CN109609812A

CN109609812A - 一种用于制造汽车热交热器主板的高强耐腐蚀复合材料的制备方法

Info

Publication number: CN109609812A
Application number: CN201910061398.2A
Authority: CN
Inventors: 曹晓国; 曹旷; 李海峰
Original assignee: DALISHEN ALUMINUM Co Ltd
Current assignee: DALISHEN ALUMINUM Co Ltd
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2019-04-12

Abstract

一种用于制造汽车热交换器主板的高强耐腐蚀复合材料的制备方法，具体包括如下步骤，步骤一：原料选择，选取由热轧工艺复合而成的2或3层复合铝合金板带材作为热交换器主板材料；步骤二:主板成形，利用冲压成型机将多层复合铝合金板带材冲压成所需形状的主片；步骤三：利用装配机将步骤二中的主片与扁管、翅片进行装配，并最终经过钎焊炉进行钎焊，形成铝制热交换器芯体；其中步骤一中，所述铝合金板材带的生产方法具体包括如下步骤：熔铸、锯切、均热、铣面、复合、加热、热粗轧、热精轧、冷轧、成品退火和精密分切。该制备方法能够有效解决现有铝合金主板焊接成型后强度和耐腐蚀不够的问题。

Description

一种用于制造汽车热交热器主板的高强耐腐蚀复合材料的制备方法

技术领域

本发明涉及铝制散热器制备技术领域，特别是涉及一种用于制造汽车水箱主板的高强耐腐蚀复合材料的制备方法。

背景技术

铝合金钎焊主板是汽车换热器的主要部件之一，主板材料的减薄，可以进一步促进汽车轻量化的生产，同时兼顾产品性能，作为汽车换热器的铝合金主板需具有优异的防腐性能和较高强度，现有技术通过3层复合方法制备了耐腐蚀、焊前强度高的主板材料，但现有散热器材料不能避免焊后强度降低和耐腐蚀性能差的情况。

因此解决这一类的问题显得尤为重要，此技术是在制造汽车散热器的材料工艺的设计和使用过程中予以考虑并解决的问题。

发明内容

鉴于上述现有技术的各种问题，本发明的目的是提供一种用于制造汽车热交换器主板的高强耐腐蚀复合材料的制备方法，能够有效解决现有铝合金主板钎焊后耐腐蚀和强度不够的问题。

本发明的技术解决方案是：一种用于制造汽车热交换器主板的高强耐腐蚀的复合材料，所述材料包括芯材和皮材，所述皮材复合在芯材表面，所述皮材中钎焊层占材料总厚度的比例为5%-10%，防腐层占材料总厚度的比例为8%-10%，所述芯材包含如下质量百分数的化学成分（wt%）：Si≤0.2%、Fe：0.15-0.35%、Cu：0.5-0.8%、Mn：1.4-2.0%、Mg:0.05-0.1%、Zn≤0.2%，Zr:0.1-0.16%,余量是Al及不可避免的杂质；

所述皮材钎焊层包含如下质量百分数的化学成分（wt%）：Si：6.8-8.2%、Fe：≤0.3%、Cu：≤0.15%、Mn：≤0.05%、Mg≤0.03、Zn≤0.1%，余量是Al及不可避免的杂质；

所述皮材防腐层包含如下质量百分数的化学成分（wt%）：Si：0.1-0.3%、Fe：0.2-0.4%、Cu：≤0.1%、Mn：≤0.1%、Mg≤0.05%、Zn: 0.9-1.1%，余量是Al及不可避免的杂质。

本发明的进一步改进在于：一种用于上述内容所述一种用于制造汽车热交换器主板的高强耐腐蚀复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤一：原料选择，选取由热轧工艺复合而成的2或3层复合铝合金板带材作为热交换器主板材料；

步骤二:主板成形，利用冲压成型机将多层复合铝合金板带材冲压成所需形状的主片；

步骤三：利用装配机将步骤二中的主片与扁管、翅片进行装配，并最终经过钎焊炉进行钎焊，形成铝制热交换器。

本发明的进一步改进在于：提供一种铝合金板带材的生产方法，其特征在于：具体包括如下步骤：熔铸、锯切、均热、铣面、复合、加热、热粗轧、热精轧、冷轧、成品退火和精密分切。

本发明的进一步改进在于：所述熔铸步骤中，熔铸后芯材铸锭的化学成分的质量百分数为：Si≤0.2%、Fe：0.15-0.35%、Cu：0.5-0.8%、Mn：1.4-2.0%、Mg:0.05-0.1%、Zn≤0.2%，Zr:0.1-0.16%,余量是Al及不可避免的杂质；其中熔炼温度为720--760℃，精炼温度700--730℃，铸造温度685--695℃，铸造速度50--55mm/min，并使用覆盖剂，之后使用氯气和氩气的混合气体对熔体进行精炼，并加入Al-Ti-B进行晶粒细化，同时采用除气装置进行熔体在线除气，采用30/50ppi双级陶瓷过滤板进行过滤，半连续铸造成扁锭，铸造后的芯材铸锭还要经过锯切和铣面的步骤；皮材的熔炼温度680-750℃，并使用在线除气除渣，半连续铸造成扁锭，铸造后的皮材还要经过锯切、铣面、加热、热轧和精密分切的步骤。

