RU2388583C2 - Method to produce clad material and device to this end - Google Patents
Method to produce clad material and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2388583C2 RU2388583C2 RU2008127879/02A RU2008127879A RU2388583C2 RU 2388583 C2 RU2388583 C2 RU 2388583C2 RU 2008127879/02 A RU2008127879/02 A RU 2008127879/02A RU 2008127879 A RU2008127879 A RU 2008127879A RU 2388583 C2 RU2388583 C2 RU 2388583C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ingot
- surface material
- base material
- clad
- cutting
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к способу изготовления плакированного материала, используемого в теплообменниках транспортных средств или подобном, а также к устройству для его изготовления.The present invention relates to a method for manufacturing a clad material used in vehicle heat exchangers or the like, and to a device for manufacturing it.
Уровень техникиState of the art
В основном в качестве плакированных материалов при изготовлении теплообменников, применяемых в промежуточных охладителях, охладителях масла, радиаторах, конденсерах, испарителях и радиаторах отопителя салона транспортных средств или тому подобном, используются поверхностные материалы, наносимые при помощи прокатки. Например, в Патентном документе 1 описан общеизвестный способ изготовления типичного плакированного материала для теплообменников, содержащий следующие этапы: сначала расплавляют и выполняют литье непрерывным способом алюминиевого сплава для основного материала и алюминиевого сплава для поверхностного материала (расходуемый анод и наполнитель в Патентном документе 1), затем при необходимости выполняют тепловую обработку с целью гомогенизации. Соответственно, чтобы получить заранее определенную толщину, слитки из алюминиевого сплава, используемого в качестве поверхностного материала, подвергают горячей прокатке (см. этапы S11a и S11b на фиг.14, заметим, что тепловая обработка с целью гомогенизации указана как "гомогенизационный нагрев"). После этого слиток из алюминиевого сплава, используемого в качестве основного материала, и горячекатаные пластины для поверхностного материала (элемент для поверхностного материала) накладывают друг на друга (см. этап S12 на фиг.14) и затем подвергают горячей прокатке (плакирование путем горячей прокатки: см. этап S13 на Фиг.14) в соответствии с обычным способом, чтобы получить плакированный материал.Basically, as the clad materials in the manufacture of heat exchangers used in intercoolers, oil coolers, radiators, condensers, evaporators and radiators of the vehicle interior heater or the like, surface materials applied by rolling are used. For example, Patent Document 1 describes a well-known method for manufacturing a typical clad material for heat exchangers, comprising the following steps: first, the aluminum alloy for the base material and the aluminum alloy for the surface material are melted and continuously cast (consumable anode and filler in Patent Document 1), then if necessary, heat treatment is carried out in order to homogenize. Accordingly, in order to obtain a predetermined thickness, the aluminum alloy ingots used as the surface material are hot rolled (see steps S11a and S11b in FIG. 14, note that heat treatment to homogenize is indicated as “homogenization heating”). After that, the aluminum alloy ingot used as the base material and the hot-rolled plates for the surface material (element for the surface material) are superposed (see step S12 in FIG. 14) and then hot rolled (clad by hot rolling: see step S13 in FIG. 14) in accordance with a conventional method to obtain clad material.
Патентный документ 1: публикация нерассмотренной заявки на японский патент №2005-232507 (абзацы 0037, 0039 и 0040).Patent Document 1: Publication of Unexamined Japanese Patent Application No. 2005-232507 (paragraphs 0037, 0039 and 0040).
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Проблемы, решаемые изобретениемProblems Solved by the Invention
Однако типичный плакированный материал, изготовленный при помощи описанных выше способов, обладает следующими недостатками:However, a typical clad material made using the methods described above has the following disadvantages:
(1) Так как для поверхностного материала используется горячекатаная пластина, то возрастает число операций горячей прокатки в ходе изготовления плакированного материала, что приводит к снижению эффективности производства.(1) Since a hot rolled plate is used for the surface material, the number of hot rolling operations during the manufacture of clad material increases, which leads to a decrease in production efficiency.
(2) Со слитка для основного материала удаляют поверхностный слой при помощи фрезерного станка или тому подобного, в результате чего его поверхности приобретают свойства, соответствующие такому типу обработки. С другой стороны, поверхности горячекатаной пластины, используемой для поверхностного материала, образуются в результате прокатки, при которой на них возникают специфические линии, ориентированные в направлении прокатки. Соответственно существует разница в состоянии поверхности между слитком для основного материала и горячекатаной пластиной для поверхностного материала, поэтому возникает проблема, заключающаяся в возможном ухудшении сцепления между основным материалом и поверхностным материалом при их наложении друг на друга и выполнении плакирования путем горячей прокатки. Чтобы улучшить сцепление между основным материалом и поверхностным материалом, при плакировании необходима прокатка в несколько проходов с приложением небольшого давления, что приводит к снижению эффективности производства.(2) The surface layer is removed from the ingot for the base material using a milling machine or the like, as a result of which its surfaces acquire properties corresponding to this type of processing. On the other hand, the surfaces of the hot-rolled plate used for the surface material are formed as a result of rolling, in which specific lines oriented on the rolling direction appear on them. Accordingly, there is a difference in the state of the surface between the ingot for the base material and the hot-rolled plate for the surface material, so there is a problem of possible deterioration of the adhesion between the base material and the surface material when they are superposed and clad by hot rolling. To improve the adhesion between the base material and the surface material, cladding requires rolling in several passes with the application of a small pressure, which leads to a decrease in production efficiency.
(3) При использовании горячекатаного материала в качестве элемента для поверхностного материала состояние поверхности и плоскостность (в частности, плоскостность в направлении по длине) горячекатаного элемента контролируют только при помощи валков для горячей прокатки, при этом на поверхности горячекатаной пластины из-за выполнения такой прокатки возникает оксидная пленка, в связи с чем трудно контролировать состояние поверхности и плоскостность такой прокатанной пластины, что приводит к такому ухудшению сцепления между основным материалом и поверхностным материалом, которое невозможно предотвратить.(3) When using hot-rolled material as an element for a surface material, the surface condition and flatness (in particular, flatness in the length direction) of the hot-rolled element is controlled only by means of hot-rolling rolls, while on the surface of the hot-rolled plate due to such rolling an oxide film occurs, and therefore it is difficult to control the surface condition and flatness of such a rolled plate, which leads to such a deterioration of adhesion between the main material series and surface material that cannot be prevented.
(4) Ухудшение сцепления между основным материалом и поверхностным материалом приводит к возникновению следующих сопутствующих проблем: снижается эффективность производства плакированных элементов; нельзя обеспечить заранее определенную скорость плакирования; снижается качество с возникновением таких отклонений, как образование плены; и из-за ухудшения сцепления снижается коррозионная стойкость.(4) The deterioration of adhesion between the base material and the surface material leads to the following attendant problems: the production efficiency of the clad elements is reduced; a predetermined clad speed cannot be provided; quality decreases with the occurrence of such deviations as the formation of captivity; and due to poor adhesion, corrosion resistance is reduced.
Настоящее изобретение создано с учетом указанных выше проблем и его основной задачей является предложить способ изготовления плакированного материала и устройство для его изготовления, при использовании которых обеспечивается высокая эффективность производства, можно с легкостью контролировать состояние поверхности и плоскостность элемента для поверхностного материала и маловероятно ухудшение сцепления.The present invention has been made taking into account the above problems and its main objective is to propose a method for manufacturing clad material and a device for its manufacture, using which high production efficiency is ensured, it is easy to control the surface condition and flatness of the element for the surface material and adhesion is unlikely to deteriorate.
