强度和加工性能优良的散热片用铝合金及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种铝合金，其中含有（以重量计）：０．１０－０．９０％Ｓｉ；０．１０－１．０％Ｍｎ；０．０５－０．２０％Ｃｕ和０．０５－２０％Ｍｇ中的至少一种；０．０１－０．１０％Ｚｒ与０．０１－０．１０％Ｔｉ中的至少一种，及无法避免的杂质。本发明专利技术还提供用来构成有优良强度和可成型性的散射片元件的铝合金薄板的制法，包括将上述组成的铝合金熔体用带坯连铸法制成１－１５ｍｍ厚的带形板；将带形板冷轧；在２００－４００℃下进行回火退火加工。在本发明专利技术的铝合金及其制法中还可加入０．００１－０．０２％的Ｙ。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铝合金，用来构成在诸如标准屋用空调器等热交换装置中使用的散射片。更具体地说，本专利技术涉及用于铝合金薄板的铝合金及其制造方法，所述的薄板有加箍的孔眼，其中插着用来循环热交换器中使用的冷冻剂的管子，该孔眼构成了一个紧固件，上述的管子则处在穿过加箍孔眼的状态。通常，在标准的屋用空调器或类似装置中使用的热交换器，都采用由板厚约为0.1-0.2mm的铝或铝合金构成的薄板，上面固定着通过压制出许多加箍孔眼形成的散射片和用于循环冷冻剂的金属管。类似地，根据常规技术，用来形成这种散射片的铝合金需要有高的可成形性、耐腐蚀性和强度。为了达到上述要求，可以采用例如日本专利申请昭63-53477(第二次公布，第一次公布为昭55-17072)、日本专利申请昭62-54181(第二次公布，第一次公布为昭57-19351)等的说明书中公开的组合物或制造方法经适当调节形成的合金，从而能得到散射片加工所需的高的可成形性，同时又保持热交换器所要求的强度。在上述的日本专利申请昭63-53477(第二次公布)中，公开了一种用来构成散射片元件的铝合金，其中含0.1-2.0％的Mn、≤0.5％的Fe、≤0.2％的Cu、≤0.4％的Si和≤0.5％的Mg。另外，同一文件还公开了一种方法，其中用带坯连铸法将由上述组合物构成的高强度铝合金的熔体，制成正向厚度为3-10mm的条形板，将此条形板冷轧成厚度约为0.15mm的薄板，然后将所形成的薄板退火。另一方面，在日本专利申请昭62-54181(第二次公布)中，公开了一种以带坯连铸法将合金熔体制成厚度为3～15mm的带形板的方法，该合金熔体含0.10～1.0％Mn、0.10～0.90％Si、0.01～0.1％Ti、相当于上述Ti的10～20％的B，其余基本上是铝，其中Mn与Si的比在0.5～1.5的范围内。在将上述带形板冷轧之后，将所形成的板材在200～400℃下退火。根据上述文件中公开的技术，可以得到厚度约为0.1～0.2mm，并具有优良的强度、可成形性和耐腐蚀性的铝合金薄板。但是，随着热交换器设计工艺的进步，近年来热交换器已变得结构更加紧凑和重量更轻，以适应降低成本的需要。因此，需要一种比通常使用的铝合金更薄的材料，来形成上述热交换器中使用的散射片。于是，对板厚0.1mm或更薄的薄板的需求日益增长；但是，对于用上述工艺得到的薄铝板，板厚小于0.1mm时很难达到足够的强度。另外，即使在达到足够强度的情形下，也还存在着出现与加工性能有关的其它问题的倾向。换言之，一般来说，在试图满足上述降低板厚的要求时，可成形性与强度会产生问题。已知材料的可成形性与板厚有关；因此，对于常规的铝合金，容易发生诸如可成形性因板厚减小(变薄)而降低、在拉伸成形部分以及在支承裂缝的拉伸翻边部分产生裂缝等问题。此外，加工后的产品的强度基本上随厚度减小而相应地降低，从而导致产生缺陷，例如在热交换器制造过程中和/或产品完成后的搬运期间有变形的可能性。考虑到上述问题，本专利技术的目的之一是提供一种铝合金，其中含有0.10～0.90％重量的Si；0.10～1.0％重量的Mn；0.05～0.20％重量的Cu和0.05～0.20％重量的Mg中至少一种；0.01～0.10％重量的Zr和0.01～0.10％重量的Ti中至少一种；以及无法避免的杂质。另外，本专利技术提供一种铝合金，其中含有0.10～0.90％重量的Si；0.10～1.0％重量的Mn；0.05～0.20％重量的Cu和0.05～0.20％重量的Mg中的至少一种；0.01～0.10％重量的Zr和0.01～0.10％重量的Ti中的至少一种；0.001～0.02％重量的Y；以及无法避免的杂质。