CN103144371A - 一种钎焊用耐热铝/钢复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钎焊用耐热铝/钢复合材料,其可以在较高的温度对铝/钢复合带进行高温钎焊(600℃±10℃),钢和铝的界面不会生成粗大连续的铁铝金属间脆性化合物,保证焊后界面结合良好。其特征在于:其由钢层和铝合金层轧制复合而成,铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料:硅(Si)为0.9份~1.2份,铁(Fe)≤0.8份,铜(Cu)≤0.10份,锰(Mn)≤0.05份,镁(Mg)≤0.05份,锌(Zn)≤0.05份,其余为铝及不可避免的杂质元素。
Description
技术领域
本发明涉及新材料的金属层状复合材料技术领域,尤其是涉及用于高温钎焊(600℃±10℃)的铝/钢复合材料,具体为一种钎焊用耐热铝/钢复合材料。
背景技术
铝/钢复合材料是一种金属层状结构复合材料,其广泛应用于电力、汽车和装饰领域,制造蒸汽发电中风冷蒸汽冷凝器、汽车发动机隔热罩等的主要材料多是铝/钢复合材料。传统的铝/钢复合材料的基体材料一般采用低碳钢,如08Al、08F钢;覆层材料一般采用1000系工业纯铝。传统的铝/钢复合材料使用温度低,高温钎焊时(600℃±10℃),钢和铝的界面极易生成粗大连续的铁铝金属间脆性化合物,造成铝层与钢层分离。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种钎焊用耐热铝/钢复合材料,其可以在较高的温度对铝/钢复合带进行高温钎焊(600℃±10℃),钢和铝的界面不会生成粗大连续的铁铝金属间脆性化合物,保证焊后界面结合良好。
其技术方案是这样的,其特征在于:其由钢层和铝合金层轧制复合而成,所述铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料:硅(Si)为0.9份~1.2份,铁(Fe)≤0.8份,铜(Cu)≤0.10份,锰(Mn)≤0.05份,镁(Mg)≤0.05份,锌(Zn)≤0.05份,其余为铝及不可避免的杂质元素。
其进一步特征在于:
所述钢层为非合金超深冲钢,其包括总质量份数为100份的以下材料:碳(C)≤0.02份,硅(Si)≤0.03份,锰(Mn)为0.15份~0.25份,磷(P)≤0.02份,硫(S)≤0.005份,铝(Al)≤0.005份,其余为铁及不可避免的杂质元素。
其更进一步特征在于:
所述铝合金层、钢层中所述的不可避免的杂质元素总和均不大于0.15份,且单个杂质元素均不大于0.05份。
本发明一种钎焊用耐热铝/钢复合材料,其力学性能抗拉强度Rm≥280 MPa,规定非比例延伸强度Rp0.2≥250 MPa,断后伸长率A50mm≥20 %。
本发明的耐高温热脆性的铝/钢复合材料,其增大了铝合金层中硅元素(Si)含量,在高温钎焊时,在界面复合微合金化的作用下,界面生成的铁铝硅三元化合物可以有效抑制铁铝间的相互扩散,减缓界面铁铝脆性化合物的生成,界面不会生成粗大连续的铁铝金属间脆性化合物,故能有效避免基体钢带与覆层铝带分离,保证铝/钢复合材料高温钎焊时,界面结合牢固。
具体实施方式
实施例一:
一种耐高温热脆性的铝/钢复合材料,其由钢层和铝合金层轧制复合而成,其中铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料:硅(Si)为0.95份,铁(Fe)为0.25份,铜(Cu)为0.1份,锰(Mn)为0.02份,镁(Mg)为0.03份,锌(Zn)为0.02份,其余为铝及不可避免的杂质元素,其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份,且单个杂质元素不大于0.05份;钢层包括总质量份数为100份的以下材料:碳(C)为0.013份,硅(Si)为0.02份,锰(Mn)为0.25份,磷(P)为0.01份,硫(S)为0.005份,铝(Al)为0.003份,其余为铁及不可避免的杂质元素,其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份,且单个杂质元素不大于0.05份。
实施例二:
一种耐高温热脆性的铝/钢复合材料,其由钢层和铝合金层轧制复合而成,其中铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料:硅(Si)为1.0份,铁(Fe)为0.60份,铜(Cu)为0.02份,锰(Mn)为0.03份,镁(Mg)为0.02份,锌(Zn)为0.03份,其余为铝及不可避免的杂质元素,其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份,且单个杂质元素不大于0.05份;钢层包括总质量份数为100份的以下材料:碳(C)为0.02份,硅(Si)为0.01份,锰(Mn)为0.15份,磷(P)为0.015份,硫(S)为0.003份,铝(Al)为0.002份,其余为铁及不可避免的杂质元素,其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份,且单个杂质元素不大于0.05份。
