HU226817B1 - High thermal conductivity aluminium fin alloys - Google Patents

High thermal conductivity aluminium fin alloys Download PDF

Info

Publication number
HU226817B1
HU226817B1 HU0204407A HUP0204407A HU226817B1 HU 226817 B1 HU226817 B1 HU 226817B1 HU 0204407 A HU0204407 A HU 0204407A HU P0204407 A HUP0204407 A HU P0204407A HU 226817 B1 HU226817 B1 HU 226817B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
sheet
conductivity
thickness
process according
strip
Prior art date
Application number
HU0204407A
Other languages
English (en)
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 HUP0204407A2 publication Critical patent/HUP0204407A2/hu
Publication of HU226817B1 publication Critical patent/HU226817B1/hu

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)

Description

A találmány hőcserélő lemezek előállításához használható javított alumíniumötvözet termékre, valamint nagy hővezető képességű lemezre, továbbá ezek előállítási eljárására vonatkozik.
Alumíniumötvözeteket hosszú idő óta használnak 5 hőcserélő lemezek előállítására, például gépkocsihűtők, kondenzátorok, bepárlók és más termékek gyártása során. A hagyományos hőcserélő lemezanyag ötvözeteket úgy készítik, hogy azok alkalmasak legyenek keményforrasztásra (magas keményforrasztási hőmér- 10 sékleten), keményforrasztás utáni szilárdságuk (UTS) nagy legyen, és keményforrasztás közben jól ellenálljanak a behajlásnak. Az ilyen célra használt ötvözetek általában nagy mennyiségű mangánt tartalmaznak. Ilyen alumíniumötvözet például az AA3003 USA-szabvány 15 szerinti ötvözet. Az ilyen ötvözetek hővezető képessége viszonylag kicsi. Az eddigiekben a kis hővezető képesség nem okozott súlyos gondot a lemezek általában jelentős vastagsága miatt. Ha az anyag kellően vastag, akkor jelentős mennyiségű hőt képes elvezetni, 20 még abban az esetben is, ha az ötvözet hővezetési együtthatója kicsi. A könnyebb gépjárművek gyártása azonban megköveteli, hogy vékonyabbak legyenek az alkalmazott lemezek, és így hangsúlyozottan szükség van a hővezető képesség javítására. A vékonyabb le- 25 mezek ugyanis - ahogyan vastagságukat csökkentjük - nyilvánvalóan gátolják a hőáramlást.
Emellett a gyártók a gépkocsik hőcserélőinek lemezanyagától még azt is elvárják, hogy korróziós potenciáljuk kicsi, nevezetesen negatívabb legyen, mint a 30 hőcserélő csöveihez vagy más alkatrészeihez használt ötvözeteké.
A találmány feltalálói korábban azt találták, hogy meghatározott specifikus alumíniumötvözetek különösen jól használhatók lemezanyagként, amint az a beje- 35 lentő 2000. február 3-án megjelent WO 00/05426 számú PCT közzétételi iratában olvasható. Az ilyen ötvözetek vasat, szilíciumot, mangánt, általában cinket és adott esetben titánt tartalmaznak meghatározott mennyiségekben. Az ilyen ötvözetek hővezető képes- 40 ségének javítása azonban még alkalmasabbá tenné ezeket az ötvözeteket arra, hogy kielégítsék a gépkocsiipar szigorú követelményeit, különösen a vékonyabb lemezek tekintetében.
A találmány célja, hogy a fenti szempontok szerint 45 javítsa az alumíniumlemezek tulajdonságait.
A találmány másik célja, hogy olyan új alumíniumötvözet lemezt biztosítson, amely nagy hővezető képességgel rendelkezik.
A találmány további célja, hogy lehetővé tegye alu- 50 míniumlemezek vastagságának csökkentését az ilyen anyagok felhasználási tulajdonságainak megőrzésével.
A találmány még további célja, hogy javítsa Fe-,
