CN112338390A - 一种无钎剂钎焊用铝合金复合材料及制备方法 - Google Patents

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CN112338390A CN202011061024.XA CN202011061024A CN112338390A CN 112338390 A CN112338390 A CN 112338390A CN 202011061024 A CN202011061024 A CN 202011061024A CN 112338390 A CN112338390 A CN 112338390A
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刘二磊
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Abstract

本发明公开一种无钎剂钎焊用铝合金复合材料及制备方法，其制备方法包括：热轧复合：将第一皮材、中间层以及芯材进行复合，然后进行热轧，获得热轧卷；冷轧：对所述热轧卷进行冷轧，获得冷轧卷；打磨：分别对第二皮材和所述冷轧卷进行打磨；冷轧复合：将所述第二皮材和所述冷轧卷复合后进行冷轧，获得复合卷；其中，所述第二皮材包括含量高于0.5％的Mg和/或含量高于0.2％的Bi，所述芯材为3系合金，所述中间层为1系合金或7072合金或7072MOD合金。本发明的制备方法通过先热轧复合、再冷轧复合上表面皮材，使得轧制过程顺利，无气泡产生，而且压下量小，复合比分布更加均匀。

Description

一种无钎剂钎焊用铝合金复合材料及制备方法
技术领域
本发明涉及材料领域，尤其涉及一种无钎剂钎焊用铝合金复合材料及制备方法。
背景技术
少钎剂、无钎剂的铝合金复合材料的特点是皮材含有金属活性元素Mg、Bi，特别是含有Mg元素时，若与之接触的合金为软合金，使用传统的热轧直接复合的方法时，在高温下，因变形抗力差异较大，层与层之间的变形非常复杂，很难复合。主要是因为热轧加热后表面氧化膜有氧化镁、氧化铝，而氧化镁并不像氧化铝那样致密，故不能保护内层金属，造成氧化膜较厚，这两层金属之间变形时氧化层难以全部破裂，故与中间层粘合困难。小压下量本身不足以使皮材、中间层粘合，大压下量虽会对粘合有正向作用，但皮材头、尾两个自由端容易上翘，最终还是很难实现粘合。
发明内容
针对现有钎焊用铝合金的生产工艺中存在的问题，本发明提供一种无钎剂钎焊用铝合金复合材料的制备方法，包括：
热轧复合：将第一皮材与芯材复合或将第一皮材与芯材和中间层复合，然后进行热轧，获得热轧卷；冷轧：对所述热轧卷进行冷轧，获得冷轧卷；打磨：分别对第二皮材和所述冷轧卷进行打磨；冷轧复合：将所述第二皮材和所述冷轧卷复合后进行冷轧，获得复合卷；其中，所述第二皮材包括含量高于0.5％的Mg和/或含量高于0.2％的Bi，所述芯材为3系合金，所述中间层为1系合金或7072合金或7072MOD合金。
优选地，所述铝合金复合材料包括4～10％的第一皮材、4～10％的第二皮材、20～30％的中间层，其余为芯材。
优选地，所述第二皮材包括含量为0.6～0.8％的Mg和含量为0.2～0.3％的Bi。
优选地，所述中间层为7072合金或7072MOD合金，所述芯材为3系合金。
优选地，在所述热轧复合之前，还包括：
第一皮材、中间层的制备：将中间层铸锭热轧至厚度145～195mm，获得所述中间层，将第一皮材铸锭热轧至厚度27～55mm，获得所述第一皮材。
优选地，在所述热轧复合之前，还包括：
第二皮材的制备：将第二皮材铸锭热轧至厚度为6～10mm，获得第二皮材卷材，然后将所述第二皮材卷材冷轧至厚度为0.35～0.75mm，获得所述第二皮材。
优选地，在所述热轧复合之前，还包括：第二皮材热轧，将第二皮材铸锭热轧，热轧温度为490℃～510℃，保温时间为2～4h，获得第二皮材卷材；所述第二皮材卷材的厚度为6～10mm；第二皮材冷轧，将所述第二皮材卷材多次冷轧，获得所述第二皮材；所述第二皮材的厚度为0.35～0.75mm。
优选地，所述热轧复合中，热轧温度为490℃～510℃，保温时间为2～4h；所述热轧卷的厚度为8～10mm。
