CN111394626A

CN111394626A - 一种3005Mod铝合金长寿命扁管料及其制造方法

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Publication number: CN111394626A
Application number: CN202010311086.5A
Authority: CN
Inventors: 田国建; 刘前换; 胡刘飞; 史明飞; 吴保剑; 王毓玮
Original assignee: Jiangsu Dingsheng New Energy Material Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Dingsheng New Energy Material Co Ltd
Priority date: 2020-04-20
Filing date: 2020-04-20
Publication date: 2020-07-10
Anticipated expiration: 2040-04-20
Also published as: CN111394626B

Abstract

本发明公开了一种3005Mod铝合金长寿命扁管材料，由以下质量百分比的组分组成：Fe 0.3～0.6%，Si 0.1～0.3%，Cu 0.15～0.35%，Mn 1.05～1.55%，Mg 0.15～0.55%，Zn<0.25%，Ti 0.05～0.2%，Cr 0.03～0.15%，其余为Al。本发明还公开了这种3005Mod铝合金长寿命扁管材料的制造方法。该方法是先由连铸法制得3005铸轧坯料卷，经粗轧、中间退火、中轧及切边、成品前退火、成品精轧和分切工序制得成品。与传统热轧材料相比，不仅缩短了流程，而且绿色、低能耗，铸轧过程冷却强度远高于半连续铸轧，提高了合金元素的固溶量，提高了材料强度，成品材料钎焊后屈服强度高于65MPa，焊后材料进行SWAAT盐雾腐蚀测试，穿透时间超过25天，具备长寿命耐腐蚀的特征。

Description

一种3005Mod铝合金长寿命扁管料及其制造方法

技术领域

本发明涉及铝合金材料的加工技术，特别是涉及一种3005Mod铝合金长寿命扁管材料及其制造方法，属于铝合金压延类领域。

背景技术

汽车轻量化的发展对钎焊热交换高频焊用扁管材料的要求日趋提高，具体表现为在对扁管不断减薄的同时仍要求其保持高的强度和更优异的耐腐蚀性能。目前已有制造商尝试将厚度降到0.2mm以下，由于终端成品耐压爆破测试及压力循环脉冲测试和耐腐蚀测试的要求，需确保原材料焊后屈服强度不低于55MPa且SWAAT盐雾腐蚀测试腐蚀穿透时间不低于22天。传统通过热轧料生产钎焊热交换用扁管材料的方式，在保证高强度和耐腐蚀性能的前提下进行减薄的空间已经很小，因此需要开发一种更节约化、绿色、短流程的铸轧料产品来替代传统热轧料，使其不仅能够给材料的进一步减薄提供空间，还能够降低成本，同时在同样厚度状态条件下较热轧料钎焊后屈服强度相对较高并具备长寿命耐腐蚀的性能特征。

发明内容

针对以上传统热轧复合扁管料在保证高强度和耐腐蚀性能的前提下厚度减薄空间较小的问题，本发明的目的在于提供一种更节约化的、在同样厚度条件下较热轧料钎焊后屈服强度相对较高并具备长寿命耐腐蚀性能特征的3005Mod长寿命扁管料及其制造方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种3005Mod铝合金长寿命扁管料，该扁管料由以下质量百分比的组分组成：Fe 0.3～0.6％，Si 0.1～0.3％，Cu 0.15～0.35％，Mn 1.05～1.55％，Mg0.15～0.55％，Zn<0.25％，Ti 0.05～0.2％，Cr 0.03～0.15％，其余为Al。