Si-, Μη-, Zn- és adott esetben Ti-tartalmú, ötvözött alu- 55 míniumlemezek hővezető képességét ezek jó szilárdsága, keményforraszthatósága és csekély (negatívabb) korróziós potenciálja mellett.
A találmány tárgya tehát eljárás ötvözött alumíniumlemez előállítására, amelynek során egy alumí- 60 niumötvözetet folyamatos öntésnek vetünk alá, az öntött terméket hengerléssel közepes vastagságú lemezzé alakítjuk, a közepes vastagságú lemezt kilágyítjuk, és hideghengerléssel végleges vastagságú ötvözött alumíniumlemezzé alakítjuk, a felsorolt műveleteket olyan ötvözeten végezve, amely tömegszázalékos arányban az alábbi elemeket tartalmazza:
Fe 1,85-2,4
Si 0,7-1,1
Mn 0,3-0,6
Zn 0,3-2,0
Ti (adott esetben) 0,005-0,040
Adott esetben jelen levő szennyező elemek egyenként 0,05 tömeg%-nál kisebb, együttesen legfeljebb 0,15 tömeg% mennyiségben,
Al a fennmaradó részben.
A találmány emellett ötvözött alumíniumlemezre vonatkozik, amely az előbbi ötvözet-összetétellel rendelkezik, és amelyet előnyösen az előbbi eljárással állítunk elő, és amely különösen 100 pm vagy annál kisebb, előnyösen 80 pm vagy annál kisebb vastagságú, és vastagsága a legelőnyösebben 60±10 pm.
A találmány tehát olyan új lemezt biztosít, amely alkalmas keményforrasztott hőcserélők előállítására vékonyabb lemezekből, mint amilyenekből korábban lehetséges volt. Ezt úgy értük el, hogy közben megtartottuk a lemezeknek a hőcserélőkben való felhasználáshoz szükséges hővezető képességét és szilárdságát.
A találmány előnyös változatai szerint az ötvözetek Zn-, Si- és/vagy Μη-tartalma nagyobb, mint amely az ilyen típusú ötvözetekben szokásos, de az ötvözetek hővezető képessége megtartható megemelt mennyiségű vassal történő kompenzálással.
Az 1. ábra egy folyamatábra, amelyen feltüntettük egy találmány szerinti előnyös lemez előnyös előállítási eljárásának műveleteit, köztük az öntést, hengerelést, kilágyítást és adott esetben a végső keményforrasztást.
A 2. ábra egy diagram, amely különböző vastartalmú, találmány szerinti lemezek elektromos vezetőképességét mutatja.
Az alumíniumalapú és ötvözőelemeket, köztük Zn-t, Mn-t, Si-t és Fe-t tartalmazó lemezek esetén az anyag sajátságait az elemi anyagösszetétel változtatásával állítják be. Általában kívánatos, hogy az anyagnak nagy szilárdsága és kis (negatívabb) korróziós potenciálja legyen. így például a korróziós potenciált az ötvözet cinktartalmának növelésével teszik negatívabbá (mely intézkedés hozzájárul egyúttal ahhoz, hogy az ilyen anyagból készült lemezek használata általában jobb korróziós sajátságokat kölcsönözzön a hőcserélőknek). A cink mennyiségének növelésével azonban romlik a lemez hővezető képessége. A Mn és Si mennyiségének növelése, melynek célja a keményforrasztás utáni anyagszilárdság (szakítószilárdság UTS) javítása, szintén negatív módon hat a hővezető képességre. Ez problémát okoz olyan új lemezanyagok esetén, amelyeknek jó hővezető képességűeknek kell len2
HU 226 817 Β1 niük, ugyanakkor vékonyabb lemezeket kívánunk belőlük gyártani.
A találmány, de legalábbis annak előnyös változatai azon a váratlan felismerésen alapulnak, hogy a cinktartalom növelése folytán bekövetkező vezetőképességcsökkenés kompenzálható, ha az ötvözet vastartalmát megfelelően megnöveljük. Azt találtuk továbbá, hogy a vastartalom növelésével kompenzálhatjuk azt a hővezetőképesség-csökkenést is, amelyet a szilícium- és mangántartalom növelése okoz. Megfigyeltük emellett, hogy ha az alapötvözet hővezető képességénél nagyobb hővezető képességre vagy más javított tulajdonságokra van igény, akkor ezek biztosítására az előbbiek alapján megkívánt „kompenzációs” mennyiségnél nagyobb mennyiségű vasat is adhatunk az ötvözethez. A találmány szerint tehát nagyobb mennyiségű vasat használunk, mint amennyi a jó szilárdság, keményforraszthatóság és korróziós potenciál biztosításához szükséges Zn-, Mn- és Si-tartalom kompenzálásához eddig használatos volt, és lehetővé válik az is, hogy ezeknek az elemeknek az arányát jobban növeljük, mint amennyire az eddig lehetséges volt.