优选地，所述冷轧卷的厚度为5～8mm；在所述冷轧中，所述冷轧道次数优选为1道次。
优选地，在所述打磨时，对第二皮材和所述冷轧卷需要结合的表面进行打磨。
优选地，所述复合卷的厚度为0.5～0.8mm；在所述冷轧复合中，所述冷轧道次数优选为4道次。
优选地，还包括：退火：对所述复合卷进行再结晶退火；其中，再结晶退火的退火温度为360℃～390℃，保温时间为2～4h。
优选地，所述热轧复合包括：将所述中间层、芯材、第一皮材复合后，进行热轧，获得热轧卷。
优选地，在所述热轧复合之前，还包括：铸造：将所述第二皮材、中间层、芯材和第一皮材分别采用DC铸造，将各组成成分熔炼后铸造，获得第二皮材、中间层、芯材和第一皮材铸锭；锯切，将各铸锭分别切除头尾，锯切后铸锭长度减少，厚度、宽度不变；铣面，将各铸锭双面进行铣面，铣面之后铸锭厚度减少，宽度、长度不变。
本发明还提供一种有上述制备方法制备的无钎剂钎焊用铝合金复合材料。
优选地，所述无钎剂钎焊用铝合金复合材料的抗拉强度为115～130MPa，屈服强度大于45MPa，延伸率大于20％。
在皮材含Mg或/和Bi且与中间层变形抗力差异较大时，本发明公开无钎剂钎焊用铝合金复合材料的制备方法，先热轧复合后，进行打磨，有效去除了材料表面的氧化层以及油膜，避免了后续复合时粘合困难的情形；冷轧复合上表面皮材，轧制过程顺利，无气泡产生，而且压下量小，复合比分布更加均匀，同时无热轧直接复合方法中的头尾端上翘现象。本发明公开的无钎剂钎焊用铝合金复合材料可用于无钎剂钎焊或少钎剂钎焊，当钎焊时金属蒸汽可去除其表面致密的氧化膜，使钎料能润湿母材，从而有利于焊接。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本申请要求保护的范围。
图1是本发明一实施例冷轧卷的结构示意图；
图2是本发明一实施例复合卷的结构示意图；
图3是本发明另一实施例复合卷的结构示意图；
图4是本发明一实施例制备无钎剂钎焊用铝合金复合材料的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
在图1、图2所示的实施例中，无钎剂钎焊用铝合金复合材料200先由中间层120、芯材130和第一皮材140热轧复合，然后制备冷轧卷100，再与第二皮材110冷轧复合而成。其中，第二皮材包括含量高于0.5％的Mg和/或含量高于0.2％的Bi，芯材为3系合金，中间层为1系合金或7072合金或7072MOD合金。
在本发明的另一实施例中，如图3所示，无钎剂钎焊用铝合金复合材料200'先由芯材130'和第一皮材140'热轧复合，再与第二皮材110'冷轧复合而成。其中，第二皮材包括含量高于0.5％的Mg和/或含量高于0.2％的Bi，芯材为3系合金。
复合比是占复合材料的厚度比例，其中，第二皮材的复合比为4～10％，中间层复合比为20～30％，优选为20～26％，第一皮材的复合比为4～8％。
可选地，第二皮材包括含量为0.6～0.8％的Mg和含量为0.2～0.3％的Bi。
可选地，第二皮材和第一皮材可以为相同合金或不同合金。
可选地，第二皮材和第一皮材可以为相同合金，其组成成分及重量百分比为：Si：10.5～12.5％，Fe：≤0.25％，Cu：≤0.10％，Mn：≤0.05％，Mg：0.60～0.80％，Zn：≤0.10％，Bi：0.20～0.30％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
可选地，中间层为7072合金或7072MOD合金，芯材为3系合金。
可选地，中间层组成成分及重量百分比为：Si：≤0.15％，Fe：≤0.25％，Mn：≤0.05％，Mg：≤0.05％，Zn：0.9～1.4％，Ti：≤0.05％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
可选地，芯材组成成分及重量百分比为：Si：0.30～0.60％，Fe：≤0.25％，Cu：0.35～0.60％，Mn：1.0～1.5％，Mg：≤0.05％，Zn：≤0.10％，Ti：0.01～0.04％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
