CN1234479C - 爆炸焊接铝合金复合钎料的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于制造汽车散热器等用的两层和三层铝合金复合钎料[复合板材、复合带(卷)材和复合箔(卷)材]领域。本发明提供了这种材料的制造方法。主要工艺流程为：复板和基板的待结合面的机械清洁净化、爆炸焊接(复合)、加热、热轧、冷轧、中间退火、精轧和分条。爆炸焊接工序在爆炸场内进行，后续工序在厂房内进行。热轧加热温度460-540℃，中间退火温度400-460℃。采用本发明制造的复合钎料材料(板、带和箔材)，其两层或三层间结合强固，厚度比可任意调节，并且与轧制复合法比较成品率几乎提高一倍。

Description

暴炸焊接铝合金合钎料的制造方法

1发明领域

本发明属于制造汽车散热器等用的两层和三层铝合金复合钎料材料领域，主要用于制造这种材料的板材、特别是带(卷)材和箔(卷)材。

上述复合钎料由复层铝合金(钎料层)和基层铝合金(结构材料层)组成，分两层(如4343-3003)和三层(如4343-3003-4343)两种。它适用于钎焊大面积和接头密集的铝质换热零部件。用此复合钎料材料进行钎焊时，还起加固零部件和简化装配过程的作用。

2背景技术

两层或三层复合钎料(板、带和箔材)的制造方法有两种：轧制复合和爆炸焊接加轧制。轧制复合法是将铣面和碱(酸)洗后的复板及基板，用螺栓或点焊法固定成一体，然后在加热炉中加热，随后进行热轧复合和冷轧，其间经过一次或二次中间退火，最后精轧至成品厚度。由此获得复合钎料的板、带和箔(卷)材。

本发明的目的在于提供这种两层和三层铝合金复合钎料材料[板、带和箔(卷)材]的爆炸焊接加轧制的制造方法。两相比较，轧制复合法有如下许多缺点：

(1)轧制复合法需要先铣削基板(铸造板坯)和复板的待结合面，然后碱(酸)洗它们的待结合面。爆炸焊接加轧制法只需用钢丝刷刷去两板坯待结合面上的氧化物和污物。

(2)轧制复合前，两层和三层板坯叠合后，它们之间用螺栓(或点焊法)固定一体。如此固定的强度不高。于是热轧开坯过程中有时会轧偏，即复板和基板发生错位，从而使整块板坯报废。爆炸焊接加轧制法不会。

(3)轧制复合法时，第一和第二道次的压下量必须很大，而爆炸焊接加轧制法随意。

(4)爆炸焊接工艺能够消除板坯中的铸造应力，从而有效地防止轧制复合法有时出现的热轧过程中板坯开裂的现象。并可缩短均匀化退火的时间。

(5)爆炸焊接加轧制法可使轧制后的复合板(带)的两侧裂边由轧制复合法的20-30mm减少到5-10mm。

(6)用爆炸焊接加轧制法生产的该复合钎料全面结合且层间结合强度高，不会出现轧制复合法较常出现的“光带”现象(即钎料层脱落)。

(7)轧制复合法时，叠合的板坯在加热的过程中，由于板坯之间存在一空气层，其中的氧、氮和氢在高温下必然氧化、氮化和氢气空气层两侧的铝。界面上这些铝的中间化合物的存在，必然影响复板和基板之间的结合强度和使用性能(这是出现“光带”的原因之一)。爆炸焊接加轧制法不存在这个问题。

(8)爆炸焊接加轧制法能将铝合金板坯的均匀退火和热轧加热两道工序结合起来一起进行，从而省工和省电。

本发明所述的复合钎料是以钎料型的铝合金(如4343)为复层、以结构材料型的铝合金(如3030)为基层，连续和强固地结合在一起，作为钎焊材料使用的铝合金复合材料。它们先用爆炸焊接技术复合在一起，然后进行热轧、冷轧和精轧，其间进行一次加热和两次中间退火，最后获得既定尺寸和状态的带有钎料层和结构材料层的板、带和箔(卷)材。