再者，根据本专利技术，提供了一种用于构成散射片元件的铝合金薄板的制造方法，该合金具有优良的强度和可成形性，所述方法的特征在于包括以下步骤用带坯连铸法将上述组成的铝合金熔体制成厚度为1～15mm的带形板；将该带形板冷轧；和其在保持温度为200～400℃下，进行精制退火加工。下面解释将各成分限定如上的原因。Mn由于与基质形成固溶体而具有提高重量结晶温度的作用，此外还由于增强了上述固溶体的作用而提高了强度。但是，当Mn含量小于0.10％重量时，不产生上述作用；而当含量超过1.0％重量时，可成形性变差。因此，Mn含量规定为0.1～1.0％重量。在与Mn共存时，Si起着提高强度和可成形性(特别是挤拉成形性)的作用。当Si含量小于0.10％重量时，不产生上述作用；另一方面，Si含量超过0.90％重量会造成耐腐蚀性和可成形性降低。因此，Si含量规定为0.10～0.90％重量。此外，Cu和Mg两种元素能提高强度而不降低可成形性。但是，它们中的任何一个在含量小于0.05％重量时都观察不到上述作用；Cu含量超过0.20％会造成耐腐蚀性降低，而Mg含量超过0.20％会使可成形性变差。因此，它们的含量均规定为0.05％～0.20％。Zr和Ti分别产生改善晶粒大小的作用，这又会造成可成形性的改进。但是，它们中的任何一个在含量小于0.01％重量时都观察不到上述作用；另一方面，含量超过0.10％重量会导致粗粒的金属互化物形成，它会使可成形性降低。因此，Zr和Ti的含量均规定为0.01～0.10％重量。在与Zr或与Ti共存时，Y在与附图说明图1所示的Y加入量相应的特定区域内，通过进一步提高铝合金薄板的重结晶温度而使强度提高。另外，由于按上述方式提高了重结晶温度，上述铝合金薄板的退火-软化曲线得到稳定，这本身又可以使最终的回火退火过程容易进行。但是，当Y含量少于0.001％重量时，得不到上述效果，而加入多于0.02％的Y不能有效地改进上述结果。因此，考虑到Y元素比较贵，其含量规定为0.001～0.02％重量。下面将详细解释上述材料的制造方法。作为上述成分的合金熔体的带坯连铸法，可以采用这样一种方法，在该方法中利用设置在带铸法中使用的两辊之间的一个喷管，喷射上述成分的铝合金熔体，接着用轧模冷却。也可以使上述材料的铸造与轧制同时进行。根据这一方法，Mn被强迫进入固溶体，这又使具有优良强度和加工性能的薄板得以最终形成。用上述带坯连续法制得的紧张板材的厚度为1～15mm，这对于冷轧减薄是必要的，而从最终产品的性能考虑，必须进行冷轧。此外，就成本而论，上述方法是在可应用的范围内。进行带坯连铸时的铸造速度(带形板的前进速度)优选为0.8～20m/min，熔体温度优选为680～710℃。另外，除了采用转辊的上述方法之外，采用压带机、模压机等的其它带坯连铸法也可以使用。上述的冷轧法可以按照在制造薄铝板中使用的任何标准方法进行。最好是保证冷轧的减薄为90％或更多，在轧制期间无需热处理。随后，通过对冷轧过的材料进行回火退火加工，可以得到所希望的强度和可加工性。但是，当上述温度低于200℃量，可加工性不可能有充分的改进，而当试图在400℃以上的温度退火时，强度急剧下降，而且可成形性也变差。另外，就退火后的机械性质而言，屈服强度(σY)与抗拉强度(σB)之比(即σY/σB)最好是在0.90～0.95的范围内。因此，虽然理想的退火温度还与成分有关，但是指定回火退火温度为200～400℃。图2表示了装有用本专利技术的合金形成的散射片的热交换装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
含以下成分的铝合金：０．１０～０．９０％重量的Ｓｉ；０．１０～１．０％重量的Ｍｎ；０．０５～０．２０％重量的Ｃｕ和０．０５～０．２０％重量的Ｍｇ中的至少一种；０．０１～０．１０％重量的Ｚｒ和０．０１～０．１０％重量的Ｔｉ中的至少一种；以及无法避免的杂质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：谷川久男，
申请(专利权)人：三菱铝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]