Средства решения проблемProblem Solving Tools
Чтобы решить упомянутые выше проблемы, согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается способ изготовления плакированного материала, состоящего из основного материала и одного или более поверхностных материалов, наложенных с одной или обеих сторон упомянутого основного материала, содержащий следующие этапы: подготавливают плакированный материал, для чего соответственно на этапе подготовки основного материала подготавливают слиток для основного материала, изготовленный путем плавления и литья металла, используемого в качестве основного материала, и на этапе подготовки поверхностного материала подготавливают слиток для поверхностного материала, изготовленный путем плавления и литья металла, используемого в качестве поверхностного материала, который отличается от основного материала по содержанию компонентов; выполняют наложение, для чего слиток для поверхностного материала размещают как поверхностный материал в заранее определенном положении с одной или обеих сторон слитка для основного материала, чтобы изготовить многослойный материал; и выполняют плакирование путем горячей прокатки, для чего прокатывают многослойный материал с получением плакированного материала.In order to solve the above problems, according to a first aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a clad material consisting of a base material and one or more surface materials superimposed on one or both sides of said base material, comprising the steps of: preparing a clad material, for which respectively at the stage of preparing the base material, an ingot is prepared for the base material made by melting and casting the metal used in as the main material, and at the stage of preparing the surface material, an ingot for the surface material is prepared by melting and casting the metal used as the surface material, which differs from the main material in the content of components; overlap is performed, for which the ingot for the surface material is placed as the surface material in a predetermined position on one or both sides of the ingot for the base material in order to produce a multilayer material; and perform cladding by hot rolling, for which a laminated material is rolled to obtain a clad material.
Когда плакированный материал изготовлен с использованием таких операций, горячая прокатка при изготовлении элемента для поверхностного материала не нужна, так как в качестве элемента для поверхностного материала (поверхностного материала) применяется слиток для поверхностного материала. Таким образом, можно уменьшить число операций горячей прокатки и можно обеспечить снижение трудоемкости при выполнении технологических этапов, а также с легкостью контролировать состояние поверхности и плоскостность плакированного материала по сравнению с обычным способом изготовления плакированного материала, в котором при изготовлении поверхностного материала выполняют горячую прокатку. В дополнение к этому, так как слиток для поверхностного материала накладывают на слиток для основного материала, состояния поверхностей двух слитков идентичны, что приводит к улучшению сцепления. Более того, в связи с улучшением сцепления не требуется прокатки в несколько пропусков на этапе плакирования путем горячей прокатки.When the clad material is made using such operations, hot rolling in the manufacture of an element for a surface material is not necessary, since an ingot for the surface material is used as an element for the surface material (surface material). Thus, it is possible to reduce the number of hot rolling operations, and it is possible to reduce the complexity of the process steps, as well as to easily control the surface condition and flatness of the clad material compared to the conventional method for manufacturing the clad material, in which hot rolling is performed in the manufacture of the surface material. In addition to this, since the ingot for the surface material is superimposed on the ingot for the base material, the surface conditions of the two ingots are identical, which leads to improved adhesion. Moreover, in connection with improved adhesion, rolling in several passes is not required at the cladding stage by hot rolling.
В предпочтительном случае на этапе подготовки поверхностного материала, по меньшей мере, один из поверхностных материалов изготавливают на этапе нарезания, на котором слиток для поверхностного материала, изготовленный путем плавления и литья, разрезают с получением заранее определенной толщины.Preferably, in the step of preparing the surface material, at least one of the surface materials is made in a cutting step in which the ingot for the surface material made by melting and casting is cut to obtain a predetermined thickness.
Когда плакированный материал изготовлен с использованием таких операций, так как в качестве поверхностного материала применяется нарезанный поверхностный материал, то не требуется уменьшения толщины поверхностного материала путем горячей прокатки как в случае обычного плакированного материала, поэтому можно уменьшить число операций горячей прокатки и можно обеспечить снижение трудозатрат при выполнении технологических этапов, а также с легкостью контролировать состояние поверхности и плоскостность плакированного материала по сравнению с обычным способом изготовления плакированного материала.When the clad material is made using such operations, since cut surface material is used as the surface material, it is not necessary to reduce the thickness of the surface material by hot rolling as in the case of conventional clad material, therefore, the number of hot rolling operations can be reduced and labor costs can be reduced by the implementation of the technological stages, as well as with ease to control the surface condition and flatness of the clad material according to knowledge of the usual way of making clad material.
В предпочтительном случае слиток для поверхностного материала, изготовленный путем плавления и литья, дополнительно подвергают тепловой обработке с целью гомогенизации перед этапом резки. Когда плакированный материал изготовлен с использованием таких операций, устраняются внутренние напряжения в слитке для поверхностного материала, что приводит к улучшению плоскостности нарезанного поверхностного материала и улучшению сцепления между основным материалом и поверхностным материалом.In a preferred case, an ingot for a surface material made by melting and casting is further subjected to heat treatment to homogenize before the cutting step. When the clad material is made using such operations, internal stresses in the ingot for the surface material are eliminated, which leads to improved flatness of the cut surface material and improved adhesion between the base material and the surface material.
В предпочтительном случае на этапе нарезания слиток для поверхностного материала нарезают параллельно установочной поверхности этого слитка, который размещен горизонтально. Когда плакированный материал изготовлен с использованием таких операций, снижается до минимума влияние веса отрезанного куска или искажение геометрии (например, под действием силы, возникающей при падении отрезанного куска), поэтому улучшается плоскостность нарезанного поверхностного материала, что приводит к улучшению сцепления между основным материалом и поверхностным материалом.In the preferred case, at the stage of cutting the ingot for the surface material is cut parallel to the mounting surface of the ingot, which is placed horizontally. When the clad material is made using such operations, the influence of the weight of the cut piece or geometry distortion is minimized (for example, by the force arising from the fall of the cut piece), therefore, the flatness of the cut surface material is improved, which leads to improved adhesion between the base material and the surface material.
В предпочтительном случае на этапе подготовки основного материала изготовленный слиток для основного материала подвергают, по меньшей мере, одному из следующего: нарезанию и тепловой обработке с целью гомогенизации. Когда плакированный материал изготовлен с использованием таких операций, улучшается состояние поверхности и плоскостность слитка для основного материала, что приводит к улучшению сцепления между основным материалом и поверхностным материалом.In the preferred case, at the stage of preparation of the base material, the manufactured ingot for the base material is subjected to at least one of the following: cutting and heat treatment for the purpose of homogenization. When the clad material is made using such operations, the surface condition and flatness of the ingot for the base material are improved, which leads to improved adhesion between the base material and the surface material.
В предпочтительном случае на этапе подготовки поверхностного материала изготовленный поверхностный материал подвергают, по меньшей мере, одному из следующего: нарезанию и тепловой обработке с целью гомогенизации. Когда плакированный материал изготовлен с использованием таких операций, улучшается состояние поверхности и плоскостность поверхностного материала, что приводит к улучшению сцепления между основным материалом и поверхностным материалом.In a preferred case, at the stage of preparing the surface material, the manufactured surface material is subjected to at least one of the following: cutting and heat treatment to homogenize. When the clad material is made using such operations, the surface condition and flatness of the surface material are improved, which leads to improved adhesion between the base material and the surface material.
Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один из поверхностных материалов имел плоскостность не хуже 1 мм на 1 м в направлении по длине. Когда плакированный материал изготовлен с использованием таких операций, можно дополнительно улучшить плоскостность поверхностного материала, поддерживая ее на уровне не хуже заранее определенного значения, что приводит к улучшению сцепления между основным материалом и поверхностным материалом.Preferably, at least one of the surface materials has a flatness of at least 1 mm per 1 m in the length direction. When the clad material is made using such operations, it is possible to further improve the flatness of the surface material, maintaining it at a level no worse than a predetermined value, which leads to improved adhesion between the base material and the surface material.
Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один из поверхностных материалов имел среднеарифметическое значение (Ra) шероховатости поверхности в диапазоне от 0,05 до 1,0 мкм. Когда плакированный материал изготовлен с использованием таких операций, маловероятно возникновение зазора между основным материалом и каждым из поверхностных материалов, что приводит к еще большему улучшению сцепления.Preferably, at least one of the surface materials has an arithmetic mean value (Ra) of the surface roughness in the range from 0.05 to 1.0 μm. When the clad material is fabricated using such operations, it is unlikely that a gap will occur between the base material and each of the surface materials, resulting in even greater grip improvement.
