CN101121306A - 中温钎焊多层复合铝合金板、带(箔)及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种钎焊温度为560～575℃的多层复合硬钎焊铝合金板带(箔)材及其制备方法；以3003或3N03合金为基材，在其表面包覆Al－Si－Cu－Zn合金或Al－Si－Cu合金作为钎料层，经热轧复合、冷轧、热处理、分剪等工序制成各种厚度、各种宽度的复合板带(箔)材。本发明采用的钎料Al－Si－Cu－Zn合金和Al－Si－Cu合金具有较低的固相线温度和较低的液相线温度，因此可在560～575℃中温下进行钎焊，焊后工件不翘曲变形、散热带不熔蚀烧断、不倒塌和金属堆积等缺陷；焊料流动性好，焊缝饱满、强度高并降低了钎焊能耗；是一种适用于铝热传输器、电子设备中的冷板、平板缝隙天线用的自钎焊材料。
Description
技术领域 本发明涉及一种铝热传输器、电子设备中的冷板、平板缝隙天线等中温钎焊用多层复合铝合金板带(箔)材及其制备方法。
背景技术 目前，铝热传输器、电子设备中的冷板、平板缝隙天线等用的硬钎焊多层复合铝合金板、带(箔)材，大多是以3003或3N03合金为基材，在一面或两面包复Al-Si系合金作钎料层，经热(冷)轧制复合、冷轧、热处理、分切而成；这种复合材料的钎料Al-Si合金，其固相线温度为577℃、液相线温度为590℃以上，因而其钎焊温度高达600～615℃，与基材3003或3N03合金的固相线温度643℃，仅相差30℃左右，在钎焊温度下，3003或3N03基材严重软化，很容易造成焊后工件翘曲变形、散热带熔蚀、烧断、倒塌和金属堆积等缺陷；严重影响成品率和经济效益。
发明内容 为了克服上述不足，本发明提供一种中温钎焊用复合铝合金板、带(箔)材及其制备方法。
中温钎焊多层复合铝合金板、带(箔)，以3003或3N03合金为基材，在基材表面包复Al-Si-Cu-Zn系合金作为钎料材，Al-Si-Cu-Zn合金的重量百分组成为：Si：6.5～10.8％，Cu：2.5～5.6％，Zn：3.5～9.5％，Mn：0.05～0.25％，Fe：0.05～0.15％，余量为Al。
中温钎焊多层复合铝合金板、带(箔)，以3003或3N03合金为基材，在基材表面包复Al-Cu-Si系合金作为钎料材，Al-Si-Cu合金的重量百分组成为：Si：3.5～7.8％，Cu：20～29％，Mn：0.05～0.15％，Fe：0.05～0.10％，余量为Al。
钎料合金包复在基材的一面或二面。
上述中温钎焊多层复合铝合金板带(箔)材的制备方法，包括以下步骤：
(1)将作为基材的3003或3N03合金板坯，在590～620℃温度下在电炉中进行12～20小时均匀化退火；表面铣面；
(2)将基材和钎料板材，在NaOH溶液中蚀洗，再在HNO3溶液中中和，用热水冲洗干净，晾干；
(3)将上述基材和钎料板材组装，在基材的表面置钎料板材，用氩弧焊定位；
(4)将组装好的基材和钎料板材坯料置于加热炉中，加热至480～500℃，保温4～8小时，然后热轧至3.5～8mm；控制终轧温度不低于360℃；
(5)将热轧板冷轧至1.0～2.1mm，制得本发明的中温钎焊多层复合铝合金板；并切边成卷；
(6)将冷轧板卷置于电炉中，在360～400℃温度下保温4～8小时，冷却至室温，冷精轧至0.1～0.2mm得成品冷轧带(箔)；将成品冷轧带(箔)放入电炉中，在230～280℃温度下保温18～24小时后；出炉自然冷却到室温，制得本发明的中温钎焊多层复合铝合金带(箔)。
所述Al-Si-Cu-Zn或Al-Cu-Si系钎料的制备方法如下：
按成分配比进行配料，将上述配料投入火焰反射炉中，在700～730℃温度下进行熔炼和精炼，变质处理后制成铝融体；在650～680℃温度下铸成板坯，用双面铣将两个大面铣面，铣削深度不小于5mm；将经铣面钎料坯放进电炉中，在480～500℃温度下加热，加热时间不小于18小时；在480℃下开始热轧，得到钎料板坯。
