CN101088646A - 提高复合铝钎焊箔材钎焊性能的轧制加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高复合铝钎焊箔材钎焊性能的轧制加工工艺，其特征在于：是将基材合金3003和覆层合金4343板材进行表面清洗，并对称包覆，经过加热和热轧使芯材和包覆材复合，然后冷轧到一定的厚度，在温度为380～440℃条件下保温60～120min进行成品前退火，然后再以10～40％加工率进行最后冷轧加工成复合铝钎焊箔材。本发明由于采用的成品前退火工艺和对最后冷加工率进行控制，使两工艺实现合理匹配，从而有利于实际生产条件下对钎焊复合铝箔材质量的控制，提高复合箔材的钎焊性能，形成内在组织和性能优良的钎焊箔材，高温钎焊时，覆层金属对基材金属的熔蚀程度小，基材金属的强度高，下垂值低，钎焊性能优良。
Description
技术领域
本发明属于材料轧制加工成形领域，特别涉及一种提高复合铝钎焊箔材钎焊性能的轧制加工工艺。
背景技术
铝合金复合板是空气分离设备和汽车配件热交换器的关键材料，生产难度大，技术要求高。它是由包覆层合金单面或双面包覆基体合金，经复合轧制而成。基体合金和包覆层合金均是根据热交换器的不同结构、不同钎焊方式、不同用途等要求而专门研制的新型合金。
汽车散热器用多层铝合金复合带是这种新材料的另一个卓有成效的应用。汽车散热器是汽车内的换热元件，它包括水箱、冷凝器、蒸发器和暖风机等，是汽车内的重要部件。汽车散热器需要用强度高、重量轻、耐腐蚀、导热性能好和钎焊性能好的金属材料来制造。上世纪50年代以前全部用铜材，60年代后国外开始了铝材在此方面的应用。近年来，各个工业国家又着手将综合性能更为优越的铝合金复合材料用于散热器的生产和制造。与铜质散热器相比，铝质散热器有重量轻、耐腐蚀、可靠性高、成本低和易回收等优点。因此，现在铝合金复合带作为车用换热材料已广泛地应用在汽车工业中。在欧洲、北美和日本，铝质复合材料散热器的普及率现已达90％以上。另外，一些家用空调器、制氧机的散热器和柴油机的冷却器，以及其他一些机械的散热器和冷却器也使用了这种铝合金复合带。
汽车水箱散热器经受非常苛刻的环境影响、反复的热循环和使用周期中产生的振动，对材料性能和焊接方法都提出了严峻挑战。因此，汽车散热器大多采用双面复合铝钎焊箔带与铝合金流体管组装高温钎焊而成，对复合钎焊箔材要求具有良好的钎焊性、散热性外，还应具有良好的抗下垂性能，否则在600℃左右高温下钎焊时很容易发生高温软化变形，影响散热器的性能。由于热交换器生产线对铝合金复合板的综合技术质量要求很严格，因此，目前的复合钎焊铝箔材还存在着钎焊时下垂高、钎焊性能低的问题。
发明内容
本发明的目的，是提供一种提高复合铝钎焊箔材钎焊性能的轧制加工工艺，加工出的复合钎焊箔材组织结构合理，具有高的抗下垂性能和优良的钎焊性能。
本发明的技术方案是：一种提高复合铝钎焊箔材钎焊性能的轧制加工工艺，是将基材合金3003和覆层合金4343板材进行表面清洗，并对称包覆，经过加热和热轧使芯材和包覆材复合，然后冷轧到一定的厚度，在温度为380～440℃条件下保温60～120min进行成品前退火，然后再以10～40％加工率进行最后冷轧加工成复合铝钎焊箔材。
本发明中成品前的退火作用是获得一定程度的再结晶组织，提高塑性便于后续冷轧加工，同时为成品获得优良组织和性能打下基础。最终冷轧加工作用获得尺寸精度高，组织和性能良好的复合钎焊箔材。