Предпочтительно, чтобы толщина слитка для основного материала находилась в диапазоне от 200 до 700 мм, а толщина поверхностного материала находилась в диапазоне от 3 до 200 мм. Когда плакированный материал изготовлен с использованием таких операций, можно подходящим образом регулировать скорость плакирования, задавая толщину слитка для основного материала и прокатанной пластины для поверхностного материала в определенных диапазонах.Preferably, the thickness of the ingot for the base material is in the range of 200 to 700 mm, and the thickness of the surface material is in the range of 3 to 200 mm. When the clad material is made using such operations, it is possible to appropriately adjust the clad speed by setting the thickness of the ingot for the base material and the laminated plate for the surface material in certain ranges.
Предпочтительно, чтобы металл, используемый в качестве основного материала, и металл, используемый в качестве поверхностного материала, представляли собой алюминий или алюминиевые сплавы. Когда плакированный материал изготовлен с использованием таких операций, в связи с тем, что металл, используемый в качестве основного материала, и металл, используемый в качестве поверхностного материала, представляют собой алюминий или алюминиевые сплавы, улучшается обрабатываемость на каждом этапе, улучшается сцепление между основным материалом и поверхностным материалом и можно подходящим образом регулировать скорость плакирования.Preferably, the metal used as the base material and the metal used as the surface material are aluminum or aluminum alloys. When the clad material is manufactured using such operations, due to the fact that the metal used as the base material and the metal used as the surface material are aluminum or aluminum alloys, machinability at each stage is improved, adhesion between the base material is improved. and surface material, and cladding speed can be suitably adjusted.
Предпочтительно, чтобы поверхностный материал состоял из множества слоев, и, по меньшей мере, один из слоев поверхностного материала был изготовлен с использованием этапа подготовки поверхностного материала.Preferably, the surface material consists of a plurality of layers, and at least one of the layers of the surface material is made using the step of preparing the surface material.
В предпочтительном случае после этапа нарезания поверхность нарезанного поверхностного материала, имеющего заранее определенную толщину, дополнительно подвергают чистовой обработке поверхности. Когда поверхностный материал изготовлен с использованием таких операций, улучшаются состояние поверхности и плоскостность поверхностного материала, что приводит к улучшению сцепления между основным материалом и поверхностным материалом. Более того, улучшается соединяемость под давлением, что приводит к уменьшению числа проходов для соединения под давлением.In the preferred case, after the cutting step, the surface of the chopped surface material having a predetermined thickness is further subjected to a surface finish. When a surface material is manufactured using such operations, the surface condition and flatness of the surface material are improved, which leads to improved adhesion between the base material and the surface material. Moreover, pressure connectivity is improved, which leads to a reduction in the number of passes for pressure connection.
В предпочтительном случае чистовую обработку поверхности выполняют при помощи одного или более способов, выбираемых из следующего: резание, шлифование и полирование. Когда поверхностный материал изготовлен с использованием таких операций, улучшаются состояние поверхности и плоскостность поверхностного материала, что приводит к улучшению сцепления между основным материалом и поверхностным материалом. Более того, улучшается соединяемость под давлением, что приводит к уменьшению числа проходов для соединения под давлением.In the preferred case, the surface finish is performed using one or more methods selected from the following: cutting, grinding and polishing. When a surface material is manufactured using such operations, the surface condition and flatness of the surface material are improved, which leads to improved adhesion between the base material and the surface material. Moreover, pressure connectivity is improved, which leads to a reduction in the number of passes for pressure connection.
В предпочтительном случае способ изготовления плакированного материала дополнительно включает в себя этап холодной прокатки, причем холодную прокатку выполняют после этапа горячей прокатки.In a preferred case, the method for manufacturing the clad material further includes a cold rolling step, wherein cold rolling is performed after the hot rolling step.
В предпочтительном случае, по меньшей мере, один слой поверхностного материала представляет собой наполнитель; наполнитель располагают таким образом, чтобы он находился на внешней поверхности плакированного материала; и, по меньшей мере, один слой поверхностного материала, включающий в себя наполнитель, изготавливают на этапе подготовки поверхностного материала.In a preferred case, at least one layer of the surface material is a filler; the filler is positioned so that it is on the outer surface of the clad material; and at least one layer of surface material, including a filler, is made in the preparation step of the surface material.
В предпочтительном случае поверхностный материал содержит наполнитель и промежуточный материал, размещенный между основным материалом и наполнителем; наполнитель располагают таким образом, чтобы он находился на внешней поверхности плакированного материала; и, по меньшей мере, один слой поверхностного материала, включающий в себя наполнитель и промежуточный материал, изготавливают на этапе подготовки поверхностного материала.In a preferred case, the surface material comprises a filler and an intermediate material sandwiched between the base material and the filler; the filler is positioned so that it is on the outer surface of the clad material; and at least one layer of surface material, including a filler and an intermediate material, is made in the preparation step of the surface material.
В предпочтительном случае плакированный материал состоит из основного материала и поверхностных материалов, наложенных с обеих сторон основного материала; по меньшей мере, один слой поверхностных материалов на одной стороне основного материала представляет собой наполнитель, а, по меньшей мере, один слой поверхностных материалов на другой стороне основного материала представляет собой расходуемый материал, и наполнитель и расходуемый материал располагают таким образом, чтобы они находились на внешней поверхности с каждой стороны основного материала; и, по меньшей мере, один слой поверхностных материалов, включающий в себя наполнитель, и, по меньшей мере, один слой поверхностных материалов, включающий в себя расходуемый материал, изготавливают на этапе подготовки поверхностного материала соответственно.Preferably, the clad material consists of a base material and surface materials superimposed on both sides of the base material; at least one layer of surface materials on one side of the base material is a filler, and at least one layer of surface materials on the other side of the base material is a consumable material, and the filler and consumable material are positioned so that they are on an outer surface on each side of the base material; and at least one layer of surface materials, including a filler, and at least one layer of surface materials, including a consumable material, are made at the stage of preparation of the surface material, respectively.
В предпочтительном случае плакированный материал состоит из основного материала и поверхностных материалов, наложенных с обеих сторон основного материала; поверхностный материал на одной стороне основного материала содержит наполнитель и промежуточный материал, который размещен между основным материалом и наполнителем, а, по меньшей мере, один слой поверхностных материалов на другой стороне основного материала представляет собой расходуемый материал, и наполнитель и расходуемый материал располагают таким образом, чтобы они находились на внешней поверхности с каждой стороны основного материала; и, по меньшей мере, один слой поверхностных материалов, включающий в себя наполнитель и промежуточный материал, и, по меньшей мере, один слой поверхностных материалов, включающий в себя расходуемый материал, изготавливают на этапе подготовки поверхностного материала соответственно.Preferably, the clad material consists of a base material and surface materials superimposed on both sides of the base material; the surface material on one side of the base material contains a filler and an intermediate material that is sandwiched between the base material and the filler, and at least one layer of surface materials on the other side of the base material is a consumable material, and the filler and consumable material are positioned in such a way so that they are on the outer surface on each side of the base material; and at least one layer of surface materials, including filler and intermediate material, and at least one layer of surface materials, including consumable material, are made in the preparation step of the surface material, respectively.
