CN109988942B

CN109988942B - 高耐腐蚀性铝合金及其应用

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Publication number: CN109988942B
Application number: CN201711474516.XA
Authority: CN
Inventors: 王春芬
Original assignee: Grangis Aluminum Shanghai Co Ltd
Current assignee: Grangis Aluminum Shanghai Co Ltd
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2020-06-05
Anticipated expiration: 2037-12-29
Also published as: CN109988942A

Abstract

本发明涉及具有高耐腐蚀性的铝合金复合材料，其包含防水侧合金和芯材合金。其中基于所述芯材合金，所述芯材合金包含：0‑1.0重量％的Si、0.1‑0.3重量％的Fe、0.3‑0.9重量％的Cu、1.1‑1.8重量％的Mn、<0.03重量％的Zn、0.1‑0.2重量％的Zr、0.1‑0.2重量％的Ti、<0.01重量％的Ni，余量为铝。本发明还涉及所述铝合金复合材料的制备方法及其在风机盘管的管材中的应用。

Description

高耐腐蚀性铝合金及其应用

技术领域

本发明涉及具有高耐腐蚀性的铝合金复合材料，其包含防水侧合金和芯材合金。本发明还涉及所述铝合金复合材料在风机盘管的管材中的应用。

背景技术

风机盘管作为常用的供冷、供热末端装置，在生活中使用广泛。例如作为空调的重要组成部分，冷水或热水在盘管管内流过时与管外空气发生热交换，使空气得以冷却、除湿或加热，从而调节室内的空气参数。

风机盘管产品的生产现阶段均采用铜管铝翅片的搭配，作为管材的铜合金具有良好的抗腐蚀性能和热传导性能，其原材料价格几乎是铝原材料的3倍，使得制备该产品的成本高昂。由于风机盘管产品内部流通的循环水多为市政用水，锅炉水等，其包含化学离子Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄ ^2-等，具有一定的腐蚀性，且由于循环水的水质难以规范控制，这些离子的含量不固定。故风机盘管产品一直使用抗腐蚀性能较好的铜合金作为管材来保证其使用寿命。目前市场上还没有用铝合金作为风机盘管的管材使用。

将铝合金应用在风机盘管产品上作为管材，能够大大降低其产品的生产成本，但由于长时间与含水溶液接触，需要耐腐蚀性能好的铝合金来达到这一应用目的。CN103122428A公开了一种钎焊用铝合金复合管材，其中所述芯材合金基本上不含Cr。基于原料的总重，使用至少20至60重量％的铝钎焊合金废料作为原料，并通过熔铸法制得所述芯材合金。该铝合金复合材料的防水侧具有良好的耐腐蚀性能。CN103122427A公开了适用于铝散热器、冷凝器的主板或边缘的铝合金复合材料，其包含芯材、钎焊侧和防水侧，具有良好的拉伸强度且没有明显的时效强化现象。

由于相比于常用的热交换器中的液体，风机盘管中流经的液体如上文所述例如为市政用水，基本上不包含抗腐蚀的添加成分。因此仍需获得具有更好的耐腐蚀性能的可用于风机盘管的管材的铝合金复合材料。

