一种具有高导热性的空调器用铝合金及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高导热性的空调器用铝合金，包含以下组分：Si：0.08～0.5 wt.%，Mg：0.15～1.0 wt.%，Fe：0.05～0.6 wt.%，其中Mg/(Si+Fe)≤2.2，Ti：0.005～0.2 wt.%，其余为Al，所述铝合金中固溶Mg量≤0.3%。本发明专利技术还公开了具有高导热性的空调器用铝合金的制造方法及其应用。本发明专利技术的具有高导热性的空调器用铝合金具有优异的机械性能，满足对强度、延伸率性能同时导热性能高于现有技术空调用铝合金箔10%以上。10%以上。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高导热性的空调器用铝合金及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种铝合金箔及其制造方法，特别是涉及一种具有高导热性的空调器用铝合金及其制造方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高，空调的普及率逐年提高。铝合金由于具有密度小、比强度高、导热性好、易于加工及性价比高等优点被广泛大规模用于生产空调换热片。近几年，空调逐步向小型化、高效能、长寿命方向发展，因此，对空调换热片的要求也逐渐提高，空调器用铝箔向超薄、高导热及高变形性方向发展。
[0003]空调器用铝箔产品由于其性能要求的特殊性，对导热性有较高要求。目前采取的空调器用铝箔使用较多的为3102、8011等Al
‑
Mn
‑
Fe
‑
Si系铝合金，由于合金元素Mn、Si、Fe等含量较高，其产生固溶、细晶、加工硬化等强化效果，但这些合金元素对导热系数有损害。为此，需要考虑合金元素对强度、延伸提升的同时，还需考虑其对导热系数的损害。同时，随着空调器用铝箔逐渐减薄的趋势，其对抗拉强度、延伸率和表面亲水性需要也随之提高，厚度精度要求在2%以下。因此原有的Al
‑
Mn
‑
Fe
‑
Si系铝合金越来越难以满足要求。
[0004]现有空调器用铝箔普遍采用热轧或铸轧工艺制备。铸轧工艺虽然工艺流程简单、耗能低，但其生产出来的产品组织和性能不稳定，箔材易出现粗大晶粒，导致变形性能极差，易产生开裂，使得成品率大大降低。
专利技术内容
[0005]针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种具有高导热性的空调器用铝合金，解决现有铝合金箔难以同时满足高导热性和强度、延伸率要求。本专利技术的另一个目的是提供一种具有高导热性的空调器用铝合金的制造方法。
[0006]本专利技术的技术方案是这样的：一种具有高导热性的空调器用铝合金，包含以下组分：Si：0.08～0.5 wt.%，Mg：0.15～1.0 wt.%，Fe：0.05～0.6 wt.%，其中Mg/(Si+Fe) ≤2.2，Ti：0.005～0.2 wt.%，其余为Al，所述铝合金中固溶Mg量≤0.3%。
[0007]进一步地，所述铝合金为H2x状态，延伸率≥14%，杯突≥5mm，导热率≥210W/(m*k)。
[0008]进一步地，所述铝合金的抗拉强度为100～170MPa。
[0009]进一步地，所述铝合金还包含以下组分：Cu：≤0.5wt.%和Mn：≤0.4 wt.%中的至少一种。
[0010]进一步地，所述铝合金还包含以下组分：Zn：≤0.3 wt.%、Cr：≤0.3 wt.%和Zr：≤0.3 wt.%中的至少一种。
[0011]进一步地，所述铝合金还包含以下组分：RE≤0.2 wt.%。
[0012]进一步地，所述铝合金的厚度为0.05～0.15mm。
[0013]进一步地，所述铝合金表面涂覆有亲水涂层。亲水涂层可显著提高表面的亲水性
能和耐腐蚀性能。优选地，可加入石墨烯和银离子，进一步提高产品的导热性能，产生明显的抗菌防霉功能。
[0014]进一步地，上述的铝合金应用于制造空调散热器。
[0015]一种具有高导热性的空调器用铝合金的制造方法，包括以下步骤：进行原材料选择以连铸连轧得到铸轧板锭，对铸轧板进行冷粗轧、中轧和精轧得到铝箔，对轧制后的所述铝箔进行成品退火；所述连铸连轧时，Ti含量以铝钛硼丝控制，铸轧温度为670～715℃，轧制速率为0.3～1.2m/min，铸轧板锭厚度控制为4.0～13.0mm，晶粒度控制为1级。
[0016]进一步地，所述成品退火时的温度为230～290℃，保温时间为9～15小时。
[0017]本专利技术铝合金的主要元素为 Mg和Si，其中Mg/（Si+Fe）值小于2.2，固溶Mg量为0.3%以下。
[0018]Mg元素的加入主要是形成Mg2Si析出相，在铝基体中Fe会Si形成α
‑
AlFeSi和β
‑
