CN101069941A - 钎焊式热传输用铝合金复合材料的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钎焊式热传输用铝合金复合材料的制造方法，它采用抛光、高压风、酒精清洗等处理技术对焊合前的基体、包覆层表面进行处理，达到表面平整无痕、无污物，保证材料组织中无气泡、无杂质；均匀化处理后再进行铣削加工，防止了加工面的氧化；本发明可靠实用，对环境基本无污染，所生产的产品经专业检测部门检验，产品性能达到了标准要求，用户使用反映性能良好。

Description

钎焊式热传输用铝合金复合材料的制造方法

技术领域

本发明涉及一种金属材料加工技术领域，尤其涉及一种制造钎焊式热传输用铝合金复合材料的方法。

背景技术

随着现代工业的发展，人们对材料的要求越来越高，单一种材料的铝合金板带箔，已不能满足人们更高的要求。而复合材料能满足人们更高的要求，热传输用铝合金复合材料技术发展的主要趋势是：

①复合材料具有良好的热、力学性。强度高、抗腐蚀、热稳定性好的热交换器用复合材料，可使热交换器材料厚度减薄或在更高的压力下工作，可将热交换器做得更加紧凑，进一步减轻重量，降低成本。

②复合材料的基体与包覆层界面结合是复合技术的重点，现在铝基复合材料界面制造理论有多种，但如何开发更加可靠实用的复合技术是产品制造的关键。

钎焊式热传输用铝合金复合材料一般由二层或多层复合而成，附图示出了三层复合材料的结构，其中中间是基体1(母材)，上下两层分别为包覆层(钎焊层2和防腐层3)，钎焊层2用作钎焊，基体1起强度支撑和散热作用，防腐层3是防水防腐层。复合材料的性能比单合金热交换率提高、抗腐蚀性能提高，使用寿命更长。该材料具有良好的钎焊性能，热传输性能，抗腐蚀性能及加工性能，比铜具有更优势的价格。

制造该材料的关键技术为如何用更加可靠、环保、节能的将需要的材料复合为一体。现有的工艺需将材料的结合面酸洗、碱洗，严重污染了环境。有的工艺需将母材加热后进行预轧制，极大地消耗了能源。

如何获得产品较好的表面质量、精确的尺寸和平整的板形、均匀的内部组织、优良的力学性能、耐腐蚀性等特点，成为本技术领域工程技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环保、节能，产品的表面质量好、尺寸精确、板形平整、内部组织均匀、力学性能优良的钎焊式热传输用铝合金复合材料的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：钎焊式热传输用铝合金复合材料的制造方法，包括以下步骤：

第一步：根据复合材料的性能要求，设计基体及各包覆层材料的化学成分配方；根据配方将铝锭熔炼分别浇铸成基体毛坯、包覆层毛坯；

第二步：将基体毛坯在加热炉内600℃-620℃保温6小时，进行均匀化处理；

第三步：将均匀化处理的基体毛坯表面进行铣削加工，去除表面的氧化皮，然后将已去除表面氧化皮的基体表面用酒精擦洗后再用高压风吹干；将包覆层毛坯表面进行铣削加工，去除表面氧化皮，然后加热至500℃-520℃进行热轧，热轧后的周边尺寸与基体毛坯尺寸相同，然后用抛光机去除氧化层；将吹干后的基体和包覆层叠放，并将基体和包覆层结合面处焊合；

第四步：将焊合后的基体与包覆层在加热炉内加热，加热温度500℃-520℃，保温5小时；然后对焊合体进行热轧，热轧时直接从一端至另一端轧制；在厚度轧至总厚度的4/5前采用每道次压下量1mm-3mm，使各层初步结合；随后采用大轧制力大压下量轧制，轧制力为8000KN-12000KN，压下量为每道次20mm-50mm，保证各层结合良好，热轧至6mm-8mm结束；

第五步：将热轧完成的半成品送入铝板带箔冷轧机进行冷轧，轧制后产品的厚度为0.08mm-3mm，轧制过程中，必须使用压缩空气将残留在板带箔材表面上的工艺润滑油吹掉，以保证产品具有好的表面质量。

作为一种改进，所述基体毛坯加工面铣削加工完成后至酒精擦洗前，应使用纸张加塑料布覆盖铣削加工表面。

作为一种改进，所述基体毛坯表面铣削完成至热轧时间不超过48小时。

由于采用了上述技术方案，采用抛光、高压风、酒精清洗等处理技术对焊合前的基体、包覆层表面进行处理，达到表面平整无痕、无污物，保证材料组织中无气泡、无杂质；均匀化处理后再进行铣削加工，防止了加工面的氧化；本发明可靠实用，对环境基本无污染，所生产的产品经专业检测部门检验，产品性能达到了标准要求，用户使用反映性能良好。

附图说明

附图是本发明实施例生产产品的结构示意图。

具体实施方式

热传输用铝合金复合材料是将不同材质的铝合金板带焊合后在热轧机上经高温、高压轧制在一起，随后冷轧至成品。根据不同的使用性能，使得各层有各层的作用。复合材料由两到三层组成：①它的第一层作钎焊，第二层是基体，第三层是防水层；②基体两面均复合钎焊层；③基体一面复合钎焊层。

