CN105568064A - 一种富含硅与锌元素的铝合金板锭及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种富含硅与锌元素的铝合金板锭及其制备方法，它含有以质量百分含量计的以下成分：0.65%~1.0%的Si，0.4%的Fe，0.05%的Cu，1.4%~1.8%的Mn，1.3%~1.7%的Zn，0.05%的Ti，0.05%~0.2%的Zr，余量为铝和不可避免的杂质，该杂质为质量百分含量小于或者等于0.03%的Mg以及质量百分含量小于或者等于0.05%的Cr。它的制备方法包括以下步骤：铝锭熔化、加入Mn剂、Si剂、Fe剂、Cu剂和Ti细化晶粒、半连续铸造与退火。本发明的铝合金板锭具有强度较强、可塑性好、抗应力和耐腐蚀性能均较好等优点；本发明的制备方法具有步骤简单、易于操作等优点。

Description

一种富含硅与锌元素的铝合金板锭及其制备方法

技术领域

本发明公开了一种富含硅与锌元素的铝合金板锭，本发明还公开了一种富含硅与锌元素的铝合金板锭的制备方法。

背景技术

换热器是一种在不同温度的两种或者两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足过程工艺条件的需要，同时也提高能源利用率的主要设备之一。换热器行业涉及暖通、压力容器、中水处理设备等近30多种产业，相互形成产业链条。

换热器翅片是换热器部件中的主件，其质量的好坏直接决定着换热器质量的好坏。板锭通常作为换热器的翅片料，高可塑性、高强度、高抗应力性以及抗腐蚀性能的换热器翅片，能够有助于钎焊后的芯体的抗塌陷性能，还能保障换热器工作过程中的循环热胀冷缩环境下的支撑，以及在工作环境或热交换流体腐蚀性较强的工况下的有效运转，由此可见，板锭的性能好坏直接影响到换热器的质量和使用寿命，因此，板锭的强度、可塑性和抗应力性能是极为重要的。

然而，现有技术中的板锭强度、可塑性、抗应力和腐蚀性能并不能达到同时较好，从而影响换热器的质量，并且也缩短了换热器的使用寿命。

发明内容

本发明的目的之一是克服现有技术中存在的不足，提供一种强度较强、可塑性、抗应力和耐腐蚀性能均较好的富含硅与锌元素的铝合金板锭。

本发明的另一目的是提供一种富含硅与锌元素的铝合金板锭的制备方法。

按照本发明提供的技术方案，所述富含硅与锌元素的铝合金板锭，它含有以质量百分含量计的以下成分：0.65%~1.0%的Si，0.4%的Fe，0.05%的Cu，1.4%~1.8%的Mn，1.3%~1.7%的Zn，0.05%的Ti，0.05%~0.2%的Zr，余量为铝和不可避免的杂质，该杂质为质量百分含量小于或者等于0.03%的Mg以及质量百分含量小于或者等于0.05%的Cr。

一种富含硅与锌元素的铝合金板锭的制备方法包括以下步骤：

a、将铝锭投入到熔炉里，熔炉温度升温至740~760℃，铝锭全部熔化后形成熔池并进行扒渣；

b、扒渣后向熔炉里加入Mn剂；等熔炉里的Mn剂完全熔化后，向熔炉里同时加入Si剂、Fe剂和Cu剂；等熔炉里的Si剂、Fe剂和Cu剂完全熔化后，向熔炉里加入Zn锭和Zr剂；等熔炉里的Zn锭和Zr剂完全熔化后，向熔炉里加入Ti细化晶粒；等熔炉里的Ti细化晶粒完全熔化后，得到铝合金混合熔液；

c、将铝合金混合熔液的温度控制在705~710℃后倒入匀速向前运动的铸造模具的型腔内进行半连续铸造，铸造模具的铸造速度控制在65~73mm/min，铸造模具的冷却水压力控制在0.08~0.1MPa，铸造模具的冷却水温度控制在20~35℃，得到铝合金板锭半成品；

