CN111347735B - 一种钎焊用复合板材及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钎焊用复合板材,所述复合板材由依次叠置的钎料层、芯层和触水层经冷轧复合而成;所述钎料层为AA4343铝合金,触水层为AA7072铝合金,芯层为DS304铝合金;钎料层及触水层厚度各占复合板材总厚度8~12%。该复合板材的制造方法,包括如下步骤:通过熔炼和连续铸轧分别制作钎料层、芯层、触水层合金坯料;将钎料层、芯层、触水层合金坯料分别轧至中间设定厚度卷并进行对应热处理;将所得钎料层、芯层、触水层中间厚度材料依次叠置并进行冷轧复合;将冷轧复合后坯料进行扩散化退火处理;将扩散化退火后坯料分别进行中轧至成品厚度;然后进行成品退火,出炉后分切制得成品。该制造方法具有设备投资小、生产短流程化、能耗低、成品率高等优势。

Description

一种钎焊用复合板材及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种钎焊用复合板材及其制造方法,特别涉及一种汽车水箱冲压主板用板材及其制造方法,属于铝箔压延制造技术领域。
背景技术
汽车水箱冲压主板钎焊用板材,传统制造方法采用熔炼半连续铸造加热轧复合法生产,由于热轧复合所使用的原料较厚,生产出的复合钎焊铝板的包覆层厚度波动较大,影响了产品的钎焊性能,造成产品的成材率降低。同时,热轧复合面临整体设备投资大、生产周期长、成本高、效率低、能耗高等缺点。
发明内容
目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种钎焊用复合板材及其制造方法。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种钎焊用复合板材,所述复合板材由依次叠置的钎料层、芯层和触水层经冷轧复合而成。
进一步地,所述钎料层为AA4343铝合金,所述触水层为AA7072铝合金,所述芯层为DS304铝合金。
进一步地,所述DS304铝合金由以下质量百分比的组分组成:Fe0.2~0.3%,Si0.1~0.4%,Cu0.45~0.65%,Mn1.3~1.5%,Ti0~0.2%,其余为铝。
进一步地,所述钎料层及触水层厚度各占三层复合板材总厚度8~12%。
一种钎焊用复合板材的制造方法,包括如下步骤:
1)通过铝合金熔炼和连续铸轧分别制作钎料层、芯层、触水层合金坯料;
2)将钎料层、芯层、触水层合金坯料分别轧至中间设定厚度卷并进行对应热处理;
3)将步骤2)中所得钎料层、芯层、触水层中间厚度材料依次叠置并进行冷轧复合;
4)将步骤3)中所得冷轧复合后坯料进行扩散化退火处理;
5)将步骤4)中所得扩散化退火后坯料分别进行中轧至成品厚度;
6)将步骤5)中所得成品厚度材料进行成品退火,出炉后经分切制得成品。
进一步地,所述步骤4)中冷轧复合后坯料厚度为2.5~2.8mm,所述步骤5)中成品厚度为1.5mm。
进一步地,所述步骤2)中所述的钎料层、芯层、触水层合金坯料轧至中间卷对应设定厚度分别为0.5mm、4.5mm、0.5mm,且以上厚度钎料层及触水层卷的宽度需大于芯层卷对应宽度20~70mm。
进一步地,所述步骤4)中扩散退火工艺为炉气全速升温至500℃保温8~10h,后降低至420℃保温2~4h。
进一步地,所述步骤6)中成品退火工艺为炉气温度1h升至260℃保温3h后转炉气500℃保温8~10h,后降至400℃保温2~4h。
