CZ304643B6 - Způsob výroby hliníkové slitiny a hliníková slitina pro žebrový materiál s vysokou tepelnou vodivostí - Google Patents

Způsob výroby hliníkové slitiny a hliníková slitina pro žebrový materiál s vysokou tepelnou vodivostí Download PDF

Info

Publication number
CZ304643B6
CZ304643B6 CZ2002-2446A CZ20022446A CZ304643B6 CZ 304643 B6 CZ304643 B6 CZ 304643B6 CZ 20022446 A CZ20022446 A CZ 20022446A CZ 304643 B6 CZ304643 B6 CZ 304643B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
thickness
strip
alloy
production method
conductivity
Prior art date
Application number
CZ2002-2446A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20022446A3 (cs
Inventor
Iljoon Jin
Kevin Gatenby
Willard Mark Truman Gallerneault
Toshiya Anami
Yoshito Oki
Ichiro Okamoto
Original Assignee
Novelis Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Novelis Inc. filed Critical Novelis Inc.
Publication of CZ20022446A3 publication Critical patent/CZ20022446A3/cs
Publication of CZ304643B6 publication Critical patent/CZ304643B6/cs

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0622Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars formed by two casting wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/28Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
    • B23K35/286Al as the principal constituent
    • B23K35/288Al as the principal constituent with Sn or Zn
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • B23K2101/14Heat exchangers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Cookers (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Způsob výroby slitin hliníku pro žebrový materiál, sestávající z kroků kontinuálního lití pásu ze slitiny pro žebrový materiál k získání pásu v odlitém stavu, z válcování pásu v odlitém stavu k vytvoření plechu střední tloušťky, z žíhání plechu střední tloušťky, a z válcování za studena vyžíhaného plechu střední tloušťky k vyrobení slitiny hliníku konečné tloušťky k použití jako žebrový materiál. Tyto kroky se podstupují se slitinou hliníku pro žebrový materiál, která obsahuje následující prvky (uvedeno v hmotnostních procentech): Fe 1,6 až 2,4; Si 0,7 až 1,1; Mn 0,3 až 0,6; Zn 0,3 až 2,0; Ti 0,005 až 0,040; vedlejší prvky (nahodilé příměsi) pod 0,05 každý a celkem nejvýše 0,15; zbytek do 100 % je hliník. Řešení se také týká žebrového materiálu uvedeného složení, který lze výhodně vyrobit způsobem podle řešení tak, aby měl dobrou tepelnou vodivost a byl použitelný i v malých tloušťkách, např. pod 100 .mi.m, a výhodněji v tloušťce 60 .+-. 10 .mi.m.

