【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金复合板材，尤其涉及一种铝合金复合板材、al-mg-si铝合金及其铸造方法。
技术介绍
1、为应对二氧化碳排放过高导致的温室效应以及气候变化带来的自然灾害，节能减排和轻量化是各行各业转型过程中必需考虑的降低碳排放的重要策略。
2、铝及铝合金具备较高的比强度以及良好的加工性能和耐腐蚀性，是各行各业追求轻量化过程中应用最为广泛的材料之一。almn系列铝合金具备良好的热导性能、耐腐蚀性能以及加工性能，被广泛应用于热传输领域中。目前，最为典型的铝合金热传输材料牌号为aa3003，主要成分为mn:1.0-1.5wt％，si:0.3-0.6wt％，fe:0.5-0.8wt％，cu:0.05-0.2wt％，o态下其屈服强度为35-50mpa，抗拉强度为95-135mpa，延伸率为17-25％。
3、然而，目前应用于热传输领域中的绝大多数铝合金材料往往只作为实现热交换、传输的功能部件使用，不具备结构支撑作用。随着新能源领域中低碳环保和轻量化发展的要求日益提升，制造行业迫切需求部分功能件能够具备更高的强度，承担一定结构部件的功能。因此，对铝合金热传输材料的强度要求日渐提升。同时，大部分铝热传输结构件都是需要经过冲压或者吹胀等加工流程，因而对材料的塑性也有一定的要求。基于以上，在热传输领域中，需要强度更高的铝合金热传输材料来减少结构件的使用量，实现轻量化降低碳排放。
4、目前almn系列铝合金的强化方法主要有变形强化、弥散强化和细晶强化等，其中弥散强化效果有限，而形变强化后不能满足加工需求，细晶
5、cn114670510a公开了一种铝合金复合板材，所述铝合金复合板材依次包括外侧阻挡层、芯层、中间阻挡层和皮层；所述芯层的材料为6系铝合金，所述6系铝合金中含有si和mg元素的质量百分比至少形成理论值0.49wt％的mg2si，并且还含有0.2-0.3wt％的过量si；所述6系铝合金中含有≤0.4wt％的cu；所述6系铝合金中mn≤0.6wt％；所述芯层中si、mg元素基本以强化相β＂和β＇相的状态存在。本专利技术提供的铝合金复合板力学性能、铸造成型性和冲压成型性能优异，可以作为性能优异的新一代换热器铝合金复合材料使用。专利技术人发现增加al-mg-si合金体系的fe元素可以改善如cn114670510a等此类6xxx及其改良合金的铸造成型性，该案并未提及对合金铸造成型性的改良，也未限制fe元素的添加极限。然而，进一步地发现，在si过剩的体系中，fe含量的多少会影响铝铁硅相形成的种类，进而影响冲压成型性能。
6、因此，开发一款应用于热传输领域，强度较高且铸造成型性和冲压成型性均优异的铝合金板材料迫在眉睫。
技术实现思路
1、鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种铝合金复合板材，在改善铝合金复合板材铸造成型性的同时，使其具有优良冲压成型性能。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种铝合金复合板材，所述铝合金复合板材依次包括第一阻挡层、芯材层和第二阻挡层；所述芯材层中按照重量百分比，包括以下合金组分：si：0.3～0.7％，mg：0.6～1.1％，fe：0.25～0.7％，cu：0.05～0.5％，zr：0.02～0.1％，ti：0.01～0.1％。
4、本专利技术芯材层中si含量控制为0.3～0.7％，例如可以是0.3％、0.4％、0.5％、0.58％、0.6％、0.61％、0.66％或0.7％等，优选为0.55～0.65％，进一步优选为0.55～0.63％，最佳为0.6～0.62％。
5、值得说明的是，si元素可以改善合金铸造过程的流动性，提升材料焊后强度的作用。根据cn114670510a中公开的技术启示，si元素可以与mg元素以特定的理论si元素过剩配比时，形成β″相和β′相镁硅强化相，可以有效提升材料的强度；然而，专利技术人发现当si含量高于0.7％时，且fe元素高于0.5％时，特别是当si元素高于fe元素含量时，相对高浓度的si元素与fe元素会触发合金中骨骼状或者板条状的硬脆性相形成，严重降低材料的韧性，使得材料在钎焊时效前的延展性就变得很差，不利于冲压成型，导致冲压成型报废率高，本专利技术在cn114670510a的技术上进一步提出了对si和fe元素的进一步限制，以提高材料的冲压成型性。在本专利技术的芯材合金元素下，时效后所述芯材层中si、mg元素基本以β＂强化相、β＇强化相和β相的状态存在；虽然，β″相和β′相比于β相而言具有更好的强化效果，但是，如果将si元素含量调整为基于mg2si至少0.2wt％过剩，可能存在si元素浓度偏高，当体系中为提高铸造成型性而添加更高的fe元素时，例如优选添加0.5wt％以上的fe元素，此时高si元素的存在对冲压成型性是不利的，因此，少量的降低si元素使si元素的含量控制在0.3～0.7％，使得芯材层的体系中镁硅相基本为β＂相、β＇相和β相，虽然在强度上有一定的损失，但是可以平衡的铸造成型性和冲压成型性的要求。