发明内容

在一方面，本发明涉及一种铝合金复合材料，其包含防水侧合金和芯材合金，其中基于所述芯材合金，所述芯材合金包含：

0-1.0重量％的Si、

0.1-0.3重量％的Fe、

0.3-0.9重量％的Cu、

1.1-1.8重量％的Mn、

<0.03重量％的Zn、

0.1-0.2重量％的Zr、

0.1-0.2重量％的Ti、

<0.01重量％的Ni，

余量为铝。

在一个实施方案中，本发明的铝合金复合材料中，基于所述防水侧合金，所述防水侧合金包含：

0.2-0.9重量％的Si、

0.1-0.3重量％的Fe、

<0.01重量％的Cu、

0-1.7重量％的Mn、

4-8重量％的Zn、

<0.01重量％的Zr、

<0.01重量％的Ti、

<0.01重量％的Ni，

余量为铝。

在另一实施方案中，本发明的铝合金复合材料中，基于所述防水侧合金，所述防水侧合金包含：

4.5-6.5重量％的Si、

0.1-0.3重量％的Fe、

<0.01重量％的Cu、

0.2-0.8重量％的Mn、

2-5重量％的Zn、

<0.01重量％的Zr、

<0.01重量％的Ti、

<0.01重量％的Ni，

余量为铝。

在一个实施方案中，所述芯材合金和防水侧合金的电位差为不小于100mV，优选不小于130mV。

在另一个实施方案中，所述芯材合金和防水侧合金的电位差为不小于60mV，优选不小于90mV。

在一个优选的实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金具有至少一种以下元素含量：

Si的含量为0.5-0.9重量％；

Mn的含量为1.3-1.6重量％；

Cu的含量为0.4-0.7重量％。

在另一个优选的实施方案中，基于所述防水侧合金，所述防水侧合金具有至少一种以下元素含量：

Si的含量为0.5-0.8重量％；Zn的含量为4-6重量％。

在又一个优选的实施方案中，基于所述防水侧合金，所述防水侧合金具有至少一种以下元素含量：

Si的含量为4.5-5.5重量％；Zn的含量为2.5-4重量％。

在一个实施方案中，本发明的铝合金复合材料还包含钎焊侧合金，其中芯材合金的一侧为防水侧合金，另一侧为钎焊侧合金。

在优选的实施方案中，所述钎焊侧合金为4343或4045。

在一个实施方案中，本发明的铝合金复合材料为钎焊式铝合金复合材料。

在另一个实施方案中，本发明的铝合金复合材料的厚度为0.4mm以下。在优选的实施方案中，铝合金复合材料的厚度为0.3mm以下。

在又一方面，本发明还涉及一种制备铝合金复合材料的方法，其包括以下步骤：

1)制造芯材合金和防水侧合金并提供钎焊侧合金；

2)通过轧制使所述防水侧合金、芯材合金和所述钎焊侧合金复合。

在还一方面，本发明还涉及铝合金复合材料在制备风机盘管的管材中的用途。

在又一方面，本发明还涉及一种风机盘管的管材，其包含本发明的铝合金复合材料。

附图简述

图1本发明的铝合金复合材料的结构示意图；

图2加速腐蚀试验后对比例1的铝合金复合材料的金相显微镜图片；

图3加速腐蚀试验后对比例2的铝合金复合材料的金相显微镜图片；

图4加速腐蚀试验后对比例3的铜管的金相显微镜图片；

图5加速腐蚀试验后对比例4的铝合金复合材料的金相显微镜图片；

图6加速腐蚀试验后实施例1的铝合金复合材料的金相显微镜图片；

图7加速腐蚀试验后实施例2的铝合金复合材料的金相显微镜图片；

图8加速腐蚀试验后实施例3的铝合金复合材料的金相显微镜图片。

具体实施方式

一般定义及术语

除非另外定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员通常理解的相同的含义。若存在矛盾，则以本申请提供的定义为准。

除非另外说明，本文中所有的百分比、份数、比值等均是按重量计。

当以范围、优选范围、或者优选的数值上限以及优选的数值下限的形式表述某个量、浓度或其它值或参数的时候，应当理解相当于具体揭示了通过将任意一对范围上限或优选数值与任意范围下限或优选数值结合起来的任何范围，而不考虑该范围是否具体揭示。除非另外指出，本文所列出的数值范围旨在包括范围的端点，和该范围之内的所有整数和分数。例如“1-8”涵盖1、2、3、4、5、6、7、8以及由其中任何两个值组成的任何亚范围，例如2-6、3-5。

表述“包含”或与其同义的类似表述“包括”、“含有”和“具有”等是开放性的，不排除额外的未列举的元素、步骤或成分。表述“由…组成”排除未指明的任何元素、步骤或成分。表述“基本上由…组成”指范围限制在指定的元素、步骤或成分，加上任选存在的不会实质上影响所要求保护的主题的基本和新的特征的元素、步骤或成分。应当理解，表述“包含”涵盖表述“基本上由…组成”和“由…组成”。

在本发明的范畴内，合金“基本上不含”某种组分是指在所述合金的制造过程中，没有有意地添加或含有该组分，该组分仅有可能作为不可避免的杂质引入。例如，芯材合金基本上不含Ni，指基于所述芯材合金，所述芯材合金中Ni含量为约＜0.02重量％，优选为约＜0.01重量％，更优选为约＜0.005重量％。所述芯材合金特别优选完全不含Ni。