Чтобы решить упомянутые выше проблемы, согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается устройство для изготовления поверхностного материала, представляющее собой устройство для изготовления поверхностного материала, используемого в плакированном материале, состоящем из основного материала и одного или более слоев поверхностных материалов, наложенных с одной или более сторон основного материала, и это устройство содержит средство литья, плавящее металл, используемый в качестве поверхностного материала, который отличается от основного материала по содержанию компонентов, и разливающее поверхностный материал; средство резания слитков, режущее слиток для поверхностного материала, отлитый средством литья; и средство транспортировки, транспортирующее слиток для поверхностного материала между упомянутыми средствами, в котором средство резания слитков представляет собой средство нарезания, нарезающее слиток для поверхностного материала с получением заранее определенной толщины.In order to solve the above problems, according to a second aspect of the present invention, there is provided a device for manufacturing a surface material, which is a device for manufacturing a surface material used in a clad material consisting of a base material and one or more layers of surface materials superimposed on one or more sides of the main material, and this device contains a casting tool, a melting metal, used as a surface material that differs tsya from the basic material of the component content, and the surface of pourable material; ingot cutting means, a cutting ingot for a surface material cast by a casting means; and transportation means transporting an ingot for a surface material between said means, wherein the ingot cutting means is a cutting means cutting an ingot for a surface material to obtain a predetermined thickness.
При использовании такого устройства для изготовления поверхностного материала слиток для поверхностного материала отливают при помощи средства литья и нарезают с получением заранее определенной толщины при помощи средства нарезания, которое представляет собой средство резания слитков. При этом слиток для поверхностного материала транспортируют между упомянутыми средствами при помощи средства транспортировки.When using such a device for manufacturing a surface material, an ingot for a surface material is cast using a casting means and cut into a predetermined thickness using a cutting means, which is an ingot cutting means. In this case, the ingot for the surface material is transported between the aforementioned means by means of a transportation means.
В предпочтительном случае средство нарезания представляет собой средство, нарезающее слиток для поверхностного материала, размещенный горизонтально, параллельно установочной поверхности упомянутого слитка.In a preferred case, the cutting means is a means slicing an ingot for a surface material arranged horizontally parallel to the mounting surface of said ingot.
При использовании такого устройства для изготовления поверхностного материала слиток для поверхностного материала отливают при помощи средства литья и нарезают с получением заранее определенной толщины параллельно установочной поверхности упомянутого слитка, размещенного горизонтально, при помощи средства нарезания, которое представляет собой средство резания слитков. При этом слиток для поверхностного материала транспортируют между упомянутыми средствами при помощи средства транспортировки.When using such a device for manufacturing a surface material, the ingot for the surface material is cast using a casting means and cut to obtain a predetermined thickness parallel to the mounting surface of the said ingot placed horizontally using a cutting means, which is an ingot cutting means. In this case, the ingot for the surface material is transported between the aforementioned means by means of a transportation means.
В предпочтительном случае устройство для изготовления поверхностного материала дополнительно включает в себя средство чистовой обработки поверхности, выполняющее чистовую обработку поверхности у поверхностного материала, имеющего заранее определенную толщину, который нарезан при помощи средства резания слитков.In a preferred case, the apparatus for manufacturing a surface material further includes a surface finisher that finishes the surface of the surface material having a predetermined thickness that is cut by means of cutting ingots.
При использовании такого устройства для изготовления поверхностного материала слиток для поверхностного материала отливают при помощи средства литья и нарезают с получением заранее определенной толщины при помощи средства нарезания, которое представляет собой средство резания слитков. При этом поверхностный материал, имеющий заранее определенную толщину, который нарезан при помощи средства резания слитков, подвергают чистовой обработке поверхности при помощи средства чистовой обработки поверхности, и слиток для поверхностного материала или поверхностный материал транспортируют между упомянутыми средствами при помощи средства транспортировки.When using such a device for manufacturing a surface material, an ingot for a surface material is cast using a casting means and cut into a predetermined thickness using a cutting means, which is an ingot cutting means. In this case, a surface material having a predetermined thickness that is cut by means of cutting ingots is subjected to a surface finish using means of surface finishing, and an ingot for a surface material or surface material is transported between said means by means of a conveyance.
В предпочтительном случае устройство для изготовления поверхностного материала дополнительно снабжено средством тепловой обработки с целью гомогенизации, выполняющим тепловую обработку с целью гомогенизации слитка для поверхностного материала, отлитого при помощи средства литья. При использовании такого устройства для изготовления поверхностного материала слиток для поверхностного материала, отлитый при помощи средства литья, подвергают тепловой обработке с целью гомогенизации при помощи средства тепловой обработки с целью гомогенизации.In a preferred case, the apparatus for manufacturing a surface material is further provided with a heat treatment means for homogenizing, performing a heat treatment for the purpose of homogenizing an ingot for a surface material cast using a casting means. When using such a device for manufacturing a surface material, an ingot for a surface material cast by means of a casting is subjected to heat treatment for the purpose of homogenization by means of a heat treatment means for the purpose of homogenization.
В предпочтительном случае средство резания слитков включает в себя средство нарезания и средство отрезания, отрезающее переднюю и заднюю части слитка для поверхностного материала с получением заранее определенной толщины. При использовании такого устройства для изготовления поверхностного материала слиток для поверхностного материала имеет заранее определенную длину из-за отрезания передней и задней его частей при помощи средства отрезания, и нарезан с получением заранее определенной толщины при помощи средства нарезания.In a preferred case, the ingot cutting means includes a cutting means and a cutting means cutting off the front and back parts of the ingot for the surface material to obtain a predetermined thickness. When using such a device for manufacturing a surface material, the ingot for the surface material has a predetermined length due to cutting off the front and back parts thereof using cutting means, and is cut to obtain a predetermined thickness using the cutting means.
Чтобы решить упомянутые выше проблемы, согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается поверхностный материал для плакированного материала, представляющий собой поверхностный материал для плакированного материала, который используют в способе изготовления плакированного материала согласно первому аспекту настоящего изобретения, отличающийся тем, что этот поверхностный материал для плакированного материала состоит из одного или более слоев; каждый слой поверхностного материала изготовлен из металла, отличающегося от основного материала по содержанию компонентов; и, по меньшей мере, один слой поверхностного материала имеет литую микроструктуру при наложении этого материала с одной или более сторон основного материала.In order to solve the above problems, according to a third aspect of the present invention, there is provided a surface material for a clad material, which is a surface material for a clad material, which is used in a method for manufacturing a clad material according to the first aspect of the present invention, characterized in that this surface material for the clad material from one or more layers; each layer of surface material is made of metal that differs from the base material in the content of components; and at least one layer of the surface material has a cast microstructure when this material is applied on one or more sides of the base material.
Когда поверхностный материал имеет такую структуру, можно с легкостью контролировать состояние поверхности и плоскостность, так как, по меньшей мере, один слой этого материала имеет литую микроструктуру. В результате при наложении основного материала и поверхностного материала друг на друга маловероятно возникновения зазора между основным материалом и поверхностным материалом, либо между поверхностными материалами, что приводит к улучшению сцепления и соединяемости под давлением. В частности, так как поверхности основного материала и поверхностного материала, которые накладывают друг на друга, идентичны по кристаллической структуре, можно улучшить сцепление между ними. Кроме того, благодаря улучшенному сцеплению, можно улучшить соединяемость под давлением на этапе плакирования путем горячей прокатки обоих материалов и уменьшить число пропусков для соединения под давлением, что приводит к увеличению объема выпуска и повышению эффективности производства. В дополнение к этому не требуется изготавливать поверхностный материал путем горячей прокатки как в случае обычного плакированного материала, поэтому можно уменьшить число операций горячей прокатки и обеспечить снижение трудозатрат при выполнении технологических этапов. Более того, так как горячая прокатка не выполняется, то уменьшается толщина оксидной пленки, что приводит к улучшению сцепления между основным материалом и поверхностным материалом. В результате можно улучшить коррозионную стойкость плакированного материала.When the surface material has such a structure, it is easy to control the surface condition and flatness, since at least one layer of this material has a cast microstructure. As a result, when the base material and the surface material are superimposed on each other, a gap is unlikely to occur between the base material and the surface material, or between the surface materials, which leads to improved adhesion and bonding under pressure. In particular, since the surfaces of the base material and the surface material that overlap each other are identical in crystal structure, the adhesion between them can be improved. In addition, due to the improved adhesion, it is possible to improve the pressure connection in the cladding step by hot rolling both materials and to reduce the number of passes for pressure connection, which leads to an increase in output and an increase in production efficiency. In addition to this, it is not necessary to produce surface material by hot rolling as in the case of conventional clad material, therefore, it is possible to reduce the number of hot rolling operations and to reduce labor costs when performing technological steps. Moreover, since hot rolling is not performed, the thickness of the oxide film is reduced, which leads to improved adhesion between the base material and the surface material. As a result, the corrosion resistance of the clad material can be improved.
