CN103540807B - 一种汽车水箱管用3003铝合金材料的加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种汽车水箱管用3003铝合金材料，使其能有效提高散热器管在钎焊后的屈服强度，延长散热器的使用寿命；其特征在于：其包含总质量份数为100份的以下材料，硅（Si）为≤0.15份，铁（Fe）≤0.6份，铜（Cu）为0.4～1.0份，锰（Mn）为0.5～2.5份，镁（Mg）≤0.1份，锌（Zn）≤0.1份，锆（Zr）为0.05～0.5份，其余为铝（Al）以及不可避免的杂质元素。一种汽车水箱管用3003铝合金材料的加工工艺，其包括以下工艺步骤：（1）熔炼；（2）铸锭；（3）铸锭表面处理；（4）热处理；（5）热轧处理；（6）冷轧处理；（7）退火处理；其特征在于：所述热处理温度为450℃~550℃，保温时间为1小时~3小时。

Description

一种汽车水箱管用3003铝合金材料的加工工艺
技术领域
本发明涉及铝合金材料技术领域，尤其是涉及用于汽车水箱管用铝合金，具体为一种汽车水箱管用3003铝合金材料及其加工工艺。
背景技术
一种汽车用铝合金水箱管管，其由钎料4343标准铝合金、3003标准铝合金芯材以及水侧保护层7072铝合金复合而成的复合带通过高频焊接或者搭接的形式制得，该铝合金散热器水管与铝合金翅片材料通过钎焊的形式焊接成整体，其中3003标准铝合金包含总质量份数为100份的以下材料：硅(Si)为≤0.6份，铁(Fe)≤0.7份，铜(Cu)为0.05～0.2份，锰(Mn)为1～1.5份，镁(Mg)≤0.05份，锌(Zn)≤0.1份，其余为铝以及不可避免的杂质元素，该铝合金散热器管在使用过程中由于作为芯材的3003铝合金的钎焊后屈服强度过低，导致散热器管在高压力工作环境下易出现变形甚至开裂现象，散热器使用寿命低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种汽车水箱管用3003铝合金材料，使其能有效提高散热器管在钎焊后的屈服强度，延长散热器的使用寿命；为此，本发明还提供了一种汽车水箱管用3003铝合金材料的加工工艺。
一种汽车水箱管用3003铝合金材料，其特征在于：其包含总质量份数为100份的以下材料，硅(Si)为≤0.15份，铁(Fe)≤0.6份，铜(Cu)为0.4～1.0份，锰(Mn)为0.5～2.5份，镁(Mg)≤0.1份，锌(Zn)≤0.1份，锆(Zr)为0.05～0.5份，其余为铝(Al)以及不可避免的杂质元素。
其进一步特征在于：所述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。
一种汽车水箱管用3003铝合金材料的加工工艺，其包括以下工艺步骤：
(1)熔炼：按一定元素的配比熔炼，再经过搅拌、扒渣、除气、精炼等操作得到纯净的熔体；
(2)铸锭：按规格要求将所述熔体铸造成一定尺寸形状的铸锭；
(3)铸锭表面处理：将铸锭经过锯切，铣面等工序，去除表面不良部分；
(4)热处理：加热该铸锭至一定温度并保温；
(5)热轧处理：热轧该铸锭至5～8mm厚度；
(6)冷轧处理：冷却后进行冷轧至成品规定厚度；
(7)退火处理：退火得到需要的成品性能及状态；
其特征在于：所述热处理温度为450℃～550℃，保温时间为1～3小时。
其进一步特征在于：所述退火温度为240～300℃，保温时间为5～10小时。
