复合冶金产品和制造的方法技术

本发明专利技术公开了一种复合冶金产品，它包括轧铸铝合金芯和结合在芯上的填充材料。用填充材料结合的组件的制作是将该产品加热，使填充材料流进接缝，继而使接缝中的填充材料固化而制成。该复合材料产品可以通过几种方法制作，包括在轧铸机辊处层压和在轧铸机的出口侧层压或热喷镀等方法。本发明专利技术还提供了一种角度轧制的方法以改变复合材料上包层的百分率和高锰铝合金用作以铝硅钎接合金钎接薄板包层的芯材。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及复合冶金产品及其制造和应用。本专利技术的一个实施例涉及用于钎接(brazing)的复合铝合金的制造，该复合铝合金是由铝合金钎接材料或填充材料和铝合金熔体通过直接铸造和轧制的方法制成的，该熔体固化形成基底或芯，可在后续工序中用作钎接组件的构件。众所周知，用作钎接的复合铝合金材料是由铝合金芯和作为表面层的铝合金填充材料形成的。这种材料最常采用的制造方法是将铝合金板叠合，该铝合金板作为表层材料覆盖在供作芯的铝合金铸锭上。填料板可以敷设在该铸锭的一面或两面上;然而，在两侧面包覆的情况下，一面可由铝或铝合金板构成，(所用的铝或铝合金板除了用作钎接法的填料之外，还有其它的原因，例如防腐蚀或防磨蚀、强度、扩散性能等)。然后，将该复合材料进行热轧，使上述两层材料结合在一起，其厚度达0.150至0.300英寸以上。继而将该复合材料冷轧使其厚度压缩到0.0060至0.120英寸，从而制得钎接板材。有时，还可进行退火以提高轧制效率或达到最终要求的机械性能。可以根据用途采用不同厚度的铝钎接薄板，例如在空调领域中，当其用作支承材料时，其厚度范围为0.060-0.080英寸(1.5-2mm);用作蒸发器的板材时，厚度为0.019-0.025英寸(0.5-0.65mm);用作所谓的“管材”时(它是薄板材料，被加工成管后，用以输送流体，即气体、蒸气和液体)，厚度为0.012-0.015英寸(0.3-0.4mm);而用作所谓的“散热片材料”或用于例如制造散热器翅片的薄板材料时，厚度为0.003-0.006英寸(0.075-0.15mm)。日本专利申请公开No.56(1981)-91，970(Mitsubishi)在实施例2中介绍了轧铸生产由铝合金芯制成的钎接薄板，该铝合金芯的组成为0.44%铁、0.21%硅、0.12%铜、1.1%锰，其余为铝，用组成为0.12%铁、9.2%硅、0.1%铜、1.1%镁，其余为铝的衬在两侧面上包覆。据称，将厚度为1mm的衬料送进轧铸机，结果，复合材料产品在芯的每一面上具有1mm的包层厚度。除非另有说明，本专利技术中的合金成分均以重量百分率计。铝业协会的合金牌号以字母“AA”开头、后接4个数字表示，即写成“AAXXXX”。有关合金成分的详细情况可参考“RegistrationRecordofInternationalAlloyDesignationsandChemicalCompositionLimitsforWroughtAluminumandWroughtAluminumAlloys”，TheAluminumAssociation，Washington，D.C.1991年4月修订版。例如，“H13”中的“H1”部分表示“应变硬化(strain-hardened)获得所需的强度而无需补充热处理”，而“3”表示“标度0-8的应变硬化程度”，其中，0代表完全退火，“8规定表示相当于完全退火后通过约75%冷轧压缩(冷轧过程的温度不超过120F°)所达到的硬度(tempers)”，参见ALUMINUMSTANDARDSANDDATA1990，P.10，theAluminumAssociation，Washington，D.C.。“H23”中的“H2”部分表示“应变硬化大于最终所要求的数值，然后，通过局部退火，降低强度使之达到要求的水平”，而“3”表示“标度0-8的应变硬化程度”，其中，0代表完全退火，“8规定表示相当于完全退火后通过约75%冷轧压缩(冷轧过程的温度不超过120F°)所达到的硬度”，参见ALUMINUMSTANDARDSANDDATA1990，P.10，theAluminumAssociation，Washington，D.C.。“ksi”或“KSI”表示每平方英寸千磅。