CN101307404A - 高性能空调铝箔及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高性能空调铝箔及其制备方法，所述铝箔主要由以下重量成份的合金元素组成：Fe0.28～0.33％、Si0.1～0.15％、Mn0.20～0.25％、Cu0.01％、Zn0.05％、Ti0.04～0.055％、余量为Al及不可避免的杂质。其制备方法主要包括以下工艺步骤：步骤一、熔炼、精炼、保温；步骤二、铸轧；步骤三、冷轧、切边；步骤四、精轧；步骤五、退火；退火温度260～310℃，保温2～3小时；步骤六、检验、包装。本发明既能减薄空调铝箔厚度，又能保证其塑性、高度以及冲刺不翻边。

Description

高性能空调铝箔及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种铝箔材料。主要用于家用空调器用热交换器的铸轧板散热片。

背景技术

目前，用作家用空调器的热交换器的散热片的铝箔材料，一般厚度在0.1～0.15mm之间。用铝箔冲制的散热片与铜管组成穿过散热片的热交换器通过热泵介于制冷剂和空气之间，利用相互之间的温度差进行热交换。随着人民生活水平的日益提高，家用空调器的需求逐步增多，因而空调铝箔的用量也不断增加。空调铝箔原有的合金材料牌号主要为A99、A1200、A8011、A1100和MF03(日本)。同时为降低成本，空调器生产厂家无不采取减薄空调铝箔厚度的措施。目前厚度已减到0.095～0.102mm之间。这样不但增加了空调铝箔生产厂家的难度，同时对其机械性能的保证难度更大。一般生产厂家均采用控制元素含量和总加工率再进行最终退火的方式控制铝箔的机械性能。但对一些要求较高的用户存在着不适应性。因此这类薄铝箔大多存在塑性低、冲刺翻边高度低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种既能减薄空调铝箔厚度，又能保证其塑性、高度以及冲刺不翻边的高性能空调铝箔及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种高性能空调铝箔，主要由以下重量成份的合金元素组成：Fe0.28～0.33％、Si0.1～0.15％、Mn0.20～0.25％、Cu0.01％、Zn0.05％、Ti0.04～0.055％，余量为Al及不可避免的杂质。其制备方法包括以下工艺步骤：

步骤一、熔炼、精炼、保温

按配比将各原料置于熔炼炉内熔炼，熔炼温度740℃～750℃，在原料熔化后开始精炼，精炼时间为20分钟，在导入保温炉前30分钟再进行二次精炼，每隔2～3小时精炼一次，然后导入保温炉，保温温度745℃～760℃。Ti以AlTiB丝的形式加入(AlTiB丝中Ti含量为5％，B含量为1％)，AlTiB丝在除气箱入口处加入，AlTiB丝给进速度220mm/min左右；

步骤二、铸轧

铸轧控制流口温度在730℃，除气箱温度在720℃，前箱温度690℃，铸轧区长度48mm，轧制速度1000m/min；

步骤三、冷轧、切边

冷轧分七道次进行，依次为：6.9mm→4.6mm→2.3mm→1.1mm→0.68mm→0.4mm→0.24mm，0.68mm时切边；

步骤四、精轧

精轧分三道次进行，依次为：0.24mm→0.145mm→0.098mm；

步骤五、退火

退火温度260～310℃，保温2～3小时；

步骤六、检验、包装。

本发明铝箔材料合金成份以铝为主，加入铁、硅、铜、锰，另外以AlTiB丝作为细化剂并保证钛和硼的含量。

铁在铝中的作用主要是为铝合金结晶提供大量的非自发晶核。因为铁在一定范围内能起到促使成品晶粒细化和改善组织的均匀性，同时提高强度和塑性。提高铁硅比能有效地减少铸轧板的第二相尺寸和晶粒尺寸。

锰可以起到固溶强化和提高再结晶温度、细化晶粒的作用。

铜起到强化作用，但以上元素含量在合金中必须适当，否则易形成大量的脆性化合物、粗晶，使合金变形易开裂。

本发明空调铝箔主要在Ti的含量上下功夫。Ti主要作用是细化晶粒，且有一定的强化作用。钛的铝化物(TiAl₃)和硼化物(TiB₂)和碳化物(TiC)直接作为晶核的结果。这些化合物为铝熔体的原子排列创造了有利条件。但有三点是需要非常注意的：一是熔炼温度不能太高，二是熔炼时间和静止炉停留时间不能太长，三是加入的时间和方式要适当，否则会失效。这种失效主要是TiAl₃质点发生沉淀造成的。另外Ti的强度很高，与钢铁相等。在铝中的强化作用是很显著的。

本发明配方中关键在Mn、Ti元素配比。Mn、Ti均为提高产品强度的强化元素，通过它们的加入，可以提高产品强度、塑性，以及优良的杯突性能即有较高的冲制翻边高度。

综上，本发明空调铝箔材料成份主要为高Mn、高Ti，作用为可细化晶粒，使组织细小均匀，强度高，塑性好，屈强比高，冲刺翻边高，杯突值高，有利于在日高精系列快速冲床上使用，保证冲刺不开裂。退火工艺独特，保证该料退火时，组织始终处于回复阶段，使得材料强度高，塑性好得到保证。