Nem tudjuk, hogy a többi elem megnövekedett arányának kompenzálására hozzáadott vas miért növeli meg az ötvözetek vezetőképességét. Anélkül azonban, hogy konkrét elméleti magyarázatot adnánk, lehetségesnek tartjuk, hogy a fölöslegben lévő vas fokozza az öntéskor képződő túltelített alapötvözet (mátrix) átalakulását az öntést követő hengerlés és közbeeső kilágyítás során (a feldolgozási műveletek közben), és ezzel hatékonyabban csökkenti az alapötvözet oldottanyag-tartalmát, mint ahogy az a többlet vas hiányában bekövetkeznék.
Az ötvözet egyes alkotóelemeinek és azok mennyiségének megválasztásához az előbbi megfontolások mellett még a következő szempontokat is figyelembe vehetjük.
Öntés közben a vas köztes (intermetallikus) fázisszemcséket képez az ötvözetben, melyek viszonylag kis méretűek, és hozzájárulnak a szemcsék keményedéséhez. Ha a vastartalom nagyobb 2,4%-nál, akkor nagyméretű primer intermetallikus fázisszemcsék képződnek, amelyek megakadályozzák a kívánt igen vékony lemezanyag hengerlését. Hogy az ilyen szemcsék képződése bekövetkezik vagy sem, az az öntés pontos körülményeitől függ. Ezért előnyösen 2,0%-nál kevesebb vasat alkalmazunk, hogy biztosítsuk a jó minőségű anyagot a lehető legszélesebb határok között változó feldolgozási körülmények között. A vastartalom alsó határa 1,6%, ami ahhoz szükséges, hogy elegendő vas legyen jelen a megnövelt Zn-, Mn- és Si-tartalom kompenzálásához. A vas emellett kemény szemcséket képez az ötvözetben, és az említett minimális mennyisége elegendő ahhoz, hogy ezek száma megfelelő legyen. Kívánt esetben úgy választhatjuk meg egy adott ötvözetben alkalmazott vas mennyiségét, hogy teljesen kompenzáljuk a szokásosnál nagyobb mennyiségű Zn, Si és/vagy Mn által előidézett hővezetőképesség-csökkenést. A vasnak ezt a mennyiségét kompenzáló mennyiségnek nevezhetjük. Kívánt esetben azonban a kompenzáló mennyiségnél nagyobb vagy kisebb mennyiségeket is alkalmazhatunk az említett határértékek között, feltéve, hogy a hővezető képességnek egy kívánatos mértékétől való eltérése elfogadható.
Az ötvözetben 0,7-1,1 tömeg%-ban lévő szilícium mind a szemcsék, mind a szilárd oldat keményítőséhez hozzájárul. 0,7%-nál kisebb mennyiségben a szilícium nem elegendő a keményítőshez, míg 1,1%-nál nagyobb mennyiségben jelentősen csökkenti a vezetőképességet, a megnövelt vasmennyiséggel való kompenzáció ellenére is. Még fontosabb, hogy nagy szilíciumtartalom esetén az ötvözet olvadáspontja annyira lecsökken, hogy az anyag alkalmatlanná válik a keményforrasztásra. A keményítős legkedvezőbb mértékének biztosítására különösen előnyös, ha a szilíciumtartalom 0,8%-nál nagyobb.
Ha a mangántartalom 0,3% és 0,6% közé esik, ez jelentős mértékben hozzájárul a szilárd oldat keményítőséhez, és valamelyest az anyag szemcséinek keményítéséhez is. 0,3%-nál kisebb mennyiségben a mangán nem elegendő erre a célra. Ha a szilárd oldatban 0,6%-nál nagyobb mennyiségű mangán van, az erősen lerontja a vezetőképességet a megnövelt mennyiségű vas kompenzáló hatása ellenére is.