本发明的无钎剂钎焊用铝合金复合材料的抗拉强度可达115～130MPa，屈服强度大于45MPa，延伸率大于20％。
可选地，本发明的无钎剂钎焊用铝合金复合材料也可仅包括第一皮材、芯材和第二皮材，先将第一皮材和芯材热轧复合后制备冷轧卷，再与第二皮材冷轧轧制而成。
本发明提供的无钎剂钎焊用铝合金复合材料的制备方法包括：热轧复合、冷轧、打磨、冷轧复合。具体地：
热轧复合：将中间层、芯材和第一皮材复合后热轧或者只将第一皮材与芯材复合后热轧。热轧温度为490℃～510℃，保温时间为2～4h。轧至厚度8～10mm，获得热轧卷。
冷轧：对热轧卷进行1道次冷轧，获得厚度为5～8mm的冷轧卷。
打磨：分别对第二皮材和冷轧卷的表面进行打磨，特别是对第二皮材和冷轧卷需要结合的表面进行打磨。
冷轧复合：对第二皮材和冷轧卷复合后进行多次冷轧，获得厚度为0.5～0.8mm的复合卷。
可选地，该制备方法还包括：
退火：对复合卷进行再结晶退火，退火温度为360℃～390℃，保温时间为2～4h，获得无钎剂钎焊用铝合金复合材料。
优选地，在热轧复合之前，还包括：
铸造：将第二皮材、芯材和第一皮材分别采用DC铸造，将各组成成分熔炼后铸造，获得第二皮材、芯材和第一皮材铸锭。也可包括中间层的铸造：对中间层采用DC铸造，获得中间层铸锭。
锯切：将各铸锭分别切除头尾，锯切后铸锭长度减少，厚度、宽度不变。
铣面：将各铸锭双面进行铣面，铣掉表面偏析层和表面急冷层。铣面之后铸锭厚度减少，宽度、长度不变。
第一皮材热轧：将第一皮材铸锭热轧，第一皮材铸锭热轧至厚度27～55mm，获得第一皮材。还可包括中间层热轧：将中间层铸锭热轧，中间层铸锭热轧至厚度145～195mm，获得中间层。
优选地，在热轧复合之前，还包括第二皮材的制备，第二皮材的制备包括第二皮材热轧和第二皮材冷轧。
第二皮材热轧：将第二皮材铸锭热轧，热轧温度为490℃～510℃，保温时间为2～4h，获得第二皮材卷材；第二皮材卷材的厚度为6～10mm。
第二皮材冷轧：将第二皮材卷材多次冷轧，获得第二皮材；第二皮材的厚度为0.35～0.75mm。
实施例1
本实施例提供的无钎剂钎焊用铝合金复合材料，包含三层结构，分别为第二皮材、芯材和第一皮材。其中，第二皮材的复合比为6％，第一皮材的复合比为6％。
第二皮材包括含量为0.7％的Mg和含量为0.25％的Bi。第二皮材和第一皮材为相同合金，其组成成分及重量百分比为：Si：11.5％，Fe：≤0.25％，Cu：≤0.10％，Mn：≤0.05％，Mg：0.70％，Zn：≤0.10％，Bi：0.25％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
芯材为3系合金，芯材组成成分及重量百分比为：Si：0.50％，Fe：≤0.25％，Cu：0.45％，Mn：1.3％，Mg：≤0.05％，Zn：≤0.10％，Ti：0.03％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
上述无钎剂钎焊用铝合金复合材料的制备过程参见图3，具体为：
铸造：将第二皮材、芯材和第一皮材的原材料分别加入熔炼炉内，皮材熔炼温度为750℃，电磁搅拌2次，每次10分钟，精炼温度为740℃，精炼时间为15分钟，铸造温度为690℃；芯材熔炼温度为750℃，电磁搅拌2次，每次10分钟，精炼温度为740℃，精炼时间为15分钟，铸造温度为700℃；皮材铸锭规格为450×1230×4600mm，芯材铸锭规格为380×1300×4600mm。
锯切：将各铸锭头部锯切200mm，尾部锯切100mm，锯切后铸锭长度为4300mm，厚度、宽度不变。
铣面：将各铸锭双面进行铣面，单面铣削量10mm，铣掉表面偏析层和表面急冷层。铣面之后铸锭厚度减少20mm，宽度、长度不变。
第二皮材热轧：将第二皮材铸锭放入立推式加热炉中间加热至500℃，保温2h，出炉热轧，轧制成厚度为6mm的第二皮材卷材。
第二皮材冷轧：将厚度为6mm的第二皮材卷材，在冷轧机上经5道次轧制成厚度为0.35mm的第二皮材。
第一皮材热轧：将第一皮材铸锭放入立推式加热炉中间加热至500℃，保温2h，出炉热轧，第一皮材轧制成厚度为27mm，长度为4100mm。