本发明的特征在于采用Al-Si-Cu-Zn系合金或Al-Cu-Si系合金代替AI-Si合金作钎焊层，由于这种钎料合金的固相线温度为525℃、液相线温度为535～555℃，因此本发明提供的材料的钎焊温度为560～575℃；比基材3003或3N03合金固相线温度(643℃)低70℃～90℃左右；在本发明材料的焊接温度下，大大地降低了3003或3N03基体合金的软化程度，从而有效地防止了焊后工件翘曲变形、散热带熔蚀、烧断、倒塌和金属堆积等缺陷；提高了成品率和经济效益；降低了焊接能耗。
具体实施方式
实施例1：
(1)作为基材的3003按其正常熔铸工艺熔炼、半连铸成板坯，在620℃温度下对所获板坯在电炉中进行20小时均匀化退火；上下两大面分别铣削5mm待用；
(2)制备Al-Si-Cu-Zn系钎料合金步骤：
(a)选用10.0份的Si，4.5份的Cu，7.0份的Zn，余为Al；将上述配料投入火焰反射炉中，在700～730℃温度下进行熔炼和精炼，变质处理后制成铝融体；
(b)在650～680℃温度下，用半连铸机铸成板坯；
(c)用锯切机切除头尾，并按工艺要求锯切成定尺坯，用双面铣将两个大面铣面，铣除深度不小于5mm；
(d)将上述钎料坯放进推进式电炉中，在490℃温度下加热，加热时间为16小时；
(e)将温度为480℃的钎料合金坯，用热轧开坯机轧到复合配对工艺规定的厚度，并按复合配对工艺要求定尺剪切成板坯；
(3)取3003基材锭1块和钎料板坯2块为1组，在10％NaOH溶液中蚀洗10分钟左右，再在30％HNO3中中和1分钟左右，之后用热水冲洗干净，晾干待用；
(4)将上述板坯组装，在基材的上下面分别置钎料材1块，用氩弧焊定位；
(5)将组装好的坯料置于加热炉中，在490℃温度下加热8小时；
(6)将温度为480℃的坯料，热轧到4.5mm厚度；并控制终轧温度不低于360℃；
(7)将4.5mm厚的热轧板，用四辊冷轧机轧到1.2mm，并切边成卷；
(8)将1.2mm的冷轧板卷置于电炉中，在360～400℃温度下保温4～8小时，出炉冷却到室温；
(9)用四辊冷轧机将退火后的1.2mm板精轧到0.15mm成品厚度；
(10)将0.15mm成品冷轧带(箔)，放入电炉中，在230～280℃温度下保温20小时后；出炉自然冷却到室温；
(11)将退火后的铝箔分切成所需宽度的铝卷，制得本发明的厚度为0.15mm中温钎焊多层复合铝合金带。
实施例2
(1)作为基材的3N03合金按其正常熔铸工艺熔炼、半连铸成板坯，在620℃温度下在电炉中进行20小时均匀化退火；双面铣面待用；
(2)制备Al-Si-Cu-Zn系钎料合金步骤：
(a)选用9.5份的Si，5.0份的Cu，8.5份的Zn，余为Al；将上述配料投入火焰反射炉中，在700～730℃温度下进行熔炼和精炼，变质处理后制成铝融体；
(b)在650～680℃温度下，用半连铸机铸成板坯；
(c)用锯切机切除头尾，并按工艺要求锯切成定尺坯，用双面铣将两个大面铣面，铣削深度不小于5mm；
(d)将上述钎料坯放进推进式电炉中，在480～490℃温度下加热，加热时间为16小时；
(e)将温度为480℃的钎料合金坯，用热轧开坯机轧到复合配对工艺规定的厚度，并按复合配对工艺要求定尺剪切成板坯；
(3)取3N03基材锭1块和钎料材板坯2块为1组，在10％NaOH溶液中蚀洗10分钟，再在30％HNO3中中和1分钟，之后用热水冲洗干净，晾干待用；
(4)将上述板坯组装，在基材的上下面分别置钎料板坯1块，用氩弧焊定位；
(5)将组装好的坯料置于加热炉中，在490℃温度下加热8小时，
(6)将温度为480℃的坯料，热轧到8mm厚度；并控制终轧温度不低于360℃；
(7)将8mm厚的热轧板，用四辊冷轧机轧到1.0mm的板，并切边成卷；
(8)将1.0mm的冷轧板卷置于电炉中，在400℃温度下保温8小时，出炉冷却到室温；
(9)用平整剪切机剪成1000×2000mm标准板，制得本发明的厚度为1.0mm的中温钎焊多层复合铝合金板。
实施例3
(1)作为基材的3003合金按其正常熔铸工艺熔炼、半连铸成板坯，在620℃温度下在电炉中进行18小时均匀化退火；双面铣面待用；
(2)制备Al-Cu-Si系钎料合金步骤：