Description

Oblast techniky
Vynález se týká zdokonalených slitin hliníku pro použití při výrobě žeber tepelných výměníků, konkrétněji při výrobě žebrových materiálů, které mají vysokou tepelnou vodivost.
Dosavadní stav techniky
Slitiny hliníku jsou již dlouho používány ve výrobě žebrových tepelných výměníků např. pro automobilové radiátory, pro kondenzátory, odparky atd. Tradiční dosavadní slitiny na žebrové tepelné výměny jsou navrhovány tak, aby po pájení na tvrdo měly vysokou mez pevnosti v tahu (UTS = MPT), dobrou pájitelnost (při vysoké teplotě pájení) a dobrou odolnost k průhybu během pájení. Slitiny používané k tomuto účelu mívají vysoký obsah manganu. Příkladem je hliníková slitina AA3003. Tepelná vodivost takových slitin je poměrně nízká. Nízká tepelná vodivost nebyla v minulosti vážným problémem, a to vzhledem ke značné tloušťce žebrového materiálu. Má-li materiál vhodnou tloušťku, může vésti značné množství tepla i v případě, že koeficient tepelné vodivosti slitiny je nízký. Avšak při snižování hmotnosti automobilů vyvstává požadavek tenčího žebrového materiálu, což vede k potřebě zvýšení tepelné vodivosti. Je samozřejmé, že menší tloušťky brání tepelnému toku v místě ztenčení.
Mimo to mezi vlastnosti požadované výrobci automobilových tepelných výměníků patří i nízký (negativnější) korozní potenciál, než jaký mají slitiny používané na trubky a jiné části tepelného výměníku.
Autoři tohoto vynálezu již dříve zjistili, že určité slitiny hliníku jsou obzvláště vhodné jako materiál žeber (jak je to uvedeno v jejich přihlášce PCT pod číslem WO 00/05 426, zveřejněné dne
3. února 2000). Tyto slitiny obsahují Fe, Si, Mn, obvykle Zn a výhodně Ti v příslušných rozmezích obsahu. Avšak zlepšení tepelné vodivosti slitin tohoto druhu by učinilo tyto slitiny použitelnějšími pro splnění přísných požadavků automobilového průmyslu, a to zejména požadavků na materiál žeber menší tloušťky.
Podstata vynálezu
Předmětem tohoto vynálezu je zlepšení vlastností žebrového materiálu z hliníku.
Dalším předmětem tohoto vynálezu je žebrový materiál z nové slitiny hliníku, který má vysokou tepelnou vodivost.
Dalším předmětem tohoto vynálezu je umožnit zmenšení tloušťky hliníkového žebrového materiálu bez porušení provozní výkonnosti těchto materiálů.
Ještě dalším předmětem tohoto vynálezu je zlepšení tepelné vodivosti žebrových hliníkových slitin obsahujících Fe, Si, Mn, Zn a výhodně Ti při dosažení vyhovující pevnosti, pájitelnosti a malých (negativnějších) korozních potenciálů.
Podle jednoho hlediska tohoto vynálezu se navrhuje způsob výroby hliníkové slitiny pro žebrový materiál, přičemž tento způsob sestává z kroků kontinuálního lití pásu slitiny k vytvoření pásu v odlitém stavu, z válcování pásu k vytvoření plechu střední tloušťky, z žíhání plechu střední tloušťky a z válcování za studená plechu střední tloušťky k vytvoření konečné tloušťky hliníkové
- 1 CZ 304643 B6 slitiny pro žebrový materiál, přičemž uvedené kroky se provádějí se slitinou, která obsahuje následující prvky (v hmotnostních procentech):
Fe 1,6 až 2,4
Si 0,7 až 1,1
Mn 0,3 až 0,6
Zn 0,3 až 2,0
Ti (volitelně) 0,005 až 0,040
nahodilé příměsi každý z prvků pod 0,05, celkem ne přes 0,15 Al zbytek do 100 %.
Vynález se také týká žebrového materiálu z hliníkové slitiny o výše uvedeném složení, který byl výhodně vyroben výše uvedeným způsobem, a to zejména žebrového materiálu o tloušťce 100 pm nebo méně, výhodněji 80 pm nebo méně, a ideálně 60 ± 10 pm.
Podle tohoto vynálezu se vyrobí nový žebrový materiál, který je vhodný pro výrobu tvrdě pájených tepelných výměníků s použitím tenčích žeber, než tomu bylo dosud. Toho se dosahuje zachováním přiměřené tepelné vodivosti a pevnosti žeber, umožňujících jejich použití v tepelných výměnících.
Ve výhodných provedeních tyto slitiny obsahují větší množství Zn, Si a/nebo Mn, než jaké se používalo u slitin tohoto druhu, přičemž hladiny tepelné vodivosti mohou být ještě zachovány použitím kompenzujícího zvýšeného množství železa.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 je schéma jednotlivých kroků při výhodném způsobu výroby žebrového materiálu podle výhodného provedení tohoto vynálezu, spočívajícího v lití, válcování, žíhání a případného konečného pájení na tvrdo; a
Obr. 2 je diagram znázorňující elektrickou vodivost žebrového materiálu obsahujícího různá množství železa.
Podrobný popis vynálezu (Nej lepší způsoby provedení vynálezu)
