一种稀土铝合金冷媒型材及其制备方法技术

技术编号:15321507 阅读:214 留言:0更新日期:2017-05-16 04:30
本发明专利技术公开了一种稀土铝合金冷媒型材及其制备方法;所述稀土铝合金冷媒型材的材质为Al‑Fe‑Si‑Mg‑S‑R铝合金,其配方组成及重量配比为:Fe=0.02wt%~0.4wt%,Si=0.05wt%~0.15wt%,Mg=0.05wt%~0.12wt%,S=0.02wt%~0.25wt%,R=0.005wt%~0.25wt%,余量为Al。本发明专利技术的稀土铝合金冷媒型材比铜材质冷媒型材成本低,但有与铜材质冷媒型材相近的导热系数及比铜材质冷媒型材更优良的机械物理性能,比普通铝合金或纯铝材质冷媒型材更高的导热系数及更好的机械物理性能,可以在制冷领域使用本发明专利技术的稀土铝合金冷媒型材广泛替代铜材质冷媒型材。

Rare earth aluminum alloy cold medium section bar and preparation method thereof

The invention discloses a rare earth Aluminum Alloy refrigerant section and a preparation method thereof; the rare earth Aluminum Alloy refrigerant profile material for the Al Fe Si Mg S R Aluminum Alloy, its composition and weight proportion: Fe = 0.02wt% ~ 0.4wt%, Si = Mg = 0.05wt% ~ 0.15wt%. 0.05wt% ~ 0.12wt% ~ 0.25wt%, S = 0.02wt%, R = 0.005wt% ~ 0.25wt%, the rest is Al. Rare earth Aluminum Alloy refrigerant sectional material of the invention than copper refrigerant material cost is low, but the thermal conductivity of aluminum and copper material similar to the refrigerant and refrigerant material than copper profiles more excellent mechanical properties, mechanical and physical properties of the thermal conductivity is higher than the ordinary Aluminum Alloy or pure aluminum profiles and refrigerant better, rare earth Aluminum Alloy refrigerant material of the invention may be used widely in the field of refrigeration material to replace copper refrigerant profiles.