(a)选用6.0份的Si，28份的Cu，余为Al；将上述配料投入火焰反射炉中，在700～730℃温度下进行熔炼和精炼，变质处理后制成铝融体；
(b)在650～680℃温度下，用半连铸机铸成板坯；
(c)用锯切机切除头尾，并按工艺要求锯切成定尺坯，用双面铣将两个大面铣面，铣除深度不小于5mm；
(d)将上述钎料坯放进推进式电炉中，在480℃温度下加热，加热时间为16小时；
(e)将温度为470℃的钎料合金坯，用热轧开坯机轧到复合配对工艺规定的厚度，并按复合配对工艺要求定尺剪切成板坯；
(3)取3003基材锭1块和钎料材板坯2块为1组，在10％NaOH溶液中蚀洗10分钟，再在30％HNO3中中和1分钟，之后用热水冲洗干净，晾干待用；
(4)将上述板坯组装，在基材的上下面分别置钎料材1块，用氩弧焊定位；
(5)将组装好的坯料置于加热炉中，在480℃温度下加热8小时；
(6)将温度为470℃的坯料，热轧到4mm厚度；并控制终轧温度不低于360℃；
(7)将4mm厚的热轧板，用四辊冷轧机轧到1.2mm，并切边成卷；
(8)将1.2mm的冷轧板卷置于电炉中，在360～400℃温度下保温4～8小时，出炉冷却到室温；
(9)用四辊冷轧机将退火后的1.2mm板精轧到0.1mm成品厚；
(10)将0.1mm成品冷轧带(箔)，放入电炉中，在230～280℃温度下保温18小时后；出炉自然冷却到室温；
(11)将退火后的铝箔分切成所需宽度的铝卷，制得本发明的厚度0.1mm的中温钎焊多层复合铝合金箔。
Claims (5)
1.中温钎焊多层复合铝合金板、带(箔)，其特征在于：以3003或3N03合金为基材，在基材表面包复Al-Si-Cu-Zn系合金作为钎料材，Al-Si-Cu-Zn合金的重量百分组成为：Si：6.5～10.8％，Cu：2.5～5.6％，Zn：3.5～9.5％，Mn：0.05～0.25％，Fe：0.05～0.15％，余量为Al。
2.中温钎焊多层复合铝合金板、带(箔)，其特征在于：以3003或3N03合金为基材，在基材表面包复Al-Cu-Si系合金作为钎料材，Al-Si-Cu合金的重量百分组成为：Si：3.5～7.8％，Cu：20～29％，Mn：0.05～0.15％，Fe：0.05～0.10％，余量为Al。
3.根据权利要求1或2所述的中温钎焊多层复合铝合金板、带(箔)，其特征在于：钎料合金包复在基材的一面或二面。
4.中温钎焊多层复合铝合金板带(箔)材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将作为基材的3003或3N03合金板坯，在590～620℃温度下在电炉中进行12～20小时均匀化退火；表面铣面；
(2)将基材和权利要求1或2所述钎料板材，在NaOH溶液中蚀洗，再在HNO3溶液中中和，用热水冲洗干净，晾干；
(3)将上述基材和钎料板材组装，在基材的表面置钎料板材，用氩弧焊定位；
(4)将组装好的基材和钎料板材坯料置于加热炉中，加热至480～500℃，保温4～8小时，然后热轧至3.5～8mm；控制终轧温度不低于360℃；
(5)将热轧板冷轧至1.0～2.1mm，制得本发明的中温钎焊多层复合铝合金板；并切边成卷；
(6)将冷轧板卷置于电炉中，在360～400℃温度下保温4～8小时，冷却至室温，冷精轧至0.1～0.2mm得成品冷轧带(箔)；将成品冷轧带(箔)放入电炉中，在230～280℃温度下保温18～24小时后；出炉自然冷却到室温，制得本发明的中温钎焊多层复合铝合金带(箔)。
5.根据权利要求1或2或4所述Al-Si-Cu-Zn或Al-Cu-Si系钎料的制备方法，其特征在于：按成分配比进行配料，将上述配料投入火焰反射炉中，在700～730℃温度下进行熔炼和精炼，变质处理后制成铝融体；在650～680℃温度下铸成板坯，用双面铣将两个大面铣面，铣削深度不小于5mm；将经铣面钎料坯放进电炉中，在480～500℃温度下加热，加热时间不小于18小时；在480℃下开始热轧，得到钎料板坯。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080213 |