CN106086554A - 一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片及其成型工艺 - Google Patents

一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片及其成型工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片，所述空调散热器铝合金片含有的化学元素成分及其质量百分比为：Cr：0.12‑0.36份；Mg：0.15‑0.30份；Cu：0.21‑0.55份；Zn：1.22‑1.77份；Hg：0.11‑0.18份；V：0.07‑0.15份；Zr：0.15‑0.28份；Nb：0.02‑0.06份；Fe：0.01‑0.03份；铝合金变质剂0.1‑0.5份、剩余为Al。本发明通过添加Nb等减少合金中的气体和夹杂，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的影响；本发明铝合金片晶粒细化，具有高的强度、冲击韧性，通过添加Hg，能够减小产生裂纹的倾向，该铝合金乃腐蚀性好；本发明生产方法减少了铝合金成层、起皮、气泡、裂纹的现象，提高了成品率；本发明精炼剂精炼效果好，明显降低了气孔和夹渣现象。

Description

一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片及其成型工艺
技术领域
本发明涉及空调散热器技术领域，尤其涉及一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片及其成型工艺。
背景技术
空调散热器是空调的关键部件，关系到空调的工作效率和使用寿命。而且随着家用空调小型化和降低制造成本的要求，空调散热器铝合金片的厚度越来越薄，向着减薄、趋硬、高精的方向发展，要求有新的合金、新的加工技术和新的质量高度。空调散热器铝合金片的加工精度要求高，要求铝合金片具有良好的塑性和较高的强度。目前空调散热器铝箔主要存在机械性能差，如抗拉强度(140Rm/MPa)、屈服强度(100R0.2/MPa)、硬度(9-12度)较弱，导电性能差，导热性差，可塑性差等缺点。
铝合金散热片经常出现成层、起皮、气泡、裂纹的质量问题，取决于熔铸、挤压温度、挤压速度等加工工艺，因此需要改进散热片的配方及生产工艺，来改善散热片的机械性能。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片及其成型工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片，所述空调散热器铝合金片含有的化学元素成分及其质量百分比为：Cr：0.12-0.36份；Mg ：0.15-0.30份；Cu：0.21-0.55份；Zn：1.22-1.77份；Hg：0.11-0.18份；V：0.07-0.15份；Zr：0.15-0.28份；Nb：0.02-0.06份；Fe：0.01-0.03份；铝合金变质剂0.1-0.5份、剩余为Al。
优选的，所述空调散热器铝合金片含有的化学元素成分及其最佳质量百分比为：Cr：0.15-0.30份；Mg ：0.18-0.25份；Cu：0.3-0.15份；Zn：1.3-1.65份；Hg：0.13-0.15份；V：0.08-0.12份；Zr：0.20-0.24份；Nb：0.03-0.04份；Fe：0.01-0.02份；铝合金变质剂0.2-0.4份、剩余为Al。
优选的，所述铝合金变质剂为Na盐、稀土和P制铝合金变质剂其中的一种或者几种混合物。
优选的，所述铝合金变质剂的应用如下：
以生产中常用的Na和Sr 的变质应用进行分析, 并以其作为从Al-Si系合金( 文中指Si含量为10 %-12.5 % ) 的变质剂应用为例；
Al-Si系合金具有良好的耐磨性、强度和韧性，广泛用于制造汽车、摩托车、航空等产品中，这些产品在工作中承受高温、高压和高速往复运动的摩擦， 因此要求材料具有较好的耐磨性、抗磨蚀性、导热系数和热膨胀系数小, 疲劳性能好, 使用寿命长等特点。但是，Al-Si系合金中Si系含量达一定值时, 铸造组织中将形成针状的共晶硅和粗大板状多角形的初晶硅, 使基体的结合不牢固, 降低合金的强度和塑性，合金中随Si含量增加, 这种组织缺陷越突出。