附图说明

图1为本发明高性能空调铝箔的生产工艺流程图。

图2为本发明实验炉小样退火试验结果图。

具体实施方式

本发明涉及一种高性能空调铝箔，所述铝箔主要由以下重量成份的合金元素组成：Fe0.28～0.33％、Si0.1～0.15％、Mn0.20～0.25％、Cu0.01％、Zn0.05％、Ti0.04～0.055％，余量为Al及不可避免的杂质。其制备方法包括以下工艺步骤(参见图1)：

实施例1：

步骤一、熔炼、精炼、保温

按配比将各原料置于熔炼炉内熔炼，熔炼温度740℃～750℃，在原料熔化后开始精炼，精炼时间为20分钟，在导入保温炉前30分钟再进行二次精炼，每隔2～3小时精炼一次，然后导入保温炉，保温温度745℃～760℃。Ti以AlTiB丝的形式加入(AlTiB丝中Ti含量为5％，B含量为1％)，AlTiB丝在除气箱入口处加入，AlTiB丝给进速度220mm/min左右；

步骤二、铸轧

铸轧控制流口温度在730℃，除气箱温度在720℃，前箱温度690℃，铸轧区长度48mm，轧制速度1000m/min。

步骤三、冷轧、切边

冷轧分七道次进行，依次为：6.9mm→4.6mm→2.3mm→1.1mm→0.68mm→0.4mm→0.24mm，0.68mm时切边；

步骤四、精轧

精轧分三道次进行，依次为：0.24mm→0.145mm→0.098mm；

步骤五、退火

实验炉小样退火试验

把0.098mm厚的铝箔切成180×25mm的小样，在马沸炉内从250℃～320℃，每个10℃为一组，共18片。用铝箔包裹装炉，到温后保温3小时。

试验结果如图2。

由图2可见本发明温度在260～310℃之间完全满足了H₂₆性能要求。本发明是加入了锰和钛，锰起到了固溶强化作用，提高了铝箔的再结晶温度。钛既细化了晶粒又使铝箔的强度得以保持。由组织和性能的对应关系来看，要求得到符合要求的H₂₆状态铝合金空调箔，其组织为加工状态的组织，发生了变化，形成的一种多边化组织。锰的含量必须控制在很低的范围，防止过量MnAl₆脆化组织的发生。增加钛含量完全能解决这一问题。由于该组织细密均匀并保有了大量的加工组织，所以它的抗拉强度很高。随着温度升高，多边化和脆状组织形成的亚晶会通过亚晶界迁移和合并，逐步形成再结晶晶粒产生部分再结晶组织，使抗拉强度降低延伸率提高。

步骤六、检验、包装

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于退火步骤采用工业炉实验。温度的设定采用炉气温度和工件温度设定的方式，用不同的温度区间测定力学性能得出290～305℃/255～265℃×26h的温度区间比较适合(注290～305℃是炉气温度，255～265℃是金属温度)，产品抗拉强度平均值135～145MPa，延伸率14～16％，完全满足了用户需求。但是需要注意的是，工业炉实际与实验炉实验温度是有差异的。因为实验炉升温快，样片快速加热并迅速达到温度。恢复过程在加热期间来不及进行，

晶格畸变能保持到比较高的温度，可以有大量的晶粒开始再结晶，防止了在不同温度区域内再结晶的先后发生。

主要技术指标及国外数据对比

Claims (2)

1、一种高性能空调铝箔，其特征在于：所述铝箔主要由以下重量成份的合金元素组成：Fe0.28～0.33％、Si0.1～0.15％、Mn0.20～0.25％、Cu0.01％、Zn0.05％、Ti0.04～0.055％、余量为Al及不可避免的杂质。

2、一种如权利要求1所述高性能空调铝箔的制备方法，其特征在于所述方法主要包括以下工艺步骤：

步骤一、熔炼、精炼、保温

按配比将各原料置于熔炼炉内熔炼，熔炼温度740℃～750℃，在原料熔化后开始精炼，精炼时间为20分钟，在导入保温炉前30分钟再进行二次精炼，每隔2～3小时精炼一次，然后导入保温炉，保温温度745℃～760℃，Ti以AlTiB丝的形式加入，AlTiB丝在除气箱入口处加入，AlTiB丝给进速度220mm/min左右；

步骤二、铸轧

铸轧控制流口温度在730℃，除气箱温度在720℃，前箱温度690℃，铸轧区长度48mm，轧制速度1000m/min，

步骤三、冷轧、切边

冷轧分七道次进行，依次为：6.9mm→4.6mm→2.3mm→1.1mm→0.68mm→0.4mm→0.24mm，0.68mm时切边；

步骤四、精轧

精轧分三道次进行，依次为：0.24mm→0.145mm→0.098mm；

步骤五、退火

退火温度260～310℃，保温2～3小时；

步骤六、检验、包装。

Images