CN104372207A

CN104372207A - 一种钎焊用4004铝合金

Info

Publication number: CN104372207A
Application number: CN201310346696.9A
Authority: CN
Inventors: 曹晓国; 曹旷
Original assignee: DALISHEN ALUMINUM Co Ltd
Current assignee: DALISHEN ALUMINUM Co Ltd
Priority date: 2013-08-12
Filing date: 2013-08-12
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2033-08-12
Also published as: CN104372207B

Abstract

一种钎焊用4004铝合金，铝合金的化学成分包括如下质量百分数的成分：Si9.0～9.5%，Fe≤0.2%，Cu≤0.1%，Mn≤0.1%，Mg1.5～1.6%，Zn≤0.2%，Sr≤0.05%，Zr≤0.05%，其余为铝及不可避免的杂质，所述铝合金的化学成分还包括如下质量百分数的成分：Bi0.05～0.15%，Re≤0.03%元素，Ti≤0.05%，铝合金坯料加热采用均匀化加热，铝合金坯料温度530～540℃，保温4～6小时，出炉铝合金温度为470～480℃。本发明降低了合金Si、Fe、Cu、Mn、Mg元素含量，细化了α（Al）固溶体、共晶体及初晶，得到了均匀、弥散化、细小且晶界有害相较少的第二相粒子，提高了合金的塑性，避免了4004合金热轧后裂边质量缺陷。

Description

一种钎焊用4004铝合金

技术领域

本发明属于铝合金材料技术领域，具体涉及到一种钎焊用4004铝合金，避免热轧裂边。

背景技术

铝基复合板带箔材是由芯材和皮材构成的，它是制造钎焊式铝质热交换器的材料，4004是典型的Al-Si系铝合金，具有熔点低、润湿性和流动性良好等特点，广泛用于构成铝基复合板带箔材的皮材，在制造钎焊式铝质热交换器过程中，皮材中的4004铝合金在一定的温度及环境调节下，熔化起到焊料的作用。钎焊用铝基复合板带箔材生产的过程中需经历2次热轧，一次为皮材坯料的制备；另外一次为复合坯料的生产。一般的，皮材坯料的最终厚度为26～58mm，复合坯料经过热轧后的最终厚度为4.0～6.5mm左右。热轧后的复合坯料经常出现裂边，这是由4004合金的塑性差导致的，其影响因素有：复合坯料的热轧工艺、复合坯料的加热工艺、皮材坯料的热轧工艺、皮材坯料的加热工艺、皮材坯料的熔炼与铸造工艺、皮材坯料的合金配比等方面。铝合金中Si含量越高，强度越高，但塑性降低，而Mg、Cu、Fe、Mn等合金元素的加入，形成CuAl₂、Mg₂Si、β（Al₅FeSi）等第二相粒子，得以提高合金的强度，这些合金元素的含量越多，合金的强度越高，但塑性越差。同时，未进行变质处理或者变质处理效果不好的4004铝合金扁铸锭内部组织为“大量粗大发达的树枝状α（Al）固溶体+大量粗大的板片状共晶体+极少数块状初晶Si相”，这些粗大的组织降低了4004铝合金扁铸锭的塑性。塑性越差就越容易导致合金在热轧过程中产生坯料端面开裂缺陷。

复合坯料热轧后裂边，给进一步的冷轧生产及质量控制带来困难，这已经成为铝轧制企业生产的一个难题。通过优化皮材坯料的合金配比及加热工艺以解决这一难题，成为行业内技术攻关的关键。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种防止热轧裂边的新型控制钎焊用4004铝合金。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明是一种钎焊用4004铝合金，铝合金的化学成分包括如下质量百分数的成分：Si 9.0～9.5%，Fe ≤0.2%，Cu ≤0.1%，Mn≤0.1%， Mg 1.5～1.6%， Zn≤0.2%， Sr ≤0.05%， Zr≤0.05%，其余为铝及不可避免的杂质。

本发明的铝合金的化学成分还包括如下质量百分数的成分：Bi 0.05～0.15%，Re ≤0.03%元素，Ti≤0.05%。

本发明的Re元素为La、Ce、Sc、Eu四种元素的混合物。

本发明的铝合金坯料熔炼时，采用99.7Al锭、镁锭、锌锭、Mn剂、Fe剂、Al-Si中间合金、Al-Cu中间合金、AlTi5B1Re10中间合金、Al-Zr中间合金、纯Bi粒、AlSr5-10中间合金加入熔炼炉中进行熔化，熔炼温度730~780℃，搅拌，调整化学成分后进入保温静置炉，精炼，再次调整化学成分，得到上述化学成分的熔体经过Al-Ti5-B0.2丝在线晶粒细化、除气、除渣，半连续铸造成扁铸锭，将扁铸锭切头尾及铣面后，送入均热炉中进行均匀化加热，所述铝合金铸锭采用均匀化加热，金属温度535～540℃，保温5小时，出炉金属温度为470～480℃。

本发明的有益效果是：

（1）相对《GB/T 3190-2008 变形铝及铝合金化学成分》中4004合金的化学成分范围，降低了其Si、Fe、Cu、Mn、Mg元素含量，降低了合金中CuAl₂、Mg₂Si、β（Al₅FeSi）等强化相的含量，提高了合金的塑性；

（2）复合添加Sr、Re、Ti、Zr、Bi元素，Sr主要用于细化共晶体，Re、Bi主要用于细化α（Al）固溶体及共晶体，Ti及Zr主要用于细化α（Al）固溶体，Re还可以细化初晶Si相。通过复合元素的变质作用，使“大量粗大发达的树枝状α（Al）固溶体+大量粗大的板片状共晶体+少部分块状初晶Si相”的铸态组织显著细化为“细小均匀的纤维状α（Al）固溶体+细小短棒状共晶体+细小棱角钝化块状的初晶Si相”的铸态组织，铸锭宏观的晶粒度≤2级，提高了合金的塑性；