本发明的进一步改进在于：所述复合步骤中，将所述芯材铸锭和所述皮材铸锭进行复合加热，加热前，将即将要加热的复合锭的头中尾各打一根钢带，加热金属温度为460-500℃，保温时间3h。

本发明的进一步改进在于：所述均热步骤中，所述芯材铸锭加热至580-630℃，保温8-12小时。

本发明的进一步改进在于：所述热粗轧步骤中，采用热粗轧在470--500℃开坯，三层复合的铝材经过15或16道次轧制，坯料厚度16--20mm，中间坯温度为380--410℃，再使用热精轧，经过2-3道次轧制到5-7mm热轧卷，终轧温度控制在280--340℃，自然冷却。

本发明的进一步改进在于：所述冷轧步骤中，经过2-3道次冷轧至目标厚度，进行完全态退火，最终成品厚度1m-3mm。

本发明的进一步改进在于：采用合适成品退火温度对铝卷进行退火，以达到冲压不开裂目的，所述成品退火步骤中，成品退火的退火工艺为退火金属温度380-420℃，保温时间2h。

本发明的进一步改进在于：所述精密分切步骤中，将得到的成品根据产品需求规格，采用高精度刀具和合理的刀具间隙在厚剪上进行分切得到需要的宽度，从而达到优异的边部剪切质量，复合率检验合格后，进行包装入库。

本发明的进一步改进在于：所述芯材铸锭的规格为425*1346*5200mm，所述皮材铸锭的规格60*1310*5000mm。

本发明的突出特点在于：

（1）本发明中的铝合金板材带对Fe、Si、Cu、Mn成分进行了严格控制，并添加了Zr元素，提高材料热稳定性。并对熔炼和铸造温度、速度进行控制，这样会消除铸锭组织不均、晶粒粗大、成分偏析等问题；

（2）本发明采用470-500℃粗轧开坯，，经过15或16道次轧制，坯料厚度16-20mm，中间坯温度为380-410℃，再使用热精轧，经过2-3道次轧制到5-7mm热轧卷。这是利用适当温度和变形速度来控制第二相化合物的均匀细小析出和保证铸造组织充分破碎，有利于改善合金内部组织；

（3）热轧生产的坯料，终轧温度控制在280--340℃，自然冷却，热轧坯料整体性能稳定，保证冷轧在目标加工率轧制后，最终产品性能稳定，使用该铝合金板材带制成的汽车散热器能够有效解决现有铝合金主板耐腐蚀和强度不够的问题。

附图说明

图1为成品性能图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，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。

本实施例提供一种用于制造汽车热交换器主板的高强耐腐蚀的复合材料，所述材料包括芯材和皮材，所述皮材复合在芯材表面，所述皮材中钎焊层占材料总厚度的比例为5%-10%，防腐层占材料总厚度的比例为8%-10%，所述芯材包含如下质量百分数的化学成分（wt%）：Si≤0.2%、Fe：0.15-0.35%、Cu：0.5-0.8%、Mn：1.4-2.0%、Mg:0.05-0.1%、Zn≤0.2%，Zr:0.1-0.16%,余量是Al及不可避免的杂质；

一种用于上述内容所述一种用于制造汽车热交换器主板的高强耐腐蚀复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

本实施例具体提供一种4343/3003Mod/7072-O铝合金板带材及其生产方法：具体包括如下步骤：熔铸、锯切、均热、铣面、复合、加热、热粗轧、热精轧、冷轧、成品退火和精密分切。

所述熔铸步骤中，熔铸后芯材3003Mod铸锭的化学成分的质量百分数为：Si≤0.2%、Fe：0.15-0.35%、Cu：0.5-0.8%、Mn：1.4-2.0%、Mg:0.05-0.1%、Zn≤0.2%，Zr:0.1-0.16%,余量是Al及不可避免的杂质；其中熔炼温度为720--760℃，精炼温度700--730℃，铸造温度685--695℃，铸造速度50--55mm/min，并使用覆盖剂，之后使用氯气和氩气的混合气体对熔体进行精炼，并加入Al-Ti-B进行晶粒细化，同时采用除气装置进行熔体在线除气，采用30/50ppi双级陶瓷过滤板进行过滤，半连续铸造成扁锭，铸造后的芯材铸锭还要经过锯切和铣面的步骤；皮材熔炼的温度为680-750℃，并使用在线除气除渣，半连续铸造成扁锭，铸造后的皮材还要经过锯切、铣面、加热、热轧和精密分切的步骤。

所述均热步骤中，铸锭加热温度设定炉温600℃，保温时间12h出炉。

所述铣面步骤是采用铣床对铸锭的大面进行铣削，铣削量为10mm。

所述复合步骤中，将4343皮材、芯材3003Mod、7072皮材捆扎一起，复合锭头中尾各打一根钢带，将所述芯材铸锭和所述皮材铸锭进行复合加热，加热金属温度为460-500℃，保温时间3h。

