CN103397229B - 一种铝合金的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金的其制备方法，该方法包括对铝合金成分配料，然后进行铝合金铸造，为了消除气体和非金属杂质，进行合金精炼，精炼后将合金注入铸模，进行连续铸造法，浇铸速度为每小时2.6-3.1米，然后铸轧，盘卷；对铸轧坯料进行挤压，本发明扁管采用400t挤压机上用直径65mm圆筒挤压，挤压工艺参数：挤压筒温度360-380℃，铸锭加热温度400-420℃，模具加热温度390-400℃，挤压速度12-14m/min。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金的制备方法，更具体地，本发明还涉及一种铝微通道散热扁管用铝合金的制备方法，更具体地，本发明还涉及一种铝微通道散热扁管。
背景技术
铝微通道热交换用扁管由于壁厚太薄，孔小而多，生产难度非常大，国内内资企业根本没有能力生产，目前世界上有能力生产该产品的厂家极少，其生产技术基本上被挪威海德鲁、日本三菱、日本古河、韩国一进等国外少数厂家所垄断。
铝是产量仅次于钢铁的第二大类金属材料，由于性能好，用途广，需量大，且回收成本低，被誉为“万能金属”。统计表明：我国现有124个产业中有113个行业使用铝制品，产业关联度高达91％，因而铝产业是国民经济持续发展的重要支柱性原材料产业之一。铝微通道换热器管是一种应用于空调系统新型环保制冷剂承载管道部件(材料)，首先在汽车空调系统上获得强制使用(欧盟规定为1996年，中国规定为2002年)，随着国家汽车产业的振兴发展，带动了对高质量的汽车热交换管(空调铝扁管)的需求迅猛增长。
随着我国汽车工业的飞跃发展，汽车零配件国产化程度不断提高，急需汽车空调散热器(包括冷凝器和蒸发器)用高精度铝合金多孔扁管和圆管材，据相关行业统计：汽车空调散热器用高精度铝合金多孔扁管材4-5kg/辆，其中，管带式和平行流式冷凝器用铝合金多孔扁管材为2-3kg/辆，管带式和管片式蒸发器用铝合金多孔扁管和圆管材为2-2.5kg/辆。我国已成为世界第七大汽车制造国和汽车市场最大国。汽车制造厂汽车空调散热器用高精度铝合金管材年总需要量为13600-17000吨；此外，大量空调散热器配件市场(约为车厂配量的3倍)，共计年总需要量为54400-68000吨。随着平行流汽车空调散热器采用环保型R134a制冷剂，汽车空调散热器用高精度铝合金多孔扁管材的需求量将有极大增加，但这些产品技术含量高、生产难度极大，国内内资企业尚未能进行规模生产，产品基本上依赖从日国外进口。全铝微通道换热管是制造新型高效换热器的关键材料，正成为目前国内外空调领域研究的重点之一。
微通道热交换管(俗称平行流蒸发器和冷凝器)，是适合于新型环保空调系统的最重要的关键零部件材料之一，正成为目前国内外空调领域研究的重点。最早在1981年由美国斯坦福大学的两位教授研究出来，1996年开始强制性应用于以环保冷媒R134a为制冷剂的汽车空调系统(汽车行业称其为“平行流”，我国为2002年1月1日起强制应用)。平行流铝扁管是一种薄壁多孔扁形管状材枓。
因此，研究获得一种重量轻，导热性能好，且能够打破国外垄断的材料，成为我国本领域亟需解决的技术难题。
由本发明的铝合金制成的扁管具有重量轻、导热性能高，拉深强度高；圆孔微通道结构的耐压性能更好，等的优点。
发明内容
本发明涉及一种铝合金的制备方法，其包括：
1)根据合金成分进行配料，然后进行铝合金铸造，为了消除气体和非金属杂质，进行合金精炼，精炼后将合金注入铸模，进行连续铸造法，浇铸速度为每小时2.6-3.1米，然后铸轧，盘卷。
2)对铸轧坯料进行挤压，本发明扁管采用400t挤压机上用直径65mm圆筒挤压，挤压工艺参数：挤压筒温度360-380℃，铸锭加热温度400-420℃，模具加热温度390-400℃，挤压速度12-14m/min，