6、本专利技术芯材层中mg含量控制为0.6～1.1％，例如可以是，0.6％、0.7％、0.75％、0.8％、0.81％、0.85％、0.9％、0.92％、1.0％或1.1％等，优选为0.8～0.95％，进一步优选为0.83～0.93％，更进一步优选为0.87～0.91％。在一些优选的实施方式中，材料钎焊后时效后的强度仍能媲美于基本为β＂相和β＇相的合金体系。
7、mg元素除了与si元素形成mg2si强化相之外，mg元素还能够固溶于基体中起固溶强化作用。当mg含量低于0.6％时，难以形成足够的mg2si强化相，会导致强化作用不明显。mg元素含量太高时，会导致铸造过程中产生严重裂纹。
8、本专利技术芯材层中fe含量控制为0.25～0.7％，例如可以是0.25％、0.3％、0.42％、0.5％、0.51％、0.52％、0.55％、0.58％、0.6％、0.65％或0.7％等，优选为0.5～0.62％，进一步优选为0.52～0.59％，更进一步优选为0.54～0.58％。
9、fe元素提高铸造成型性。控制fe元素与si元素的添加量，使其形成的共晶相基本以颗粒状的α-fe2sial8共晶相和/或fe3si2al12共晶相形式存在，可以提升材料的强度和硬度，且对韧性降低较少。当fe元素含量过高，在合金中容易形成粗大的脆性alfe金属间化合物，大大降低合金的冲压成形性能和耐腐蚀性能。
10、本专利技术芯材层中cu含量控制为0.05～0.5％，例如可以是0.05％、0.07％、0.08％、0.1％本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铝合金复合板材，其特征在于，所述铝合金复合板材依次包括第一阻挡层、芯材层和第二阻挡层；
2.根据权利要求1所述的铝合金复合板材，其特征在于，所述芯材层中晶粒的平均尺寸为10～20μm，长径比为1.5～2.5；
3.根据权利要求1或2所述的铝合金复合板材，其特征在于，所述芯材层中按照重量百分比Si的含量为0.55～0.65％，优选为0.55～0.63％，进一步优选为0.6～0.62％；
4.根据权利要求1～3任一项所述的铝合金复合板材，其特征在于，所述芯材层中还包括Mn、Zn、Cr、Bi、Ni或Sr中的任意一种或至少两种的组合，且总重量百分含量≤0.3％；
5.根据权利要求1～4任一项所述的铝合金复合板材，其特征在于，所述第一阻挡层和第二阻挡层中按照重量百分比，各自独立地包括以下合金组分：Si：0.3～0.6％，Mn：0.2～0.7％，Fe：0.1～0.35％，Ti：0.01～0.1％；
6.根据权利要求1～5任一项所述的铝合金复合板材，其特征在于，所述第一阻挡层和第二阻挡层中还各自独立地包括Zn、Mg、Cr、Cu
7.根据权利要求1～6任一项所述的铝合金复合板材，其特征在于，所述芯材层的厚度与第一阻挡层和第二阻挡层总厚度之比为7:3～8:2；
8.一种高铸造成型性的Al-Mg-Si铝合金，其特征在于，所述Al-Mg-Si铝合金按照重量百分比，包括以下合金组分：Si：0.3～0.7％，Mg：0.6～1.1％，Fe：0.25～0.7％。
9.根据权利要求8所述的Al-Mg-Si铝合金，其特征在于，所述Al-Mg-Si铝合金按照重量百分比，还包括Cu：0.05～0.5％，Zr：0.02～0.1％，Ti：0.01～0.1％。
10.一种高铸造成型性的Al-Mg-Si铝合金的铸造方法，其特征在于，所述铸造方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金复合板材，其特征在于，所述铝合金复合板材依次包括第一阻挡层、芯材层和第二阻挡层；
2.根据权利要求1所述的铝合金复合板材，其特征在于，所述芯材层中晶粒的平均尺寸为10～20μm，长径比为1.5～2.5；
3.根据权利要求1或2所述的铝合金复合板材，其特征在于，所述芯材层中按照重量百分比si的含量为0.55～0.65％，优选为0.55～0.63％，进一步优选为0.6～0.62％；
4.根据权利要求1～3任一项所述的铝合金复合板材，其特征在于，所述芯材层中还包括mn、zn、cr、bi、ni或sr中的任意一种或至少两种的组合，且总重量百分含量≤0.3％；
5.根据权利要求1～4任一项所述的铝合金复合板材，其特征在于，所述第一阻挡层和第二阻挡层中按照重量百分比，各自独立地包括以下合金组分：si：0.3～0.6％，mn：0.2～0.7％，fe：0.1～0.35％，ti：0.01～0.1％；
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩阳，曹慧霞，廖永启，谢永林，聂存珠，张闯，唐劲松，高勇进，陈国桢，
申请(专利权)人：华峰铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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