简便易行，价格低廉的方式去解决铝合金在类似中冷器使用的中等温度下强度不足的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种常温力学性能和钎焊性能优良、耐中温性能优异的中冷器用铝合金板材及其制造方法，解决现有复合铝合金板材在250℃时抗拉强度低的问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种中温高强度的铝合金板材，包括芯材以及位于芯材一侧或两侧的一层或多层皮材，所述芯材为铝合金，其成分含量为：Si≤0.25％，Fe≤0.3％，Cu 0.7-1.4％，Mn 1.0-1.8％，Mg 0.15-0.4％，Ti 0.05-0.2％，Y0.05-0.15％，其余为铝；所述皮材采用4系列铝合金。

较佳的，4系列铝合金优选4343铝合金或4045铝合金。

较佳的，所述铝合金板材总厚度为0.3-2.0mm。

较佳的，皮材占铝合金板材总厚度百分比的7-14％。

较佳的，所述铝合金板材还可以包括位于芯材和皮材之间的过渡层，过渡层采用1系列或3系列铝合金，所述过渡层占铝合金板材总厚度百分比5-10％。

一种中冷器用耐高温铝合金板材的制备方法，由以下步骤组成：(1)熔炼铸造出所述芯材的铝合金铸锭；(2)将铝合金铸锭进行均匀化处理，并进行铣面；(3)将均匀化处理后的铝合金一侧或者两侧放置一层或多层所述皮材，将边缘进行焊接；(4)将焊合后的双层或多层复合铝合金板材热轧，获得热轧板锭；(5)将热轧板锭进行冷轧至成品厚度；(6)对成品厚度的铝合金板材进行成品退火，出炉后进行拉矫、精密剪切，即制成本发明的中冷器用耐高温铝合金板材。

较佳的，步骤(2)中，均匀化温度为500-560℃，时间为5-10小时。