本发明还提供一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片的成型工艺，包括如下步骤：
S1、配料，熔炼，温度为700-755℃，熔炼时间3.5-5个小时；
S2、精炼，温度为740-755℃，精炼剂用量为铝合金液重量的0.8-1.5％，精炼时间为20-30分钟，静置15-20分钟；
S3、铸造，采用40-55目高温陶瓷过滤板过滤铝液，再进行铸造，铝液温度为680-720℃，铸造后用15-30℃的水冷却和水温一致，送入均匀化炉内，在570-580℃下处理6-7个小时；
S4、挤压成型，挤压速度为1.8-3.6m/min，铸棒温度为480-520℃，模具温度为480-550℃，挤压筒温度为450-480℃；
S5、挤压成型后进行风冷淬火，冷却速度控制在3-6℃/S；
S6、拉伸矫直，拉伸率保持在1.0-1.5％；
S7、时效处理，时效温度为150-180℃，时间为8-9个小时，即得。
本发明提供的一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片及其成型工艺，本发明通过添加Nb等减少合金中的气体和夹杂，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的影响；本发明铝合金片晶粒细化，具有高的强度、冲击韧性，通过添加Hg，能够减小产生裂纹的倾向，该铝合金乃腐蚀性好；本发明生产方法减少了铝合金成层、起皮、气泡、裂纹的现象，提高了成品率；本发明精炼剂精炼效果好，明显降低了气孔和夹渣现象。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片，所述空调散热器铝合金片含有的化学元素成分及其最佳质量百分比为：Cr：0.15-0.30份；Mg ：0.18-0.25份；Cu：0.3-0.15份；Zn：1.3-1.65份；Hg：0.13-0.15份；V：0.08-0.12份；Zr：0.20-0.24份；Nb：0.03-0.04份；Fe：0.01-0.02份；铝合金变质剂0.2-0.4份、剩余为Al。
作为铝合金变质剂的一种优选方案：所述铝合金变质剂为Na盐、稀土和P制铝合金变质剂其中的一种或者几种混合物。
1）Na 盐
Na盐是亚共晶、共晶(Al-Si)合金中常用的变质剂, 能够有效地抑制晶粒长大, 是一种使用较方便的变质剂, 使用效果良好; 但该变质剂的有效期短,熔体变质后必须在一定的时间内完成铸造过程；
2）稀土
根据以往的实践, 稀土对铝合金的铸态组织具有改善作用, 并且能够提高合金的高温强度和耐热性；
3）P制铝合金变质剂
一般用于过共晶合金的变质，磷变质剂起到一定变质效果, 但稳定性较差, 操作上也具有一定的难度, 且对环境有污染。
所述铝合金变质剂的应用如下：
以生产中常用的Na和Sr 的变质应用进行分析, 并以其作为从Al-Si系合金( 文中指Si含量为10 %-12.5 % ) 的变质剂应用为例；
Al-Si系合金具有良好的耐磨性、强度和韧性，广泛用于制造汽车、摩托车、航空等产品中，这些产品在工作中承受高温、高压和高速往复运动的摩擦， 因此要求材料具有较好的耐磨性、抗磨蚀性、导热系数和热膨胀系数小, 疲劳性能好, 使用寿命长等特点。但是，Al-Si系合金中Si系含量达一定值时, 铸造组织中将形成针状的共晶硅和粗大板状多角形的初晶硅, 使基体的结合不牢固, 降低合金的强度和塑性，合金中随Si含量增加, 这种组织缺陷越突出。
铝合金变质剂的应用实例
表1 Al-Si系合金铸锭时的变质处理情况
本发明还提供一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片的成型工艺，包括如下步骤：
S1、配料，熔炼，温度为700-755℃，熔炼时间3.5-5个小时；
S2、精炼，温度为740-755℃，精炼剂用量为铝合金液重量的0.8-1.5％，精炼时间为20-30分钟，静置15-20分钟；
S3、铸造，采用40-55目高温陶瓷过滤板过滤铝液，再进行铸造，铝液温度为680-720℃，铸造后用15-30℃的水冷却和水温一致，送入均匀化炉内，在570-580℃下处理6-7个小时；