有益效果:本发明采用熔炼-连续铸轧-冷轧复合法及后续加工来生产汽车水箱冲压主板钎焊用复合板材,具有设备投资小、生产短流程化、能耗低、成品率高等优势,并且组元层间的包覆比均匀,尺寸精确,性能稳定,是一种多快好省的加工技术。通过本发明生产方法所制造的复合铝板材料,性能抗拉强度约115~155MPa、延伸率>26%,同时稳定包覆率控制在宽度、长度方向上均匀≤±1%,与通过热轧复合方法生产获得的成品相比,具有强度高、冲压性能好、复合比控制更精确等特点,较好的满足了高端汽车水箱对冲压主板高强度、高延伸、精确复合比的要求,从而逐渐替代目前市场上的热轧复合产品。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例一
(1)铝合金原料按照所述焊料层、芯层、触水层的化学组分进行熔炼,经连续铸轧分别制作AA4343钎料层、DS304芯层、AA7072触水层合金坯料;其中芯层DS304成分按照如下组分比例:Fe0.24%,Si0.25%,Cu0.51%,Mn1.42%,Ti0.15%,其余为铝。
(2)钎料层皮材制备:将步骤(1)中所得钎料层合金坯料先经高温坯料退火,均匀化退火工艺为:炉气温度全速升至520℃保温15h,然后转炉气温度500℃保温4h,坯料出炉冷却后经多道次轧至0.5mm厚度,然后纵剪并过拉矫清洗,继而再进行二次退火,二次退火工艺为:炉气温度全速升至450℃保温8h,然后转炉气温度390℃保温2h,出炉冷却;
芯层制备:将步骤(1)中所得芯层坯料粗轧至4.5mm厚度,进行高温均匀化退火,均匀化退火工艺为:炉气温度1h升至260℃,保温3h进行除油,转炉气580℃保温25h;
触水层皮材制备:将步骤(1)中所得触水层合金坯料轧至0.5mm,然后纵剪并过拉矫清洗,再进行退火,退火工艺为:炉气温度全速升至380℃保温9h,然后转炉气温度320℃保温2h,出炉冷却;
以上热处理需通氮气保护分别进行;钎料层及触水层卷的宽度需大于芯层卷对应宽度20~70mm。
(3)冷轧复合轧制:钎料层皮材、芯层、触水层皮材中间厚度材料依次叠置并进行冷轧复合,冷轧复合后板坯厚度为2.6mm;冷轧复合前对铝板表面进行表面预处理,并采用高粘度的润滑剂对轧辊进行润滑;皮材和芯材组合在一起时进行在线加热,并在轧辊面事先预热后,再进行冷轧复合;
(4)扩散退火处理:将冷轧复合后坯料进行扩散化退火处理,扩散退火工艺为炉气全速升温至500℃保温9h,后降低至420℃保温4h;
(5)中轧:将扩散化退火后坯料分别进行中轧至成品1.5mm厚度,中轧道次按照2.6mm→2.0mm→1.5mm,成品表面吹扫干净,不允许有残留油污;
(6)成品退火:将步骤5中所得成品厚度材料进行成品退火,成品退火工艺为炉气温度1h升至260℃保温3h后转炉气500℃保温9h,后降至400℃保温4h,出炉后经分切制得成品。
对上述工艺过程生产成品复合铝板材料进行成品性能及复合比检测,测量结果均值抗拉强度143MPa、延伸率32%,复合比焊料4343侧10.33%、触水7072侧9.89%,与常规热轧料生产复合板材相比,成品具有强度高、冲压性能好、复合比控制更精确等特点。
实施例二
(1)铝合金原料按照所述焊料层、芯层、触水层的化学组分进行熔炼,经连续铸轧分别制作AA4343钎料层、DS304芯层、AA7072触水层合金坯料;其中芯层DS304成分按照如下组分比例:Fe0.21%,Si0.35%,Cu0.42%,Mn1.33%,Ti0.06%,其余为铝。