Предпочтительно, чтобы поверхностный материал состоял из алюминиевого сплава серии 1000, соответствующего стандарту JIS (Japan Industrial Standard - японский промышленный стандарт), либо из различных алюминиевых сплавов, не указанных в стандарте JIS. Примеры алюминиевых сплавов, не указанных в стандарте JIS, включают в себя: систему Al-Mn, систему Al-Mn-Cu, систему Al-Mn-Si, систему Al-Mn-Cu-Si, систему Al-Mn-Mg, систему Al-Mn-Mg-Cu, систему Al-Mn-Mg-Si, систему Al-Mn-Mg-Cu-Si, систему Al-Zn, систему Al-Mg-Zn, систему Al-Si-Zn, систему Al-Si-Mn-Zn, систему Al-Si-Mg-Zn, систему Al-Si-Mn-Mg-Zn, систему Al-Mn-Zn, систему Al-Mn-Si-Zn, сплав Al-3-10 Si и сплав Al-3-10 Si-Zn. Такие алюминиевые сплавы могут дополнительно содержать 0,05%-0,3% Sc, 0,05%-0,3% Zr, 0,05%-0,3% Ti или 0,001%-0,1% Sr. Когда поверхностный материал имеет такую структуру, можно улучшить его обрабатываемость, поэтому можно подходящим образом регулировать скорость плакирования при изготовлении плакированного материала, а также можно дополнительно улучшить сцепление между основным материалом и поверхностным материалом при их наложении друг на друга.Preferably, the surface material consists of a 1000 series aluminum alloy complying with JIS (Japan Industrial Standard) or various aluminum alloys not specified in the JIS standard. Examples of aluminum alloys not listed in the JIS standard include: Al-Mn system, Al-Mn-Cu system, Al-Mn-Si system, Al-Mn-Cu-Si system, Al-Mn-Mg system, Al-Mn-Mg-Cu, Al-Mn-Mg-Si system, Al-Mn-Mg-Cu-Si system, Al-Zn system, Al-Mg-Zn system, Al-Si-Zn system, Al- Si-Mn-Zn, Al-Si-Mg-Zn system, Al-Si-Mn-Mg-Zn system, Al-Mn-Zn system, Al-Mn-Si-Zn system, Al-3-10 Si alloy and Al-3-10 alloy Si-Zn. Such aluminum alloys may additionally contain 0.05% -0.3% Sc, 0.05% -0.3% Zr, 0.05% -0.3% Ti or 0.001% -0.1% Sr. When the surface material has such a structure, its workability can be improved, therefore, the cladding speed can be appropriately controlled in the manufacture of the clad material, and the adhesion between the base material and the surface material can be further improved when they are superimposed.
Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один слой поверхностного материала имел литую микроструктуру, а его толщина находилась в диапазоне от 10 до 250 мм. Когда поверхностный материал имеет такую структуру, можно подходящим образом регулировать скорость плакирования при изготовлении плакированного материала, задавая толщину поверхностного материала, имеющего литую микроструктуру, в определенном диапазоне.Preferably, at least one layer of the surface material has a cast microstructure, and its thickness is in the range from 10 to 250 mm. When the surface material has such a structure, it is possible to appropriately control the cladding speed in the manufacture of the clad material by setting the thickness of the surface material having a cast microstructure in a certain range.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предлагается способ изготовления плакированного материала, состоящего из основного материала и двух или более поверхностных материалов, наложенных друг на друга с одной или обеих сторон упомянутого основного материала, содержащий следующие этапы: подготавливают основной материал, для чего изготавливают слиток для основного материала путем плавления и литья металла, используемого в качестве основного материала; подготавливают поверхностный материал, для чего изготавливают слиток для поверхностного материала путем плавления и литья металла, используемого в качестве поверхностного материала, который отличается от металла, используемого в качестве основного материала, по содержанию компонентов; подготавливают прокатанную пластину для поверхностного материала, для чего изготавливают прокатанную пластину для поверхностного материала путем последующей горячей прокатки слитка для поверхностного материала; выполняют наложение, для чего изготавливают многослойный материал путем размещения слитка для поверхностного материала и прокатанной пластины для поверхностного материала в качестве поверхностных материалов в заранее определенном положении с одной или обеих сторон слитка для основного материала; и выполняют плакирование путем горячей прокатки, для чего прокатывают многослойный материал с получением плакированного материала.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a clad material consisting of a base material and two or more surface materials superimposed on one another on one or both sides of said base material, comprising the steps of: preparing a base material, for which an ingot for the base material is made by melting and casting the metal used as the main material; preparing a surface material, for which an ingot for a surface material is made by melting and casting a metal used as a surface material, which differs from the metal used as the base material, in terms of the content of components; preparing a rolled plate for a surface material, for which a rolled plate for a surface material is made by subsequent hot rolling of an ingot for a surface material; overlay is performed, for which a multilayer material is made by placing an ingot for a surface material and a laminated plate for a surface material as surface materials in a predetermined position on one or both sides of the ingot for the base material; and perform cladding by hot rolling, for which a laminated material is rolled to obtain a clad material.
Когда плакированный материал изготовлен с использованием таких операций, выполнения горячей прокатки при изготовлении элемента для поверхностного материала не требуется, так как в качестве одного из нескольких элементов для поверхностного материала (поверхностных материалов) применяется слиток для поверхностного материала. Таким образом, можно уменьшить число операций горячей прокатки при изготовлении нескольких элементов для поверхностного материала по сравнению с обычным способом изготовления плакированного материала, что позволяет с легкостью контролировать состояние поверхности и плоскостность плакированного материала, а также обеспечить снижение трудозатрат при выполнении технологических этапов. В дополнение к этому, так как слиток для поверхностного материала накладывают на слиток для основного материала, состояния поверхностей двух слитков идентичны, что приводит к улучшению сцепления. Более того, в связи с улучшением сцепления не требуется прокатки в несколько проходов на этапе плакирования путем горячей прокатки. Вдобавок, в связи с тем, что в качестве элемента для поверхностного материала используется горячекатаная пластина, можно применять поверхностный материал и устройство для изготовления этого материала, используемые в обычном способе изготовления плакированного материала.When the clad material is made using such operations, hot rolling is not required in the manufacture of the surface material element, since an ingot for the surface material is used as one of several elements for the surface material (surface materials). Thus, it is possible to reduce the number of hot rolling operations in the manufacture of several elements for a surface material in comparison with the conventional method for manufacturing clad material, which makes it easy to control the surface condition and flatness of the clad material, as well as to reduce labor costs when performing technological steps. In addition to this, since the ingot for the surface material is superimposed on the ingot for the base material, the surface conditions of the two ingots are identical, which leads to improved adhesion. Moreover, in connection with improved adhesion, rolling in several passes is not required at the cladding stage by hot rolling. In addition, due to the fact that a hot-rolled plate is used as an element for a surface material, a surface material and a device for manufacturing this material can be used as used in a conventional method for manufacturing a clad material.
Предпочтительно, чтобы толщины слитка для поверхностного материала и горячекатаной пластины для поверхностного материала находились в диапазоне от 3 до 200 мм.Preferably, the thicknesses of the ingot for the surface material and the hot rolled plate for the surface material are in the range of 3 to 200 mm.