d、将铝合金板锭半成品放入均匀化退火炉内进行退火，退火温度控制在605~620℃，退火保温时间控制在8~10小时，得到铝合金板锭。

本发明的铝合金板锭具有强度较强、可塑性好、抗应力和耐腐蚀性能均较好等优点；本发明的制备方法具有步骤简单、易于操作等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种富含硅与锌元素的铝合金板锭的制备方法包括以下步骤：

a、将铝锭投入到熔炉里，熔炉温度升温至740~760℃，铝锭全部熔化后形成熔池并进行扒渣；

b、扒渣后向熔炉里加入Mn剂；等熔炉里的Mn剂完全熔化后，向熔炉里同时加入Si剂、Fe剂和Cu剂；等熔炉里的Si剂、Fe剂和Cu剂完全熔化后，向熔炉里加入Zn锭和Zr剂；等熔炉里的Zn锭和Zr剂完全熔化后，向熔炉里加入Ti细化晶粒；等熔炉里的Ti细化晶粒完全熔化后，得到铝合金混合熔液；

c、将铝合金混合熔液的温度控制在705~710℃后倒入匀速向前运动的铸造模具的型腔内进行半连续铸造，铸造模具的铸造速度控制在65~73mm/min，铸造模具的冷却水压力控制在0.08~0.1MPa，铸造模具的冷却水温度控制在20~35℃，得到铝合金板锭半成品；

d、将铝合金板锭半成品放入均匀化退火炉内进行退火，退火温度控制在605~620℃，退火保温时间控制在8~10小时，得到铝合金板锭。

实施例1所得到的铝合金板锭，它含有以质量百分含量计的以下成分：0.65%的Si，0.4%的Fe，0.05%的Cu，1.4%的Mn，1.3%的Zn，0.05%的Ti，0.05%的Zr，余量为铝和不可避免的杂质，该杂质为质量百分含量小于或者等于0.03%的Mg以及质量百分含量小于或者等于0.05%的Cr。

将实施例1所得到的铝合金板锭轧制成厚度为0.3mm状态为“O”的铝带后，测试其抗拉强度为141MPa，延伸率为7%。

实施例2

一种富含硅与锌元素的铝合金板锭的制备方法包括以下步骤：

a、将铝锭投入到熔炉里，熔炉温度升温至740~760℃，铝锭全部熔化后形成熔池并进行扒渣；

b、扒渣后向熔炉里加入Mn剂；等熔炉里的Mn剂完全熔化后，向熔炉里同时加入Si剂、Fe剂和Cu剂；等熔炉里的Si剂、Fe剂和Cu剂完全熔化后，向熔炉里加入Zn锭和Zr剂；等熔炉里的Zn锭和Zr剂完全熔化后，向熔炉里加入Ti细化晶粒；等熔炉里的Ti细化晶粒完全熔化后，得到铝合金混合熔液；

c、将铝合金混合熔液的温度控制在705~710℃后倒入匀速向前运动的铸造模具的型腔内进行半连续铸造，铸造模具的铸造速度控制在65~73mm/min，铸造模具的冷却水压力控制在0.08~0.1MPa，铸造模具的冷却水温度控制在20~35℃，得到铝合金板锭半成品；

d、将铝合金板锭半成品放入均匀化退火炉内进行退火，退火温度控制在605~620℃，退火保温时间控制在8~10小时，得到铝合金板锭。

实施例2所得到的铝合金板锭，它含有以质量百分含量计的以下成分：0.8%的Si，0.4%的Fe，0.05%的Cu，1.6%的Mn，1.5%的Zn，0.05%的Ti，0.12%的Zr，余量为铝和不可避免的杂质，该杂质为质量百分含量小于或者等于0.03%的Mg以及质量百分含量小于或者等于0.05%的Cr。

