CN102555335A - 冷凝器用铝合金复合材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷凝器用铝合金复合材料及其制备方法，为由上、下钎焊层和中间基材层构成的三层结构，上、下钎焊层铝合金材料由下列重量百分比的原料构成：Si9.5~11.5，Fe0.80，Cu0.10，Mn0.05，Mg0.05，Zn0.10，余量为铝；中间基材层铝合金材料由下列重量百分比的原料构成：Si0.60，Fe0.70，Cu0.05-0.20，Mn1.0-1.50，Zn0.10，余量为铝。本发明基材采用3003铝合金，而钎焊材料中提高硅含量，比正常钎焊层高出2%左右。使钎焊时的流动性、润湿性、填充性均得到提高。满足用户在氮气保护炉中钎焊冷凝器，显著降低了钎焊成本。

Description

冷凝器用铝合金复合材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种冷凝器用铝合金复合材料及其制备方法。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金结构件的需求日益增多，使铝合金的研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金技术的发展。 

纯铝的密度小（ρ=2.7g/cm³），大约是铁的 1/3，熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态 σb 值约为8kgf/mm²，故不宜作结构材料。

通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。 添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb 值分别可达 24～60kgf/mm²。这样使得其“比强度”（强度与比重的比值 σb/ρ）胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。 

汽车的轻量化，就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。实验证明，若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%；汽车整备质量每减少100公斤，百公里油耗可降低0.3-0.6升；汽车重量降低1%，油耗可降低0.7%。当前，由于环保和节能的需要，汽车的轻量化已经成为世界汽车发展的潮流。

目前汽车轻量化主要内容包括材料轻量化、设计轻量化、结构轻量化相结合的方式。

随着汽车轻量化的发展，在材料轻量化方面，以铝代铜已成超势。

汽车冷凝器须承受较高的内压，体积向小而散热率高方向发展。为降低钎焊成本，一些制造商开始把传统的真空钎焊改为在氮气保护炉中钎焊冷凝器。要求散热翅片表面的钎焊层合金能在氮气保护中进行钎焊，而性能达到真空钎焊的指标要求。

   依据市场对冷凝器用铝合金复合材料的要求，研发出制作冷凝器用铝合金复合材料，成为了一个新的课题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种冷凝器用铝合金复合材料及其制备方法，它基材采用3003铝合金，而钎焊材料中提高硅含量，比正常钎焊层高出2%左右。使钎焊时的流动性、润湿性、填充性均得到提高。满足用户在氮气保护炉中钎焊冷凝器，显著降低了钎焊成本。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种冷凝器用铝合金复合材料，所述铝合金复合材料为由上、下钎焊层和中间基材层构成的三层结构，上、下钎焊层和中间基材层均为铝合金复合材料；

上、下钎焊层铝合金材料由下列重量百分比的原料构成：Si 9.5~11.5，Fe 0.80，Cu 0.10，Mn 0.05，Mg 0.05，Zn 0.10，余量为铝；

中间基材层铝合金材料由下列重量百分比的原料构成：Si 0.60，Fe 0.70，Cu 0.05-0.20，Mn 1.0-1.50，Zn 0.10，余量为铝。

本发明同时提供了一种所述的冷凝器用铝合金复合材料制备方法：将铝锭熔为铝水，分别按上、下钎焊层材料和中间基材层材料的重量百分比加入Si、Fe、Mn、Cu，最后加入Mg、Zn，使材料充分熔融，分别形成上、下钎焊层材料和中间基材层材料；

分别将上、下钎焊层材料和中间基材层轧制成板材，将三层板材叠放后两边焊接，再将板材热轧成三层结构的冷凝器用铝合金复合材料。

本发明基材采用3003铝合金，而钎焊材料中提高硅含量，比正常钎焊层高出2%左右。使钎焊时的流动性、润湿性、填充性均得到提高。满足用户在氮气保护炉中钎焊冷凝器，显著降低了钎焊成本。

3003铝合金标准为GBT 3190-2008，是Al-Mn系合金，是应用最广的一种防锈铝，其化学成分为硅Si：0.60 ，铁Fe: 0.70 ，铜Cu：0.05-0.20 ，锰Mn：1.0-1.5 ，锌Zn：0.10 ，铝Al：余量。其力学性能：抗拉强度 σb (MPa) ) 140-180 ，条件屈服强度 σ0.2(MPa) )≥115 ，试样尺寸：所有壁厚。

3003铝合金的强度不高（稍高于工业纯铝），不能热处理强化，故采用冷加工方法来提高它的力学性能：在退火状态有很高的塑性，在半冷作硬化时塑性尚好，冷作硬化时塑性低，耐腐蚀好，焊接性良好，可切削性能不良。用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性，在液体或气体介质中工作的低载荷零件，如油箱，汽油或润滑油导管，各种液体容器和其他用深拉制作的小负荷零件，线材用来做铆钉。

具体实施方式

实施例1

将铝锭熔为铝水，分别按下表中上、下钎焊层材料和中间基材层材料的重量百分比加入Si、Fe、Mn、Cu，最后加入Mg、Zn，使材料充分熔融，分别形成上、下钎焊层材料和中间基材层材料；

单位：%

材料	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Zn	Al
								上、下钎焊层	9.5	0.80	0.10	0.05	0.05	0.10	余量
中间基材层	0.60	0.70	0.20	1.0		0.10	余量

分别将上、下钎焊层材料和中间基材层材料轧制成板材，将三层板材叠放后两边焊接，再将板材热轧成三层结构的冷凝器用铝合金复合材料。

实施例2

单位：%

材料	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Zn	Al
								上、下钎焊层	11.5	0.80	0.10	0.05	0.05	0.10	余量
中间基材层	0.60	0.70	0.05	1.50		0.10	余量

实施例3

单位：%

材料	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Zn	Al
								上、下钎焊层	10.0	0.80	0.10	0.05	0.05	0.10	余量
中间基材层	0.60	0.70	0.10	1.20		0.10	余量

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种冷凝器用铝合金复合材料，其特征在于：所述铝合金复合材料为由上、下钎焊层和中间基材层构成的三层结构，上、下钎焊层和中间基材层均为铝合金复合材料；

上、下钎焊层铝合金材料由下列重量百分比的原料构成：Si 9.5~11.5，Fe 0.80，Cu 0.10，Mn 0.05，Mg 0.05，Zn 0.10，余量为铝；

中间基材层铝合金材料由下列重量百分比的原料构成：Si 0.60，Fe 0.70，Cu 0.05-0.20，Mn 1.0-1.50，Zn 0.10，余量为铝。

2.如权利要求1所述的冷凝器用铝合金复合材料制备方法，其特征在于：

将铝锭熔为铝水，分别按上、下钎焊层材料和中间基材层材料的重量百分比加入Si、Fe、Mn、Cu，最后加入Mg、Zn，使材料充分熔融，分别形成上、下钎焊层材料和中间基材层材料；

分别将上、下钎焊层材料和中间基材层轧制成板材，将三层板材叠放后两边焊接，再将板材热轧成三层结构的冷凝器用铝合金复合材料。