S4、挤压成型，挤压速度为1.8-3.6m/min，铸棒温度为480-520℃，模具温度为480-550℃，挤压筒温度为450-480℃；
S5、挤压成型后进行风冷淬火，冷却速度控制在3-6℃/S；
S6、拉伸矫直，拉伸率保持在1.0-1.5％；
S7、时效处理，时效温度为150-180℃，时间为8-9个小时，即得。
综上所述：本发明提供的一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片及其成型工艺，本发明通过添加Nb等减少合金中的气体和夹杂，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的影响；本发明铝合金片晶粒细化，具有高的强度、冲击韧性，通过添加Hg，能够减小产生裂纹的倾向，该铝合金乃腐蚀性好；本发明生产方法减少了铝合金成层、起皮、气泡、裂纹的现象，提高了成品率；本发明精炼剂精炼效果好，明显降低了气孔和夹渣现象。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片，其特征在于：所述空调散热器铝合金片含有的化学元素成分及其质量百分比为：Cr：0.12-0.36份；Mg ：0.15-0.30份；Cu：0.21-0.55份；Zn：1.22-1.77份；Hg：0.11-0.18份；V：0.07-0.15份；Zr：0.15-0.28份；Nb：0.02-0.06份；Fe：0.01-0.03份；铝合金变质剂0.1-0.5份、剩余为Al。
2. 根据权利要求1所述的一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片，其特征在于：所述空调散热器铝合金片含有的化学元素成分及其最佳质量百分比为：Cr：0.15-0.30份；Mg：0.18-0.25份；Cu：0.3-0.15份；Zn：1.3-1.65份；Hg：0.13-0.15份；V：0.08-0.12份；Zr：0.20-0.24份；Nb：0.03-0.04份；Fe：0.01-0.02份；铝合金变质剂0.2-0.4份、剩余为Al。
3.根据权利要求1所述的一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片，其特征在于：所述铝合金变质剂为Na盐、稀土和P制铝合金变质剂其中的一种或者几种混合物。
4.根据权利要求1所述的一种高强度防断裂的空调散热器铝合金片，其特征在于：所述铝合金变质剂的应用如下：
以生产中常用的Na和Sr 的变质应用进行分析, 并以其作为从Al-Si系合金( 文中指Si含量为10 %-12.5 % ) 的变质剂应用为例；
Al-Si系合金具有良好的耐磨性、强度和韧性，广泛用于制造汽车、摩托车、航空等产品中，这些产品在工作中承受高温、高压和高速往复运动的摩擦， 因此要求材料具有较好的耐磨性、抗磨蚀性、导热系数和热膨胀系数小, 疲劳性能好, 使用寿命长等特点；
但是，Al-Si系合金中Si系含量达一定值时, 铸造组织中将形成针状的共晶硅和粗大板状多角形的初晶硅, 使基体的结合不牢固, 降低合金的强度和塑性，合金中随Si含量增加, 这种组织缺陷越突出。
5.一种权利要求1所述的高强度防断裂的空调散热器铝合金片的成型工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、配料，熔炼，温度为700-755℃，熔炼时间3.5-5个小时；
S2、精炼，温度为740-755℃，精炼剂用量为铝合金液重量的0.8-1.5％，精炼时间为20-30分钟，静置15-20分钟；
S3、铸造，采用40-55目高温陶瓷过滤板过滤铝液，再进行铸造，铝液温度为680-720℃，铸造后用15-30℃的水冷却和水温一致，送入均匀化炉内，在570-580℃下处理6-7个小时；
S4、挤压成型，挤压速度为1.8-3.6m/min，铸棒温度为480-520℃，模具温度为480-550℃，挤压筒温度为450-480℃；
S5、挤压成型后进行风冷淬火，冷却速度控制在3-6℃/S；
S6、拉伸矫直，拉伸率保持在1.0-1.5％；
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