A cink 0,3% és 2,0% közötti mennyiségben lehetővé teszi a lemezanyag korróziós potenciáljának széles határok közötti beállítását. Előnyös azonban, hogy 1,5%-nál nagyobb mennyiségű Zn ne legyen jelen, a vezetőképességre kifejtett túlzottan negatív hatása miatt, még a jelen esetben megengedhető nagyobb vastartalom esetén se. A megfelelő (negatív) korróziós potenciál elérése miatt pedig előnyös, hogy a Zn mennyisége 0,6%-nál nagyobb legyen. Ezt a nagyobb felső határértéket a találmány szerinti nagyobb vasmennyiség biztonságosan kompenzálja.
A titán, ha az ötvözetben TiB2 alakjában van jelen, szemcsefinomító hatást fejt ki az öntés során. Ha 0,04%-nál nagyobb mennyiségben van jelen, akkor ronthatja a vezetőképességet.
Az adott esetben jelen levő egyéb szennyező elemek mennyiségének egyenként 0,05%-nál, összességükben 0,15%-nál kisebbnek kell lennie az ötvözetben, így a magnéziumnak 0,10%-nál kisebb, előnyösen 0,05%-nál kisebb mennyiséget kell kitennie, hogy biztosítva legyen a keményforraszthatóság a Nocolok® eljárással (ismertetését lásd az US-3 951 328 számú iratban). A réz mennyiségét 0,05% alatt kell tartani, mert a réznek a mangánhoz hasonló hatása van a vezetőképességre, amellett pontkorróziót okoz.
Amellett, hogy az ötvözetek összetétele az említett határok közé esik, meg kell jegyezni, hogy kívánt tulajdonságú lemez előállításához célszerű, ha az ötvözet öntését és alakítását a jelen leírásban ismertetett körülmények között végezzük.
Az eljárás egy előnyös útját mutatjuk be az 1. ábrán, ahol egy sor lépést tüntettünk fel abban a sorrendben, ahogy elvégezzük őket. Amint az 1. lépésben jeleztük, az ötvözetet előbb folyamatos eljárással (például szalagöntéssel) öntve szalaggá alakítjuk, amely általában
HU 226 817 Β1
3-30 mm (előnyösen legalább 5 mm, adott esetben 5-25 mm) vastag. A szalagöntés közben az átlagos hűtési sebesség előnyösen nagyobb, mint 10 °C/s. Előnyös azonban, ha a szalagöntés közben az átlagos hűtési sebességet 250 °C/s-nál kisebb értéken tartjuk, és a legelőnyösebb, ha 200 °C/s-nál kisebb értéken tartjuk. Az öntött szalagot ezután közepes vastagságig hengereljük (2. lépés). Ezt megtehetjük hideghengerléssel, de az öntött szalag vastagságától függően eljárhatunk úgy is, hogy a közbülső vastagságra való hideghengerlés előtt szükség esetén a szalagot melegen hengereljük egy újrahengerlési vastagságra (1-5 mm vastagságra). Ha ez szükséges, akkor a meleghengerlést előzetes homogenizálás nélkül kell végrehajtani. A közepes vastagságú (előnyösen 0,08-0,2 mm-es, még előnyösebben 0,092-0,150 mm-es) szalagot azután lágyítjuk (3. lépés), például 1-6 órán át 320-450 °C-on, azután hidegen hengereljük a végleges vastagságra (4. lépés), amely előnyösen mintegy 0,05-0,1 mm, még előnyösebben mintegy 0,06 mm. A kapott végleges vastagságú lemezt azután keményforrasztásnak vethetjük alá a hőcserélőgyártás során (5. lépés). Ezt az utolsó lépést általában inkább a radiátorgyártók, mint az ötvözött lemezt gyártók végzik el (amit az 1. ábrán az 5. lépés eltérő keretezésével jelzünk).
A leírásban fent említett átlagos hűtési sebességen a nyers öntvény hűtési sebességének keresztmetszeti átlagát értjük. A hűtési sebességet az interdendrites cellák kiterjedésének átlagából határozzuk meg, melyet a nyers öntvény teljes vastagságában mérünk, ahogy az például R. E. Spear és munkatársai közleményében (Transactions of the American Foundrymen’s Society, Proceedings of the Sixty-Seventh Annual Meeting, 1963, Vol. 71, Published by the American Foundrymen’s Society, Des Plaines, Illinois, USA, 1964, 209-215) van leírva. Az előnyös átlagos hűtési sebesség esetén az interdendrites cellák átlagos mérete 7 és 15 pm közé esik.