另一方面，本发明提供了上述3005Mod铝合金长寿命扁管料的制造方法，该方法包括以下步骤：

按照3005Mod铝合金长寿命扁管料的组分配比配制铝合金原料，将铝合金原料进行熔炼；

将熔炼后的料材经晶粒细化处理、除气过滤，最后通过连续铸轧得到铸轧坯料；

对铸轧坯料经由两道次粗轧轧至中间厚度；

将中间厚度坯料置于退火炉内进行中间退火，退火过程中通氮气保护；

将中间退火后坯料进行中轧轧至成品前道次厚度，然后进行切边；

将中轧及切边后的坯料置于退火炉内进行成品前退火，退火过程中通氮气保护；

采用轧辊对成品前退火料进行成品道次轧制，轧至成品厚度；

成品分切。

作为优选，铝合金原料熔炼的温度为725～755℃，经过熔体精炼处理后在720～755℃倒入静置炉中静置保温，静置炉温度为720～755℃。

作为优选，连续铸轧生产前箱温度为702～715℃，得到的铸轧坯料的厚度为7.2±0.2mm。

作为优选，所述中间厚度为3.8～4.2mm。此外，在两道次粗轧过程中，需要注意控油。

作为优选，所述中间退火的工艺条件为：采用炉气温度520℃保温8～11h，然后转炉气温度420℃保温3～6h。

作为优选，所述中轧的轧制道次为3.8～4.2→2.2→1.3→0.8，成品前道次厚度为0.5～0.7mm。

进一步，在进行中轧前，需要确认中间退火后坯料有无表面黄油斑；在切边后，需要检查，不允许存在明显边部裂口。

作为优选，所述成品前退火的工艺条件为：炉气1h升温至260℃再保温3h，继而转炉气温度480℃保温8～11h，然后转炉气温度360℃保温3～5h。

作为优选，所述成品道次轧制中轧辊的凸度Cr：0.06mm、粗糙度Ra：0.45um，成品轧制道次加工率为35～45％，成品厚度为0.25～0.45mm。

作为优选，所述3005Mod铝合金长寿命扁管料的制造方法，还包括以下步骤：在成品前退火之前，对经中轧及切边后得到的坯料上拉弯矫机进行清洗，采用普通碱洗或水洗。

作为优选，所述3005Mod铝合金长寿命扁管料的制造方法，还包括以下步骤：在成品分切前，对经成品道次轧制后得到的成品厚度料上拉弯矫机进行清洗，采用普通碱洗或水洗。

本发明与传统半连续铸造加热轧料生产的高频焊用扁管相比，在保证高强度和耐腐蚀性能的前提下，给材料进一步进行减薄提供了空间，符合汽车工业轻量化发展的需求。同时本发明方法采用铸轧料替代的方法进行生产，更具节约化、绿色、短流程的优势，这种工艺生产的扁管材料能够大大降低成本10～30％；同时由于连续铸轧相对半连续铸造具备更快的冷却速度(约100～1000K/S)使得凝固过程中原始坯料中一次析出相相对较少而基体中Mn、Fe的固溶度相对更高，使得在同样厚度条件下较热轧料钎焊后屈服强度相对高5～10MPa左右；合金中Cu的加入可以提高基体电位，且Cu和Mg在热处理过程中的外扩散形成了由内而外降低的电位梯度，有利于层状横向腐蚀的产生而非直接发生贯穿基体的纵向晶界腐蚀，从而延缓合金基体腐蚀穿透的失效速度，SWAAT模拟腐蚀测试试样腐蚀穿透时间超过25天，长于目前行业扁管材料的平均水平22天，具备长寿命耐腐蚀的性能特征。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

本发明实施例制备3005Mod铝合金长寿命扁管料的步骤如下：

(1)按照Fe 0.41％，Si 0.22％，Cu 0.25％，Mn 1.15％，Mg 0.18％，Zn 0.09％，Ti0.11％，Cr 0.07％，其余为铝的化学组分配比配制铝合金原料，将铝合金原料进行熔炼，然后静置；

(2)熔炼后经晶粒细化处理、除气过滤，通过连续铸轧得到7.18mm厚度的坯料，铸轧生产时，除气箱箱温度控制在720℃，气流量为1.1m3/h，转子速度为235rpm；

(3)铸轧坯料经由两道次粗轧轧至中间厚度，注意控油，轧制道次为7.18→5.3→4.2mm；

(4)将4.2mm中间厚度坯料进退火炉退火，通氮气保护，工艺采用炉气温度520℃保温9h，然后转炉气温度420℃保温4h；

(5)中间退火后料确认有无表面黄油斑后，进行中轧轧至0.6mm厚度进行切边，检查不允许存在明显边部裂口，轧制道次为4.2→2.2→1.3→0.8→0.6mm；

(6)步骤(5)制备的厚度料采用普通碱洗或水洗进行拉矫清洗；

(7)成品前退火：通氮气保护，工艺采用炉气1h升温至260℃再保温3h(除油)，继而炉气温度480℃保温9h，然后转360℃保温3h；

(8)采用凸度Cr：0.06mm、粗糙度Ra：0.45um轧辊进行成品道次轧制，轧至0.35mm；

(9)成品厚度料采用普通碱洗或水洗进行拉矫清洗；

(10)成品规格采用1600分切机分切，检验端面毛刺，包装。

对实施例1生产的3005Mod扁管材料进行成品性能检测和SWAAT模拟海水盐雾腐蚀测试(测试标准参照ASTM G85 A3)，并与市场上常规同规格状态(0.35mm厚度H14状态)的热轧复合扁管料(3003Mod)取样性能检测均值水平进行对比，结果见下表1：

表1

由表1可知，实施例1生产的3005Mod扁管材料的测量结果均值为：钎焊前抗拉强度168MPa，屈服强度162MPa，延伸率3.9％，焊后屈服强度67.5MPa，0.35mm厚度钎焊后样片SWAAT模拟海水盐雾腐蚀测试腐蚀穿透时间为25天，与同规格状态热轧复合扁管料相比，焊后强度和耐腐蚀性能都具有明显优势。

实施例2：

本发明实施例制备3005Mod铝合金长寿命扁管料的步骤如下：

(1)按照Fe 0.52％，Si 0.25％，Cu 0.27％，Mn 1.3％，Mg 0.22％，Zn 0.02％，Ti0.07％，Cr 0.08％，其余为铝的配比配制铝合金原料，将铝合金原料进行熔炼，然后静置；