本发明能很好地控制复合箔材的组织结构，从而实现对性能的控制。在成品前的退火过程中，基体材料产生再结晶，然而由于不同的退火温度和保温时间，再结晶程度和晶粒大小有所不同，采用不同的最后冷轧加工率轧制之后，材料内的储能存在差异，但该储能大小不能使复合箔材在高温钎焊时重新形成新的细小再结晶晶粒，而是为原有的再结晶晶粒产生长大提供驱动力，形成粗大的晶粒，提高材料的抗下垂值和钎焊性能。
本发明由于采用的成品前退火工艺和对最后冷加工率进行控制，使两工艺实现合理匹配，从而有利于实际生产条件下对钎焊复合铝箔材质量的控制，提高复合箔材的钎焊性能，形成内在组织和性能优良的钎焊箔材，高温钎焊时，覆层金属对基材金属的熔蚀程度小，基材金属的强度高，下垂值低，钎焊性能优良。
附图说明
图1A为实施例1的复合铝钎焊箔材的组织照片；
图1B为实施例1中的复合铝钎焊箔材抗下垂实验后的组织照片；
图2A为实施例2的复合铝钎焊箔材的组织照片；
图2B为实施例2中的复合铝钎焊箔材抗下垂实验后的组织照片；
图3A为实施例3的复合铝钎焊箔材的组织照片；
图3B为实施例3中的复合铝钎焊箔材抗下垂实验后的组织照片；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。
实施例1
选取的芯板材料为3003铝合金用为基材，包覆板覆层合金材料为4343铝合金。这两种材料的化学成分如表1所示。
表1 3003、4343铝合金的化学成分
将芯板和包覆板用化学方法或物理方法进行表面清洗处理之后，按13-17％的包覆率进行对称包覆，加热之后，控制热轧工艺实现良好的热轧复合。
将热轧复合板冷轧到0.18mm，在380℃温度下保温120min，随后采用38.8％加工率冷轧成0.11mm的复合铝钎焊箔材，其组织照片如图1A所示，从照片可以看出箔材的晶粒较大。
箔材在标准的抗垂实验装置内经610℃×5min退火之后，其组织照片如图1B所示，显示芯材晶粒组织明显粗大，下垂值为5.6，表明其钎焊性能的抗下垂性能优良。
实施例2
采用的合金材料、表面清洗处理、包覆作业、加热和热轧复合等工序与实施例1相同。
热轧复合板冷轧到0.2mm，在400℃温度下保温80min，随后采用20％加工率冷轧成0.16mm的复合铝钎焊箔材，其组织照片如图2A所示，从照片可以看出箔材的晶粒相对较小。
箔材在抗垂实验装置内经610℃×5min退火之后，其组织照片如图2B所示，显示芯材晶粒组织较粗大，下垂值为7.3，表明其钎焊性能和抗下垂性能优良。
实施例3
采用的合金材料、表面清洗处理、包覆作业、加热和热轧复合等工序与实施例1相同。
热轧复合板冷轧到0.26mm，在440℃温度下保温60min，随后采用38.46％加工率冷轧成0.16mm的复合铝钎焊箔材，其组织照片如图3A所示，内部晶粒组织细小。
箔材在抗垂实验装置内再经610℃×5min退火之后，其组织照片如图3B所示，芯材晶粒组织大，下垂值为8.5，表明钎焊性能及抗下垂性能优良。
Claims (2)
1、一种提高复合铝钎焊箔材钎焊性能的轧制加工工艺，其特征在于：是将基材合金3003和覆层合金4343板材进行表面清洗，并对称包覆，经过加热和热轧使芯材和包覆材复合，然后冷轧到一定的厚度，在温度为380～440℃条件下保温60～120min进行成品前退火，然后再以10～40％加工率进行最后冷轧加工成复合铝钎焊箔材。
2、如权利要求1所述的提高复合铝钎焊箔材钎焊性能的轧制加工工艺，其特征在于：所述的表面清洗为物理或化学清洗。
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