CN100410405C - 铸轧坯料汽车散热器翅片用铝合金箔材及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸轧坯料汽车散热器翅片用铝合金箔材及其制造方法，该箔材的组份和重量配比是：铁0.50-0.70%、硅0.26-0.54%、铜0.01-0.05%、锰1.0-1.3%、锌1.4-1.8%、钛0.01-0.03%，其余为铝。其制造方法是首先进行板坯的铸轧，然后对铸轧板坯进行冷轧加工制得箔材成品。本发明与现有技术相比，在同样的厚度下，产品有较高的强度，高温下抗下垂性能好，能适应汽车散热器高温钎焊时翅片不塌陷。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种汽车钎焊式散热器所使用的热交换器材料，特别是一种热交换器翅片用铝合金箔材，本发明还提供了该铝合金箔材的制造方法。
二、背景技术
近年来随着汽车行业的高速发展，由于铝合金在价格、重量、钎焊强度、防腐性等方面优于铜，因此汽车行业产生了铝制散热器替代铜制散热器的变革。汽车钎焊式散热器由导管和铝合金散热片钎焊而成。导管为扁圆柱状，其一侧由有包覆层的钎焊板经轧制后缝焊而成。铝合金散热片采用机器折叠后再钻散热孔制作而成。由于汽车散热器用铝箔工作环境较为恶劣，要求其具有良好的抗塌陷及耐热能力。与此同时，为了达到节约原材料以及轻型化的目的，散热器铝箔材料又在朝着厚度更薄的方向发展。为了达到上述要求，相应的散热器铝箔材料需要有更高的强度，并提高材料在高温钎焊时的耐高温性和抗下垂性能。因此，新型翅片用铝合金箔材化学成份的选用至关重要，而其制造方法则是铝合金箔材能否达到性能要求的重要因素，目前，现有的散热器铝箔材料成份范围宽广，其中3003牌号铝合金箔材是一种最常用的翅片用材，但是这些材料均不能完全满足汽车散热器翅片用箔材的特定要求。
三、发明内容
1、发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种汽车散热器翅片用铝合金箔材，该材料具有较高的强度，在高温钎焊时具有较好的抗下垂性能，适合于汽车散热器较恶劣的工作环境。本发明的另一个目的是提供一种采用铸轧工艺制造该材料的方法。
2、技术方案：为实现上述目的，本发明所述的散热器翅片用铝合金箔材，其特征在于该材料的组份和重量配比是：铁0.50-0.70％、硅0.26-0.54％、铜0.01-0.05％、锰1.0-1.3％、锌1.4-1.8％、钛0.01-0.03％，其余为铝。
本发明所述的散热器翅片用铝合金箔材的制造方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
1)板坯的铸轧：将按所述比例备好的重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭和锌锭加入熔炼炉中熔化并升温到700-780℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣，并在铝液中加入所述比例的钛元素后进入铸轧机组铸轧，获得具有符合预定成份、结晶组织、板型和外形尺寸等要求的铸轧板坯；铸轧过程及工艺直接影响材料的内在的质量和后续道次的加工，针对散热器用铝合金箔材强度高和表面外观质量要求高的特点，铸轧工序采取了除气除渣措施，在铸轧工艺方面采用了调整铸轧区长度和前箱温度、加强冷却以及在铝液中加入微量钛元素的手段。
2)板带的冷轧：将铸轧板坯进行冷轧加工，根据冷加工率冷轧至预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到20～50％，在该厚度进行中间退火，中间退火的温度是360-420℃，保温时间是12-18小时。然后继续轧制至成品厚度，经拉弯矫直、精密剪切机剪切后制成具有预定轧制组织、板型、外形尺寸及表面质量的成品。其中，轧制道次的分配、中间退火位置(厚度)的选择以及中间退火的工艺都是影响抗下垂性等性能的重要因素。
3、有益效果：本发明与现有技术相比其显著优点：在同样的厚度下，产品有较高的强度，高温下抗下垂性能好，能适应汽车散热器高温钎焊时翅片不塌陷。本发明所述的散热器翅片用铝箔主要技术指标如下：
| 项目 | 抗拉强度MPa | SAG性(抗下垂性)mm |
| 指标 | 160～200 | ≤15mm |
| 检测方法 | 拉力试验 | 专用试验设备(经605℃、5min后检测铝箔下垂量) |
四、具体实施方式
实施例1：材料的化学成份配比是：
| 组份 | 铁 | 硅 | 铜 | 锰 | 锌 | 钛 | 铝 |
| 重量配比 | 0.50 | 0.26 | 0.01 | 1.0 | 1.4 | 0.015 | 其余 |
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是：
1)板坯的铸轧：
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭和锌锭按上述成份计算并备好材料后，加入熔炼炉中熔化并升温到750℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣、在铝液中加入0.015％的微量钛元素后进入铸轧机组铸轧成板坯，铸轧工艺方面参数如下：
| 铸轧区长度mm | 前箱温度℃ | 铸轧速度mm/min | 水温℃ | 水压MPa |
| 40 | 680 | 900 | 25 | 0.5 |
2)板带的冷轧：
铸轧板坯通过8道次轧制，到预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到30％，在该厚度进行中间退火，退火温度为380℃，保温时间为14小时。然后再经过1道次冷轧至成品厚度。
实施例2：材料的化学成份配比是：
| 组份 | 铁 | 硅 | 铜 | 锰 | 锌 | 钛 | 铝 |
| 重量配比 | 0.55 | 0.30 | 0.01 | 1.14 | 1.6 | 0.020 | 其余 |
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是：
1)板坯的铸轧：
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭和锌锭按上述成份计算并备好材料后，加入熔炼炉中熔化并升温到700℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣、在铝液中加入0.020％的微量钛元素后进入铸轧机组铸轧成板坯，铸轧工艺方面参数如下：
| 铸轧区长度mm | 前箱温度℃ | 铸轧速度mm/min | 水温℃ | 水压MPa |
| 44 | 680 | 1000 | 30 | 0.4 |
2)板带的冷轧：