本发明的汽车水箱管用3003铝合金，其在3003标准铝合金的基础增加了铜(Cu)和锆(Zr)的含量。其中铜(Cu)以固溶方式存在于铝合金中，钎焊后起到一定的固溶强化作用，同时铜(Cu)在铝合金中形成CuAl2，有着明显时效强化作用，在钎焊后的一段时间内，能够不断的提高合金的强度和硬度。锆(Zr)在铝中可形成ZrAl3，弥散在晶界处起到“钉扎”作用，可以显著抑制再结晶，细化晶粒，提升强度。采用本发明的3003铝合金，其H14状态室温抗拉强度可以达到180～220MPa，屈服强度可以达到160MPa以上，其焊后的抗拉强度可以达到145MPa以上，焊后的屈服强度可以达到48MPa以上。而标准的3003铝合金，其H14状态的室温抗拉强度为145～195MPa，屈服强度为115MPa以上，焊后的抗拉强度为100MPa以上，屈服强度为35Mpa以上。采用本发明的3003比标准的3003在强度上有显著增加，其主要指标焊后屈服强度增加37％左右。汽车水箱管用3003铝合金材料的加工工艺，其调整了热处理及退火处理参数，保证铝合金材料在钎焊后其组织为长条的晶粒组织，由于长条的晶粒组织能够有效组织铝合金材料中硅元素的扩散，因而能有效防止材料熔蚀，从而提高材料的焊后强度和抗腐蚀能力。
具体实施方式
实施例一：
加工一种汽车用水箱管3003铝合金，其包括以下工艺步骤：
(1)熔炼：按下列元素的配比进行熔炼，其包含总质量份数为100份的以下材料，硅(Si)为0.15份，铁(Fe)0.6份，铜(Cu)0.6份，锰(Mn)1.3份，镁(Mg)0.01份，锌(Zn)为0.1份，锆(Zr)为0.15份，其余为铝(Al)以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份再经过搅拌、扒渣、除气、精炼等操作得到纯净的熔体；
(2)铸锭：按规格要求将所述熔体铸造成一定尺寸形状的铸锭；
(3)铸锭表面处理：将铸锭经过锯切，铣面等工序，去除表面不良部分；
(4)热处理：加热该铸锭至500℃并保温3小时；
(5)热轧处理：热轧该铸锭至5～8mm厚度；
(6)冷轧处理：冷却后进行冷轧至成品规定厚度；
(7)退火处理：退火温度为300℃，保温时间为8小时退火得到需要的成品性能及状态。
实施例二：
加工一种汽车用水箱管3003铝合金，其包括以下工艺步骤：
(1)熔炼：按下列元素的配比进行熔炼，其包含总质量份数为100份的以下材料，硅(Si)为0.01份，铁(Fe)0.1份，铜(Cu)0.4份，锰(Mn)1份，镁(Mg)0.001份，锌(Zn)为0.01份，锆(Zr)为0.05份，其余为铝(Al)以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份再经过搅拌、扒渣、除气、精炼等操作得到纯净的熔体；
(2)铸锭：按规格要求将所述熔体铸造成一定尺寸形状的铸锭；
(3)铸锭表面处理：将铸锭经过锯切，铣面等工序，去除表面不良部分；
(4)热处理：加热该铸锭温度为450℃，保温为2小时；
(5)热轧处理：热轧该铸锭至5～8mm厚度；
(6)冷轧处理：冷却后进行冷轧至成品规定厚度；
(7)退火处理：退火得到需要的成品性能及状态，退火温度为240℃，保温时间为10小时。
实施例三：
加工一种汽车用水箱管3003铝合金，其包括以下工艺步骤：
(1)熔炼：按下列元素的配比进行熔炼，其包含总质量份数为100份的以下材料，硅(Si)为0.05份，铁(Fe)0.3份，铜(Cu)0.5份，锰(Mn)1.15份，镁(Mg)0.005份，锌(Zn)为0.05份，锆(Zr)为0.1份，其余为铝(Al)以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，再经过搅拌、扒渣、除气、精炼等操作得到纯净的熔体；
(2)铸锭：按规格要求将所述熔体铸造成一定尺寸形状的铸锭；
(3)铸锭表面处理：将铸锭经过锯切，铣面等工序，去除表面不良部分；