V žebrových materiálech na základě hliníku a legovacích prvků včetně Zn, Mn, Si a Fe se vlastnosti materiálu upravují měněním obsahu prvků. Obecně se požaduje získání materiálu o vysoké pevnosti a nízkém (negativnějším) korozním potenciálu. Tak např. korozní materiál bude negativnější po zvýšení obsahu Zn ve slitině (což vede k získání lepší protikorozní odolnosti tepelných výměníků, u nichž byla použita žebra z takového materiálu). Avšak zvýšení obsahu Zn má negativní dopad na tepelnou vodivost žebrového materiálu. Podobně zvýšení obsahu Mn a Si ke zlepšení pevnosti materiálu (meze pevnosti v tahu - UTS) po pájení má podobný negativní účinek na tepelnou vodivost. Toto se stává problémem u novějších žebrových materiálů, kde se požaduje vysoká tepelná vodivost, která umožňuje vyrobit tenčí žebra.
Tento podaný vynález, při nej menším ve svých výhodných provedeních, je založen na neočekávaném zjištění, že snížení vodivosti v důsledku zvýšení obsahu zinku je možno kompenzovat odpovídajícím zvýšením obsahu železa ve slitině. Mimo to bylo zjištěno, že zvýšení obsahu železa může podobně kompenzovat snížení tepelné vodivosti, způsobené zvýšením obsahu křemíku a manganu ve slitině. A dále, požaduje-li se tepelná vodivost větší než u základní slitiny, jakož i další zlepšení vlastností, potom může být přídavek Fe větší, než činí „kompenzační“ množství, založené na výše uvedených vztazích. Tudíž ve vynálezu se používají větší množství železa, než
-2CZ 304643 B6 se používala doposud ke kompenzaci obsahů Zn, Mn a Si za účelem dosažení dobré pevnosti, pájitelnosti a korozního potenciálu, a vynález také umožňuje další zvyšování hladiny těchto prvků, než to bylo doposud možné.
Nejsou známy důvody, proč přídavek Fe zvyšuje vodivost slitin v kompenzaci za zvýšení obsahu jiných prvků. Avšak (bez naší snahy vázat se na nějakou speciální teorii) je možné, že přebytek Fe způsobuje zvýšení rozkladu přesycené matrice slitiny, vytvořené během lití a následném válcování a v mezižíhacích stupních (během zpracovací rutiny), čímž se sníží obsah solutu v matrici mnohem účinněji, než by tomu bylo bez použití nadbytku Fe.
Kromě výše uvedených úvah je možno různé prvky slitiny a jejich příslušná množství volit ještě na základě následujících úvah.
Železo ve slitině vytváří během lití intermetalické částice, které jsou poměrně malé a přispívají ke zpevnění částic. Při obsahu železa nad 2,4 hmotnostních procent se tvoří velké částice primární intermetalické fáze, které brání válcování na požadovanou velmi malou tloušťku žebrového materiálu. Začátek vytváření takových částic je závislý na použitých exaktních podmínkách lití, a je tudíž výhodné použít železo v množství pod 2,0 %, aby se zajistila kvalita materiálu při co možno nejširších podmínkách zpracování. Spodní mezi 1,6 % Fe zajistíme, že je obsaženo přiměřené množství Fe k vytvoření kompenzačního efektu za přidaný Zn, Mn a Si. Železo také vytváří ve slitině zpevňující částice, a spodní mez zajišťuje, aby ho bylo přiměřené množství. Je-li to žádoucí, množství železa v určité slitině se zvolí tak, aby bylo úplně kompenzováno jakékoli snížení tepelné vodivosti, již bylo dosaženo vyššími než normálními koncentracemi Zn, Si a/nebo Mn. Taková množství železa můžeme označit jako kompenzační množství. Avšak v rámci výše uvedeného rozmezí je možno použít množství nad nebo pod kompenzačním množstvím, a to je-li to požadováno a můžeme-li tolerovat odchylky tepelné vodivosti od požadované úrovně.
Křemík ve slitině v rozmezí 0,7 až 1,1 hmotnostních procenta přispívá ke zpevnění jak částic, tak i tuhého roztoku. Obsah pod 0,7 % křemíku je pro účely zpevnění nedostačující, zatímco nad 1,1 % je značně snížena vodivost vzdor kompenzaci zvýšeným množstvím Fe. Významnější je, že při vysokém obsahu křemíku je snížena teplota tavení slitiny až k bodu, při němž materiál není možno pájet. Pro optimální zpevnění se zvláště doporučuje přebytek nad 0,8 % křemíku. Mangan obsažený v rozmezí 0,3 až 0,6 % významně přispívá ke zpevnění tuhého roztoku, a do určité míry i ke zpevnění částic. Obsah manganu pod 0,3 % je pro tento účel nedostačující. Obsah manganu v tuhém roztoku nad 6 % je značně zhoubný pro vodivost, a to vzdor kompenzaci zvýšeným množstvím Fe.
Zinek v rozmezí 0,3 až 2,0 % umožňuje nastavení korozního potenciálu žebrového materiálu v širokém rozpětí. Je však výhodné mít obsah zinku nejvýše do 1,5 %, a to vzhledem kjeho nanejvýš negativnímu účinku na vodivost i při vyšším obsahu Fe, povoleném v určitém případě. Rovněž je žádoucí obsah zinku nad 0,6 %, aby se zajistilo dosažení přiměřeného (negativního) korozního potenciálu, a tato vyšší mez je více než přiměřeně kompenzována vyšším obsahem Fe podle tohoto vynálezu.