热轧复合：将芯材、第一皮材复合后放入立推式加热炉中间加热至500℃，保温2h，出炉热轧至厚度为8mm的热轧卷。
冷轧：对热轧卷进行1道次冷轧，获得厚度为5mm的冷轧卷。
打磨：对第二皮材和冷轧卷的接触面进行打磨。
冷轧复合：对第二皮材和冷轧卷复合后，在冷轧复合机上进行冷轧复合，经4次轧制获得厚度为0.5mm的复合卷。
退火：对复合卷进行再结晶退火，退火温度为390℃，保温时间为2h，获得无钎剂钎焊用铝合金复合材料。
上述制备的无钎剂钎焊用铝合金复合材料的抗拉强度为123MPa，屈服强度52MPa，延伸率24％。以热轧复合卷及第二皮材热轧卷的卷重之和为初始投入重量，以成品宽度1200mm剪切入库量为产出重量，成材率为72％。
实施例2
本实施例提供的无钎剂钎焊用铝合金复合材料，包含四层结构，分别为第二皮材、中间层、芯材和第一皮材。其中，第二皮材的复合比为6％，中间层复合比为23％，第一皮材的复合比为6％。
第二皮材包括含量为0.8％的Mg和含量为0.2％的Bi。第二皮材和第一皮材为相同合金，其组成成分及重量百分比为：Si：10.5％，Fe：0.25％，Cu：≤0.10％，Mn：≤0.05％，Mg：0.80％，Zn：≤0.10％，Bi：0.20％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
中间层为7072MOD合金，中间层组成成分及重量百分比为：Si：≤0.15％，Fe：≤0.25％，Mn：≤0.05％，Mg：≤0.05％，Zn：1.4％，Ti：≤0.05％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
芯材为3系合金，芯材组成成分及重量百分比为：Si：0.60％，Fe：≤0.25％，Cu：0.35％，Mn：1.5％，Mg：≤0.05％，Zn：≤0.10％，Ti：0.01％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
上述无钎剂钎焊用铝合金复合材料的制备过程参见图3，具体为：
铸造：将第二皮材、中间层、芯材和第一皮材的原材料分别加入熔炼炉内，皮材熔炼温度为750℃，电磁搅拌2次，每次10分钟，精炼温度为740℃，精炼时间为15分钟，铸造温度为690℃；中间层、芯材熔炼温度为750℃，电磁搅拌2次，每次10分钟，精炼温度为740℃，精炼时间为15分钟，铸造温度为700℃；皮材铸锭规格为450×1230×4600mm，中间层铸锭规格为450×1220×4600mm，芯材铸锭规格为380×1300×4600mm。
锯切：将各铸锭头部锯切200mm，尾部锯切100mm，锯切后铸锭长度为4300mm，厚度、宽度不变。
铣面：将各铸锭双面进行铣面，单面铣削量10mm，铣掉表面偏析层和表面急冷层。铣面之后铸锭厚度减少20mm，宽度、长度不变。
第二皮材热轧：将第二皮材铸锭放入立推式加热炉中间加热至490℃，保温4h，出炉热轧，轧制成厚度为8mm的第二皮材卷材。
第二皮材冷轧：将厚度为8mm的第二皮材卷材，在冷轧机上经5道次轧制成厚度为0.42mm的的第二皮材。
第一皮材、中间层热轧：将中间层、第一皮材铸锭分别放入立推式加热炉中间加热至500℃，保温2h，出炉热轧，中间层轧制成厚度为145mm，长度为4100mm；第一皮材轧制成厚度为38mm，长度为4100mm。
热轧复合：将中间层、芯材、第一皮材复合后放入立推式加热炉中间加热至490℃，保温4h，出炉热轧至厚度为9mm的热轧卷。
冷轧：对热轧卷进行1道次冷轧，获得厚度为6mm的冷轧卷。
打磨：对第二皮材和冷轧卷的接触面进行打磨。
冷轧复合：对第二皮材和冷轧卷复合后，在冷轧复合机上进行冷轧复合，经4次轧制获得厚度为0.6mm的复合卷。
退火：对复合卷进行再结晶退火，退火温度为360℃，保温时间为4h，获得无钎剂钎焊用铝合金复合材料。
上述制备的无钎剂钎焊用铝合金复合材料的抗拉强度为127MPa，屈服强度54MPa，延伸率22％。以热轧复合卷及第二皮材热轧卷的卷重之和为初始投入重量，以成品宽度1200mm剪切入库量为产出重量，成材率为73％。
实施例3
