CN100507045C - 热轧坯料汽车散热器翅片用铝合金箔材的制造方法 - Google Patents

热轧坯料汽车散热器翅片用铝合金箔材的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种热轧坯料汽车散热器翅片用铝合金箔材制造方法,该箔材的组份和重量配比是:铁0.05-0.30%、硅0.90-1.30%、铜0.05-0.15%、锰1.4-2.0%、锌1.2-1.8%、锆0.10-0.25%、钛0.01-0.03%,其余为铝。其制造方法是首先进行板坯的热轧,然后对热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

热轧坯料汽车散热器翅片用铝合金箔材的制造方法
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的制造方法,使用该方法制备的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。
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的制造方法,其特征在于该方法包括以下步骤:
1)板坯的热轧:按铁0.05—0.30%、硅0.90—1.30%、铜0.05-0.15%、锰1.4—2.0%、锌1.2—1.8%、锆0.10—0.25%,钛0.01-0.03%,其余为铝的重量比例将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆中间合金锭和锌锭加入熔炼炉中熔化并升温到720-800℃,精炼、除渣、搅拌、调整成份后进入静置炉,静置、精炼、除气、除渣,保温至700-730℃后铸造,并启用炉外精炼装置进一步除气除渣;及启用ALTiB(铝钛硼)细化剂添加装置在铝液中加入0.01-0.03%的钛元素细化晶粒;并在保证冷却水流量180-220m3/h的条件下,以40-60mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯;锭坯经锯头、铣面后热轧,其中热轧乳液浓度控制在2.5-3.5%,PH值控制在7.5-8.5,开轧温度控制在440-480℃,终轧温度控制在250-330℃,经过一组道次的热轧,最终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热轧板坯;
2)板带的冷轧:将热轧板坯进行冷轧加工,到预定厚度,使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到25~60%,在该厚度进行中间退火,中间退火的温度是350-450℃,保温时间是12-20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 180~220 ≤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)
一、具体实施方式
实施例1:材料的化学成份配比是:
 
组份
重量配比 0.10 0.90 0.05 1.4 1.3 0.10 0.01 其余
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是:
1)板坯的热轧:
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆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,保温至700℃后铸造,启用炉外精炼装置及ALTiB细化剂添加装置,进一步除气除渣及细化晶粒,保证在铝液中加入上述比例的钛元素,并在保证冷却水流量180m3/h的条件下,以45mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯。锭坯经锯头、铣面后热轧,其中热轧乳液浓度控制在2.5%,PH值控制-在7.5,开轧温度控制在440℃,终轧温度控制在250℃,经过多道次热轧,最终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热轧板坯;
2)板带的冷轧:
热轧板坯通过7道次冷轧,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360℃,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
重量配比 0.20 1.0 0.10 1.5 1.5 0.15 0.02 其余
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是:
1)板坯的热轧:
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆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,保温至710℃后铸造,启用炉外精炼装置及ALTiB细化剂添加装置,进一步除气除渣及细化晶粒,保证在铝液中加入上述比例的钛元素,并在保证冷却水流量190m3/h的条件下,以45mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯。锭坯经锯头、铣面后热轧,其中热轧乳液浓度控制在2.8%,PH值控制在8.0,开轧温度控制在450℃,终轧温度控制在280℃,经过多道次热轧,最终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热轧板坯;
2)板带的冷轧:
热轧板坯通过7道次冷轧,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380℃,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3:材料的化学成份配比是:
 
组份
重量配比 0.15 1.1 0.12 1.6 1.6 0.20 0.025 其余
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是:
1)板坯的热轧:
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆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,保温至720℃后铸造,启用炉外精炼装置及ALTiB细化剂添加装置,进一步除气除渣及细化晶粒,保证在铝液中加入上述比例的钛元素,并在保证冷却水流量200m3/h的条件下,以50mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯。锭坯经锯头、铣面后热轧,其中热轧乳液浓度控制在3.0%,PH值控制在8.0,开轧温度控制在460℃,终轧温度控制在290℃,经过多道次热轧,最终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热轧板坯;
2)板带的冷轧:
热轧板坯通过7道次冷轧,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16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
重量配比 0.20 1.2 0.15 1.8 1.7 0.18 0.03 其余
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是:
1)板坯的热轧:
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆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,保温至725℃后铸造,启用炉外精炼装置及ALTiB细化剂添加装置,进一步除气除渣及细化晶粒,保证在铝液中加入上述比例的钛元素,并在保证冷却水流量210m3/h的条件下,以50mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯。锭坯经锯头、铣面后热轧,其中热轧乳液浓度控制在3.0%,PH值控制在8.5,开轧温度控制在460℃,终轧温度控制在300℃,经过多道次热轧,最终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热轧板坯;
2)板带的冷轧:
热轧板坯通过8道次冷轧,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18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
重量配比 0.25 1.0 0.12 1.7 1.4 0.25 0.015 其余
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是:
1)板坯的热轧:
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆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,保温至710℃后铸造,启用炉外精炼装置及ALTiB细化剂添加装置,进一步除气除渣及细化晶粒,保证在铝液中加入上述比例的钛元素,并在保证冷却水流量200m3/h的条件下,以50mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯。锭坯经锯头、铣面后热轧,其中热轧乳液浓度控制在3.5%,PH值控制在8.0,开轧温度控制在480℃,终轧温度控制在320℃,经过多道次热轧,最终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热轧板坯;
2)板带的冷轧:
热轧板坯通过7道次冷轧,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400℃,保温时间为18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
重量配比 0.30 1.3 0.10 1.6 1.8 0.20 0.018 其余
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是:
1)板坯的热轧:
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆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800℃,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,保温至730℃后铸造,启用炉外精炼装置及ALTiB细化剂添加装置,进一步除气除渣及细化晶粒,保证在铝液中加入上述比例的钛元素,并在保证冷却水流量220m3/h的条件下,以60mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯。锭坯经锯头、铣面后热轧,其中热轧乳液浓度控制在3.2%,PH值控制在8.2,开轧温度控制在470℃,终轧温度控制在330℃,经过多道次热轧,最终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热轧板坯;
2)板带的冷轧:
热轧板坯通过7道次冷轧,到预定厚度,使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到55%,在该厚度进行中间退火,退火温度为450℃,保温时间为12小时。然后再经过1道次冷轧至成品厚度。

Claims (2)

1、一种热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)板坯的热轧:按铁0.05—0.30%、硅0.90—1.30%、铜0.05-0.15%、锰1.4—2.0%、锌1.2—1.8%、锆0.10—0.25%,钛0.01-0.03%,其余为铝的重量比例将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆中间合金锭和锌锭加入熔炼炉中熔化并升温到720-800℃,精炼、除渣、搅拌、调整成份后进入静置炉,静置、精炼、除气、除渣,保温至700-730℃后铸造,并启用炉外精炼装置进一步除气除渣;及启用铝钛硼细化剂添加装置在铝液中加入0.01-0.03%的钛元素细化晶粒;然后浇注成热轧锭坯;锭坯经锯头、铣面后热轧,经过一组道次的热轧,获得热轧板坯;
2)板带的冷轧:将热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25~60%,在该厚度进行中间退火,中间退火的温度是350-450℃,保温时间是12-20小时,然后继续轧至成品厚度,经拉弯矫直、剪切后制得成品。
2、根据权利要求1所述的热轧坯料汽车散热器翅片用铝合金箔材的制造方法,其特征是:在步骤1)的浇注过程中,冷却水流量为180-220m3/h,铸造速度为40-60mm/min。
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