(2)熔炼后经晶粒细化处理、除气过滤，通过连续铸轧得到7.06mm厚度的坯料，铸轧生产时，除气箱箱温度控制在722℃，气流量为1.1m3/h，转子速度为235rpm；

(3)铸轧坯料经由两道次粗轧轧至中间厚度，注意控油，轧制道次为7.06→5.3→4.2mm；

(4)将4.2mm中间厚度坯料进退火炉退火，通氮气保护，工艺采用炉气温度520℃保温10h，然后转炉气温度420℃保温6h；

(6)步骤(5)制备的厚度料采用普通碱洗或水洗进行拉矫清洗；

(7)成品前退火：通氮气保护，工艺采用炉气1h升温至260℃再保温3h(除油)，继而炉气温度480℃保温11h，然后转360℃保温3h；

(9)成品厚度料采用普通碱洗或水洗进行拉矫清洗；

(10)成品规格采用1600分切机分切，检验端面毛刺，包装。

对实施例2制备的3005Mod扁管材料进行成品性能检测和SWAAT模拟海水盐雾腐蚀测试(测试标准参照ASTM G85 A3)，测量结果均值为：钎焊前抗拉强度171MPa，屈服强度165MPa，延伸率3.3％，焊后屈服强度68.5MPa，0.35mm厚度钎焊后样片SWAAT模拟海水盐雾腐蚀测试腐蚀穿透时间28天，与同规格状态热轧复合扁管料相比，焊后强度和耐腐蚀性能都具有明显优势。

实施例3

本发明实施例制备3005Mod铝合金长寿命扁管料的步骤如下：

(1)按照Fe 0.31％，Si 0.29％，Cu 0.16％，Mn 1.15％，Mg 0.54％，Ti 0.05％，Cr0.11％，其余为铝的组分配比配制铝合金原料，将铝合金原料进行熔炼，静置；

其他步骤同实施例1、实施例2类似。

实施例4

本发明实施例制备3005Mod铝合金长寿命扁管料的步骤如下：

(1)按照Fe 0.59％，Si 0.13％，Cu 0.34％，Mn 1.52％，Mg 0.15％，Zn 0.19％，Ti0.13％，Cr 0.03％，其余为铝的组分配比配制铝合金原料，将铝合金原料进行熔炼，静置；

其他步骤同实施例1、实施例2类似。

分别对实施例3、实施例4制备的3005Mod扁管材料进行成品性能检测和SWAAT模拟海水盐雾腐蚀测试，测试结果表明：实施例3、实施例4制备的3005Mod扁管材料与同规格状态热轧复合扁管料相比，焊后强度和耐腐蚀性能同样具有明显优势。以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种3005Mod铝合金长寿命扁管料，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：Fe0.3～0.6%，Si 0.1～0.3%，Cu 0.15～0.35%，Mn 1.05～1.55%，Mg 0.15～0.55%，Zn<0.25%，Ti 0.05～0.2%，Cr 0.03～0.15%，其余为Al。

2.一种权利要求1所述3005Mod铝合金长寿命扁管料的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

对铸轧坯料经由两道次粗轧轧至中间厚度；

成品分切。

3.根据权利要求2所述的3005Mod铝合金长寿命扁管料的制造方法，其特征在于，连续铸轧生产前箱温度为702～715℃，得到的铸轧坯料的厚度为7.2±0.2mm。

4.根据权利要求2所述的3005Mod铝合金长寿命扁管料的制造方法，其特征在于，所述中间厚度为3.8~4.2mm。

5.根据权利要求2所述的3005Mod铝合金长寿命扁管料的制造方法，其特征在于，所述中间退火的工艺条件为：采用炉气温度520℃保温8~11h，然后转炉气温度420℃保温3~6h。

6.根据权利要求2所述的3005Mod铝合金长寿命扁管料的制造方法，其特征在于，所述中轧的轧制道次为3.8~4.2→2.2→1.3→0.8，成品前道次厚度为0.5~0.7mm。

7.根据权利要求2所述的3005Mod铝合金长寿命扁管料的制造方法，其特征在于，所述成品前退火的工艺条件为：炉气1h升温至260℃再保温3h，继而转炉气温度480℃保温8~11h，然后转炉气温度360℃保温3~5h。

8.根据权利要求2所述的3005Mod铝合金长寿命扁管料的制造方法，其特征在于，所述成品道次轧制中轧辊的凸度Cr：0.06mm、粗糙度Ra：0.45um，成品轧制道次加工率为35~45%，成品厚度为0.25~0.45mm。

9.根据权利要求2所述的长寿命冷复合扁管料的制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：在成品前退火之前，对经中轧及切边后得到的坯料进行拉矫清洗。

10.根据权利要求2所述的长寿命冷复合扁管料的制造方法，其特征在于，还包括以下步骤：在成品分切前，对经成品道次轧制后得到的成品厚度料进行拉矫清洗。