本实施例提供的无钎剂钎焊用铝合金复合材料，包含四层结构，分别为第二皮材、中间层、芯材和第一皮材。其中，第二皮材的复合比为7％，中间层复合比为26％，第一皮材的复合比为7％。
第二皮材包括含量为0.7％的Mg和含量为0.25％的Bi。第二皮材和第一皮材为相同合金，其组成成分及重量百分比为：Si：11.5％，Fe：≤0.25％，Cu：≤0.10％，Mn：≤0.05％，Mg：0.70％，Zn：≤0.10％，Bi：0.25％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
中间层为7072合金，中间层组成成分及重量百分比为：Si：≤0.15％，Fe：≤0.25％，Mn：≤0.05％，Mg：≤0.05％，Zn：1.2％，Ti：≤0.05％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
芯材为3系合金，芯材组成成分及重量百分比为：Si：0.50％，Fe：≤0.25％，Cu：0.45％，Mn：1.3％，Mg：≤0.05％，Zn：≤0.10％，Ti：0.03％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
上述无钎剂钎焊用铝合金复合材料的制备过程参见图3，具体为：
铸造：将第二皮材、中间层、芯材和第一皮材的原材料分别加入熔炼炉内，皮材熔炼温度为750℃，电磁搅拌2次，每次10分钟，精炼温度为740℃，精炼时间为15分钟，铸造温度为690℃；中间层、芯材熔炼温度为750℃，电磁搅拌2次，每次10分钟，精炼温度为740℃，精炼时间为15分钟，铸造温度为700℃；皮材铸锭规格为450×1230×4600mm，中间层铸锭规格为450×1220×4600mm，芯材铸锭规格为380×1300×4600mm。
锯切：将各铸锭头部锯切200mm，尾部锯切100mm，锯切后铸锭长度为4300mm，厚度、宽度不变。
铣面：将各铸锭双面进行铣面，单面铣削量10mm，铣掉表面偏析层和表面急冷层。铣面之后铸锭厚度减少20mm，宽度、长度不变。
第二皮材热轧：将第二皮材铸锭放入立推式加热炉中间加热至510℃，保温2h，出炉热轧，轧制成厚度为10mm的第二皮材卷材。
第二皮材冷轧：将厚度为10mm的第二皮材卷材，在冷轧机上经5道次轧制成厚度为0.57mm的的第二皮材。
第一皮材、中间层热轧：将中间层、第一皮材铸锭分别放入立推式加热炉中间加热至510℃，保温2h，出炉热轧，中间层轧制成厚度为195mm，长度为4100mm；第一皮材轧制成厚度为50mm，长度为4100mm。
热轧复合：将中间层、芯材、第一皮材复合后放入立推式加热炉中间加热至510℃，保温2h，出炉热轧至厚度为10mm的热轧卷。
冷轧：对热轧卷进行1道次冷轧，获得厚度为7mm的冷轧卷。
打磨：对第二皮材和冷轧卷的接触面进行打磨。
冷轧复合：对第二皮材和冷轧卷复合后，在冷轧复合机上进行冷轧复合，经4次轧制获得厚度为0.7mm的复合卷。
退火：对复合卷进行再结晶退火，退火温度为370℃，保温时间为3h，获得无钎剂钎焊用铝合金复合材料。
上述制备的无钎剂钎焊用铝合金复合材料的抗拉强度为124MPa，屈服强度53MPa，延伸率23％。以热轧复合卷及第二皮材热轧卷的卷重之和为初始投入重量，以成品宽度1200mm剪切入库量为产出重量，成材率为70％。
实施例4
本实施例提供的无钎剂钎焊用铝合金复合材料，包含四层结构，分别为第二皮材、中间层、芯材和第一皮材。其中，第二皮材的复合比为8％，中间层复合比为25％，第一皮材的复合比为8％。
第二皮材包括含量为0.6％的Mg和含量为0.3％的Bi。第二皮材和第一皮材为相同合金，其组成成分及重量百分比为：Si：12.5％，Fe：≤0.25％，Cu：≤0.10％，Mn：≤0.05％，Mg：0.60％，Zn：≤0.10％，Bi：0.30％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
中间层为7072合金，中间层组成成分及重量百分比为：Si：≤0.15％，Fe：≤0.25％，Mn：≤0.05％，Mg：≤0.05％，Zn：0.9％，Ti：≤0.05％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