(2)钎料层皮材制备:将步骤(1)中所得钎料层合金坯料先经高温坯料退火,均匀化退火工艺为:炉气温度全速升至520℃保温15h,然后转炉气温度500℃保温4h,坯料出炉冷却后经多道次轧至0.5mm厚度,然后纵剪并过拉矫清洗,继而再进行二次退火,二次退火工艺为:炉气温度全速升至450℃保温8h,然后转炉气温度390℃保温2h,出炉冷却;
芯层制备:将步骤(1)中所得芯层坯料粗轧至4.5mm厚度,进行高温均匀化退火,均匀化退火工艺为:炉气温度1h升至260℃,保温3h进行除油,转炉气580℃保温25h;
触水层皮材制备:将步骤(1)中所得触水层合金坯料轧至0.5mm,然后纵剪并过拉矫清洗,再进行退火,退火工艺为:炉气温度全速升至380℃保温9h,然后转炉气温度320℃保温2h,出炉冷却;
以上热处理需通氮气保护分别进行;钎料层及触水层卷的宽度需大于芯层卷对应宽度20~70mm。
(3)冷轧复合轧制:钎料层皮材、芯层、触水层皮材中间厚度材料依次叠置并进行冷轧复合,冷轧复合后板坯厚度为2.55mm;冷轧复合前对铝板表面进行表面预处理,并采用高粘度的润滑剂对轧辊进行润滑;皮材和芯材组合在一起时进行在线加热,并在轧辊面事先预热后,再进行冷轧复合;
(4)扩散退火处理:将冷轧复合后坯料进行扩散化退火处理,扩散退火工艺为炉气全速升温至500℃保温10h,后降低至420℃保温4h;
(5)中轧:将扩散化退火后坯料分别进行中轧至成品1.5mm厚度,中轧道次按照2.55mm→2.0mm→1.5mm,成品表面吹扫干净,不允许有残留油污;
(6)成品退火:将步骤5中所得成品厚度材料进行成品退火,成品退火工艺为炉气温度1h升至260℃保温3h后转炉气500℃保温10h,后降至400℃保温3h,出炉后经分切制得成品。
对上述工艺过程生产成品复合铝板材料进行成品性能及复合比检测,测量结果均值抗拉强度141MPa、延伸率36.1%,复合比焊料4343侧10.49%、触水7072侧10.11%,与常规热轧料生产复合板材相比,成品具有强度高、冲压性能好、复合比控制更精确等特点。
实施例三
(1)铝合金原料按照所述焊料层、芯层、触水层的化学组分进行熔炼,经连续铸轧分别制作AA4343钎料层、DS304芯层、AA7072触水层合金坯料;其中芯层DS304成分按照如下组分比例:Fe0.27%,Si0.17%,Cu0.59%,Mn1.48%,Ti0.11%,其余为铝。
(2)钎料层皮材制备:将步骤(1)中所得钎料层合金坯料先经高温坯料退火,均匀化退火工艺为:炉气温度全速升至520℃保温15h,然后转炉气温度500℃保温4h,坯料出炉冷却后经多道次轧至0.5mm厚度,然后纵剪并过拉矫清洗,继而再进行二次退火,二次退火工艺为:炉气温度全速升至450℃保温8h,然后转炉气温度390℃保温2h,出炉冷却;
芯层制备:将步骤(1)中所得芯层坯料粗轧至4.5mm厚度,进行高温均匀化退火,均匀化退火工艺为:炉气温度1h升至260℃,保温3h进行除油,转炉气580℃保温25h;
触水层皮材制备:将步骤(1)中所得触水层合金坯料轧至0.5mm,然后纵剪并过拉矫清洗,再进行退火,退火工艺为:炉气温度全速升至380℃保温9h,然后转炉气温度320℃保温2h,出炉冷却;
以上热处理需通氮气保护分别进行;钎料层及触水层卷的宽度需大于芯层卷对应宽度20~70mm。
(3)冷轧复合轧制:钎料层皮材、芯层、触水层皮材中间厚度材料依次叠置并进行冷轧复合,冷轧复合后板坯厚度为2.71mm;冷轧复合前对铝板表面进行表面预处理,并采用高粘度的润滑剂对轧辊进行润滑;皮材和芯材组合在一起时进行在线加热,并在轧辊面事先预热后,再进行冷轧复合;