本文所使用的术语“任选”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生，该描述包括发生所述事件或情况和不发生所述事件或情况。

本文所使用的术语“约”可允许值或范围的一定程度的变化，例如在规定的值或规定限制的范围且包括确切的值或范围的10％以内，5％以内或1％以内。

本文所使用的术语“至少一种(个)”表示1、2、3、4、5、6、7、8、9、10种(个)或更多。

本文所使用的术语“非焊料层的防水侧合金”指对于防水侧不需要钎焊的管型对应的防水侧合金。类似地，“焊料层的防水侧合金”指对于防水侧需要钎焊的管型对应的防水侧合金。

在本发明中，若无另外说明，风机盘管指风机盘管中的管材或管型。

本文的材料、方法和实施例均是示例性的，并且除非特别说明，不应理解为限制性的。

以下详细描述铝合金复合材料和制备所述铝合金复合材料的方法。

本发明涉及一种铝合金复合材料，其包含防水侧合金和芯材合金。

芯材合金

在本发明的铝合金复合材料中，基于所述芯材合金，所述芯材合金包含：

约0-1.0重量％的Si、

约0.1-0.3重量％的Fe、

约0.3-0.9重量％的Cu、

约1.1-1.8重量％的Mn、

约<0.03重量％的Zn、

约0.1-0.2重量％的Zr、

约0.1-0.2重量％的Ti、

约<0.01重量％的Ni，

余量为铝。

在本发明中，Si、Cu、Mn是非常重要的元素。Si与Fe、Mn一起形成AlFeMnSi系化合物，起到弥散强化的作用，或者固溶于基体中通过固溶强化来提高强度。过低的Si含量会降低材料的强度，过高的Si含量会影响材料熔点。在一个实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Si的含量为约0-1.0重量％，优选约0.5-0.9重量％。

在铝合金中Cu作为一个强化或硬化的组分通过固溶强化来提高强度，另外，还可以通过固溶提高电位，增大与牺牲阳极材料的电位差，使由牺牲阳极效果产生的防腐蚀效果提高。过低的Cu含量会降低材料的强度，过高的Cu含量会增加芯材晶间腐蚀危险，钎焊中扩散至防水侧降低防水侧电位。在一个实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Cu的含量为约0.3-0.9重量％，优选约0.4-0.7重量％。

Mn具有提高强度、耐蚀性，以及提高电位的效果。过低的Mn含量会使得成品强度不足，过高的Mn含量会使得芯材中形成大颗粒，影响成型和腐蚀。在一个实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Mn的含量为约1.1-1.8重量％，优选约1.3-1.6重量％，例如为约1.4重量％、1.5重量％。

Fe是铝合金中普遍存在的杂质元素。适合范围的Fe含量可以保证材料有较好成形性和防腐蚀性表现。过高的Fe容易使得合金抗腐蚀性能下降。在一个实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Fe的含量为约0.1-0.3重量％，优选约0.1-0.15重量％。

Zn的添加量不应太高，以避免太高的均匀腐蚀敏感性。在一个实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Zn的含量为约<0.03重量％，优选约<0.015重量％。

一定范围内的Zr可以进一步提高合金在钎焊后的强度，且其可以平衡一些杂质元素的影响。在一个实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Zr的含量为约0.1-0.2重量％。

Ti通过固溶强化提高合金强度，提高合金的钎焊后耐蚀性能。过低的Ti含量会减弱最终产品的上述效果，过高的Ti含量容易形成巨大的金属间化合物，使塑性加工性降低。在一个实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Ti的含量为约0.1-0.2重量％。

本发明的芯材合金中Ni作为杂质存在。基于所述芯材合金，所述芯材合金中Ni含量为约＜0.01重量％，优选为约＜0.005重量％。所述芯材合金特别优选完全不含Ni。

本领域技术人员应当理解，本发明的芯材合金中还包含约≤0.01重量％，优选约≤0.005重量％的不可避免的杂质。其中不可避免的杂质中包含可能存在的其它元素，例如Mg、Cr。