芯材为3系合金，芯材组成成分及重量百分比为：Si：0.30％，Fe：≤0.25％，Cu：0.60％，Mn：1.0％，Mg：≤0.05％，Zn：≤0.10％，Ti：0.04％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
上述无钎剂钎焊用铝合金复合材料的制备过程参见图3，具体为：
铸造：将第二皮材、中间层、芯材和第一皮材的原材料分别加入熔炼炉内，皮材熔炼温度为750℃，电磁搅拌2次，每次10分钟，精炼温度为740℃，精炼时间为15分钟，铸造温度为690℃；中间层、芯材熔炼温度为750℃，电磁搅拌2次，每次10分钟，精炼温度为740℃，精炼时间为15分钟，铸造温度为700℃；皮材铸锭规格为450×1230×4600mm，中间层铸锭规格为450×1220×4600mm，芯材铸锭规格为380×1300×4600mm。
锯切：将各铸锭头部锯切200mm，尾部锯切100mm，锯切后铸锭长度为4300mm，厚度、宽度不变。
铣面：将各铸锭双面进行铣面，单面铣削量10mm，铣掉表面偏析层和表面急冷层。铣面之后铸锭厚度减少20mm，宽度、长度不变。
第二皮材热轧：将第二皮材铸锭放入立推式加热炉中间加热至500℃，保温3h，出炉热轧，轧制成厚度为7mm的第二皮材卷材。
第二皮材冷轧：将厚度为7mm的第二皮材卷材，在冷轧机上经5道次轧制成厚度为0.75mm的的第二皮材。
第一皮材、中间层热轧：将中间层、第一皮材铸锭放入立推式加热炉中间加热至500℃，保温3h，出炉热轧，中间层轧制成厚度为190mm，长度为4100mm；第一皮材轧制成厚度为55mm，长度为4100mm。
热轧复合：将中间层、芯材、第一皮材复合后放入立推式加热炉中间加热至500℃，保温3h，出炉热轧至厚度为10mm的热轧卷。
冷轧：对热轧卷进行1道次冷轧，获得厚度为8mm的冷轧卷。
打磨：对第二皮材和冷轧卷的接触面进行打磨。
冷轧复合：对第二皮材和冷轧卷复合后，在冷轧复合机上进行冷轧复合，经5次轧制获得厚度为0.8mm的复合卷。
退火：对复合卷进行再结晶退火，退火温度为380℃，保温时间为3h，获得无钎剂钎焊用铝合金复合材料。
上述制备的无钎剂钎焊用铝合金复合材料的抗拉强度为118MPa，屈服强度47MPa，延伸率25％。以热轧复合卷及第二皮材热轧卷的卷重之和为初始投入重量，以成品宽度1200mm剪切入库量为产出重量，成材率为68％。
对比例1
本对比例通过另一种制备方法来制备铝合金复合材料。将实施例2中的冷轧复合改为一次热轧复合的方式，即热轧时置放顺序由上至下分别为第一皮材、中间层、芯材、第二皮材。具体制备方法如下：
第二皮材包括含量为0.8％的Mg和含量为0.2％的Bi。第二皮材和第一皮材为相同合金，其组成成分及重量百分比为：Si：10.5％，Fe：0.25％，Cu：≤0.10％，Mn：≤0.05％，Mg：0.80％，Zn：≤0.10％，Bi：0.20％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
中间层为7072MOD合金，中间层组成成分及重量百分比为：Si：≤0.15％，Fe：≤0.25％，Mn：≤0.05％，Mg：≤0.05％，Zn：1.4％，Ti：≤0.05％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
芯材为3系合金，芯材组成成分及重量百分比为：Si：0.60％，Fe：≤0.25％，Cu：0.35％，Mn：1.5％，Mg：≤0.05％，Zn：≤0.10％，Ti：0.01％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
上述无钎剂钎焊用铝合金复合材料的制备过程参见图3，具体为：
铸造：将第二皮材、中间层、芯材和第一皮材的原材料分别加入熔炼炉内，皮材熔炼温度为750℃，电磁搅拌2次，每次10分钟，精炼温度为740℃，精炼时间为15分钟，铸造温度为690℃；中间层、芯材熔炼温度为750℃，电磁搅拌2次，每次10分钟，精炼温度为740℃，精炼时间为15分钟，铸造温度为700℃；皮材铸锭规格为450×1230×4600mm，中间层铸锭规格为450×1220×4600mm，芯材铸锭规格为380×1300×4600mm。