Ha az öntés során az átlagos hűtési sebesség kisebb, mint 10 °C/s, akkor az öntés közben túl nagy köztes fázisszemcsék képződnek, ami megnehezíti a hengerlést. Kisebb hűtési sebességek általában a közvetlen hűtéssel végzett öntéshez és homogenizáláshoz kapcsolódnak, és ilyen körülmények között az elemek kiválnak a túltelített alapötvözetböl, és gyengül az oldatszilárdító mechanizmus, aminek következtében nem lesz kielégítő az anyag szilárdsága. Ez azt jelenti, hogy folyamatos öntési eljárást kell alkalmazni. Számos ilyen eljárás létezik, mint például a tekercsbeöntés, a szalagöntés és a tömböntés. A szalagöntés és a tömböntés úgy megy végbe, hogy a maximális átlagos hűtési sebesség kisebb, mint 250 °C/s, még előnyösebben kisebb, mint 200 °C/s, így ezek az öntési eljárások különösen előnyösek, mert alkalmasabbak nagy vastartalmú ötvözetek hibátlan öntésére.
A találmány egy előnyös megvalósítását jelenti az az eljárás, amelynek során a lemez előállítására az ötvözetet folyamatos szalagöntéssel 5-30 mm vastag szalaggá öntjük 10 °C/s vagy annál nagyobb, de 250 °C/s-nál kisebb hűtési sebességgel, az öntött szalagot adott esetben melegen hengereljük 1-5 mm vastag lemezzé, hideghengerléssel 0,08-0,20 mm vastag lemezt (közepes vastagságú lemezt) állítunk elő, ezt 1-6 órán át lágyítjuk 340-450 °C-on, azután hidegen hengereljük a végleges vastagságra (0,05-0,10 mm). Az öntött szalag meleghengerlését előnyösen mintegy 400-550 °C hőmérsékleten kezdjük. A meleghengerlési lépés szükségtelenné válhat, ha a nyers szalag vastagsága megközelíti a minimumot. A végső hideghengerlést előnyösen 60%-nál kisebb redukcióval, még előnyösebben 50%-nál kisebb redukcióval végezzük. A hideghengerlés mértékét a végső hengerlés! lépésben úgy állítjuk be, hogy optimális szemcseméret, vagyis 30-80 pm, előnyösen 40-80 pm szemcseméret alakuljon ki a keményforrasztás után. Ha a hideghengerlési redukció túl nagy, akkor a keményforrasztással kapott termék szakítószilárdsága nagy lesz, de túl kicsi lesz a szemcseméret, és lecsökken a keményforrasztás hőmérséklete. Ha viszont a hideghengerlési redukció túl kicsi, akkor a keményforrasztás hőmérséklete nagy lesz, de túl kicsi lesz a keményforrasztással kapott termék szakítószilárdsága. A folyamatos szalagöntés előnyös módja a tekercsbeöntés.
Mint említettük, az öntés után kapott szalagot melegen hengerelhetjük, vagy pedig közvetlenül hideghengerlésnek vetjük alá (az öntött szalag vastagságától függően) egy közbülső lemezvastagság (általában 0,092-0,150 mm) eléréséig. Amikor ezt a vastagságot elértük, a hengerelt szalagot 1-6 órás 320-450 °C-os közbülső lágyításnak vetjük alá. A hűtést követően a kilágyított szalagot hidegen hengereljük a végleges vastagságra (előnyösen 0,06 mm-re, ha vékony lemezt kell előállítanunk). Az ilyen terméket hőcserélőgyártásra készítjük, és keményforrasztásnak vetjük alá a hőcserélő előállítása során.
Az ilyen ötvözetből a találmány szerint előállított szalag szakítószilárdsága a keményforrasztás után mintegy 127 MPa-nál, előnyösen mintegy 130 MPa-nál nagyobb, vezetőképessége a keményforrasztás után nagyobb, mint 49,0% IACS, még előnyösebben nagyobb, mint 49,8% IACS, a legelőnyösebben nagyobb, mint 50,0% IACS, és keményforrasztási hőmérséklete nagyobb, mint 595 °C, előnyösen nagyobb, mint 600 °C.