Эффект изобретенияEffect of the invention
Согласно способу изготовления плакированного материала, соответствующему первому аспекту настоящего изобретения, вследствие уменьшения числа операций горячей прокатки при изготовлении плакированного материала, можно с легкостью контролировать состояние поверхности и плоскостность элемента для поверхностного материала (поверхностного материала), а также обеспечить высокую эффективность производства, в результате чего можно изготавливать плакированный материал, для которого маловероятно ухудшение сцепления между основным материалом и поверхностным материалом. В дополнение к этому, так как нет необходимости в прокатке в несколько проходов, можно изготавливать плакированный материал с высокой эффективностью производства.According to the method for manufacturing the clad material according to the first aspect of the present invention, due to the reduction in the number of hot rolling operations in the manufacture of the clad material, it is easy to control the surface condition and flatness of the element for the surface material (surface material), and also provide high production efficiency, resulting in clad material can be made for which adhesion between the main mother is unlikely scarlet and surface material. In addition to this, since there is no need for rolling in several passes, it is possible to produce clad material with high production efficiency.
Согласно устройству для изготовления поверхностного материала, соответствующему второму аспекту настоящего изобретения, поверхностный материал изготавливают путем нарезания при помощи средства нарезания, поэтому не требуется уменьшать толщину этого материала путем горячей прокатки, как в случае обычного плакированного материала, в результате чего можно обеспечить снижение трудозатрат при выполнении технологических этапов, если не используется средство горячей прокатки при изготовлении поверхностного материала. В дополнение к этому можно изготавливать плакированный материал, у которого можно с легкостью контролировать состояние поверхности и плоскостность, можно уменьшить толщину оксидной пленки, мала вероятность ухудшения сцепления при наложении поверхностного материала на основной материал, имеется высокая коррозионная стойкость.According to a device for manufacturing a surface material according to the second aspect of the present invention, the surface material is made by cutting by means of a cutting means, therefore, it is not necessary to reduce the thickness of this material by hot rolling, as in the case of conventional clad material, as a result of which labor costs can be reduced when performing technological steps, if not used hot rolling in the manufacture of surface material. In addition, it is possible to produce clad material in which surface condition and flatness can be easily controlled, the thickness of the oxide film can be reduced, the adhesion is less likely to occur when the surface material is applied to the base material, and there is high corrosion resistance.
В части поверхностному материалу для изготовления плакированного материала, соответствующему третьему аспекту настоящего изобретения, можно отметить, что так как, по меньшей мере, один слой поверхностного материала имеет литую микроструктуру, маловероятно ухудшение сцепления при наложении поверхностного материала на основной материал, в результате чего можно изготовить плакированный материал с превосходным сцеплением и обеспечить высокую эффективность производства. В дополнение к этому, так как не требуется изготавливать поверхностный материал путем горячей прокатки, как в случае обычного плакированного материала, то можно получить плакированный материал, у которого можно с легкостью контролировать состояние поверхности и плоскостность, можно уменьшить толщину оксидной пленки, мала вероятность ухудшения сцепления между основным материалом и поверхностным материалом; и имеется высокая коррозионная стойкость, а также можно уменьшить число операций горячей прокатки по сравнению с обычным способом изготовления плакированного материала, в результате чего можно обеспечить снижение трудозатрат при выполнении технологических этапов.As regards the surface material for manufacturing the clad material according to the third aspect of the present invention, it can be noted that since at least one layer of the surface material has a cast microstructure, adhesion is unlikely to occur when the surface material is applied to the base material, whereby it can be made clad material with excellent grip and ensure high production efficiency. In addition, since it is not necessary to produce the surface material by hot rolling, as in the case of conventional clad material, it is possible to obtain a clad material from which surface condition and flatness can be easily controlled, the thickness of the oxide film can be reduced, and adhesion is less likely to deteriorate between the base material and the surface material; and there is high corrosion resistance, and it is also possible to reduce the number of hot rolling operations in comparison with the conventional method of manufacturing clad material, as a result of which it is possible to reduce labor costs when performing technological steps.
Согласно способу изготовления плакированного материала, соответствующему четвертому аспекту настоящего изобретения, так как в качестве одного из элементов для поверхностного материала (поверхностных материалов) используют горячекатаную пластину для поверхностного материала, можно получить плакированный материал, у которого можно с легкостью контролировать состояние поверхности и плоскостность, мала вероятность ухудшения сцепления между основным материалом и поверхностным материалом, а также высока эффективность его производства. В дополнение к этому можно изготавливать плакированный материал с низкой себестоимостью.According to a method for manufacturing a clad material according to the fourth aspect of the present invention, since a hot-rolled plate for a surface material is used as one of the elements for the surface material (surface materials), a clad material can be obtained from which the surface condition and flatness can be easily controlled. the probability of deterioration of adhesion between the main material and the surface material, as well as the high efficiency of its production . In addition, it is possible to produce clad material with low cost.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Фиг.1А-фиг.1С представляют собой схемы, иллюстрирующие последовательность операций в способах изготовления плакированного материала согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.1A-1C are diagrams illustrating a flowchart of methods for manufacturing a clad material according to a first embodiment of the present invention.
Фиг.2 - схема, иллюстрирующая последовательность операций в способе изготовления плакированного материала согласно второму варианту реализации настоящего изобретения.2 is a diagram illustrating a flowchart in a method for manufacturing a clad material according to a second embodiment of the present invention.
Фиг.3А-фиг.3D представляют собой поперечные сечения, иллюстрирующие структуру плакированного материала согласно настоящему изобретению.Figa-Fig.3D are cross sections illustrating the structure of the clad material according to the present invention.
Фиг.4 - схема, иллюстрирующая в общих чертах этап подготовки основного материала или этап подготовки поверхностного материала.4 is a diagram illustrating in general terms a step for preparing a base material or a step for preparing a surface material.
Фиг.5 - схема, иллюстрирующая в общих чертах этап подготовки основного материала или этап подготовки поверхностного материала.5 is a diagram illustrating in general terms a step for preparing a base material or a step for preparing a surface material.
Фиг.6 - схема, иллюстрирующая в общих чертах этап подготовки основного материала или этап подготовки поверхностного материала.6 is a diagram illustrating in general terms a step of preparing a base material or a step of preparing a surface material.
Фиг.7А и 7В - схемы, иллюстрирующие в общих чертах способ нарезания слитка.7A and 7B are diagrams illustrating in general terms a method of cutting an ingot.
Фиг.8А - схема, иллюстрирующая структуру многослойного материала при наложении.8A is a diagram illustrating the structure of a laminate when applied.
Фиг.8В - схема, иллюстрирующая в общих чертах этап плакирования путем горячей прокатки.8B is a diagram illustrating in general terms a hot rolling cladding step.
Фиг.9А и 9В - схемы, иллюстрирующие последовательности операций в способах изготовления плакированного материала для теплообменников согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения.9A and 9B are diagrams illustrating flowcharts in methods for manufacturing a clad material for heat exchangers according to a third embodiment of the present invention.
Фиг.10А-10F представляют собой поперечные сечения, иллюстрирующие структуру плакированного материала, предназначенного для использования в теплообменниках, согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения.10A-10F are cross-sectional views illustrating the structure of a clad material for use in heat exchangers according to a third embodiment of the present invention.
Фиг.11 - вид в перспективе плакированного материала согласно настоящему изобретению.11 is a perspective view of a clad material according to the present invention.
Фиг.12 - схема, иллюстрирующая устройство для изготовления поверхностного материала, соответствующее настоящему изобретению.12 is a diagram illustrating an apparatus for manufacturing a surface material according to the present invention.
Фиг.13 - схема, иллюстрирующая другой вариант устройства для изготовления поверхностного материала, соответствующего настоящему изобретению.13 is a diagram illustrating another embodiment of a device for manufacturing a surface material according to the present invention.
Фиг.14 - схема, иллюстрирующая последовательность операций в обычном способе изготовления плакированного материала.14 is a diagram illustrating a flowchart in a conventional method for manufacturing a clad material.