锯切：将各铸锭头部锯切200mm，尾部锯切100mm，锯切后铸锭长度为4300mm，厚度、宽度不变。
铣面：将各铸锭双面进行铣面，单面铣削量10mm，铣掉表面偏析层和表面急冷层。铣面之后铸锭厚度减少20mm，宽度、长度不变。
第一皮材、第二皮材、中间层热轧：将中间层、第一皮材、第二皮材铸锭分别放入立推式加热炉中间加热至500℃，保温2h，出炉热轧，中间层轧制成厚度为145mm，长度为4100mm；第一皮材、第二皮材轧制成厚度为38mm，长度为4100mm。
热轧复合：将第一皮材、中间层、芯材、第二皮材复合后放入立推式加热炉中间加热至490℃，保温4h，出炉热轧，经多次尝试，由于处于上表面的第一皮材翘起无法实现粘合，无法顺利完成轧制，轧制失败。
对比例2
本对比例通过另一种制备方法来制备铝合金复合材料。将实施例3中的冷轧复合改为两次热轧复合的方式，即热轧时置放顺序由上至下分别为中间层、芯材、第一皮材进行第一次热轧复合，并轧制至一定厚度，将第一次热轧复合完成的锭坯翻转，使第一皮材在最上面，将第二皮材放置最下面，然后进行第二次热轧复合。具体制备方法如下：
第二皮材包括含量为0.7％的Mg和含量为0.25％的Bi。第二皮材和第一皮材为相同合金，其组成成分及重量百分比为：Si：11.5％，Fe：≤0.25％，Cu：≤0.10％，Mn：≤0.05％，Mg：0.70％，Zn：≤0.10％，Bi：0.25％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
中间层为7072合金，中间层组成成分及重量百分比为：Si：≤0.15％，Fe：≤0.25％，Mn：≤0.05％，Mg：≤0.05％，Zn：1.2％，Ti：≤0.05％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
芯材为3系合金，芯材组成成分及重量百分比为：Si：0.50％，Fe：≤0.25％，Cu：0.45％，Mn：1.3％，Mg：≤0.05％，Zn：≤0.10％，Ti：0.03％，其它元素单个含量＜0.05％，总量＜0.15％，其余为Al。
上述无钎剂钎焊用铝合金复合材料的制备过程为：
铸造：将第二皮材、中间层、芯材和第一皮材的原材料分别加入熔炼炉内，皮材熔炼温度为750℃，电磁搅拌2次，每次10分钟，精炼温度为740℃，精炼时间为15分钟，铸造温度为690℃；中间层、芯材熔炼温度为750℃，电磁搅拌2次，每次10分钟，精炼温度为740℃，精炼时间为15分钟，铸造温度为700℃；皮材铸锭规格为450×1230×4600mm，中间层铸锭规格为450×1220×4600mm，芯材铸锭规格为380×1300×4600mm。
锯切：将各铸锭头部锯切200mm，尾部锯切100mm，锯切后铸锭长度为4300mm，厚度、宽度不变。
铣面：将各铸锭双面进行铣面，单面铣削量10mm，铣掉表面偏析层和表面急冷层。铣面之后铸锭厚度减少20mm，宽度、长度不变。
第一皮材、第二皮材热轧：将第二皮材铸锭放入立推式加热炉中间加热至510℃，保温2h，出炉热轧，轧制成厚度为50mm的皮材。中间层热轧：将中间层铸锭放入立推式加热炉中间加热至510℃，保温2h，出炉热轧，中间层轧制成厚度为180mm，长度为4100mm。
第一热轧复合：将中间层、芯材、第一皮材按从上至下顺序复合，总厚度640mm，复合后放入立推式加热炉中间加热至500℃，保温3h，出炉热轧至厚度为635mm的复合锭坯。第二热轧复合：将第一热轧复合后的锭坯冷却至50℃以下，翻转使第一皮材朝上，将第二皮材放置下面复合后放入立推式加热炉中加热至500℃，保温时间为3h，出炉热轧，轧制至厚度为7mm的热轧卷。
冷轧：将热轧卷进行5道次冷轧，获得厚度为0.8mm复合卷。
退火：对复合卷进行再结晶退火，退火温度为370℃，保温时间为3h，获得无钎剂钎焊用铝合金复合材料。
上述制备的铝合金复合材料的抗拉强度128为MPa，屈服强度57MPa，延伸率18％。以热轧复合卷及第二皮材热轧卷的卷重之和为初始投入重量，以成品宽度1200mm剪切入库量为产出重量，成材率仅为28％。