防水侧合金

防水侧合金主要为铝合金复合材料提供耐腐蚀性能，特别是耐含水溶液腐蚀的性能。

在本发明的铝合金复合材料中，基于所述防水侧合金，所述防水侧合金包含：

约0.2-0.9重量％的Si、

约0.1-0.3重量％的Fe、

约<0.01重量％的Cu、

约0-1.7重量％的Mn、

约4-8重量％的Zn、

约<0.01重量％的Zr、

约<0.01重量％的Ti、

约<0.01重量％的Ni，

余量为铝。

在另一个实施方案中，基于所述防水侧合金，所述防水侧合金包含：

约4.5-6.5重量％的Si、

约0.1-0.3重量％的Fe、

约<0.01重量％的Cu、

约0.2-0.8重量％的Mn、

约2-5重量％的Zn、

约<0.01重量％的Zr、

约<0.01重量％的Ti、

约<0.01重量％的Ni，

余量为铝。

由于防水侧合金需要与芯材保持一定的电位差，应控制Cu的含量，Cu含量过高会使得防水侧电位下降。基于所述防水侧合金，所述防水侧合金中Cu的含量为约<0.01重量％，优选约<0.005重量％，更优选基本上不含Cu。

防水侧的Si和Zn的含量非常关键。对于非焊料层的防水侧合金，其中Si可以保持较低的水平，以增加材料的强度但不影响腐蚀性能。但Si的含量也不宜过高，过高的Si会降低防水侧的防腐性。基于所述防水侧合金，所述防水侧合金中Si的含量为约0.2-0.9重量％，优选约0.5-0.8重量％，例如为约0.5重量％、0.6重量％。但对于焊料层的防水侧合金，Si的含量不能过低以保证焊接的可行性。对于这类的防水侧合金，基于所述防水侧合金，Si的含量为约4.5-6.5重量％，优选约4.5-5.5重量％。

Zn的添加可以降低电位，从而增加防水侧合金与芯材合金的电位梯度。过低的Zn不容易达到应有的效果。但Zn的含量也不宜过高，避免自腐蚀过快。对于非焊料层的防水侧合金，基于所述防水侧合金，其中Zn的含量为约4-8重量％，优选约4-6重量％。对于焊料层的防水侧合金，基于所述防水侧合金，其中Zn的含量为约2-5重量％，优选约2.5-4重量％。

防水侧合金中Mn具有增加合金强度的效果。过低的Mn含量会使得防水侧合金强度不足，过高的Mn含量会使得在合金中形成大颗粒，影响成型和腐蚀性能。对于非焊料层的防水侧合金，基于所述防水侧合金，其中Mn的含量为约0-1.7重量％，优选约1.2-1.4重量％。对于焊料层的防水侧合金，基于所述防水侧合金，其中Mn的含量为约0.2-0.8重量％，优选约0.3-0.6重量％。

防水侧合金中Fe作为杂质元素存在。适合范围的Fe含量可以保证材料有较好成形性和防腐蚀性表现。过高的Fe容易使得合金抗腐蚀性能下降。基于所述防水侧合金，其中Fe的含量为约0.1-0.3重量％，优选约0.1-0.2重量％。

防水侧合金中Zr、Ti和Ni作为杂质元素存在。基于所述防水侧合金，其中Zr、Ti和Ni的含量分别为约<0.01重量％。

为了抵抗对含水溶液的腐蚀，芯材与防水侧需保持一定的电位差。芯材的电位需高于防水侧的电位以使得当材料发生腐蚀的时候，腐蚀总是优先选择电位低的表层防水侧材料发生腐蚀，防水侧未消耗殆尽时，腐蚀不易深入到芯材，从而起到牺牲表层防水侧材料保护芯材的作用，提高材料整体的腐蚀寿命。对于非焊料层的防水侧合金，本发明的芯材合金与防水侧合金的电位差为不小于约100mV，优选不小于约130mV，例如为不小于约150mV，不小于约155mV。对于焊料层的防水侧合金，本发明的芯材合金与防水侧合金的电位差为不小于约60mV，优选不小于约90mV，例如为不小于约110mV。考虑到加工的难度，芯材合金与防水侧合金的电位差通常不大于200mV。电位差的测试方法为本领域常规的测试方法，如使用ASTM G69。

本领域技术人员应当理解，本发明的防水侧合金中还包含约≤0.01重量％，优选约≤0.005重量％的不可避免的杂质。其中不可避免的杂质中包含可能存在的其它元素，例如Mg、Cr。