Titan obsažený ve slitině jako TiB2 působí během lití jako zjemňovač zrna. Při obsahu větším než 0,04 % má tendenci k negativnímu dopadu na vodivost.
Vedlejší (nahodilé) prvky smějí být ve slitině v množství pod 0,05 % každý, a v agregaci (celkem) pod 0,15 %. Zejména hořčík smí být v množství od 0,10 %, výhodněji do 0,05 %, aby se zajistila pájitelnost postupem Nocolok®. Měď musí být udržována pod 0,05 %, protože má podobný účinek na vodivost jako mangan, a protože také způsobuje důlkovou korozi.
K danému rozsahu složení těchto slitin je nutno poznamenat, že k výrobě plechů jako žebrového materiálu požadovaných vlastností je nutné, aby slitina byla odlévána a tvářena za zcela specifických podmínek.
-3 CZ 304643 B6
Výhodný postup zpracování je znázorněn na obr. 1 na připojených výkresech, kde je uvedeno několik kroků v pořadí, v jakém jsou prováděny. Jak vidíme v kroku 1, slitina se odlévá nejprve kontinuálním postupem (např. pásovým litím) a vytvoří se plynulý pás v odlitém stavu, který mívá normálně tloušťku 3 až 30 mm (výhodná tloušťka je nejméně 5 mm, optimální tloušťka je 5 až 25 mm). Průměrná rychlost chlazení během lití pásu má být výhodně větší než 10 °C/s. Přitom je výhodné, aby rychlost ochlazování činila méně než 250 °C/s, a výhodněji méně než 200 °C/s. Odlitý pás se potom válcuje na střední tloušťku (krok 2). To může být provedeno válcováním za studená, v závislosti na tloušťce pásu v odlitém stavu a je-li to třeba, může být pás válcován za tepla na převálcovací tloušťku (1 až 5 mm) ještě dříve, než se provede válcování za studená na střední tloušťku. Je-li toto požadováno, válcování za tepla musí být provedeno bez předběžné homogenizace. Pás střední tloušťky (výhodně 0,08 až 0,2 mm, výhodněji 0,092 až 0,150 mm) se potom žíhá (krok 3) např. při teplotě 320 až 450 °C po dobu 1 až 6 hodin, a válcuje se za studená na konečnou tloušťku (krok 4), a to výhodně na 0,05 až 0,1 mm, výhodněji na 0,06 mm. Výsledný žebrový plech o konečné tloušťce se potom podrobí pájení během výroby tepelných výměníků (krok 5) v obr. 1). Tento konečný krok se normálně provádí u výrobců radiátorů, spíše, než u výrobců plechů (tato skutečnost je vyjádřena odlišným tvarem ohraničení kroku 5 v obr. 1).
Střední rychlost chlazení, zmíněná ve výše uvedeném popisuje průměr rychlostí chlazení po celé tloušťce bramy (plosky) v odlitém stavu, a tato rychlost chlazení je určována průměrným rozestupem interdendritických buněk po celé tloušťce bramy v odlitém stavu, jako je to popsáno např. v článku R: E. Speara aj. ve sborníku „Transactions of the American Foundrymen's Society, Proceedings of the Sixty-Seventh Annual Meeting“, 1963, vol. 71, vyd. American Foundrymen's Society, Des Plaines, 111., USA, 1964, stránky 209 až 215. Průměrná velikost interdendritických buněk odpovídající výhodné průměrné rychlosti chlazení je v rozsahu 7 až 15 mikrometrů (mikronů).
V průběhu licího procesu při rychlosti ochlazování nižší než 10 °C/s budou intermetalické částice vznikající během lití příliš velké a způsobí problémy při válcování. Nižší rychlost ochlazování obvykle vede k přímému lití (DC casting) a homogenizaci, a za těchto podmínek se jednotlivé prvky vyplaví (vyjdou) z přesycené matrice slitiny, tím se omezí mechanizmus zpevňování roztoku, což vede k materiálu s nepřiměřenou pevností. Znamená to, že je nutno použít kontinuálního lití pásu. Těchto postupů je několik, včetně válcového lití, pásového lití a blokového lití. Pásové a blokové lití se provádí při nižších maximálních středních rychlostech ochlazování, které jsou menší než 250 °C/s, výhodněji menší než 200 °C/s, takže tyto postupy jsou obzvláště preferovány, jelikož jsou vhodnější k lití slitin s vysokým obsahem železa bez defektů.
Podle obzvláště výhodné charakteristiky tohoto vynálezu se žebrový materiál vyrobí kontinuálním litím na pás tloušťky 5 až 30 mm při rychlosti ochlazování 10 °C/s nebo vyšší, avšak nižší než 25 °C/s, případně (výhodně) válcováním za tepla pásu v odlitém stavu na plech tloušťky 1 až 5 mm, válcováním za studená na plech tloušťky 0,08 až 0,20 mm (což je střední tloušťka), žíháním při 340 až 450 °C po dobu 1 až 6 hodin, a válcováním a studená na konečnou tloušťku (0,05 až 0,10 mm). Je výhodné, aby pás v odlitém stavu vstoupil do procesu válcování za tepla při teplotě v rozmezí 400 až 550 °C. Kroku válcování za tepla není třeba, blíží-li se tloušťka pásu v odlitém stavu těsně minimální tloušťce. Konečné válcování za studená bude výhodné, použijeli se redukce do 60 %, a výhodněji méně než 50 %. Intenzita válcování za studená v kroku konečného válcování se nastaví tak, aby po pájení vznikla optimální velikost zma, tj. velikost zma 30 až 80 pm, výhodněji 40 až 80 pm. Je-li redukce při válcování za studená příliš velká, pak mez pevnosti v tahu (UTS) po pájení je vysoká, avšak velikost zma se stává příliš malou a teplota pájení příliš nízkou. Na druhé straně je-li redukce za studená příliš malá, pak teplota pájení je vysoká, avšak mez pevnosti v tahu (UTS) po pájení je příliš nízká. Výhodnou metodou kontinuálního lití pásuje pásové lití.