该铝合金的成分为(wt％)：Sc：0.05-0.09，As：0.006-0.001，Si：0.35-0.4，Fe：0.45-0.5，Mn：0.65-0.7，Ti：0.09-0.1，余量的铝及不可避免的杂质
本发明还涉及上述铝合金制成的扁管。
本发明还涉及一种铝微通道换热器，其包括上述的扁管。
合金强度随着Mn含量增加而提高，但其含量过高会产生脆性化合物MnAl6，在后续轧制时产生开裂，本发明Mn元素合理既保证铝合金强度又有较好的塑性。
下面对本发明合金成分的作用进行简述。
Fe、Si也是本发明铝合金主要成分元素，元素含量合理，可以降低铸造裂纹倾向性及轧制时变形抗力。
钪不仅能够显著细化铸态合金晶粒、提高再结晶温度从而提高铝合金的强度和韧性，而且能显著改善铝合金的可焊性、耐热性、抗蚀性、和热稳定性。钪(Sc)的密度低，在铝及铝合金中同时具有过渡族金属和稀土金属这两类金属的作用，但效果却远比这两类金属对铝合金的影响大，含Sc铝合金强度高、热稳定性好，有强烈的时效硬化效应，本发明优选量为Sc：0.05-0.09。
申请人发现，As砷在铝合金中适量添加可提高铝合金扁管的强度以及导热性，然而当砷含量过多可引起金属变脆，不好加工，因此，本发明优选量为As：0.006-0.01。
本发明的铝合金扁管，抗拉强度达到95-100MPa，导热系数达到，1.35-1.40w/(m·℃)
本发明通过成分与工艺的优化，获得了重量轻、导热性能高，拉伸强度高；圆孔微通道结构的耐压性能更好的扁管。
具体实施方式：
本发明的具体实施方式如下所述，本领域技术人员应该可以理解，该工艺仅为示意性说明，本领域技术人员通过下面给出的本发明的具体实施方式可以进一步清楚的了解本发明，但是它们并不是对本发明的限定。
实施例：根据合金成分配料，铝合金成分为(wt％)：Sc：0.08，As：0.007，Si：0.38，Fe：0.46，Mn：0.65，Ti：0.09，余量的铝及不可避免的杂质，然后进行铝合金铸造，为了消除气体和非金属杂质，进行合金精炼，精炼后将合金注入铸模，进行连续铸造法，浇铸速度为每小时3米，然后铸轧，盘卷。
对铸轧坯料进行挤压，本发明扁管采用400t挤压机上用直径65圆筒挤压，并且对多次挤压试制及工艺参数进行了试验，挤压温度太高，扁管壁厚太薄容易出现堵模；温度太低，挤压力增大太多，模具弹性变形大也会出现堵模现象；挤压速度也不能太快，否则扁管中间会出现缺肉、空洞等现象，本发明通过无数次试验确定了适合本发明铝合金的挤压工艺参数，挤压筒温度370℃，铸锭加热温度410℃，模具加热温度39℃，挤压速度123m/min。
经测试，本发明获得扁管抗拉强度96MPa，导热系数1.36w/(m·℃)，获得了所需要的性能。
Claims (3)
1.一种铝合金的制备方法，其包括：
1)根据合金成分进行配料，然后进行铝合金铸造，为了消除气体和非金属杂质，进行合金精炼，精炼后将合金注入铸模，进行连续铸造法，浇铸速度为每小时2.6-3.1米，然后铸轧，盘卷；
2)对铸轧坯料进行挤压，采用400t挤压机上用直径65mm圆筒挤压，挤压工艺参数：挤压筒温度360-380℃，铸锭加热温度400-420℃，模具加热温度390-400℃，挤压速度12-14m/min；
该铝合金的成分为(wt％)：Sc：0.05-0.09，As：0.006-0.001，Si：0.35-0.4，Fe：0.45-0.5，Mn：0.65-0.7，Ti：0.09-0.1，余量的铝及不可避免的杂质。
2.一种由权利要求1所述制备方法制成的扁管。
3.一种铝微通道换热器，其包括权利要求2所述扁管。
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