对于包含非焊料层的防水侧合金制备的铝合金复合材料，通常适用于防水侧不需要钎焊的管型，例如高频焊管型、B型。对于包含焊料层的防水侧合金制备的铝合金复合材料，通常适用于防水侧需要钎焊或焊接点的管型，例如折叠管型、沙漏管型。

钎焊侧合金

本发明的钎焊侧合金为工业常用的Al-Si系合金，例如可以选自4343或4045。

铝合金复合材料

在一个实施方案中，本发明的铝合金复合材料包含防水侧合金和芯材合金。在优选的实施方案中，本发明的铝合金复合材料还包含钎焊侧合金。在更优选的实施方案中，本发明的铝合金复合材料为三层，其中芯材的一侧为防水侧合金，另一侧为钎焊侧合金。在一个实施方案中，本发明的铝合金复合材料的结构如图1所示。

本发明的铝合金复合材料的厚度为约0.4mm以下，优选约0.3mm以下，例如为约0.22mm以下，约0.2mm以下。

本发明的铝合金复合材料可用于制备风机盘管的管材。

在一个实施方案中，本发明的铝合金复合材料可用于风机盘管内部防水侧不需要钎焊的管型。

在另一个实施方案中，本发明的铝合金复合材料可用于风机盘管内部防水侧需要钎焊的管型。

制备方法

本发明还涉及铝合金复合材料的制造方法，其包括以下步骤：

1)制造芯材合金和防水侧合金并提供所述钎焊侧合金；

2)通过轧制使防水侧合金、芯材合金和钎焊侧合金复合。

在本发明的一个实施方案中，所述铝合金复合材料的制造方法的步骤2)包括：任选实施的均匀化、铣面、复合、加热、热轧、冷轧以及成品退火。

本发明的一方面提供一种三层铝合金复合材料，其组成为：芯材合金，在所述芯材的一侧复合的钎焊侧合金，以及在所述芯材的另一侧复合的防水侧合金。以下详细描述生产所述芯材合金、钎焊侧合金、防水侧合金和铝合金复合材料的方法。

芯材合金的制造

通过水冷半连续铸造方法制造芯材的铝锭，其包括以下步骤：将工业纯铝锭加入熔炼炉熔化，熔炼温度730-760℃，扒渣、取样分析、按照本发明所述的芯材合金组成加入合金元素后静置、搅拌、精炼、扒渣，调整成分后倒入静置炉，再次搅拌、精炼、扒渣，经过在线变质处理、除气、过滤进入铸造机进行铸造成铸锭，铸锭尺寸：410×1450mm。

芯材合金的组成如上文所述。例如其中基于所述芯材合金，所述芯材合金包含：

约0-1.0重量％的Si、

约0.1-0.3重量％的Fe、

约0.3-0.9重量％的Cu、

约1.1-1.8重量％的Mn、

约<0.03重量％的Zn、

约0.1-0.2重量％的Zr、

约0.1-0.2重量％的Ti、

约<0.01重量％的Ni，

余量为铝。

防水侧合金的制造

通过水冷半连续铸造方法制造防水侧铝锭，其包括以下步骤：将工业纯铝锭加入熔炼炉熔化，熔炼温度730-760℃，扒渣、取样分析、按照本发明所述的防水侧合金组成加入合金元素后静置、搅拌、精炼、扒渣，调整成分后倒入静置炉，再次搅拌、精炼、扒渣，经过在线变质处理、除气、过滤进入铸造机进行铸造成铸锭，铸锭尺寸：410×1450mm。