A szalag tulajdonságait szimulált keményforrasztási körülmények között vizsgáltuk az alábbiak szerint.
A keményforrasztás utáni szakítószilárdság-értéket a következő eljárással mértük a keményforrasztás körülményeit szimulálva. A végleges vastagságra hengerelt (vagyis a hengerlés után 0,06 mm vastag) kész lemezt egy 570 °C-ra előmelegített kemencébe helyeztük, azután körülbelül 12 perc alatt 600 °C-ra melegítettük fel, és 3 percig tartottuk (lágyítottuk) 600 °C-on, majd 50 °C/min sebességgel 400 °C-ra hűtöttük le, azután levegőn szobahőmérsékletig hűtöttük. Ezután az így kapott anyagon elvégeztük a szakítópróbát.
A keményforrasztás utáni vezetőképességet az elektromos vezetőképesség mérésével határoztuk meg (ami közvetlen összefüggésben van a hővezető képességgel, és könnyebben mérhető) egy olyan mintán, amelyet ugyanúgy készítettünk elő, mint a szimulált keményforrasztási körülmények közötti szakítószi4
HU 226 817 Β1 lárdság-teszthez használt mintát. A vezetőképességet a JIS-H0505 szabvány szerint mértük. Az elektromos vezetőképességet százalékosan fejeztük ki a megfelelő szabvány (International Annealed Copper Standard, IACS) szerint.
A találmányt a következő példával szemléltetjük.
Példa
Kísérleti ötvözetsorozatot öntöttünk egy ikerszalagos laboratóriumi öntőgépen, azután a fent ismertetett körülmények között végleges vastagságra hengereltük. Az ötvözetek összetételét és keményforrasztás utáni vezetőképességét az 1. táblázatban foglaljuk össze.
1. táblázat
Az ötvözetek összetétele (tömeg%) és vezetőképessége
Si Fe Mn Zn Vezetőképesség (% IACS)
0,97 1,45 0,31 0,51 50,3
0,96 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
A kapott eredményeket többváltozós regresszióanalízisnek vetettük alá, és a kísérleti eredményekből meghatároztuk az elemek hatását a vezetőképességre. Meghatároztuk, hogy az ötvözőelemek (Mn, Si, Fe és Zn) mennyiségének 0,1 tömeg%-os növekedése milyen befolyást gyakorol a keményforrasztás utáni vezetőképességre. Az eredményeket a 2. táblázatban mutatjuk be.
2. táblázat
0,1 tömeg% Mn, Si, Fe és Zn hozzáadásának hatása a keményforrasztás utáni vezetőképességre
Mn Si Fe Zn
Vezetőképesség (% IACS) -0,65 -0,39 +0,23 -0,17
Amint a 2. táblázatban látható, a Mn, Si és Zn egyaránt csökkentik a vezetőképességet, ezzel szemben a vas hozzáadása esetén váratlan módon megnövekedik a vezetőképesség.
A vas hatásának jobb szemléltetésére kiválasztottuk az 1. táblázatból a csillaggal jelölt adatsorokat, amelyekben a Si és Mn mennyisége gyakorlatilag nem változik (az ötvözetelemzés mérési pontatlansági határain belül ingadozik). Noha ezekben a Zn mennyisége változik, ennek sokkal csekélyebb a hatása, mint a Si és Mn hatása, ezért figyelmen kívül hagyható.
Ezekkel az adatokkal kapcsolatban a 2. ábra diagramján bemutatjuk a vezetőképesség változását a vastartalom függvényében. Ez a diagram világosan mutatja a vasnak a vezetőképességre kifejtett meglepő hatását. Ha a vas 1,6%-nál nagyobb mennyiségben van jelen, akkor a vezetőképesség elegendő a többi elem minden negatív hatásának kompenzálására, és így lehetővé teszi a megemelt Μη-, Si- és Zn-tartalmat a találmány szerinti ötvözetekben. Emellett az 1. táblázatban minden olyan esetben, amikor a vas mennyisége meghaladja az 1,6%-ot, a vezetőképesség legalább 49,0% IACS (a célként kitűzött vezetőképességnél nagyobb), még viszonylag nagy Si- és/vagy Μη-tartalom esetén is.