(4)热处理：加热该铸锭至550℃，保温1小时；
(5)热轧处理：热轧该铸锭至5～8mm厚度；
(6)冷轧处理：冷却后进行冷轧至成品规定厚度；
(7)退火处理：退火得到需要的成品性能及状态，其中退火温度为260℃，保温时间为5小时。
实施例四：
加工一种汽车用水箱管3003铝合金，其包括以下工艺步骤：
(1)熔炼：按下列元素的配比熔炼，其包含总质量份数为100份的以下材料，硅(Si)为0.01份，铁(Fe)0.1份，铜(Cu)0.4份，锰(Mn)0.5份，镁(Mg)0.01份，锌(Zn)为0.1份，锆(Zr)为0.05份，其余为铝(Al)以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，再经过搅拌、扒渣、除气、精炼等操作得到纯净的熔体；
(2)铸锭：按规格要求将所述熔体铸造成一定尺寸形状的铸锭；
(3)铸锭表面处理：将铸锭经过锯切，铣面等工序，去除表面不良部分；
(4)热处理：加热该铸锭至520℃，保温1.5小时；
(5)热轧处理：热轧该铸锭至5～8mm厚度；
(6)冷轧处理：冷却后进行冷轧至成品规定厚度；
(7)退火处理：退火得到需要的成品性能及状态，其中退火温度为270℃，保温时间为7小时。
实施例五：
加工一种汽车用水箱管3003铝合金，其包括以下工艺步骤：
(1)熔炼：按下列元素的配比进行熔炼，其包含总质量份数为100份的以下材料，硅(Si)为0.15份，铁(Fe)0.6份，铜(Cu)1.0份，锰(Mn)2.5份，镁(Mg)0.1份，锌(Zn)为0.1份，锆(Zr)为0.5份，其余为铝(Al)以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，再经过搅拌、扒渣、除气、精炼等操作得到纯净的熔体；
(2)铸锭：按规格要求将所述熔体铸造成一定尺寸形状的铸锭；
(3)铸锭表面处理：将铸锭经过锯切，铣面等工序，去除表面不良部分；
(4)热处理：加热该铸锭至480℃，保温2.2小时；
(5)热轧处理：热轧该铸锭至5～8mm厚度；
(6)冷轧处理：冷却后进行冷轧至成品规定厚度；
(7)退火处理：退火得到需要的成品性能及状态，其中退火温度为250℃，保温时间为8.5小时。

Claims (2)

1.一种汽车水箱管用3003铝合金材料的加工工艺，其包括以下工艺步骤：
(1)熔炼：按一定元素的配比熔炼，其包含总质量份数为100份的以下材料，硅(Si)为≤0.15份，铁(Fe)≤0.6份，铜(Cu)为0.4～1.0份，锰(Mn)为0.5～2.5份，镁(Mg)≤0.1份，锌(Zn)≤0.1份，锆(Zr)为0.05～0.5份，其余为铝(Al)以及不可避免的杂质元素，再经过搅拌、扒渣、除气、精炼等操作得到纯净的熔体；
(2)铸锭：按规格要求将所述熔体铸造成一定尺寸形状的铸锭；
(3)铸锭表面处理：将铸锭经过锯切，铣面等工序，去除表面不良部分；
(4)热处理：加热该铸锭至一定温度并保温；
(5)热轧处理：热轧该铸锭至5～8mm厚度；
(6)冷轧处理：冷却后进行冷轧至成品规定厚度；
(7)退火处理：退火得到需要的成品性能及状态；
其特征在于：所述热处理温度为450℃～550℃，保温时间为1～3小时；
所述退火温度为240～300℃，保温时间为5小时～10小时。
2.根据权利要求1所述的一种汽车水箱管用3003铝合金材料的加工工艺，其特征在于：所述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。
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