一种高耐腐蚀热交换器翅片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高耐腐蚀热交换器翅片及其制备方法，高耐腐蚀热交换器翅片材质为铝合金箔，包含Si：1.5～3.0wt％；Fe：≤2wt％；Mn：1.0～1.82wt％；Zn：1.5～2.0wt％；Cu：≤0.25wt％；Sm：≥0.1wt％；余量为Al和不可避免的杂质；Zn元素与Cu元素的合金组分含量的配比关系应满足：0.6wt％≤Zn

【技术实现步骤摘要】
一种高耐腐蚀热交换器翅片及其制备方法


[0001]本专利技术属于铝合金
，涉及一种高耐腐蚀热交换器翅片及其制备方法，具体涉及一种能够不另外复合钎料而通过其自身的接合性实现与管板料的钎焊接合的高耐腐蚀热交换器翅片。

技术介绍

[0002]常规的不同铝合金构件结合时，通常在两类合金构件之间添加一层钎料层，钎料层在两个合金构件之间熔融润湿实现两者的接合。为获得上述的效果不可避免的需要进行额外的在其中一个合金表面复合一定厚度的钎料层。通常钎料层为4系铝硅合金，一般选用含硅量6
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10wt％的Al
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Si合金。通过复合的方式，一方面芯层起到了维持强度、抗塌等功能性要求，钎料层则主要起到钎焊结合两个构件的作用。复合的过程往往导致加工流程十分拢长，加工成本高，工艺耗时长，生产效率低。近年来业内致力于开发一种新型热交换器翅用铝合金材料，采用单层的铝合金材料即可实现与另一个铝合金部件的接合，即所述铝合金翅片材料自身还承担着钎料的功能。钎焊时，铝合金翅片与管料形成钎焊结合。例如在CN103906852A热交换器翅用铝合金材料及其制造方法、以及使用该铝合金材料的热交换器，披露了一种铝合金含有Si为1～5wt％，Fe为0.1～2wt％，Mn为0.1～2wt％，并且具有特定的Si系金属间化合物个数和Al
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Fe
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Mn
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Si系金属间化合物个数，自钎焊的过程和原理可参照专利文献CN103906852A说明书披露的内容；在另一项专利技术CN112195375A中披露了一种自钎焊铝合金箔材，由以下质量百分比组分组成：Fe:0.2～0.4％，Si:2.1～2.3％，Mn:1.25～1.45％，Zn:1.4～1.6％，Cu:0.3～0.4％，Ti:0.01～0.02％，RE:0.03～0.07％，Zr:0.03～0.07％，其余为Al，所述自钎焊铝合金箔材的厚度0.05～0.10mm。在上述的单层铝合金翅用材料中，材料配方所基于的共性特征在于对Si、Fe、Mn元素的控制，以及对高温性能的改良，然而对于这类新型的单层铝合金翅用材料中，翅片局部自腐蚀和牺牲阳极腐蚀的速度过快问题仍然存在，使得该类铝合金制得的翅片在实际应用过程中仍然受限制。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种高耐腐蚀热交换器翅片及其制备方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种高耐腐蚀热交换器翅片，所述高耐腐蚀热交换器翅片材质为铝合金箔，所述铝合金箔包含Si：1.5～3.0wt％；Fe：≤2wt％；Mn：1.0～1.82wt％；Zn：1.5～2.0wt％；Cu：≤0.25wt％；Sm：≥0.1wt％；余量为Al和不可避免的杂质；
[0006]Zn元素与Cu元素的合金组分含量的配比关系应满足：0.6wt≤Zn
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4*Cu≤1.2wt％；
[0007]采用所述高耐腐蚀热交换器翅片进行自钎焊后，在钎焊接头处与翅片中心的电位的差值≤30mV。
[0008]作为优选的技术方案：
[0009]如上所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片，将高耐腐蚀热交换器翅片与AA3003材质的管材进行钎焊，焊后按照ASTM G85
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A3试验后测得的翅片接头脱落比为16～38％，翅片失重比为28～41％。需要注意的是，使用AA3003材质的管材仅是为了相对的评价翅片的腐蚀情况，并不必然一定要选择AA3003的材质，也可以使用其他的材质作为管料评价翅片的腐蚀情况，当以AA3003管料作为与翅片钎焊的对象时，测定焊后翅片接头脱落比为16～38％，翅片失重比为28～41％。
[0010]如上所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片，所述高耐腐蚀热交换器翅片中Si的含量为2.5～3wt％，在常规热交换器气氛保护焊条件下，钎焊接头长度可达400μm以上，当Si元素含量在该范围时耐腐蚀性更佳，当Si含量在1.5～2wt％时，虽然也可以成功的形成钎焊接头，然而钎焊接头相对过小时，相对的容易造成腐蚀脱落。
[0011]如上所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片，所述高耐腐蚀热交换器翅片中Fe的含量≤0.2wt％，Sm的含量为0.1～0.3wt％。
[0012]如上所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片，焊后所述高耐腐蚀热交换器翅片的表面晶粒平均尺寸≥600μm。