机械性能例如强度和延伸率均按ASTME6-89，StandardTerminologyRelatingtoMethodsofMechanicalTesting中的规定，并按ASTMB557-84.StandardMethodsofTensionTestingWroughtandCastAluminum-andMagnesium-AlloyProducts测定。术语“熔化试验(rundown)”是指将钎接薄板垂直悬挂在处于钎接温度的炉中所进行的试验。钎接合金包层熔化，一部分沿芯流到钎接薄板的底部。通过测量一段已知尺寸的“已钎接”薄板的重量并与钎接前相同尺寸的一段钎接薄板重量作比较，即可计算出金属的百分流出量。两者的重量差代表流出的钎接合金量。可通过金相法测量加热至钎接温度前的衬厚度，并计算具有所述已知尺寸的每片钎接合金量，即可测定出可流出的钎接合金总量。百分流出量等于“流出量”除以“可流出的总量”再乘以100。术语“SWAAT”试验是指ASTMG85-A3试验，即酸化的合成海水(生雾)试验。样品定位到凝结液最大限度地与管接触。本文所用的术语“填充材料”是基于承认这一事实，例如通常总是将“软钎焊(soldering)”和“硬钎焊(brazing)”加以区别，而本文的意思是术语“填料”包括用于这两种方法中的材料，事实上包括任何可以熔化，随后可以在构件之间的结合处固化的材料。术语“固线温度”是指某种材料开始发生一些熔化的温度。而在“液线温度”(高于或等于固线温度)下材料就完全熔化。“等于”是指发生在例如使用纯净的材料、低共熔组合物等情况下。在说明组合物的成分或温度或其它方法的物料或特性或改进的程度或本专利技术的任一种其它的物料等的数字范围时，除开和除了舍入数的通常规则之外，即是企图特别表示和公开每一个数，包括用最小和最大表示的所述范围之间的每一个分数和/或小数。(例如，范围为1-10的数，公开1.1、1.2…、1.9、2、2.1、2.2等等，直到10。同样，范围为500-1000的数公开501、502…等等，直到1000，包括其中的每一个数和分数或小数)。“xmax.”表示“x”和每一个小于“x”的数，例如“5max.”公开0.01…0.1…1等等直到5。1.本专利技术的产品包括一些复合材料，该复合材料包括芯和一种或多种芯上的包层。这些材料可以包括所谓的钎接薄板，该薄板包括结构芯和钎接合金芯上的包层。本专利技术的产品包括结合或钎接的填充材料、具有显示本专利技术钎接薄板芯独特性能构件的组件。本专利技术的产品具有以下特性A.显微结构特性1.芯a.非热处理的ⅰ.偏析-在铝合金的情况下，所有普通非热处理的芯合金组合物在轧铸(roll cast)时在显微结构上均显示出一定的低共熔类元素(Fe、Si、Mn)的偏析量。这些偏析通常集中在薄板厚度的中部。这种偏析现象充分说明该材料已被轧铸。例如以AA3003合金为基础的Al-Mn类合金的芯合金的情况下，该偏析是明显的，呈薄的、游离的、不连续的富含Al12(Fe、Mn)3Si微粒的料层。这些料层不会由于热处理而分散，仅由于变形而稍微破裂。该偏析区的长度可沿轧制的方向伸长至几百微米。在本专利技术的一侧面包覆的材料中，虽然偏析稍向薄板包层表面位移，但是，仍然主要在其厚度的中部。ⅱ.晶粒尺寸-产品的晶粒尺寸随组成的特性、加工过程、产品的硬度和规格而变化。例如，Al-Mn型合金的晶粒总是扁平形的，而与绝对尺寸无关。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冶金产品，它包括铝合金芯和结合到芯上的包层，所述产品的特征至少为以下的一种：（ａ）含有微粒的芯，该微粒基本上具有单峰的晶粒尺寸分布，其对数平均面积小于２微米↑［２］；（ｂ）该芯具有易于接受包层的，并且大于０. ０６ｍｍ↑［２］的平 均晶粒表面积；（ｃ）该芯包括轧铸的铝和铝合金，该包层包括填充材料；（ｄ）该芯呈现的偏折主要在其厚度的中部；（ｅ）该包层包括含５－１３％硅，并主要为等轴的微粒的铝基合金；或（ｆ）该包层包括含５－１３％硅的轧铸铝基合金。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：KS帕佩基，R巴库斯克，SF鲍曼，RA卡戈尔，JE卡金，DJ克莱门茨，JP帕尔库，EP佩特里克，SJ伦内克姆，PC谢布尔，WR夏金斯，EP斯威格，WG特拉克纳，PW甘克，AV帕杰斯基，RH霍夫曼，LG默克尼，
申请(专利权)人：美国铝公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]