将实施例2所得到的铝合金板锭轧制成厚度为0.3mm状态为“O”的铝带后，测试抗拉强度为139MPa，延伸率为7%。

实施例3

一种富含硅与锌元素的铝合金板锭的制备方法包括以下步骤：

a、将铝锭投入到熔炉里，熔炉温度升温至740~760℃，铝锭全部熔化后形成熔池并进行扒渣；

b、扒渣后向熔炉里加入Mn剂；等熔炉里的Mn剂完全熔化后，向熔炉里同时加入Si剂、Fe剂和Cu剂；等熔炉里的Si剂、Fe剂和Cu剂完全熔化后，向熔炉里加入Zn锭和Zr剂；等熔炉里的Zn锭和Zr剂完全熔化后，向熔炉里加入Ti细化晶粒；等熔炉里的Ti细化晶粒完全熔化后，得到铝合金混合熔液；

c、将铝合金混合熔液的温度控制在705~710℃后倒入匀速向前运动的铸造模具的型腔内进行半连续铸造，铸造模具的铸造速度控制在65~73mm/min，铸造模具的冷却水压力控制在0.08~0.1MPa，铸造模具的冷却水温度控制在20~35℃，得到铝合金板锭半成品；

d、将铝合金板锭半成品放入均匀化退火炉内进行退火，退火温度控制在605~620℃，退火保温时间控制在8~10小时，得到铝合金板锭。

实施例3所得到的铝合金板锭，它含有以质量百分含量计的以下成分：01.0%的Si，0.4%的Fe，0.05%的Cu，1.8%的Mn，1.7%的Zn，0.05%的Ti，0.2%的Zr，余量为铝和不可避免的杂质，该杂质为质量百分含量小于或者等于0.03%的Mg以及质量百分含量小于或者等于0.05%的Cr。

将实施例3所得到的铝合金板锭轧制成厚度为0.3mm状态为“O”的铝带后，测试其抗拉强度为143MPa，延伸率为7%。

该铝合金板锭主要应用于换热器的翅片料，通过热处理固溶强化，在保持高强度的同时，满足翅片的塑性要求，有助于钎焊后的芯体抗塌陷性能。同时，其时效强化特性可使芯体长期使用过程中保持强度不降低，而Cu的抗应力性能保障了换热器在工作过程中的循环热胀冷缩环境下的支撑，从而有效提高换热器的使用寿命。

通过加入镁、钛和锆，并且适时调整各个元素的成分比，从而克服了现有技术中的板锭不能够同时满足强度、可塑性和抗应力性能的要求而影响换热器质量问题，进而在保持高强度的同时，还满足可塑性的要求，并且抗应力性能也较好，提高了换热器质量，延长了换热器的使用寿命。

本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (2)

1.一种富含硅与锌元素的铝合金板锭，其特征是它含有以质量百分含量计的以下成分：0.65%~1.0%的Si，0.4%的Fe，0.05%的Cu，1.4%~1.8%的Mn，1.3%~1.7%的Zn，0.05%的Ti，0.05%~0.2%的Zr，余量为铝和不可避免的杂质，该杂质为质量百分含量小于或者等于0.03%的Mg以及质量百分含量小于或者等于0.05%的Cr。

2.一种富含硅与锌元素的铝合金板锭的制备方法，其特征是该方法包括以下步骤：

a、将铝锭投入到熔炉里，熔炉温度升温至740~760℃，铝锭全部熔化后形成熔池并进行扒渣；

b、扒渣后向熔炉里加入Mn剂；等熔炉里的Mn剂完全熔化后，向熔炉里同时加入Si剂、Fe剂和Cu剂；等熔炉里的Si剂、Fe剂和Cu剂完全熔化后，向熔炉里加入Zn锭和Zr剂；等熔炉里的Zn锭和Zr剂完全熔化后，向熔炉里加入Ti细化晶粒；等熔炉里的Ti细化晶粒完全熔化后，得到铝合金混合熔液；

c、将铝合金混合熔液的温度控制在705~710℃后倒入匀速向前运动的铸造模具的型腔内进行半连续铸造，铸造模具的铸造速度控制在65~73mm/min，铸造模具的冷却水压力控制在0.08~0.1MPa，铸造模具的冷却水温度控制在20~35℃，得到铝合金板锭半成品；

d、将铝合金板锭半成品放入均匀化退火炉内进行退火，退火温度控制在605~620℃，退火保温时间控制在8~10小时，得到铝合金板锭。