所述加热步骤中，铸锭加热温度设定炉温540℃，保温时间10h出炉轧制。

所述热粗轧步骤中，采用热粗轧在470--500℃开坯，经过15或16道次轧制，坯料厚度24mm*1346，中间坯温度为380--410℃，再使用热精轧，经过2-3道次轧制，热轧卷厚度6mm，终轧温度280--340℃，自然冷却。

所述冷轧步骤中，经过2-3道次冷轧至目标厚度，进行完全态退火，最终成品厚度1m-3mm。

所述成品退火步骤中，采用合适成品退火温度对铝卷进行退火，以达到冲压不开裂目的，所述成品退火步骤中，成品退火的退火工艺为退火金属温度380-420℃，保温时间2h。

所述精密分切步骤中，所述分切步骤中，将得到的成品根据产品需求规格，采用高精度刀具和合理的刀具间隙在厚剪上进行分切得到需要的宽度，从而达到优异的边部剪切质量，复合率检验合格后，进行包装入库。

所述芯材铸锭的规格为425*1346*5200mm，所述皮材铸锭的规格60*1310*5000mm。

根据上述方法，重复两次，最终产品分别为试验卷一和试验卷二，成品性能图见附图1。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种用于制造汽车热交换器主板的高强耐腐蚀的复合材料，其特征在于：所述材料包括芯材和皮材，所述皮材复合在芯材表面，所述皮材中钎焊层占材料总厚度的比例为5%-10%，防腐层占材料总厚度的比例为8%-10%，所述芯材包含如下质量百分数的化学成分（wt%）：Si≤0.2%、Fe：0.15-0.35%、Cu：0.5-0.8%、Mn：1.4-2.0%、Mg:0.05-0.1%、Zn≤0.2%，Zr:0.1-0.16%,余量是Al及不可避免的杂质；

2.一种用于权利要求1的所述一种用于制造汽车热交换器主板的高强耐腐蚀复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤三：利用装配机将步骤二中的主片与扁管、翅片进行装配，并最终经过钎焊炉进行钎焊，形成铝制热交换器芯体。

3.根据权利要求2所述的一种铝合金板带材的生产方法，其特征在于：具体包括如下步骤：熔铸、锯切、均热、铣面、复合、加热、热粗轧、热精轧、冷轧、成品退火和精密分切。

4.根据权利要求3所述的一种铝合金板带材的生产方法，其特征在于：所述熔铸步骤中，熔铸后芯材铸锭的化学成分的质量百分数为：Si≤0.2%、Fe：0.15-0.35%、Cu：0.5-0.8%、Mn：1.4-2.0%、Mg:0.05-0.1%、Zn≤0.2%，Zr:0.1-0.16%,余量是Al及不可避免的杂质；其中熔炼温度为720--760℃，精炼温度700--730℃，铸造温度685--695℃，铸造速度50--55mm/min，铸造后的芯材铸锭还要经过锯切和铣面的步骤；所述熔铸步骤中，皮材的熔炼温度680-750℃，铸造后的皮材还要经过锯切、铣面、加热、热轧和精密分切的步骤。

5.根据权利要求3所述的一种铝合金板带材的生产方法，其特征在于：所述复合步骤中，将所述芯材铸锭和所述皮材铸锭进行复合加热，加热前，将即将要加热的复合锭的头中尾各打一根钢带，加热金属温度为460-500℃，保温时间3h。

6.根据权利要求3所述的一种铝合金板带材的生产方法，其特征在于：所述均热步骤中，所述芯材铸锭加热至580-630℃，保温8-12小时。

7.根据权利要求3所述的一种铝合金板带材的生产方法，其特征在于：所述热粗轧步骤中，采用热粗轧在470--500℃开坯，三层复合的铝材经过15或16道次轧制，坯料厚度16--20mm，中间坯温度为380--410℃，再使用热精轧，经过2-3道次轧制到5-7mm热轧卷，终轧温度控制在280--340℃，自然冷却；所述冷轧步骤中，经过2-3道次冷轧至目标厚度，进行完全态退火，最终成品厚度1m-3mm。

8.根据权利要求3所述的一种铝合金板带材的生产方法，其特征在于：采用合适成品退火温度对铝卷进行退火，以达到冲压不开裂目的，所述成品退火步骤中，成品退火的退火工艺为退火金属温度为380-420℃，保温时间2h。

9.根据权利要求3所述的一种铝合金板带材的生产方法，其特征在于：所述精密分切步骤中，将得到的成品根据产品需求规格，采用高精度刀具和合理的刀具间隙在厚剪上进行分切得到需要的宽度。

10.根据权利要求4所述的一种铝合金板带材的生产方法，其特征在于：所述芯材铸锭的规格为425*1346*5200mm，所述皮材铸锭的规格60*1310*5000mm。