铸轧板坯通过8道次轧制，到预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到25％，在该厚度进行中间退火，退火温度为360℃，保温时间为16小时。然后再经过1道次冷轧至成品厚度。
实施例3：材料的化学成份配比是：
| 组份 | 铁 | 硅 | 铜 | 锰 | 锌 | 钛 | 铝 |
| 重量配比 | 0.60 | 0.30 | 0.02 | 1.2 | 1.6 | 0.020 | 其余 |
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是：
1)板坯的铸轧：
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭和锌锭按上述成份计算并备好材料后，加入熔炼炉中熔化并升温到720℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣、在铝液中加入0.020％的微量钛元素后进入铸轧机组铸轧成板坯，铸轧工艺方面参数如下：
| 铸轧区长度mm | 前箱温度℃ | 铸轧速度mm/min | 水温℃ | 水压MPa |
| 50 | 690 | 1100 | 20 | 0.6 |
2)板带的冷轧：
铸轧板坯通过8道次轧制，到预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到40％，在该厚度进行中间退火，退火温度为400℃，保温时间为12小时。然后再经过1道次冷轧至成品厚度。
实施例4：材料的化学成份配比是：
| 组份 | 铁 | 硅 | 铜 | 锰 | 锌 | 钛 | 铝 |
| 重量配比 | 0.50 | 0.30 | 0.01 | 1.0 | 1.4 | 0.025 | 其余 |
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是：
1)板坯的铸轧：
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭和锌锭按上述成份计算并备好材料后，加入熔炼炉中熔化并升温到760℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣、在铝液中加入0.025％的微量钛元素后进入铸轧机组铸轧成板坯，铸轧工艺方面参数如下：
| 铸轧区长度mm | 前箱温度℃ | 铸轧速度mm/min | 水温℃ | 水压MPa |
| 55 | 685 | 900 | 15 | 0.3 |
2)板带的冷轧：
铸轧板坯通过8道次轧制，到预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到35％，在该厚度进行中间退火，退火温度为380℃，保温时间为15小时。然后再经过1道次冷轧至成品厚度。
实施例5：材料的化学成份配比是：
| 组份 | 铁 | 硅 | 铜 | 锰 | 锌 | 钛 | 铝 |
| 重量配比 | 0.60 | 0.40 | 0.03 | 1.3 | 1.5 | 0.030 | 其余 |
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是：
1)板坯的铸轧：
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭和锌锭按上述成份计算并备好材料后，加入熔炼炉中熔化并升温到740℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣、在铝液中加入0.030％的微量钛元素后进入铸轧机组铸轧成板坯，铸轧工艺方面参数如下：
| 铸轧区长度mm | 前箱温度℃ | 铸轧速度mm/min | 水温℃ | 水压MPa |
| 45 | 680 | 900 | 10 | 0.4 |
2)板带的冷轧：
铸轧板坯通过8道次轧制，到预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到45％，在该厚度进行中间退火，退火温度为420℃，保温时间为14小时。然后再经过1道次冷轧至成品厚度。
实施例6：材料的化学成份配比是：
| 组份 | 铁 | 硅 | 铜 | 锰 | 锌 | 钛 | 铝 |
| 重量配比 | 0.55 | 0.50 | 0.04 | 1.0 | 1.8 | 0.015 | 其余 |
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是：
1)板坯的铸轧：
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭和锌锭按上述成份计算并备好材料后，加入熔炼炉中熔化并升温到780℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣、在铝液中加入0.015％的微量钛元素后进入铸轧机组铸轧成板坯，铸轧工艺方面参数如下：
| 铸轧区长度mm | 前箱温度℃ | 铸轧速度mm/min | 水温℃ | 水压MPa |
| 60 | 690 | 1000 | 30 | 0.6 |
2)板带的冷轧：
铸轧板坯通过8道次轧制，到预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到50％，在该厚度进行中间退火，退火温度为380℃，保温时间为18小时。然后再经过1道次冷轧至成品厚度。
Claims (2)
1. 一种铸轧坯料汽车散热器翅片用铝合金箔材，其特征在于该材料的组份和重量配比是：铁0.50-0.70％、硅0.26-0.54％、铜0.01-0.05％、锰1.0-1.3％、锌1.4-1.8％、钛0.01-0.03％，其余为铝。
2. 权利要求1所述铸轧坯料汽车散热器翅片用铝合金箔材的制造方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
1)板坯的铸轧：将按上述比例备好的重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭和锌锭加入熔炼炉中熔化并升温到700-780℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣，在铝液中加入上述比例的钛元素后进入铸轧机组铸轧，获得铸轧板坯；
2)板带的冷轧：将铸轧板坯进行冷轧加工，根据冷加工率冷轧至预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制在20～50％，在该厚度进行中间退火，中间退火的温度是360-420℃，保温时间是12-18小时；然后继续轧制至成品厚度，经拉弯矫直、剪切后制得成品。
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