（3）将4004合金的加热工艺优化为4004合金的均匀化加热工艺，铸锭得到了均匀、弥散化、细小且晶界有害相较少的第二相粒子，提高了合金的塑性；

本发明的铝合金改变了原有的铝合金的性能，提高了合金的塑性，利于热轧轧制，完全避免了坯料端面裂边。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

本发明是一种钎焊用4004铝合金，所述铝合金的化学成分包括如下质量百分数的成分：Si 9.0～9.5%，Fe ≤0.2%，Cu ≤0.1%，Mn≤0.1%， Mg 1.5～1.6%， Zn≤0.2%， Sr ≤0.05%， Zr≤0.05%，其余为铝及不可避免的杂质，所述铝合金的化学成分还包括如下质量百分数的成分：Bi 0.05～0.15%，Re ≤0.03%元素，Ti≤0.05%，所述Re元素为La、Ce、Sc、Eu四种元素的混合物，熔炼时，采用99.7Al锭、镁锭、锌锭、Mn剂、Fe剂、Al-Si中间合金、Al-Cu中间合金、AlTi5B1Re10中间合金、Al-Zr中间合金、纯Bi粒、AlSr5-10中间合金加入熔炼炉中进行熔化，熔炼温度730~780℃，搅拌，调整化学成分后进入保温静置炉，精炼，再次调整化学成分，得到上述化学成分的熔体经过Al-Ti5-B0.2丝在线晶粒细化、除气、除渣，半连续铸造成扁铸锭，将扁铸锭切头尾及铣面后，送入均热炉中进行均匀化加热，所述铝合金铸锭采用均匀化加热，金属温度535～540℃，保温5小时，出炉金属温度为470～480℃。

实施例一

本发明是一种钎焊用4004铝合金，所述铝合金的化学成分包括如下质量百分数的成分：Si 9.2%，Fe 0.15%，Cu 0.05%，Mn 0.05%， Mg 1.55%， Zn0.1%， Sr 0.02%， Zr0.03%，其余为铝及不可避免的杂质，所述铝合金的化学成分还包括如下质量百分数的成分：Bi 0.1%，Re 0.01%元素，Ti0.02%，所述Re元素为La、Ce、Sc、Eu四种元素的混合物，所述铝合金坯料加热采用均匀化加热，铝合金坯料温度530～540℃，保温4～6小时，出炉铝合金温度为470～480℃。

熔炼时，采用99.7Al锭、镁锭、锌锭、Mn剂、Fe剂、Al-Si中间合金、Al-Cu中间合金、AlTi5B1Re10中间合金、Al-Zr中间合金、纯Bi粒、AlSr5-10中间合金加入熔炼炉中进行熔化，熔炼温度730~780℃，搅拌，调整化学成分后进入保温静置炉，精炼，再次调整化学成分。得到上述化学成分的熔体经过Al-Ti5-B0.2丝在线晶粒细化、除气、除渣，半连续铸造成扁铸锭。将扁铸锭切头尾及铣面后，送入均热炉中进行均匀化加热，均匀化加热工艺为，金属温度535～540℃，保温5小时，出炉金属温度为470～480℃。本发明的铝合金提高了合金的塑性，避免了合金热轧时的裂边缺陷。

本发明所述的一种钎焊用4004铝合金，其主要技术指标与现有技术的技术相比如下：

由上述技术指标可知，本发明的一种钎焊用4004铝合金热轧裂边的生产工艺，明显优于常规工艺，提高了合金的塑性，避免了合金热轧时的裂边缺陷。

在工业化条件下，通过复合添加Sr、Re、Ti、Zr元素的及Bi元素，取得了一定的成果，改变了铸锭内部的组织形状，分布，细化晶粒，提高合金塑性，通过合适的均匀化加热工艺，铸锭得到均匀、弥散化、细小且晶界有害相较少的第二相粒子，有助于提高合金的塑性，避免了合金热轧时的裂边缺陷。

Claims

1.一种钎焊用4004铝合金，其特征在于：所述铝合金的化学成分包括如下质量百分数的成分：Si 9.0～9.5%，Fe ≤0.2%，Cu ≤0.1%，Mn≤0.1%， Mg 1.5～1.6%， Zn≤0.2%， Sr ≤0.05%， Zr≤0.05%，其余为铝及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述一种钎焊用4004铝合金，其特征在于：所述铝合金的化学成分还包括如下质量百分数的成分：Bi 0.05～0.15%，Re ≤0.03%元素，Ti≤0.05%。

3.根据权利要求2所述一种钎焊用4004铝合金，其特征在于：所述Re元素为La、Ce、Sc、Eu四种元素的混合物。

4.根据权利要求1所述一种钎焊用4004铝合金的制作工艺，其特征在于：熔炼时，采用99.7Al锭、镁锭、锌锭、Mn剂、Fe剂、Al-Si中间合金、Al-Cu中间合金、AlTi5B1Re10中间合金、Al-Zr中间合金、纯Bi粒、AlSr5-10中间合金加入熔炼炉中进行熔化，熔炼温度730~780℃，搅拌，调整化学成分后进入保温静置炉，精炼，再次调整化学成分，得到上述化学成分的熔体经过Al-Ti5-B0.2丝在线晶粒细化、除气、除渣，半连续铸造成扁铸锭，将扁铸锭切头尾及铣面后，送入均热炉中进行均匀化加热，所述铝合金铸锭采用均匀化加热，金属温度535～540℃，保温5小时，出炉金属温度为470～480℃。