AlFeSi，Fe的加入会消耗Si元素，减少生成Mg2Si的量。因此，当Mg/（Si+Fe）＞2.2 时，Mg元素大量过剩，铝基体中固溶Mg含量>0.3%，晶格畸变严重。金属导热的微观原理是由自由电子的热运动引起的，晶格畸变会使导热电子运动能力下降，造成导热性能下降，同时会降低Mg2Si析出相的溶解度，使其长大粗化，降低强化效果。因此，采用控制Mg/（Si+Fe）值小于2.2，Mg固溶量<0.3%的设计，此时Mg不会过剩，主要与Si形成合金强化相 Mg2Si。该相的形成过程为：过饱和固溶体( SS) —Mg、Si 团簇—GP 区—亚稳β
″
相—亚稳β'相—稳定β( Mg2Si)相。β( Mg2Si)相与基体间没有共格关系，完全从基体中脱离出来，共格应变消失，降低点阵内的晶格畸变程度，减小基体点阵中的导热电子散射源数量和密度，使导热电子的自由程增加，电子运动变得容易，从而保证了高导热性能。
[0019]Si加入铝合金可以和合金元素形成各种强化颗粒，对力学性能的提高起到积极作用。当Mg/（Si+Fe）值小于2.2时，Si主要与Mg反应生成强化相Mg2Si，同时Si元素有过剩。但常温下Si元素在铝合金中的溶解度很小，过剩的 Si 以初晶的形式存在于 α( Al) 中，形成游离态的 Si 颗粒。过剩Si还可以促使合金中的 Mn、Fe、Cr 等元素脱溶形成化合物并析出，降低对导热性能的影响。如Si与 Fe 反应生成AlFeSi相，对力学性能有强化作用。
[0020]适量的 Fe 含量在一定范围内可以促进凝固过程中形成晶核，从而起到晶粒细化作用，改善铸轧组织。形成的AlFeSi、FeAl3强化相有利于铝箔机械性能的提高，同时可以降低Mn的偏析程度。但随Fe含量的提高，会造成基体上初生相增多，从而严重影响合金的力学性能。
[0021]Ti以铝钛硼丝的形式加入到铝合金中，主要与Al形成Al2Ti和TiB2相，在结晶时成为非自发形核核心，促进非均匀形核，显著细化组织，保证铸轧组织晶粒度1级，从而提高铝箔的成形性能。
[0022]第一选择添加元素Mn、Cu。加入少量Mn可生成均匀弥散的Al6Mn相，抑制晶粒长大，显著细化组织，提高铝箔性能，但Mn元素容易产生偏析，造成组织不均匀。Cu元素加入可以形成Al2Cu相或者CuAl团簇GP区，显著改善合金力学性能，但AlCuGP区与基体共格，易引起晶格畸变，导致导热性能下降，且AlCu相易在晶界析出，会造成晶界腐蚀。因此对Mn、Cu加入量进行了控制。
[0023]第二选择添加元素Zn、Cr、Zr。Zn的加入与Mg元素可以形成强化相MgZn2，产生明显强化效果，但Zn含量会显著降低铝合金的开路电位，造成铝合金耐腐蚀性能下降，故要严格
控制Zn含量。在常温下Cr在铝中基本不溶解，与Al形成的金属间化合物可以阻碍再结晶形核和长大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高导热性的空调器用铝合金，其特征在于，包含以下组分：Si：0.08～0.5 wt.%，Mg：0.15～1.0 wt.%，Fe：0.05～0.6 wt.%，其中Mg/(Si+Fe) ≤2.2，Ti：0.005～0.2 wt.%，其余为Al，所述铝合金中固溶Mg量≤0.3%。2.根据权利要求1所述的具有高导热性的空调器用铝合金，其特征在于，所述铝合金为H2x状态，延伸率≥14%，杯突≥5mm，导热率≥210W/(m*k)。3.根据权利要求2所述的具有高导热性的空调器用铝合金，其特征在于，所述铝合金的抗拉强度为100～170MPa。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的具有高导热性的空调器用铝合金，其特征在于，所述铝合金还包含以下组分：Cu：≤0.5wt.%、Mn：≤0.4 wt.%中的至少一种。5.根据权利要求1至3中任意一项所述的具有高导热性的空调器用铝合金，其特征在于，所述铝合金还包含以下组分：Zn：≤0.3 wt.%、Cr：≤0.3 wt.%和Zr：≤0.3 wt.%中的至少一种。6.根据权利要求4所述的具有高导热性的空调器用铝合金，其特征在于，所述铝合金还包含以下组分：Zn：≤0.3 wt.%、Cr：≤0.3 wt.%和Zr：≤0.3 wt.%中的至少一种。7.根据权利要求1至3中任意一项所述的具有高导热性的空调器用铝合金，其特征在于，所述铝合金还包含以下组分：RE≤0.2 wt.%。8.根据权利要求4所述的具有高导热性的空调器用铝合金，其特征在于，所述铝合金还包含以下组分：RE≤0.2 wt.%。9.根据权利要求5所述的具有高导热性的空调器用铝合金，其特征在于，所述铝合金还包含以下组分：RE≤0.2 wt.%。10.根据权利要求6所述的具有高导热性的空调器用铝合金，其特征在于，所述铝合金还包含以下组分：RE≤0.2 wt.%。11.根据权利要求1至3中任意一项所述的具有高导热性的空调器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张全成，袁婷，章建华，张敏达，彭晓彤，王杰，
申请(专利权)人：江苏常铝铝业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：