【技术实现步骤摘要】
一种稀土铝合金冷媒型材及其制备方法
本专利技术涉及一种冷媒型材,特别涉及一种稀土铝合金冷媒型材及其制备方法。
技术介绍
长期以来冷媒型材是制冷设备制造、安装、维护中的主要部件,在冰箱、空调、冷冻库、工业制冷、制热,汽车制冷等制冷领域是必需的部件。特别是近几年国民经济实现了持续快速增长,基础工程建设及科研工程项目的增长及家用电器的迅速发展,对制冷设备带来更多的需求,随之而来的是对冷媒型材需求量增大并提出了更高的要求。目前制冷领域使用的冷媒型材大多数都是用铜材质制成,少数有使用普通铝合金或纯铝材质制成的。为此生产冷媒型材需要大量的铜原料,而我国是一贫铜的国家,每年工业所需铜原料大量由进口而来,对国家这一战略物资的储备是当务之急。而我国的铝资源储备量丰富,以铝代铜为思路研发一种稀土铝合金冷媒型材,在制冷领域使用稀土铝合金冷媒型材将为国家节约大量的铜材,降低产品生产成本。但是,目前尚无稀土铝合金冷媒型材的报道。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于:针对现有技术存在的问题,提供一种稀土铝合金冷媒型材及其制备方法,该稀土铝合金冷媒型材比铜材质冷媒型材成本低,但有与铜材质冷媒型材相近的导热系数及比铜材质冷媒型材更优良的机械物理性能,比普通铝合金或纯铝材质冷媒型材更高的导热系数及更好的机械物理性能。为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:一种稀土铝合金冷媒型材,所述稀土铝合金冷媒型材的材质为Al-Fe-Si-Mg-S-R铝合金,其配方组成及重量配比为:Fe=0.02wt%~0.4wt%,Si=0.05wt%~0.15wt%,Mg=0.05wt%~0.12wt%,S=0.02wt%~0.25wt%,R=0.005wt%~0.25wt%,余量为Al;所述S为V、Ti、Cr、Mn和Ni中的一种或多种元素组合,所述R为稀土元素中的一种或多种元素组合。所述Al-Fe-Si-Mg-S-R铝合金的抗拉强度大于等于200Mpa,断裂伸长率大于等于20%,导热系数大于等于260W/m.K,平均蠕变速度小于等于6×10-2%/h,疲劳弯折次数大于等于30。上述稀土铝合金冷媒型材的制备方法,包括以下步骤:(1)按所述Al-Fe-Si-Mg-S-R铝合金的配方将各元素配置后放入恒温冲天炉中熔炼,得到熔体稀土铝合金,再将熔体稀土铝合金进行铸造,得到稀土铝合金铸锭;(2)将步骤(1)得到的稀土铝合金铸锭依次进行固溶处理、时效处理和软化处理;(3)将步骤(2)处理后的稀土铝合金铸锭进行轧制,得到制备稀土铝合金冷媒型材的胚料;(4)将步骤(3)得到的稀土铝合金冷媒型材的胚料制成所需的型材,然后将稀土铝合金冷媒型材退火处理,需精加工的进行精加工,得到稀土铝合金冷媒型材成品。作为优选的技术方案,所述步骤(1)中,采用纯度为99.5%~99.9%的纯铝作为基体铝,以添加铝铁合金、铝硅合金、铝镁合金、铝S合金和铝R合金的方式分别配置Fe、Si、Mg、S和R元素。作为优选的技术方案,所述步骤(1)中,熔炼温度为760℃以下,铸造温度为680℃以下。作为优选的技术方案,所述步骤(2)中,固溶处理的温度为450℃~650℃,时间为45~60min;时效处理的温度为300℃~480℃,时间为1h~4h;软化处理的温度为145℃~160℃,时间为3h~6h。作为优选的技术方案,所述步骤(4)中,退火处理的温度为400℃~420℃,时间为18~28h。本专利技术的有益效果在于:本专利技术采用铝为基体,添加了微量的铁,铁可以改善铝合金的机械强度和拉伸性能,提高铝基的抗张强度、屈服极限以及耐热性能,提高合金的塑性,合金中铝与铁析出部分有Al3Fe,Al2Fe3、Al4Fe5化合物,经过高温退火处理使Fe固溶体在铝基中更小更有序以提高导热系数,弥散析出相能增强合金的抗疲劳性能和高温运行的耐热性能。本专利技术还添加了微量的Mg,能很好的改善导热性能,使得原铝基材质导热系数得以显著提高,同时减少对因加铁后对导热系数影响并比原铝基提高5%~15%导热系数,又不失去因加铁对机械物理性能的提高,经过高温退火处理使Mg固溶体在铝基中更小更有序以提高导电率。本专利技术还添加了微量的S成份,S为V、Ti、Cr、Mn和Ni中的一种或多种元素组合,S成份的加入可以提高合金的强度以及高温蠕变性能,并能改善抗疲劳性能,有助提高Fe、Mg固溶体在铝基中有序排列;Ti、Ni还可以改善合金的加工特性,V、Mn可以提高机械强度,提高耐腐蚀性。本专利技术还添加了微量的R成份的稀土元素,所述稀土元素R为镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)和钇(Y)中的一种或多种元素组合;所述R不仅可以提高合金的导热性能,还能提高合金的抗疲劳性能,延长冷媒型材的使用寿命,提高合金的超塑性及热学性能,改善合金的焊接性能,显著提高Fe、Mg固溶体在铝基中有序排列以增加导热系数。本专利技术通过上述元素成分的良好匹配使其具有较好的导热与机械物理性能,而制备过程中的固溶处理、时效处理和软化处理则进一步优化了机械性能与导热性能;本专利技术的稀土铝合金冷媒型材比铜材质冷媒型材成本低,但有与铜材质冷媒型材相近的导热系数及比铜材质冷媒型材更优良的机械物理性能,比普通铝合金或纯铝材质冷媒型材更高的导热系数及更好的机械物理性能,可以在制冷领域使用本专利技术的稀土铝合金冷媒型材广泛替代铜材质冷媒型材。附图说明图1为制造稀土铝合金冷媒型材的工艺流程图;图2为稀土铝合金冷媒管材示意图;图3为稀土铝合金冷媒板材示意图;图4为稀土铝合金冷媒阀门示意图;图5为稀土铝合金对比金相图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,以下所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术的保护的范围。实施例1本实施例制做一种稀土铝合金冷媒管材,适用于制冷机的室内外机体的冷凝器及散热器所需的管材,见图2。参考图1所示,稀土铝合金冷媒管材的制备方法包括以下步骤:(1)Al-Fe-Si-Mg-S-R铝合金,其配方组成及重量配比为:Fe=0.39wt%,Si=0.05wt%,Mg=0.05wt%,S=0.2wt%,R=0.24wt%,余量为Al;所述S为V,所述R为稀土元素0.12wt%La和0.12wt%Ce的组合;采用纯度为99.8%的纯铝作为基体铝,以添加铝铁合金、铝硅合金、铝镁合金、铝S合金和铝R合金的方式分别配置Fe、Si、Mg、S和R元素,按所述Al-Fe-Si-Mg-S-R铝合金的配方将各元素配置后放入恒温冲天炉中熔炼,熔炼温度为760℃,得到熔体稀土铝合金,在熔体稀土铝合金中加入精炼剂并搅拌均匀,再静置保温30min,再将熔体稀土铝合金进行铸造,铸造温度为650℃,得到稀土铝合金铸锭;(2)首先将步骤(1)得到的稀土铝合金铸锭进行固溶处理,固溶处理的温度为650℃,时间为60min,固溶处理能够提高铝合金的机械强度与本文档来自技高网...
一种稀土铝合金冷媒型材及其制备方法