该方法制备的铝合金复合材料，由于在步骤第二次热轧复合时，第一皮材由在第一次热轧复合时的下面换到了第二次热轧复合的上面，虽在第一次热轧复合时已与中间层粘合，但在第二次热轧复合时头、尾两自由端因受向上翘起的力的作用，有再次撕开或粘合牢固程度被破坏的风险，会造成气泡缺陷多。另外，与第二皮材接触的芯材经过2次加热，表面氧化膜较厚，同时，第二皮材表面的氧化膜主要有2种，分别为氧化镁、氧化铝，而氧化镁并不像氧化铝那样致密，故不能保护内层金属，造成氧化膜较厚，第二次热轧复合时这两层金属之间变形时氧化层难以全部破裂，接触面的粘合程度不良，有较多的气泡起皮缺陷，造成很大报废，成材率低，且延伸率较低，表明塑性较差，在后续冲压成型过程中有较大开裂风险，力学性能指标不符合标准要求，因需要2次热轧，生产成本高。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时，本领域技术人员依据本申请的思想，基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本申请保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种无钎剂钎焊用铝合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
热轧复合：将第一皮材与芯材复合或将第一皮材与芯材和中间层复合，然后进行热轧，获得热轧卷；
冷轧：对所述热轧卷进行冷轧，获得冷轧卷；
打磨：分别对第二皮材和所述冷轧卷进行打磨；
冷轧复合：将所述第二皮材和所述冷轧卷复合后进行冷轧，获得复合卷；
其中，所述第二皮材包括含量高于0.5％的Mg和/或含量高于0.2％的Bi，所述芯材为3系合金，所述中间层为1系合金或7072合金或7072MOD合金。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝合金复合材料包括4～10％的第一皮材、4～10％的第二皮材、20～30％的中间层，其余为芯材。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二皮材包括含量为0.6～0.8％的Mg和含量为0.2～0.3％的Bi。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述中间层为7072合金或7072MOD合金，所述芯材为3系合金。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述热轧复合之前，还包括：
第一皮材、中间层的制备：将中间层铸锭热轧至厚度145～195mm，获得所述中间层，将第一皮材铸锭热轧至厚度27～55mm，获得所述第一皮材。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述热轧复合之前，还包括：
第二皮材的制备：将第二皮材铸锭热轧至厚度为6～10mm，获得第二皮材卷材，然后将所述第二皮材卷材冷轧至厚度为0.35～0.75mm，获得所述第二皮材。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热轧复合中，热轧温度为490℃～510℃，保温时间为2～4h；所述热轧卷的厚度为8～10mm。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述冷轧卷的厚度为5～8mm；在所述冷轧中，所述冷轧道次数优选为1道次；
所述复合卷的厚度为0.5～0.8mm；在所述冷轧复合中，所述冷轧道次数优选为4道次。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括：
退火：对所述复合卷进行再结晶退火；其中，
再结晶退火的退火温度为360℃～390℃，保温时间为2～4h。
10.一种无钎剂钎焊用铝合金复合材料，其特征在于，由权利要求1～9任意一项所述的方法制备。
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