3  发明概述

本发明的整个工艺流程如下：

(1)备料

将准备好的复板和基板的待结合面用钢丝轮刷进行清洁净化处理。

(2)爆炸焊接

本发明的爆炸焊接工序在野外的爆炸场内进行。具体的工艺参数根据复板和基板的强度、厚度及面积确定。

(3)复合板坯加热

将上述爆炸焊接的复合板坯在加热炉中，在460-540℃下加热2-6h。

(4)复合板坯热轧

将加热好的复合板坯(例如总厚度为50mm)在热轧机上进行热轧，5-7道次后轧至6-4mm(板、带材)。

(5)第一次冷轧

待热轧后的复合板(带)材冷却后，将其在冷轧机上进行第一次冷轧，一道次地轧在3-2mm(板、带材)

(6)第二次冷轧

随后在冷轧机上进行第二次冷轧，多道次地轧至1mm。在轧制过程中进行切边和卷取。卷材尺寸为1×300×Lmm(L为长度)。

(7)第一次中间退火

将上述1mm厚的卷材在退火炉中，于400-460℃退火2-6h。

(8)第三次冷轧

退火后，将厚度为1mm的卷材在冷轧机上进行冷轧，多道次地轧至0.23mm，卷取。

(9)第二次中间退火

在退火炉中，于400-460℃将0.23mm厚的卷材退火2-6h。

(10)精轧

在精轧机上将0.23mm的软态卷材轧至0.16mm厚，卷取，从而获得该厚度下的半硬态的成晶。

(11)将上述0.16×300×Lmm的成品箔(卷)材，在分条机上分切成0.16×(16、19、22、44……)×Lmm的箔(卷)材。分切的宽度按用户的要求而定。

4附图说明

本发明的爆炸焊接工序在爆炸场中实施。其安装示意图如图1所示(见后说明书附图)。图中，1-雷管，2-炸药，3-4343板，4-3003板，5-地面。本图为三层复合板坯的两次爆炸焊接法，即先焊接一面，再翻来焊接另一面。

5实施例

本实施例的两种原材料的化学组成、物理和力学性能如表1至表3所列。

                             表1两种铝合金的化学组成(wt/％)

合金和合金元素	Si	Fe	Cu	Mn	Zn	其它		Al
									单计	合计
						4343	7.0-8.0				≤0.6	≤0.2	≤0.05	≤0.1	＜0.05	＜0.15	余
3003	≤0.6	≤0.7	0.05-0.2	1.0-1.5	≤0.1			＜0.05	＜0.15	余

                    表2  4343铝合金的物理性能

固相线温度/℃	液相线温度/℃	钎焊温度/℃
			577	615	600-620

                       表3  3003铝合金的力学性能

状态	σb/MPa	σ0.2/MPa	δ10./％
				M	110	40	30

爆炸焊接后，本实施例的三层铝合金复合板坯尺寸为(5+40+5)×350×800mm。

金相检验表明，爆炸焊接后，结合区具有金属的塑性变形、熔化和原子间相互扩散，以及波形的微观特征。这些特征是爆炸复合材料强固结合的共同标志。

超声波探伤表明，爆炸焊接后的结合面积率＞％％，超过国家标准。剪切试验指出，4343-3003两层之间的剪切强度＞110MPa。

经爆炸焊接加轧制后的上述成晶的尺寸和性能如表4所列。

表4实施例的三层铝合金复合钎料成晶的尺寸和性能

厚度比	1∶8∶1
		厚度及公差	0.16±0.01mm
状态	H14
		拉伸性能	σb＝160-200MPa，δ＞1％

其余技术指标均达到日本同类产晶的标准。本产晶经用户试用后的结果指出，其加工成型，焊接和使用性能均良好。

可以预计，只要轧机和其他设备的能力足够大，用爆炸焊接加轧制技术定能制造出可以与国外同类产品的卷径(外径≥1500mm)相比的卷径。其余性能也可与进口产晶相比美，并可大批量生产。

Claims (3)

1、一种两层和三层铝合金复合钎料的板、带、箔材的爆炸焊接加轧制的制造方法，该制造方法依次包括如下步骤：复板和基板待结合面的机械清洁净化、复板和基板的组合安装、爆炸焊接、热轧、冷轧、中间退火、精轧和分条。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，热轧加热温度为480-540℃。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，中间退火温度为400-460℃。