Jak již bylo uvedeno, pás po odlití může být válcován za tepla nebo přímo za studená (v závislosti na tloušťce pásu v odlitém stavu) na střední tloušťku (obvykle 0,092 až 0,150 mm). Při této
-4CZ 304643 B6 tloušťce vyválcovaný pás se podrobí mezižíhání při teplotě v rozmezí 320 až 450 °C po dobu 1 až 6 hodin. Po ochlazení tento mezižíhaný pás se podrobí válcování za studená na konečnou tloušťku (obvykle na 0,06 mm, požaduje-li se tenký žebrový materiál). Tento produkt je určen pro výrobu tepelných výměníků, a pájení se podrobí až v kroku výroby tepelných výměníků.
Pás jako produkt vytvořený z této slitiny podle vynálezu má mez pevnosti v tahu (UTS) po pájení vyšší než 127 MPa, výhodněji vyšší než 130 MPa, a vodivost po pájení má vyšší než 49,0 % IACS, výhodněji vyšší než 49,8 % IACS, a nejvýhodněji vyšší než 50,0 % IACS, a teplotu pájení má vyšší než 595 °C, výhodněji vyšší než 600 °C.
Tyto vlastnosti pásu se měří při simulovaných podmínkách pájení, a to následovně:
Mez pevnosti v tahu (UTS) po pájení se měří následujícím postupem, jímž jsou simulovány podmínky pájení. Zpracovaný žebrový materiál o konečné válcovací tloušťce (např. po válcování na tloušťku 0,06 mm) se vloží do pece předehřáté na 570 °C, potom se vyhřívá asi 12 minut na 600 °C, pak se udržuje na 600 °C po tři minuty (vyrovnávací teploty), ochladí se na 400 °C rychlostí 50 °C/min. a nakonec se ochladí vzduchem na teplotu místnosti. Na tomto materiálu se potom provede zkouška pevnosti v tahu.
Vodivost po pájení se měří jako elektrická vodivost (která přímo odpovídá tepelné vodivosti, a která se snadněji měří), a to na vzorku zpracovaném jako pro zkoušku meze pevnosti v tahu, která simuluje podmínky pájení; použije se zkoušky vodivosti stanovené vnořme JIS-H0505. Elektrická vodivost se vyjádří jako procento Mezinárodního standardu (etalonu) pro žíhanou měď („International Annealed Copper Sandard“ - % IACS).
Příklady provedení vynálezu
Na laboratorním licím zařízení s dvojitým pásem byla odlita řada experimentálních slitin, které pak byly válcovány na konečnou tloušťku za výše popsaných podmínek. V tabulce 1 je uvedeno složení slitin ajejich vodivost ve „stavu po pájení“.
-5CZ 304643 B6
Tabulka 1
Složení slitin (v hmotnostních %) a vodivost
Si Fe Mn Zn Vodivost (% IACS)
0,97 1,45 0,31 0,51 50,3
0,93 1,53 0,42 0,46 49,8
0,86 1,54 0,41 0,46 50,7
0,84 1,85 0,42 0,47 51,4
0,75 1,49 0,41 0,47 50,5
0,80 1,51 0,52 0,46 49,7
1,02 1,50 0,32 0,45 50,2
0,85 1,44 0,39 0,54 51,1
0,83 1,47 0,38 0,92 50,3
0,89 1,52 0,38 1,43 49,6
0,83 0,93 0,37 0,93 49,5
0,86 0,29 0,41 0,88 48,3
0,87 1,41 0,41 0,95 49,4
0,86 1,68 0,41 0,95 50,1
*0,90 1,40 0,29 1,08 49,9
0,98 1,73 0,34 1,15 49,6
1,04 1,90 0,45 1,09 49,3
1,02 2,22 0,55 0,98 49,4
U výsledných materiálů byla provedena multivariační regresní analýza, a z výsledků zkoušek byl stanoven účinek přídavku 0,1 hmotn. % legovacích prvků (Mn, Si, Fe a Zn) na vodivost ve stavu po pájení. Toto znázorňuje tabulka 2.
Tabulka 2
Vliv přídavku 0,1 hmotn. % Mn, Si, Fe a Zn na vodivost ve stavu po pájení
Legovací prvky
Mn Si Fe Zn
Vodivost (% IACS) -0,65 -0,39 +0,23 -0,17
Z tabulky 2 je patrné, že Mn, Si a Zn způsobují pokles vodivosti, zatím co Fe způsobuje neočekávané zvýšení vodivosti.
-6CZ 304643 B6
K lepšímu znázornění vlivu železa byly v tabulce 1 vybrány určité případy údajů (označené v tabulce hvězdičkou), u kterých obsah Si a Mn byl v podstatě konstantní (v rámci nejistoty analýzy). I když se obsah Zn stále měnil, jako účinek byl mnohem menší než u Si a Mn, takže zinek je možno zanedbat.
V obr. 2 byla pro uvedené případy vynesena do grafu vodivost oproti obsahu Fe; jasně se ukázal překvapivý vliv železa na vodivost. Při obsahu Fe nad 1,6 % je vodivost dostačující ke kompenzování případných negativních účinků jiných prvků, což umožňuje zvýšit ve slitinách podle vynálezu obsah Mn, Si a Zn. Mimo to, ve všech případech tabulky 1, kdy obsah železa převýšil 1,6 %, byla naměřena vodivost nejméně 49,0 % IACS (přesahující cílovou vodivost), a to i při poměrně vysokém obsahu Si a/nebo Mn.