[0013]如上所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片，所述高耐腐蚀热交换器翅片的厚度为0.05～0.10mm。
[0014]本专利技术还提供如上所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片的制备方法，包括如下步骤：
[0015](1)按照所述高耐腐蚀热交换器翅用铝合金箔中各组分及重量百分比进行配料后，采用铸轧工艺得到铸轧成品；
[0016](2)对步骤(1)的产物进行冷轧后进行第一次完全再结晶退火；
[0017](3)对步骤(2)的产物继续进行冷轧后进行第二次完全再结晶退火；
[0018](4)对步骤(3)的产物进行冷轧至0.05～0.10mm厚度得到所述高耐腐蚀热交换器翅用铝合金箔；
[0019](5)对步骤(4)的铝合金箔压制变形，制得目标形状的高耐腐蚀热交换器翅片。
[0020]作为优选的技术方案：
[0021]如上所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片的制备方法，步骤(1)中所述铸轧工艺的工艺参数为：保温炉和除气箱温度740～770℃，前箱温度730～760℃，铸轧区长度55～65mm，冷却水温≤32℃，铸轧速度550～650mm/min。
[0022]如上所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片的制备方法，步骤(1)中铸轧成品厚度为6.9～7.5mm。
[0023]如上所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片的制备方法，步骤(2)中冷轧至厚度为3～4mm后进行第一次完全再结晶退火，退火温度为400～500℃，退火时间为1～3h。
[0024]如上所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片的制备方法，步骤(3)中冷轧至厚度为0.1～0.15mm后进行第二次完全再结晶退火，退火温度为270～370℃，退火时间为1～3h。
[0025]铝合金压制成翅片是常规技术，具体为铝合金箔经过滚轮/辊刀滚压成波形翅片，还可以增加常规的开窗设计，用来增加散热面积。
[0026]本专利技术的原理如下：
[0027]基于现有已经公开的自钎焊的翅用铝合金技术，翅用铝合金箔含有Si为1～
5wt％，Fe为0.1～2wt％，Mn为0.1～2wt％，Al
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Fe
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Mn
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Si自钎焊翅片通过Al
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Si共晶扩散，翅片在固液共存状态实现自我钎焊，体系获得适量的Si系金属间化合物个数和Al
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Fe
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Mn
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Si系金属间化合物，能够确保材料在实现钎焊的同时，保持形状不坍塌。然而，具体实验中表明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高耐腐蚀热交换器翅片，其特征在于：所述高耐腐蚀热交换器翅片材质为铝合金箔，所述铝合金箔包含Si：1.5～3.0wt％；Fe：≤2wt％；Mn：1.0～1.82wt％；Zn：1.5～2.0wt％；Cu：≤0.25wt％；Sm：≥0.1wt％；余量为Al和不可避免的杂质；Zn元素与Cu元素的合金组分含量的配比关系应满足：0.6wt％≤Zn
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4*Cu≤1.2wt％；采用所述高耐腐蚀热交换器翅片进行自钎焊后，在钎焊接头处与翅片中心的电位的差值≤30mV。2.根据权利要求1所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片，其特征在于，将高耐腐蚀热交换器翅片与AA3003材质的管材进行钎焊，焊后按照ASTM G85
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A3试验后测得的翅片接头脱落比为16～38％，翅片失重比为28～41％。3.根据权利要求1所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片，其特征在于，所述高耐腐蚀热交换器翅片中Si的含量为2.5～3wt％。4.根据权利要求1所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片，其特征在于，所述高耐腐蚀热交换器翅片中Fe的含量≤0.2wt％，Sm的含量为0.1～0.3wt％。5.根据权利要求1所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片，其特征在于，焊后所述高耐腐蚀热交换器翅片的表面晶粒平均尺寸≥600μm。6.根据权利要求1所述的一种高耐腐蚀热交换器翅片，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖永启，高勇进，谢永林，聂存珠，唐劲松，
申请(专利权)人：华峰铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：