实施例三:
一种耐高温热脆性的铝/钢复合材料,其由钢层和铝合金层轧制复合而成,其中铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料:硅(Si)为1.20份,铁(Fe)为0.4份,铜(Cu)为0.05份,锰(Mn)为0.04份,镁(Mg)为0.05份,锌(Zn)为0.025份,其余为铝及不可避免的杂质元素,其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份,且单个杂质元素不大于0.05份;钢层包括总质量份数为100份的以下材料:碳(C)为0.01份,硅(Si)为0.015份,锰(Mn)为0.21份,磷(P)为0.009份,硫(S)为0.002份,铝(Al)为0.001份,其余为铁及不可避免的杂质元素,其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份,且单个杂质元素不大于0.05份。
实施例四:
一种耐高温热脆性的铝/钢复合材料,其由钢层和铝合金层轧制复合而成,其中铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料:硅(Si)为1.05份,铁(Fe)为0.8份,铜(Cu)为0.08份,锰(Mn)为0.01份,镁(Mg)为0.01份,锌(Zn)为0.05份,其余为铝及不可避免的杂质元素,其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份,且单个杂质元素不大于0.05份;钢层包括总质量份数为100份的以下材料:碳(C)为0.017份,硅(Si)为0.03份,锰(Mn)为0.2份,磷(P)为0.02份,硫(S)为0.001份,铝(Al)为0.005份,其余为铁及不可避免的杂质元素,其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份,且单个杂质元素不大于0.05份。
实施例五:
一种耐高温热脆性的铝/钢复合材料,其由钢层和铝合金层轧制复合而成,其中铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料:硅(Si)为0.9份,铁(Fe)为0.55份,铜(Cu)为0.03份,锰(Mn)为0.05份,镁(Mg)为0.025份,锌(Zn)为0.04份,其余为铝及不可避免的杂质元素,其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份,且单个杂质元素不大于0.05份;钢层包括总质量份数为100份的以下材料:碳(C)为0.009份,硅(Si)为0.025份,锰(Mn)为0.18 份,磷(P)为0.013份,硫(S)为0.004份,铝(Al)为0.004份,其余为铁及不可避免的杂质元素,其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份,且单个杂质元素不大于0.05份。
加工本发明铝/钢复合材料时, 酸洗后的钢带经表面滚刷与铝带在线轧制复合,轧制速度2 m/min ~10m/min,压下率50%-70%,然后再按照成品状态进行退火,其力学性能抗拉强度Rm≥280 MPa,规定非比例延伸强度Rp0.2 MPa≥250 MPa,断后伸长率A50mm≥20 %。
Claims (3)
1.一种钎焊用耐热铝/钢复合材料,其特征在于:其由钢层和铝合金层轧制复合而成, 所述铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料:硅(Si)为0.9份~1.2份,铁(Fe)≤0.8份,铜(Cu)≤0.10份,锰(Mn)≤0.05份,镁(Mg)≤0.05份,锌(Zn)≤0.05份,其余为铝及不可避免的杂质元素。
2.根据权利要求1所述的一种钎焊用耐热铝/钢复合材料,其特征在于:所述钢层为非合金超深冲钢,其包括总质量份数为100份的以下材料:碳(C)≤0.02份,硅(Si)≤0.03份,锰(Mn)为0.15份~0.25份,磷(P)≤0.02份,硫(S)≤0.005份,铝(Al)≤0.005份,其余为铁及不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求2所述的一种钎焊用耐热铝/钢复合材料,其特征在于:所述铝合金层、钢层中所述的不可避免的杂质元素总和均不大于0.15份,且单个杂质元素均不大于0.05份。
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