防水侧合金的组成如上文所述。例如在一个实施方案中，基于所述防水侧合金，所述防水侧合金包含：

约0.2-0.9重量％的Si、

约0.1-0.3重量％的Fe、

约<0.01重量％的Cu、

约0-1.7重量％的Mn、

约4-8重量％的Zn、

约<0.01重量％的Zr、

约<0.01重量％的Ti、

约<0.01重量％的Ni，

余量为铝。

约4.5-6.5重量％的Si、

约0.1-0.3重量％的Fe、

约<0.01重量％的Cu、

约0.2-0.8重量％的Mn、

约2-5重量％的Zn、

约<0.01重量％的Zr、

约<0.01重量％的Ti、

约<0.01重量％的Ni，

余量为铝。

钎焊侧合金如上文所述，例如为4343或4045。

铝合金复合材料的制造

1.锯切

将如上制得的钎焊侧合金、芯材合金和防水侧合金铸锭的底部锯掉约300-500mm。

2、均匀化

将钎焊侧合金、芯材合金和防水侧合金铸锭分别放置在约550-620℃的加热炉内保温约10-20小时。

3、铣面

将均匀化后的芯材合金、防水侧合金铸锭的两面各铣掉约5-20mm；将钎焊侧合金的两面各铣掉约5-20mm。

4、制备钎焊侧合金、芯材合金、防水侧合金板

将铣面后的钎焊侧合金、芯材合金和防水侧合金铸锭各放置在约450-520℃的加热炉内保温约5-11小时，并在热轧机上分别轧制成规定尺寸的钎焊侧合金、芯材合金、防水侧合金板。

5、复合

复合层的厚度占材料总厚度的百分数表示为复合比。在芯材合金的一侧复合一定厚度的钎焊侧合金，其复合比为约8-12％。在芯材合金的另一侧复合一定厚度的防水侧合金，其复合比为约10-20％。且用氩弧焊机进行头尾焊接。

6、加热

芯材合金及两侧复合的钎焊侧合金、防水侧合金的复合铸锭在约400-520℃间加热约1-25小时之后准备热轧。

7、热轧

把该复合材料从初始厚度热轧至约2-6mm，并卷曲成卷。

8、冷轧

待冷却后，将热轧卷在冷轧机上轧制成厚度为约0.3mm以内的冷轧复合卷材。

9、成品退火

将冷轧复合卷材放在退火炉内进行成品退火，退火温度约为200-360℃，退火时间为约1-3小时。退火后的产品即可用作本发明的铝合金复合材料。

本发明的铝合金复合材料的耐腐蚀性能，尤其是耐含水溶液腐蚀的性能可以使用加速腐蚀的方法进行测试。适当的腐蚀测试液可以有助于对样品耐腐蚀性能的评估，从而有利于例如可用于风机盘管的管材的铝合金复合材料的研发。可例如将样品在如下含水溶液中进行加速腐蚀：每升去离子水中含有2000ppm Cl^-、500ppm SO₄ ^2-、500ppmCa²⁺、200ppmMg²⁺。

有益效果

本发明的铝合金复合材料，耐腐蚀性能特别是耐含水溶液腐蚀性能优异，传热性能良好，大大降低生产成本和产品重量，可应用于热交换器、风机盘管产品上作为管材使用。

实施例

参照下文的实施例进一步详细地描述本发明，但是其并不意图限制本发明的范围。

加速腐蚀条件及方法

风机盘管内循环水质及实验室加速腐蚀条件确定

收集现阶段市场上铜管风机盘管产品内的循环水样品，包括未使用的水样以及使用后的水样。采用ICP-OES(电感耦合等离子体发射光谱)和SEM-EDS(扫描电子显微镜-能谱仪)分析水样中的化学成分。采用pH电导综合测试仪确认水样的pH值和电导率。根据水样的分析结果和FCU产品参考的水质标准，配置高出水样中相应离子浓度5倍左右的溶液，作为加速腐蚀的主要因素，模拟风机盘管产品运行时间、温度和加速的条件，进行加速腐蚀试验。具体如下：

试验设备：

1.pH电导率综合测试仪

2.扫描电子显微镜-能谱分析仪

3.电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)

4.腐蚀试验设备(电化学工作站)

测试条件确定：

收集现阶段风机盘管产品内实际循环使用的水质进行分析，包括使用前水质及使用后的水质。并由此得到水质范围。

未使用水质：

使用后的水质：

风机盘管内使用的循环水参考标准包括：GB/T18362-2001《直燃型溴化锂吸收式冷(温)水机组》和GB/T18431-2001《蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水机组》，《射频式物理场水处理设备》HG/T-3729-2004，宾馆、饭店空调水及冷却水水质标准DB31/T143-95，YSD螺杆式冷水机组，供热采暖系统水质及防腐技术规程(北京市地方标准)，GB 5749-2006生活饮用水卫生标准，GB1576-2001工业锅炉水质，城市热力网设计规范CJJ34-2002。