Claims (5)

PATENTOVÉ NÁROKY
1. Způsob výroby hliníkové slitiny pro žebrový materiál, sestávající z kroků kontinuálního lití pásu slitiny hliníku pro žebrový materiál k vytvoření pásu v odlitém stavu s použitím rychlosti ochlazování v rozmezí 10 až 250 °C/s, z válcování pásu v odlitém stavu k vytvoření plechu střední tloušťky, z žíhání plechu střední tloušťky, a z válcování za studená žíhaného plechu střední tloušťky k vyrobení hliníkového žebrového materiálu konečné tloušťky, který má po pájení vodivost větší než 49,0 % IACS, vyznačující se tím, že všechny tyto kroky se provedou s žebrovou slitinou, která obsahuje následující prvky v hmotnostních procentech:
Fe 1,6 až 2,4
Si 0,7 až 1,1
Mn 0,3 až 0,6
Zn 0,3 až 2,0
Ti 0,005 až 0,040 nahodilé příměsi každý z prvků pod 0,05, celkem ne přes 0,15 Al zbytek do 100 %.
2. Způsob výroby podle nároku 1, vyznačující se tím, že výrobní kroky se provedou se slitinou, obsahující 0,005 až 0,02 hmotnostních % Ti.
3. Způsob výroby podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že výrobní kroky se provedou se slitinou, obsahující 1,6 až méně než 2,0 hmotnostních % Fe.
4. Způsob výroby podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že výrobní kroky se provedou se slitinou, obsahující více než 0,8 až 1,1 hmotnostních % Si.
5. Způsob výroby podle kteréhokoliv z nároků laž4, vyznačující se tím, že výrobní kroky se provedou se slitinou, obsahující více než 0,6 až 2,0 hmotnostních % Zn.
6. Způsob výroby podle kteréhokoliv z předešlých nároků, vyznačující se tím, že odlitý pás se válcuje za tepla bez předchozí homogenizace, aby se vytvořil převálcovaný pás před válcováním za studená.
7. Způsob výroby podle kteréhokoliv z předešlých nároků, vyznačující se tím, že slitina se odlévá v tloušťce do 30 mm.
-7 CZ 304643 B6
8. Způsob výroby podle nároku 7, vyznačující se tím, že slitina se odlévá v tloušťce 3 až 30 mm.
9. Způsob výroby podle nároku 8, vyznačující se tím, že pás se válcuje za tepla bez předchozí homogenizace na plech tloušťky 1 až 5 mm.
10. Způsob výroby podle nároku 9, vyznačující se tím, že za tepla vyválcovaný plech se žíhá při teplotě 340 až 450 °C po dobu 1 až 6 hodin.
11. Způsob výroby podle kteréhokoliv z předešlých nároků, vyznačující se tím, že vyžíhaný plech se válcuje za studená na pás konečné tloušťky pod 100 pm.
12. Způsob výroby podle kteréhokoliv z předešlých nároků, vyznačující se tím, že vyžíhaný plech se válcuje za studená na pás konečné tloušťky pod 80 pm.
13. Způsob výroby podle kteréhokoliv z předešlých nároků, vyznačující se tím, že vyžíhaný plech se válcuje za studená na konečnou tloušťku 60 ± 10 pm.
14. Způsob výroby podle kteréhokoliv z předešlých nároků, vyznačující se tím, že vyžíhaný plech se válcuje za studená na konečnou tloušťku s použitím redukce menší než 60 %.
15. Způsob výroby podle kteréhokoliv z předešlých nároků, vyznačující se tím, že lití pásu se provede na pásovém licím zařízení.
16. Způsob výroby podle kteréhokoliv z předešlých nároků, vyznačující se tím, že pás o konečné tloušťce má vodivost po pájení větší než 50,0 % IACS.
17. Materiál na plech pro žebra tepelných výměníků, vyznačující se tím, že má vodivost větší než 49,0 % IACS a že je vyroben ze slitiny hliníku, která obsahuje následující prvky (v hmotnostních procentech):
Fe 1,6 až 2,4
Si 0,7 až 1,1
Mn 0,3 až 0,6
Zn 0,3 až 2,0
Ti 0,005 až 0,040 nahodilé příměsi každý z prvků pod 0,05, celkem ne přes 0,15
Al zbytek do 100%
18. Materiál podle nároku 17, vyznačující se tím, že má vodivost po pájení větší než 50,0 % IACS.
19. Materiál podle nároku 17 nebo 18, vyznačující se tím, že má tloušťku menší než 100 pm.
20. Materiál podle nároku 17 nebo 18, vyznačující se tím, že má tloušťku menší než 80 pm.
-8CZ 304643 B6
21. Materiál podle nároku 17 nebo 18, vyznačující se tím, 10 μηι.
5 22. Materiál podle kteréhokoliv z nároků 17 až 21, vyznačujíc vyroben způsobem podle kteréhokoliv z nároků 1 až 16.
CZ2002-2446A 2000-01-21 2001-01-22 Způsob výroby hliníkové slitiny a hliníková slitina pro žebrový materiál s vysokou tepelnou vodivostí CZ304643B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/489,082 US6238497B1 (en) 1998-07-23 2000-01-21 High thermal conductivity aluminum fin alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20022446A3 CZ20022446A3 (cs) 2003-02-12
CZ304643B6 true CZ304643B6 (cs) 2014-08-20