Ссылочные обозначения:Reference designations:
S1a - этап подготовки основного материала;S1a - the stage of preparation of the main material;
S1b - этап подготовки поверхностного материала;S1b is the step of preparing the surface material;
S1c - этап прокатки поверхностного материала;S1c is the step of rolling the surface material;
S2a и S2b - этап наложения;S2a and S2b are the overlay step;
S3 - плакирование горячей прокаткой;S3 - clad hot rolling;
1а, 1b, 1с и 1d - плакированный материал;1a, 1b, 1c and 1d — clad material;
2 - основной материал;2 - the main material;
3 и 4 - поверхностный материал;3 and 4 - surface material;
17, 25, 34 и 35 - слиток (слиток для основного материала, слиток для поверхностного материала).17, 25, 34 and 35 - ingot (ingot for the main material, ingot for the surface material).
Предпочтительные варианты реализации изобретенияPreferred Embodiments
Далее способ изготовления плакированного материала, соответствующий настоящему изобретению, будет описан подробно со ссылкой на сопровождающие чертежи. Из чертежей, на которые производится ссылка, Фиг.1А, 1В, 1С и Фиг.2 представляют собой схемы, иллюстрирующие последовательность операций в способах изготовления плакированного материала; Фиг.3А-Фиг.3D представляют собой поперечные сечения, иллюстрирующие структуру плакированного материала; Фиг.4 - Фиг.7 представляют собой схемы, иллюстрирующие в общих чертах этап подготовки основного материала или этап подготовки поверхностного материала; Фиг.8А представляет собой схему, иллюстрирующую структуру многослойного материала при наложении; и Фиг.8В представляет собой схему, иллюстрирующую в общих чертах этап плакирования путем горячей прокатки.Next, a method of manufacturing a clad material corresponding to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Of the referenced drawings, FIGS. 1A, 1B, 1C, and FIG. 2 are diagrams illustrating a flowchart in methods for manufacturing a clad material; Figa-Fig 3D are cross sections illustrating the structure of the clad material; 4 to 7 are diagrams illustrating in general terms a step for preparing a base material or a step for preparing a surface material; Figa is a diagram illustrating the structure of the multilayer material when applied; and FIG. 8B is a diagram generally illustrating a hot rolling cladding step.
Способ изготовления плакированного материала, соответствующий настоящему изобретению, может быть использован при любом плакировании до тех пор, пока плакированный материал состоит из основного материала и одного или более поверхностных материалов, которые накладывают с одной или обеих сторон основного материала, в результате чего может быть изготовлен такой плакированный материал. В данном случае число слоев плакированного материала ничем не ограничивается, и данный способ в предпочтительном случае может быть использован для двухслойного плакированного материала 1а, в котором одна сторона основного материала 2 покрыта одним поверхностным материалом 3, как показано на фиг.3А; трехслойного плакированного материала 1b, в котором обе стороны основного материала 2 соответственно покрыты двумя поверхностными материалами 3 и 3, как показано на фиг.3B; трехслойного плакированного материала 1с, в котором одна сторона основного материала 2 покрыта двумя поверхностными материалами 3 и 3, как показано на фиг.3С; и трехслойного плакированного материала 1d, в котором обе стороны основного материала 2 соответственно покрыты поверхностным материалом 3 и обычным поверхностным материалом 4 (поверхностным материалом, изготовленным из прокатанной пластины), как показано на фиг.3D; и так далее. Однако нет необходимости говорить, что способ с выгодой может быть использован к плакированному материалу, имеющему еще больше слоев, а именно к плакированному материалу, содержащему четыре или более слоев.A method of manufacturing a clad material in accordance with the present invention can be used in any cladding as long as the clad material consists of a base material and one or more surface materials that are applied on one or both sides of the base material, as a result of which such clad material. In this case, the number of layers of the clad material is not limited to anything, and this method can preferably be used for a two-layer clad
В плакированном материале, соответствующем настоящему изобретению, металл, используемый в качестве основного материала, и металл, используемый в качестве поверхностного материала, отличаются друг от друга по содержанию компонентов. Металлы, отличающиеся по содержанию компонентов, включают в себя металлы одного типа, отличающиеся по содержанию компонентов, и металлы разного типа, отличающиеся по содержанию компонентов.In the clad material according to the present invention, the metal used as the base material and the metal used as the surface material differ from each other in the content of the components. Metals differing in the content of components include metals of the same type, differing in the content of components, and metals of various types, differing in the content of components.
Под металлами одного типа, отличающимися по содержанию компонентов, понимаются металлы, у которых основой являются металлы одного типа, а содержание компонентов отличается. Что касается таких металлов, как плакированный материал для теплообменников, к этой категории относятся случаи, когда металлом для основного материала является алюминиевый сплав системы Al-Mn серии 3000, в то время как металлом для поверхностного материала является алюминиевый сплав системы Al-Mn серии 4000 (металл для наполнителя в качестве поверхностного материала), алюминиевый сплав системы Al-Zn-Mn серии 7000 (металл для расходуемого материала в качестве поверхностного материала) либо чистый алюминий серии 1000 (металл для промежуточного материала в качестве поверхностного материала). В качестве альтернативы металлам одного типа, отличающимся по содержанию компонентов, соответствуют случаи, когда основным материалом является сплав Al-0,5Si-0,5Cu-1,1Mn-0,4Mg, в то время как поверхностным материалом является сплав Al-0,5Si-0,5Cu-1,1Mn, либо основным материалом является сплав серии 3000, такой как Al-0,5Si-0,5Cu-1,1Mn, в то время как поверхностным материалом является сплав Al-0,5Si-0,1Cu-1,1Mn или Al-0,5Si-0,1Cu-1,1Mn-2,5Zn. В дополнение к этому в качестве плакированного материала для баночных консервов этой категории также соответствует случай, когда металлом для основного материала является алюминиевый сплав системы Al-Mn серии 3000 или алюминиевый сплав системы Al-Mq серии 5000, в то время как металлом для поверхностного материала является чистый алюминий серии 1000. Далее, в качестве изделия с полированным покрытием этой категории также соответствует случай, когда металлом для основного материала является алюминиевый сплав системы Al-Cu серии 2000, в то время как металлом для поверхностного материала является чистый алюминий серии 1000.By metals of the same type, differing in the content of components, we mean metals in which the basis is metals of the same type, and the content of components is different. As regards metals such as clad material for heat exchangers, this category includes cases where the metal for the base material is an aluminum alloy of the Al-Mn 3000 series, while the metal for the surface material is an aluminum alloy of the Al-Mn 4000 series ( metal for filler as a surface material), aluminum alloy of the Al-Zn-Mn system of the 7000 series (metal for consumable material as a surface material) or pure aluminum of the 1000 series (metal for the intermediate material as a surface material). As an alternative to the metals of the same type, differing in the content of the components, there are cases when the main material is Al-0.5Si-0.5Cu-1.1Mn-0.4Mg, while the surface material is Al-0, 5Si-0.5Cu-1.1Mn, or the main material is an alloy of the 3000 series, such as Al-0.5Si-0.5Cu-1.1Mn, while the surface material is Al-0.5Si-0, 1Cu-1.1Mn or Al-0.5Si-0.1Cu-1.1Mn-2.5Zn. In addition to this, as the clad material for canned food in this category, the case also corresponds to the case when the metal for the main material is an aluminum alloy of the Al-Mn 3000 series or an aluminum alloy of the Al-Mq 5000 series, while the metal for the surface material is pure aluminum of the 1000 series. Further, as a product with a polished coating, this category also corresponds to the case when the metal for the main material is an aluminum alloy of the Al-Cu system of the 2000 series, while llom surface material is pure aluminum 1000 series.
Под металлами разного типа, отличающимися по содержанию компонентов, понимаются металлические материалы, в которых основой являются металлы разного типа. Примером таких металлических материалов является металл, содержащий медный сплав или сталь вместо алюминиевого сплава. Содержание компонентов в упомянутых выше металлах может подходящим образом регулироваться в соответствии с областью применения плакированного материала и т.п.Under the metals of a different type, differing in the content of the components, we mean metal materials in which the basis is metals of a different type. An example of such metallic materials is a metal containing a copper alloy or steel instead of an aluminum alloy. The content of the components in the metals mentioned above can be suitably adjusted according to the application of the clad material and the like.
