本发明专利技术公开了一种高抗下垂性热交换器钎焊用铝合金复合箔，由芯材和包覆层组成，所述包覆层厚度占铝合金复合箔总厚度的8-15%；所述芯材包括下述组分按质量百分比组成：Mn?1.4-1.6，Si?0.4-0.6，Fe?0.50-0.90，Zn?1.00-1.60，V?0.10-0.50，Zr?0.05-0.30，Ti?0.05-0.30，其余为铝及不可避免的杂质，所述杂质中Cu、Mg含量均小于0.05%。本发明专利技术的合金可轧制加工成CAB（可控气氛钎焊，以下简称CAB钎焊）钎焊在内的交换器用铝合金复合箔。本发明专利技术组分配比合理，加工制造容易，制备的合金具有良好的加工成形性能、良好的耐蚀性能、钎焊后良好的抗下垂性能。适于大规模工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种高抗下垂性热交换器钎焊用铝合金复合箔。属于铝合金及其塑性加工
技术介绍
为了提高热交换器的效率和减轻汽车等工程机械重量，铝质热交换器由过去的机械式组装，发展到了现在普遍采用钎焊工艺，它是利用低熔点钎焊Al-Si合金层将铝合金管材和铝合金带箔材连接而成。通常采用标准的3003铝合金，该合金具有良好的成形性能和机械性能，以及可接受的耐蚀性能。近些年，随着铝质热交换器结构设计方面的不断改进，钎焊铝合金箔材的厚度将会逐渐变为0.07_以下。因此，不断研制与开发了一些基于Al-Mn系的铝合金材料，以满足因厚度减薄而带来合金钎焊后抗下垂性相应提高，但其耐蚀性能又不能降低等的性能要求是完全必要的。3XXX系合金是通过在铝中添加Mn，形成固溶强化铝合金，提高合金的强度，并保持良好的耐蚀、导电、导热性能，以及具有优良的焊接性能和塑性加工性能等，现已被广泛应用于汽车、制冷、化工等行业中制作热交换器的散热管和散热片。目前世界上应用最广泛的Al-Mn合金为3003铝合金，但由于合金中Mn的含量较高，在铸造冷却过程中极容易产生偏析，导致合金的腐蚀性能和加工性能降低，限制了 3003铝合金在空调和制冷行业的应用。为了解决这些问题，欧美国家注册了受多项专利保护的X800、K319、3190和3532等铝合金，通过调整合金中的Mn、Fe、Mg、Cu、Zn、Ti等元素的含量，优化其加工工艺，确保合金在钎焊过程中由于Si的扩散而在其表层形成牺牲阳极保护层，从而大大提高了合金的抗腐蚀性能，同时确保合金具有优良力学性能、加工性能和焊接性能。常规3003铝合金往往是通过增加Mn、Cu等元素含量实现固溶强化，并且通过添加Ti元素的含量细化晶粒，这样仅仅能提高合金钎焊前的强度，但当散热器装配通过钎焊炉的高温(约600-630°C )处理后，铝合金材料已完全软化，致使其钎焊后的强度大大降低。CAB氮气保护钎焊的工艺特点，又限制了含Mg的可热处理强化合金的使用。Fe和Cu含量增加还会大大地降低合金的耐蚀性能。因此目前的复合钎焊铝合金箔材还存在着钎焊时下垂值高、钎焊性能低的问题。专利技术专利CN101433910涉及提高钎焊用铝合金复合箔抗下垂性能的方法，中添加Mg 0. 3-0. 6%，CuO. 05-0. 3%，制备出的铝合金复合箔在保持良好力学性能、耐腐蚀性能、钎焊性和加工性等特性的基础上，具有优良的抗下垂性能，较好满足热交换器对铝合金复合箔的诸性能要求；但Cu、Mg对CAB钎焊性有一定的影响，且其不适合用作CAB (可控气氛钎焊)氮气保护钎焊，只适用于真空钎焊。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足而提供一种组分配比合理，加工制造容易，制备的合金具有良好的加工成形性能、良好的耐蚀性能、钎焊后良好的抗下垂性能的高抗下垂性热交换器钎焊用铝合金复合箔。本专利技术一种高抗下垂性热交换器钎焊用铝合金复合箔，由芯材和包覆层组成，所述包覆层厚度占铝合金复合箔总厚度的8-15%;所述芯材包括下述组分按质量百分比组成Mn I. 4-1. 6, Si 0. 4-0. 6, Fe 0. 50-0. 90, Zn I. 00-1. 60, V 0. 10-0. 50, Zr0.05-0.30，Ti 0.05-0. 30，其余为铝及不可避免的杂质，所述杂质中Cu、Mg含量均小于0.05% ;所述包覆层为硅铝合金，其中硅占所述硅铝合金的质量百分比为6. 80-8. 20，其余为铝及不可避免的杂质。