【技术保护点】
一种稀土铝合金冷媒型材,其特征在于:所述稀土铝合金冷媒型材的材质为Al‑Fe‑Si‑Mg‑S‑R铝合金,其配方组成及重量配比为:Fe=0.02wt%~0.4wt%,Si=0.05wt%~0.15wt%,Mg=0.05wt%~0.12wt%,S=0.02wt%~0.25wt%,R=0.005wt%~0.25wt%,余量为Al;所述S为V、Ti、Cr、Mn和Ni中的一种或多种元素组合,所述R为稀土元素中的一种或多种元素组合。

【技术特征摘要】
1.一种稀土铝合金冷媒型材,其特征在于:所述稀土铝合金冷媒型材的材质为Al-Fe-Si-Mg-S-R铝合金,其配方组成及重量配比为:Fe=0.02wt%~0.4wt%,Si=0.05wt%~0.15wt%,Mg=0.05wt%~0.12wt%,S=0.02wt%~0.25wt%,R=0.005wt%~0.25wt%,余量为Al;所述S为V、Ti、Cr、Mn和Ni中的一种或多种元素组合,所述R为稀土元素中的一种或多种元素组合。2.根据权利要求1所述的稀土铝合金冷媒型材,其特征在于:所述Al-Fe-Si-Mg-S-R铝合金的抗拉强度大于等于200Mpa,断裂伸长率大于等于20%,导热系数大于等于260W/m.K,平均蠕变速度小于等于6×10-2%/h,疲劳弯折次数大于等于30。3.权利要求1或2所述的稀土铝合金冷媒型材的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)按所述Al-Fe-Si-Mg-S-R铝合金的配方将各元素配置后放入恒温冲天炉中熔炼,得到熔体稀土铝合金,再将熔体稀土铝合金进行铸造,得到稀土铝合金铸锭;(2)将步骤(1)得到的稀土铝合金铸锭依次进行固溶处理、时效处理和软化处...

【专利技术属性】
技术研发人员:王典典熊维萍
申请(专利权)人:四川欣意迈科技有限公司
类型:发明
国别省市:四川,51

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