(4)扩散退火处理:将冷轧复合后坯料进行扩散化退火处理,扩散退火工艺为炉气全速升温至500℃保温8.5h,后降低至420℃保温3h;
(5)中轧:将扩散化退火后坯料分别进行中轧至成品1.5mm厚度,中轧道次按照2.71mm→2.0mm→1.5mm,成品表面吹扫干净,不允许有残留油污;
(6)成品退火:将步骤5中所得成品厚度材料进行成品退火,成品退火工艺为炉气温度1h升至260℃保温3h后转炉气500℃保温8h,后降至400℃保温3h,出炉后经分切制得成品。
对上述工艺过程生产成品复合铝板材料进行成品性能及复合比检测,测量结果均值抗拉强度147MPa、延伸率31.5%,复合比焊料4343侧9.79%、触水7072侧9.82%,与常规热轧料生产复合板材相比,成品具有强度高、冲压性能好、复合比控制更精确等特点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种钎焊用复合板材,其特征在于:所述复合板材由依次叠置的钎料层、芯层和触水层经冷轧复合而成;所述钎料层为AA4343铝合金,所述触水层为AA7072铝合金,所述芯层为DS304铝合金;所述DS304铝合金由以下质量百分比的组分组成:Fe 0.21~0.3%,Si 0.1~0.4%,Cu 0.45~0.65%,Mn 1.33~1.5%,Ti 0.06~0.11%,其余为铝;
所述钎焊用复合板材的制造方法,包括如下步骤:
1)通过铝合金熔炼和连续铸轧分别制作钎料层、芯层、触水层合金坯料;
2)将钎料层、芯层、触水层合金坯料分别轧至中间设定厚度卷并进行对应热处理;
3)将步骤2)中所得钎料层、芯层、触水层中间厚度材料依次叠置并进行冷轧复合;
4)将步骤3)中所得冷轧复合后坯料进行扩散化退火处理,工艺为炉气升温至500℃保温8~10h,后降低至420℃保温2~4h;
5)将步骤4)中所得扩散化退火后坯料分别进行中轧至成品厚度;
6)将步骤5)中所得成品厚度材料进行成品退火,工艺为炉气温度1h升至260℃保温3h后转炉气500℃保温8~10h,后降至400℃保温2~4h,出炉后经分切制得成品。
2.根据权利要求1所述的钎焊用复合板材,其特征在于:所述钎料层及触水层厚度各占三层复合板材总厚度8~12%。
3.一种权利要求1-2任一项所述钎焊用复合板材的制造方法,包括如下步骤:
1)通过铝合金熔炼和连续铸轧分别制作钎料层、芯层、触水层合金坯料;
2)将钎料层、芯层、触水层合金坯料分别轧至中间设定厚度卷并进行对应热处理;
3)将步骤2)中所得钎料层、芯层、触水层中间厚度材料依次叠置并进行冷轧复合;
4)将步骤3)中所得冷轧复合后坯料进行扩散化退火处理,工艺为炉气升温至500℃保温8~10h,后降低至420℃保温2~4h;
5)将步骤4)中所得扩散化退火后坯料分别进行中轧至成品厚度;
6)将步骤5)中所得成品厚度材料进行成品退火,工艺为炉气温度1h升至260℃保温3h后转炉气500℃保温8~10h,后降至400℃保温2~4h,出炉后经分切制得成品。
4.根据权利要求3所述的钎焊用复合板材的制造方法,其特征在于:所述步骤4)中冷轧复合后坯料厚度为2.5~2.8mm,所述步骤5)中成品厚度为1.5mm。
5.根据权利要求3所述的钎焊用复合板材的制造方法,其特征在于:所述步骤2)中所述的钎料层、芯层、触水层合金坯料轧至中间卷对应设定厚度分别为0.5mm、4.5mm、0.5mm,且以上厚度钎料层及触水层卷的宽度需大于芯层卷对应宽度20~70mm。
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