结合收集的水质数据，参考标准以及风机盘管工作条件，确定实验室加速腐蚀试验方法为：

含水溶液：每升去离子水中含有2000ppm Cl^-、500ppm SO₄ ^2-、500ppmCa²⁺、200ppmMg²⁺；

温度/时间循环：80℃/12h+室温/12h为一个循环；

溶液循环速度：0.6-0.9m/s；

试验周期：28天；

面积/溶液比：1cm²:3.125mL。

加速腐蚀试验

将如下对比例1-对比例4和实施例1-实施例3的样品进行加速腐蚀试验，具体如下。

样品制备：

按照表1准备样品。

表1

样品编号	组成
		对比例1	三层复合铝轧制带材4343/3003/7072
对比例2	非复合铝合金带材AA3003
		对比例3	铜管
对比例4	三层复合，芯材和防水侧见表2，钎焊侧合金为4045。
		实施例1	铝合金复合材料A1
实施例2	铝合金复合材料A2
		实施例3	铝合金复合材料B

表2

合金成分(重量％)	Si	Fe	Cu	Mn	Zn	Zr	Ti	Ni	Al
										芯材	0.6	0.3	0.5	1.4	0.05	0.1	0.15	<0.01	余量
防水侧	0.8	0.25	0.03	1.6	2.6	0.1	0.03	<0.01	余量

铝合金复合材料A1为三层复合，钎焊侧合金为4045。芯材合金和防水侧合金成分范围如表3所示，各元素含量为分别基于芯材合金和防水侧合金的总重量。铝合金复合材料A2为三层复合，钎焊侧合金为4045。芯材合金和防水侧合金成分范围如表4所示，各元素含量为分别基于芯材合金和防水侧合金的总重量。铝合金复合材料B为三层复合，钎焊侧合金为4045。芯材和防水侧合金成分范围如表5所示，各元素含量为分别基于芯材合金和防水侧合金的总重量。

表3

合金成分(重量％)

Si

Fe

Cu

Mn

Zn

Zr

Ti

Ni

Al

芯材

0.9

0.15

0.6

1.5

0.01

0.1

<0.01

余量

防水侧

0.5

0.15

<0.01

1.4

4.0

<0.01

余量

表4

合金成分(重量％)

Si

Fe

Cu

Mn

Zn

Zr

Ti

Ni

Al

芯材

0.6

0.15

0.7

1.4

0.01

0.1

<0.01

余量

防水侧

0.6

0.15

<0.01

1.3

5.0

<0.01

余量

表5

合金成分(重量％)

Si

Fe

Cu

Mn

Zn

Zr

Ti

Ni

Al

芯材

0.5

0.1

0.4

1.5

0.01

0.1

0.2

<0.01

余量

防水侧

5.0

0.1

<0.01

0.5

4.0

<0.01

余量

使用本发明的方法将具有表2、表3、表4和表5所示组成的芯材合金、防水侧合金以及钎焊侧合金制备为工业尺寸的铸锭，对铸锭进行铣面、复合。防水侧合金的复合比15％，钎焊侧合金的复合比10％。之后在500℃加热、热轧、冷轧至终轧厚度。实施例1的铝合金复合材料A1的厚度为0.22mm，实施例2的铝合金复合材料A2的厚度为0.2mm，实施例3的铝合金复合材料B的厚度为0.3mm，对比例4的铝合金复合材料的厚度为0.3mm，在260℃下退火。

对于实施例1的铝合金复合材料A1，使用ASTM G69测得的接触循环水侧(防水侧)表面与芯材合金电位差为150mV。对于实施例2的铝合金复合材料A2，使用ASTM G69测得的接触循环水侧(防水侧)表面与芯材合金电位差为155mV。对于实施例3的铝合金复合材料B，使用ASTM G69测得的接触循环水侧(防水侧)表面与芯材合金电位差为110mV。对比例4的铝合金复合材料，使用ASTM G69测得的接触循环水侧(防水侧)表面与芯材合金电位差为95mV。

加速腐蚀测试：

将上述对比例1-4和实施例1-3用加速腐蚀试验方法进行加速腐蚀，各样品放入同一溶液中但不相互接触。

各测试样品加速腐蚀试验后的腐蚀深度如下表6所示：

表6

图2-图8为各测试样品加速腐蚀试验后的图片，图中上侧为防水侧。结合图2-图8和表6，可以得出实施例1和实施例2的铝合金复合材料A1和A2、实施例3的铝合金复合材料B的抗腐蚀性能显著优于对比例1、对比例2和对比例4。铝合金复合材料A1和A2的抗腐蚀性能优于铜管，铝合金复合材料B的抗腐蚀性能与铜管接近。