复合材料基体采用AA3003，钎焊层采用AA4343或AA4045，防水层采用AA7072，材料的选择综合了芯体材料和包覆层材料的优点。

本实施例以三层复合材料对本发明作详细的描述。

第一步：根据复合材料的性能要求，设计基体及各包覆层材料的化学成分配方；根据配方将铝锭熔炼分别浇铸成基体毛坯、包覆层毛坯；

根据使用要求，考虑组织性能及工艺性确定铝合金复合材料基体AA3003、钎焊层AA4043或AA4045、防腐层AA7072的化学配方。其中基体与防腐层化学成份较关键。以质量百分比表示的成份含量如下：

基体AA3003成份

元素	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Zr	Ti	Al
											最大	0.6	0.7	0.70	1.5	0.05	0.05	0.1	0.05	0.05	rem
最小			0.05	1.0

防腐层AA7072成份

元素	Si+Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Zr	Ti	Al
										最大	0.7	0.10	0.10	0.10	0.05	1.3	0.05	0.05	rem
最小						0.8

熔铸时采用两套精炼装置吹入氮气和精炼剂精炼，铸造时保证铸造速度、水压、水温，浇铸成340×1260×6000mm的铸锭，避免铸锭缺陷。

第二步：将基体毛坯在加热炉内600℃-620℃保温6小时，进行均匀化处理，使铸锭组织均匀化。

第三步：将均匀化处理的基体毛坯表面进行铣削加工，去除表面的氧化皮，然后将已去除表面氧化皮的基体表面用酒精擦洗后再用高压风吹干；将包覆层毛坯表面进行铣削加工，去除表面氧化皮，然后加热至500℃-520℃进行热轧，热轧后的周边尺寸与基体毛坯尺寸相同，然后用抛光机去除氧化层；将吹干后的基体和包覆层叠放，并将基体和包覆层结合面处焊合。

加工面铣削加工后酒精擦洗前应用纸张加塑料布覆盖，目的防止表面的进一步氧化；酒精擦洗后酒精易挥发且酒精对铝表面无腐蚀性。

第四步：将焊合后的基体与包覆层在加热炉内加热，加热温度500℃-520℃，保温5小时；然后对焊合体进行热轧，热轧时直接从一端至另一端轧制；在厚度轧至总厚度的4/5前采用每道次压下量1mm-3mm，使各层初步结合；随后采用大轧制力大压下量轧制，轧制力为8000KN-12000KN，压下量为每道次20mm-50mm，保证各层结合良好，热轧至6mm-8mm结束。

第五步：将热轧完成的半成品送入铝板带箔冷轧机进行冷轧，轧制后产品的厚度为0.08mm-3mm，当厚度达到测量范围时使用测厚仪测厚，并投入AGC系统对厚度进行自动调节和控制，保证材料厚度符合要求。轧制过程中，必须使用压缩空气将残留在板带箔材表面上的工艺润滑油吹掉，以保证产品具有好的表面质量。

基体毛坯表面铣削完成至热轧时间不应超过48小时，目的防止结合表面的氧化。

本实施例生产的“热传输用铝合金复合材料”是一种有优良性能的铝合金材料，它通过合金配料、熔炼、铸坯，将多种不同材质铝合金板带焊合经高温加热后再热轧轧制在一起，即同一板材由多层组成，根据不同的使用性能，使得各层具有各层的作用；如汽车热交换器上用的铝合金复合材料主要由两层以上铝合金经热复合轧制而成，它的第一层用作钎焊，第二层芯层起强度支撑和散热作用，第三层是防水层。复合材料的性能比单合金热交换率提高、抗腐蚀性能提高，使用寿命更长。

Claims (3)

1.钎焊式热传输用铝合金复合材料的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：根据复合材料的性能要求，设计基体及备包覆层材料的化学成分配方；根据配方将铝锭熔炼分别浇铸成基体毛坯、包覆层毛坯；

第二步：将基体毛坯在加热炉内600℃-620℃保温6小时，进行均匀化处理；

第三步：将均匀化处理的基体毛坯表面进行铣削加工，去除表面的氧化皮，然后将已去除表面氧化皮的基体表面用酒精擦洗后再用高压风吹干；将包覆层毛坯表面进行铣削加工，去除表面氧化皮，然后加热至500℃-520℃进行热轧，热轧后的周边尺寸与基体毛坯尺寸相同，然后用抛光机去除氧化层，表面用酒精擦洗后再用高压风吹干；将吹干后的基体和包覆层叠放，并将基体和包覆层结合面处焊合；

第四步：将焊合后的基体与包覆层在加热炉内加热，加热温度500℃-520℃，保温5小时；然后对焊合体进行热轧，热轧时直接从一端至另一端轧制；在厚度轧至总厚度的4/5前采用每道次压下量1mm-3mm，使各层初步结合；随后采用大轧制力大压下量轧制，轧制力为8000KN-12000KN，压下量为每道次20mm-50mm，保证各层结合良好，热轧至6mm-8mm结束；

第五步：将热轧完成的半成品送入铝板带箔冷轧机进行冷轧，轧制后产品的厚度为0.08mm-3mm，轧制过程中，必须使用压缩空气将残留在板带箔材表面上的工艺润滑油吹掉，以保证产品具有好的表面质量。

2.如权利要求1所述的钎焊式热传输用铝合金复合材料的制造方法，其特征在于：所述基体毛坯加工面铣削加工完成后至酒精擦洗前，应使用纸张加塑料布覆盖铣削加工表面。

3.如权利要求1所述的钎焊式热传输用铝合金复合材料的制造方法，其特征在于：所述基体毛坯表面铣削完成至热轧时间不超过48小时。