Claims (22)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás ötvözött, keményforrasztás után 46,9% IACS értéknél nagyobb vezetőképességgel rendelkező alumíniumlemez előállítására, melynek során egy alumíniumlemezanyag-ötvözetet folyamatos szalagöntésnek vetünk alá, és a szalagöntés során 10 °C/s és 250 °C/s közötti sebességgel hűtést végzünk, az így kapott nyers öntött szalagot hengerléssel közepes vastagságú lemezes tárggyá alakítjuk, a közepes vastagságú lemezes tárgyat kilágyítjuk, és hideghengerléssel végleges vastagságú alumíniumlemezzé alakítjuk, azzal jellemezve, hogy kiindulási anyagként az alábbi összetételű lemezanyag-ötvözetet alkalmazzuk:
    Fe 1,85-2,4 Si 0,7-1,1 Mn 0,3-0,6 Zn 0,3-2,0 Ti 0,005-0,040
    Adott esetben jelen levő szennyező elemek egyenként 0,05 tömeg%-nál kisebb, együttesen legfeljebb 0,15 tömeg% mennyiségben,
    Al a fennmaradó részben.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kiindulási anyagként 0,005-0,02 tömeg% titánt tartalmazó ötvözetet alkalmazunk.
  3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kiindulási anyagként 2,0 tömeg%-nál kevesebb vasat tartalmazó ötvözetet alkalmazunk.
  4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kiindulási anyagként 0,8 tömeg%-nál több szilíciumot tartalmazó ötvözetet alkalmazunk.
    HU 226 817 Β1
  5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kiindulási anyagként 0,6 tömeg%-nál több cinket tartalmazó ötvözetet alkalmazunk.
  6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az öntött szalagot a hideghengerlés előtt melegen hengereljük előzetes homogenizálás nélkül, újrahengerelhető szalaggá.
  7. 7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ötvözetet 30 mm-nél kisebb vastagságúra öntjük.
  8. 8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ötvözetet megközelítőleg 3-30 mm vastagságúra öntjük.
  9. 9. A 8. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az öntött szalagot előzetes homogenizálás nélkül meleghengerléssel 1-5 mm vastag lemezzé alakítjuk.
  10. 10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a meleghengerléssel kapott lemezt 340-450 °C hőmérsékleten 1-6 óra alatt kilágyítjuk.
  11. 11. Az 1-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kilágyított lemezt 100 pmnél kisebb végleges szalagvastagságra hideghengereljük.
  12. 12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kilágyított lemezt 80 pmnél kisebb végleges vastagságra hideghengereljük.
  13. 13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kilágyított lemezt 60±10 pm végleges vastagságra hideghengereljük.
  14. 14. Az 1-13. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kilágyított lemezt 60%-nál kisebb redukcióval hideghengereljük végleges lemezzé.
  15. 15. Az 1-14. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szalagöntéshez egy szalagöntő gépet használunk.
  16. 16. Az 1-15. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a végleges vastagságú szalagtárgy vezetőképessége keményforrasztás után 50,0% lACS-nál nagyobb, amihez a lemezanyag-ötvözet elemi összetételét az 1. táblázat adataiból kiindulva a 2. táblázat adatai alapján a kívánt vezetőképességnek megfelelően állítjuk be:
    1. táblázat
    Az ötvözetek összetétele (tömeg%) és vezetőképessége
    Si Fe Mn Zn Vezetőképesség (% IACS) 0,97 1,45 0,31 0, 51 50,3 0,96 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*
    Si Fe Mn Zn Vezetőképesség (% IACS) 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
    2. táblázat
    0,1 tömeg% Mn, Sí, Fe és Zn hozzáadásának hatása a keményforrasztás utáni vezetőképességre
    Mn Si Fe Zn Vezetőképesség (% IACS) -0,65 -0,39 +0,23 -0,17
  17. 17. Alumíniumlemez, amelynek vezetőképessége keményforrasztás után nagyobb, mint 49,0% IACS, és amely az alábbi tömegszázalékos elemi összetételű öt-
    vözetből készült: Fe 1,85-2,4 Si 0,7-1,1 Mn 0,3-0,6 Zn 0,3-2,0 Ti 0,005-0,040 Adott esetben jelen
    levő szennyező elemek egyenként 0,05 tömeg%-nál kisebb, együttesen legfeljebb 0,15 tömeg% mennyiségben,
    Al a fennmaradó részben.
  18. 18. A 17. igénypont szerinti lemez, amelynek a vezetőképessége keményforrasztás után nagyobb, mint 50,0% IACS.
  19. 19. A 17. vagy 18. igénypont szerinti lemez, amelynek a vastagsága kisebb, mint 100 pm.
  20. 20. A 17. vagy 18. igénypont szerinti lemez, amelynek a vastagsága kisebb, mint 80 pm.
  21. 21. A 17. vagy 18. igénypont szerinti lemez, amelynek a vastagsága 60+10 pm.
  22. 22. A 17-21. igénypontok bármelyike szerinti lemez, amely egy az 1-16. igénypontok bármelyike szerinti eljárással van előállítva.
HU0204407A 2000-01-21 2001-01-22 High thermal conductivity aluminium fin alloys HU226817B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/489,082 US6238497B1 (en) 1998-07-23 2000-01-21 High thermal conductivity aluminum fin alloys
PCT/CA2001/000058 WO2001053552A1 (en) 2000-01-21 2001-01-22 High thermal conductivity aluminum fin alloys