实施例1和2的铝合金复合材料A1和A2，防水侧非焊料，适用于高频焊管型、B型等内部不需要钎焊的管型；实施例3的铝合金复合材料B，防水侧为焊料层，适用于折叠管型、沙漏管型等内部需要焊接点的管型。

在实施方案中详细地描述本发明。但是本领域技术人员能够明显地修饰或改变实施方案而不偏离本发明的精神。所有的修饰和改变都落入本申请所附的权利要求的范围内。

Claims

1.一种铝合金复合材料，其包含防水侧合金和芯材合金，

其中基于所述芯材合金，所述芯材合金包含：

0-1.0重量％的Si、

0.1-0.3重量％的Fe、

0.3-0.9重量％的Cu、

1.1-1.8重量％的Mn、

<0.03重量％的Zn、

0.1-0.2重量％的Zr、

0.1-0.2重量％的Ti、

<0.01重量％的Ni，

余量为铝；

基于所述防水侧合金，所述防水侧合金包含：

0.2-0.9重量％的Si、

0.1-0.3重量％的Fe、

<0.01重量％的Cu、

0-1.7重量％的Mn、

4-8重量％的Zn、

<0.01重量％的Zr、

<0.01重量％的Ti、

<0.01重量％的Ni，

余量为铝。

2.一种铝合金复合材料，其包含防水侧合金和芯材合金，

其中基于所述芯材合金，所述芯材合金包含：

0-1.0重量％的Si、

0.1-0.3重量％的Fe、

0.3-0.9重量％的Cu、

1.1-1.8重量％的Mn、

<0.03重量％的Zn、

0.1-0.2重量％的Zr、

0.1-0.2重量％的Ti、

<0.01重量％的Ni，

余量为铝；

基于所述防水侧合金，所述防水侧合金包含：

4.5-6.5重量％的Si、

0.1-0.3重量％的Fe、

<0.01重量％的Cu、

0.2-0.8重量％的Mn、

2-5重量％的Zn、

<0.01重量％的Zr、

<0.01重量％的Ti、

<0.01重量％的Ni，

余量为铝。

3.权利要求1的铝合金复合材料，其特征在于所述芯材合金和所述防水侧合金的电位差为不小于100mV。

4.权利要求1的铝合金复合材料，其特征在于所述芯材合金和所述防水侧合金的电位差为不小于130mV。

5.权利要求2的铝合金复合材料，其特征在于所述芯材合金和所述防水侧合金的电位差为不小于60mV。

6.权利要求2的铝合金复合材料，其特征在于所述芯材合金和所述防水侧合金的电位差为不小于90mV。

7.权利要求1或2的铝合金复合材料，基于所述芯材合金，所述芯材合金具有至少一种以下元素含量：

Si的含量为0.5-0.9重量％；

Mn的含量为1.3-1.6重量％；

Cu的含量为0.4-0.7重量％。

8.权利要求1或3的铝合金复合材料，基于所述防水侧合金，所述防水侧合金具有至少一种以下元素含量：

Si的含量为0.5-0.8重量％；

Zn的含量为4-6重量％。

9.权利要求2或4的铝合金复合材料，基于所述防水侧合金，所述防水侧合金具有至少一种以下元素含量：

Si的含量为4.5-5.5重量％；

Zn的含量为2.5-4重量％。

10.权利要求1或2的铝合金复合材料，其还包含钎焊侧合金，

其中所述芯材合金的一侧为防水侧合金，另一侧为钎焊侧合金，

所述钎焊侧合金为4343或4045。

11.权利要求1或2的铝合金复合材料，其为钎焊式铝合金复合材料。

12.权利要求1或2的铝合金复合材料，其厚度为0.4mm以下。

13.权利要求1或2的铝合金复合材料，其厚度为0.3mm以下。

14.一种制备权利要求8-13之一的铝合金复合材料的方法，其包括以下步骤：

1)制造芯材合金和防水侧合金并提供钎焊侧合金；

2)通过轧制使所述防水侧合金、所述芯材合金和所述钎焊侧合金复合。

15.权利要求1-13之一的铝合金复合材料在制备风机盘管的管材中的用途。

16.一种风机盘管的管材，其包含权利要求1-13之一的铝合金复合材料。