Family

ID=23942331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2002-2446A CZ304643B6 (cs) 2000-01-21 2001-01-22 Způsob výroby hliníkové slitiny a hliníková slitina pro žebrový materiál s vysokou tepelnou vodivostí

Country Status (16)

Country Link
US (1) US6238497B1 (cs)
EP (1) EP1252351B1 (cs)
JP (1) JP4911657B2 (cs)
KR (1) KR100736509B1 (cs)
AT (1) ATE413475T1 (cs)
AU (1) AU2001228226A1 (cs)
BR (1) BR0107747B1 (cs)
CA (1) CA2397752C (cs)
CZ (1) CZ304643B6 (cs)
DE (1) DE60136439D1 (cs)
ES (1) ES2313961T3 (cs)
HU (1) HU226817B1 (cs)
MX (1) MXPA02006921A (cs)
NO (1) NO336124B1 (cs)
PL (1) PL357260A1 (cs)
WO (1) WO2001053552A1 (cs)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4886129B2 (ja) * 2000-12-13 2012-02-29 古河スカイ株式会社 ブレージング用アルミニウム合金フィン材の製造方法
JP4166613B2 (ja) * 2002-06-24 2008-10-15 株式会社デンソー 熱交換器用アルミニウム合金フィン材および該フィン材を組付けてなる熱交換器
US20040086417A1 (en) * 2002-08-01 2004-05-06 Baumann Stephen F. High conductivity bare aluminum finstock and related process
NO20031276D0 (no) * 2003-03-19 2003-03-19 Norsk Hydro As Fremgangsmåte for tildannelse av et platemateriale av en aluminiumlegeringsamt et slikt platemateriale
US20050095447A1 (en) * 2003-10-29 2005-05-05 Stephen Baumann High-strength aluminum alloy composite and resultant product
US20050150642A1 (en) * 2004-01-12 2005-07-14 Stephen Baumann High-conductivity finstock alloy, method of manufacture and resultant product
US20080202646A1 (en) * 2004-08-27 2008-08-28 Zhong Li Aluminum automotive structural members
JP4669709B2 (ja) * 2005-02-17 2011-04-13 古河スカイ株式会社 ブレージング用フィン材およびその製造方法
JP4669711B2 (ja) * 2005-02-17 2011-04-13 株式会社デンソー ブレージング用アルミニウム合金フィン材
US20080041501A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-21 Commonwealth Industries, Inc. Aluminum automotive heat shields
US7846554B2 (en) * 2007-04-11 2010-12-07 Alcoa Inc. Functionally graded metal matrix composite sheet
US8403027B2 (en) * 2007-04-11 2013-03-26 Alcoa Inc. Strip casting of immiscible metals
US7850796B2 (en) 2007-08-20 2010-12-14 Denso Corporation Aluminum alloy fin material for brazing
US20100084053A1 (en) * 2008-10-07 2010-04-08 David Tomes Feedstock for metal foil product and method of making thereof
KR102033820B1 (ko) 2011-12-16 2019-10-17 노벨리스 인코퍼레이티드 알루미늄 핀 합금 및 그 제조 방법
CN102989770B (zh) * 2012-11-17 2015-03-04 镇江鼎胜铝业股份有限公司 用3004合金铸轧坯料生产窗帘铝板带的方法
JP6751713B2 (ja) 2014-08-06 2020-09-09 ノベリス・インコーポレイテッドNovelis Inc. 熱交換器フィンのためのアルミニウム合金
BR112019006573B8 (pt) * 2016-09-30 2022-01-04 Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu Obedinennaya Kompaniya Rusal Inzhenerno Tekh Tsentr Processo de obtenção de produtos semiacabados e deformados a partir de ligas à base de alumínio
CN111434794A (zh) * 2019-01-15 2020-07-21 广东长盈精密技术有限公司 铝合金材料及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1524355A (en) * 1975-10-31 1978-09-13 Alcan Res & Dev Aluminium alloy sheet products
JPH11131166A (ja) * 1997-10-27 1999-05-18 Denso Corp 成形性およびろう付け性に優れたアルミニウム合金薄肉フィン材およびその製造方法
WO2000005426A1 (en) * 1998-07-23 2000-02-03 Alcan International Limited High conductivity aluminum fin alloy