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUP0204407A2 HUP0204407A2 (en) 2003-04-28
HU226817B1 true HU226817B1 (en) 2009-11-30

Family

ID=23942331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0204407A HU226817B1 (en) 2000-01-21 2001-01-22 High thermal conductivity aluminium fin alloys

Country Status (16)

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

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
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
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
US20080041501A1 (en) * 2006-08-16 2008-02-21 Commonwealth Industries, Inc. Aluminum automotive heat shields
US8403027B2 (en) * 2007-04-11 2013-03-26 Alcoa Inc. Strip casting of immiscible metals
US7846554B2 (en) 2007-04-11 2010-12-07 Alcoa Inc. Functionally graded metal matrix composite sheet
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
EP2791378B1 (en) 2011-12-16 2017-10-11 Novelis, Inc. Aluminium fin alloy and method of making the same
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
EP3177748B1 (en) 2014-08-06 2020-09-30 Novelis, Inc. Aluminum alloy for heat exchanger fins
CA3032801C (en) * 2016-09-30 2021-03-23 Viktor Khrist'yanovich MANN Method for producing deformed semi-finished products from aluminium-based alloys
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

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2462117C2 (de) 1973-05-17 1985-07-04 Alcan Research and Development Ltd., Montreal, Quebec Dispersionsverfestigtes Blech 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
GB1524355A (en) 1975-10-31 1978-09-13 Alcan Res & Dev Aluminium alloy sheet products
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
EP0223737B1 (de) 1985-10-30 1989-12-27 Schweizerische Aluminium Ag Träger für 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
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
US6592688B2 (en) * 1998-07-23 2003-07-15 Alcan International Limited High conductivity aluminum fin alloy

Also Published As

Publication number Publication date
NO20023475D0 (no) 2002-07-19
MXPA02006921A (es) 2002-11-29
NO20023475L (no) 2002-09-18
KR20020091083A (ko) 2002-12-05
KR100736509B1 (ko) 2007-07-06
PL357260A1 (en) 2004-07-26
CA2397752A1 (en) 2001-07-26
AU2001228226A1 (en) 2001-07-31
DE60136439D1 (de) 2008-12-18
US6238497B1 (en) 2001-05-29
EP1252351B1 (en) 2008-11-05
EP1252351A1 (en) 2002-10-30
HUP0204407A2 (en) 2003-04-28
JP4911657B2 (ja) 2012-04-04
WO2001053552A1 (en) 2001-07-26
BR0107747A (pt) 2002-11-12
CA2397752C (en) 2006-06-13
ATE413475T1 (de) 2008-11-15
CZ20022446A3 (cs) 2003-02-12
ES2313961T3 (es) 2009-03-16
CZ304643B6 (cs) 2014-08-20
JP2003520294A (ja) 2003-07-02
BR0107747B1 (pt) 2010-01-26
NO336124B1 (no) 2015-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU226817B1 (en) High thermal conductivity aluminium fin alloys
EP1100975B1 (en) High conductivity aluminum fin alloy
JP6247225B2 (ja) アルミニウムフィン合金およびその製造方法
US6165291A (en) Process of producing aluminum fin alloy
US5021106A (en) Brazeable aluminum alloy sheet and process of making same
JP2003520294A5 (hu)
JP2004523657A (ja) Dc鋳造アルミニウム合金
JP2951585B2 (ja) ブレージング用アルミニウム合金フィン材の製造方法
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
JPH07278716A (ja) 機械的性質に優れた成形加工用アルミニウム合金板およびその製造方法
JPH0931614A (ja) 熱交換器用アルミニウム合金製高強度高耐熱性フィン材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
GB9A Succession in title

Owner name: NOVELIS INC., CA

Free format text: FORMER OWNER(S): ALCAN INTERNATIONAL LTD., CA