本专利技术一种高抗下垂性热交换器钎焊用铝合金复合箔的制备方法，包括下述步骤第一步芯材、硅铝合金包覆层的制备按设计的芯材组分配比取各组分，经熔炼、精炼后浇铸，浇注温度700_720°C，浇注后铸锭在580-620°C下保温18-36小时进行均匀化处理，得到芯材铸锭；按设计的硅铝合金包覆层组分配比取各组分，经熔炼、精炼后浇铸，浇注温度690-710°C，得到硅铝合金铸锭；第二步轧制取第一步得到的芯材铸锭及硅铝合金铸锭，按铝合金复合箔中包覆层厚度占铝合金复合箔总厚度的8-15%的比例，分别下料后按包覆层/芯材/包覆层组合成三层复合锭坯；将所述三层复合锭坯加热至500-540°C均温，热轧，道次压下量5-35%，控制热轧总变形量为85-95%，控制终轧温度不低于350°C ;然后，冷粗轧，道次压下量为15_35%，当累积变形量达到75-85%时，进行中间退火，退火温度350-480°C，保温时间2_6小时，控制冷粗轧总变形量达到90-98%时，停止冷粗轧；将冷粗轧得到的三层复合锭坯加热到350-480°C下保温2-6小时进行二次退火，然后控制道次变形量20-35%，精冷轧至设计的铝合金复合箔厚度。本专利技术的机理简述于下根据本专利技术人研究对于Al-Mn系铝合金，调整Mn、Si、Fe和Zn的含量，复合添加V、Zr和Ti等元素，在提高合金强度的同时，可以不影响合金因点蚀而产生的不均匀腐蚀，且在加工制备过程中使其形成多种的复合强化相阻止晶粒在高温钎焊过程中粗化而获得稳定的细晶组织结构。本专利技术拟采取的技术方案是降低Cu含量，调整Mn、Si、Fe和Zn的含量，复合添加V、Zr和Ti等元素。同时，通过控制轧制与退火工艺确保箔材获得稳定的细晶纤维组织结构，以及在晶内和晶界形成均匀弥散分布的复合高温强化相，从而阻止晶粒在高温钎焊过程中粗化，使合金材料具有更高的抗下垂性能，且保持较好的耐蚀性。本专利技术由于采用上述组分配比及制备方法，具有以下优点及积极效果I、利用Mn与Al形成Al6Mn作为合金的主要强化相，阻碍钎焊加热期间形成再结晶大晶粒的再结晶过程的发生。但Mn含量高于I. 8%后会形成粗大相而严重影响合金的加工成形性能。Mn含量的最佳范围是I. 40%到I. 60%之间。2、Si可以降低Mn的溶解性，Si、Mn结合产生含Mn的高密度弥散体颗粒，对合金强度有一定作用并提高合金铸造过程的流动性，同时还会与Fe、V形成极细的高温稳定相Al (Fe, V) Si，提高合金钎焊后的抗下垂性能，并有效降低因强化合金提高Fe含量带来对合金耐蚀性的不利影响。有些Si也存在于固溶体中，不论在固溶体还是弥散体颗粒中，Si都增加强度。但高于I. 2%后会降低合金的熔点而影响钎焊性能。硅含量的最佳范围是0. 40%到0. 60%之间。3、Fe能提高Al-Mn合金的强度，但高于0. 8%，在合金中易于形成大量粗大的Al-Fe和Al-Fe-Si等金属间化合物，大大降低合金的加工成形性能和耐蚀性能。铁含量的最佳范围是0. 50%到0. 60%之间。4、本专利技术设计的合金组分不含Cu、Mg，并在不可避免杂质中限制Cu、Mg的含量均小于0. 05%,由于合金中不含Cu或Cu含量极低，可有效降低合金中正的腐蚀电位，提高合金抗晶间腐蚀性能；特别是对Mg含量的有效控制，在CAB钎焊中可以有 效提高合金与其他材料之间的钎焊焊接能力。5、Zn单独加入铝中对合金强度的提高有限。但锌能提高铝的电极电位，加入I.0-2. 0%的Zn，可以作为牺牲阳极作用，将点腐蚀变为面腐蚀，提高整体铝合金的耐腐蚀性能。锌含量的最佳范围是I. 40%到I. 60%之间。6、V在铝合金中生成Al11V难溶金属间化合物，在熔炼和铸造过程中细化晶本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高抗下垂性热交换器钎焊用铝合金复合箔，由芯材和包覆层组成，所述包覆层厚度占铝合金复合箔总厚度的8-15% ;所述芯材包括下述组分按质量百分比组成Mn I. 4-1. 6，Si 0.4-0. 6，Fe 0.50-0. 90，Zn I. 00-1. 60, V 0.10-0. 50，Zr 0.05-0.30，Ti 0. 05-0. 30，其余为铝及不可避免的杂质，所述杂质中Cu、Mg含量均小于0. 05% ;所述包覆层为硅铝合金，其中硅占所述硅铝合金的质量百分比为6. 80-8. 20，其余为铝及不可避免的杂质。2.根据权利要求I所述的一种高抗下垂性热交换器钎焊用铝合金复合箔，其特征在于所述芯材包括下述组分按质量百分比组成Mn I. 4-1. 6，Si 0. 5-0. 6，Fe 0. 50-0. 60，Zn I. 40-1. 60，V 0. 15-0. 25，Zr 0. 1-0. 20，Ti 0. 1-0. 15，其余为铝及不可避免的杂质，所述杂质中Cu、Mg含量均小于0. 05%。3.制备如权利要求I或2所述的一种高抗下垂性热交换器钎焊用铝合金复合...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨新远，彭卓玮，张辉，江勇，
申请(专利权)人：长沙众兴新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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