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2462118C2 (de) 1973-05-17 1985-05-30 Alcan Research and Development Ltd., Montreal, Quebec Barren aus einer Aluminium-Eisen-Legierung
AR206656A1 (es) 1974-11-15 1976-08-06 Alcan Res & Dev Metodo para producir un producto en hoja de aleacion de aluminio a partir de una aleacion de al-fe
US4021271A (en) 1975-07-07 1977-05-03 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Ultrafine grain Al-Mg alloy product
JPS6263655A (ja) * 1985-09-12 1987-03-20 Furukawa Electric Co Ltd:The 導電用高力アルミニウム合金線の製造方法
DE3667797D1 (de) 1985-10-30 1990-02-01 Alusuisse Traeger fuer eine lithographische druckplatte.
JP3100143B2 (ja) 1990-01-21 2000-10-16 吉郎 山田 像処理法および像処理装置
JPH0328352A (ja) * 1989-06-26 1991-02-06 Furukawa Alum Co Ltd 熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法
JPH0331454A (ja) * 1989-06-27 1991-02-12 Furukawa Alum Co Ltd 熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法
JPH03100143A (ja) 1989-09-14 1991-04-25 Furukawa Alum Co Ltd ろう付け用アルミニウム合金フィン材の製造方法
US5217547A (en) 1991-05-17 1993-06-08 Furukawa Aluminum Co., Ltd. Aluminum alloy fin material for heat exchanger
JP3384835B2 (ja) * 1993-05-11 2003-03-10 古河電気工業株式会社 熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法
KR0184019B1 (ko) 1993-08-03 1999-05-01 도모마쯔 겐고 알루미늄 합금 브레이징 재료, 열교환기용 알루미늄 합금 브레이징 박판 및 알루미늄 합금 열교환기 제조방법
JP3454578B2 (ja) * 1993-08-31 2003-10-06 日本軽金属株式会社 平版印刷版用アルミニウム合金素板およびその製造方法
US5681405A (en) 1995-03-09 1997-10-28 Golden Aluminum Company Method for making an improved aluminum alloy sheet product
JPH09194976A (ja) * 1996-01-22 1997-07-29 Nippon Light Metal Co Ltd ろう付け用アルミニウム材
JPH11131167A (ja) * 1997-10-27 1999-05-18 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 成形性およびろう付け性に優れたアルミニウム合金薄肉フィン材およびその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1524355A (en) * 1975-10-31 1978-09-13 Alcan Res & Dev Aluminium alloy sheet products
JPH11131166A (ja) * 1997-10-27 1999-05-18 Denso Corp 成形性およびろう付け性に優れたアルミニウム合金薄肉フィン材およびその製造方法
WO2000005426A1 (en) * 1998-07-23 2000-02-03 Alcan International Limited High conductivity aluminum fin alloy

Also Published As

Publication number Publication date
NO336124B1 (no) 2015-05-18
ATE413475T1 (de) 2008-11-15
NO20023475L (no) 2002-09-18
US6238497B1 (en) 2001-05-29
ES2313961T3 (es) 2009-03-16
JP2003520294A (ja) 2003-07-02
JP4911657B2 (ja) 2012-04-04
KR100736509B1 (ko) 2007-07-06
MXPA02006921A (es) 2002-11-29
CA2397752C (en) 2006-06-13
AU2001228226A1 (en) 2001-07-31
BR0107747B1 (pt) 2010-01-26
HU226817B1 (en) 2009-11-30
PL357260A1 (en) 2004-07-26
DE60136439D1 (de) 2008-12-18
CA2397752A1 (en) 2001-07-26
NO20023475D0 (no) 2002-07-19
BR0107747A (pt) 2002-11-12
EP1252351B1 (en) 2008-11-05
HUP0204407A2 (en) 2003-04-28
EP1252351A1 (en) 2002-10-30
CZ20022446A3 (cs) 2003-02-12
KR20020091083A (ko) 2002-12-05
WO2001053552A1 (en) 2001-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ304643B6 (cs) Způsob výroby hliníkové slitiny a hliníková slitina pro žebrový materiál s vysokou tepelnou vodivostí
EP1100975B1 (en) High conductivity aluminum fin alloy
US6165291A (en) Process of producing aluminum fin alloy
JP2008500453A (ja) アルミニウム合金ろう付けシートの製造方法およびアルミニウム合金ろう付けシート
JP6247225B2 (ja) アルミニウムフィン合金およびその製造方法
JP2003520294A5 (cs)
JP2003520295A5 (cs)
JP5545798B2 (ja) 熱交換器用アルミニウム合金フィン材の製造方法
JP5952995B2 (ja) 熱交換器用アルミニウム合金フィン材
JP2004523657A (ja) Dc鋳造アルミニウム合金
JP3735700B2 (ja) 熱交換器用アルミニウム合金製フィン材およびその製造方法
JPH058087A (ja) 高強度アルミニウムブレージングシートの製造方法
JP4326906B2 (ja) ブレージングシートの製造方法
JP2005125362A (ja) ブレージングシート

Legal Events

Date Code Title Description
MK4A Patent expired

Effective date: 20210122