Далее подробно описаны варианты способа изготовления плакированного материала по настоящему изобретению.The following describes in detail the options for a method of manufacturing a clad material of the present invention.
1. Первый вариант1. The first option
Согласно первому варианту реализации настоящего изобретения способ изготовления плакированного материала представляет собой способ изготовления плакированного материала, состоящего из основного материала и одного или более поверхностных материалов, которые накладывают с одной или обеих сторон основного материала, и при помощи этого способа изготавливают, например, плакированные материалы 1а, 1b и 1с, показанные на фиг.3А - фиг.3С. Как показано на фиг.1А - фиг.1С, способ изготовления плакированного материала, соответствующий первому варианту реализации настоящего изобретения, включает в себя следующие этапы: этап подготовки плакированного материала, состоящий из этапа S1a подготовки основного материала и этапа S1b подготовки поверхностного материала; этап S2a наложения; и этап S3 плакирования путем горячей прокатки. Ниже будет описан каждый из этих этапов.According to a first embodiment of the present invention, a method for manufacturing a clad material is a method for manufacturing a clad material consisting of a base material and one or more surface materials that are applied on one or both sides of the base material, and using this method, for example,
Этап подготовки плакированного материалаClad material preparation step
Этап подготовки плакированного материала представляет собой этап, на котором подготавливают слиток для основного материала, изготавливаемый на этапе S1a подготовки основного материала, и слиток для поверхностного материала, изготавливаемый на этапе S1b подготовки поверхностного материала. На этапе подготовки плакированного материала сначала может быть подготовлен либо слиток для основного материала либо слиток для поверхностного материала, либо оба этапа S1a и S1b могут быть подготовлены заранее и выполнены одновременно.The step of preparing the clad material is the step of preparing the ingot for the base material made in step S1a of preparing the base material and the ingot for the surface material made in step S1b of preparing the surface material. In the preparation step of the clad material, either an ingot for the base material or an ingot for the surface material may be prepared first, or both steps S1a and S1b may be prepared in advance and performed simultaneously.
(1) Этап подготовки основного материала S1a(1) Step for preparing base material S1a
На этапе S1a подготовки основного материала плавят и льют металл, используемый в качестве основного материала, в результате чего изготавливают слиток для основного материала. В данном случае металл, используемый в качестве основного материала, представляет собой металл, содержание компонентов в котором указано ранее. В предпочтительном случае слиток изготавливают с использованием способа полунепрерывного литья, который будет описан далее. Однако возможные варианты не ограничиваются способом полунепрерывного литья и при изготовлении, например, плакированного материала, у которого основной материал имеет небольшую толщину, можно применять способ литья плоской заготовки (сляба) небольшой толщины, способ двухвалкового литья или способ нарезания плоских заготовок. В дополнение к этому особым образом не ограничиваются ширина и длина слитка для основного материала; однако, с точки зрения эффективности производства ширину выбирают предпочтительно в диапазоне от 1000 до 2500 мм, а длину выбирают предпочтительно в диапазоне от 3000 до 10000 мм.In step S1a of preparing the base material, the metal used as the base material is melted and poured, whereby an ingot for the base material is manufactured. In this case, the metal used as the base material is a metal, the content of the components in which is indicated earlier. In the preferred case, the ingot is made using the semi-continuous casting method, which will be described later. However, the possible options are not limited to the method of semi-continuous casting and in the manufacture of, for example, clad material, in which the base material has a small thickness, you can apply the method of casting a flat billet (slab) of small thickness, a two-roll casting method or a method of cutting flat billets. In addition to this, the width and length of the ingot for the base material are not particularly limited; however, from the point of view of production efficiency, the width is preferably selected in the range from 1000 to 2500 mm, and the length is preferably selected in the range from 3000 to 10000 mm.
Способ полунепрерывного литьяSemi-continuous casting method
При осуществлении способа полунепрерывного литья применяют средство 10 литья, показанное на Фиг.4, в котором расплавленный металл М (в данном случае - металл, используемый в качестве основного материала) заливают сверху в металлическую водоохлаждаемую литейную форму 11 с открытым дном, а затвердевший металл непрерывно извлекается со стороны дна этой формы 11 для получения слитка 17 (в данном случае слитка для основного материала), имеющего заранее определенную толщину Т1. При этом расплавленный металл М подают в водоохлаждаемую литейную форму 11, используя резервуар 12, патрубок 13, поплавок 14 и образуемый мениск 15. Расплавленный металл М, подаваемый в водоохлаждаемую литейную форму 11, затвердевает, контактируя с внутренней стенкой этой формы, которая охлаждается охлаждающей водой W, и становится затвердевшим слоем 16. Слиток 17 (слиток для основного материала) может изготавливаться непрерывно при условии подачи охлаждающей воды W в режиме непосредственного разбрызгивания на поверхность затвердевшего слоя 16 из области дна водоохлаждаемой литейной формы 11.In the semi-continuous casting method, the
В данном случае толщина Т1 слитка для основного материала предпочтительно находится в диапазоне от 200 до 700 мм. Если толщина Т1 выходит за пределы этого диапазона, скорость плакирования при изготовлении плакированного материала, возможно, окажется неприемлемой. В дополнение к этому, в случае необходимости и надлежащим образом перед наложением на слиток для основного материала слитка для поверхностного материала (будет рассмотрен позднее) с применением шлифовального станка может быть выполнено, по меньшей мере, одно из следующего: обработка, связанная с удалением поверхностного слоя (на фиг.1А и 1В указана как удаление поверхностного слоя), с целью удаления кристаллизованного вещества и оксида, образовавшегося на поверхности слитка, и тепловая обработка с целью гомогенизации (на фиг.1А и 1В указана как гомогенизационный нагрев).In this case, the thickness T1 of the ingot for the base material is preferably in the range from 200 to 700 mm. If the thickness T1 is outside this range, the clad speed in the manufacture of the clad material may be unacceptable. In addition, if necessary and appropriately, before applying the ingot for the surface material (to be considered later) to the ingot for the base material, using at least one of the following can be performed using a grinding machine: processing associated with the removal of the surface layer (on figa and 1B is indicated as removal of the surface layer), in order to remove the crystallized substance and oxide formed on the surface of the ingot, and heat treatment to homogenize (on figa and 1B indicated as homogenization heating).
При выполнении обработки, связанной с удалением поверхностного слоя, можно получить основной материал, плоскостность которого не хуже 1 мм на 1 м в направлении по длине, желательно не хуже 0,5 мм, при проведении соответствующей оценки плоскостности, а шероховатость поверхности, выраженная среднеарифметическим значением (Ra), находится в диапазоне от 0,05 до 1,5 мкм, желательно от 0,1 до 0,7 мкм. Когда плоскостность выходит за пределы указанного диапазона, возможно ухудшение сцепления в плакированном материале. Если шероховатость поверхности ниже нижнего предела указанного диапазона, плакированный материал трудно обрабатывать. Если шероховатость поверхности выше верхнего предела указанного диапазона, возможно ухудшение сцепления в плакированном материале. При выполнении тепловой обработки с целью гомогенизации устраняются внутренние напряжения в слитке для основного материала, что приводит к улучшению плоскостности основного материала. В данном случае температура и период тепловой обработки с целью гомогенизации особым образом не ограничиваются; однако температуру обработки предпочтительно выбирают в диапазоне от 350°С до 600°С, а период обработки предпочтительно выбирают в диапазоне от 1 до 10 часов.When processing associated with the removal of the surface layer, you can get the main material, the flatness of which is not worse than 1 mm per 1 m in the direction along the length, preferably not worse than 0.5 mm, with an appropriate assessment of flatness, and the surface roughness, expressed by the arithmetic mean value (Ra) is in the range from 0.05 to 1.5 microns, preferably from 0.1 to 0.7 microns. When flatness is outside the specified range, adhesion in the clad material may be impaired. If the surface roughness is below the lower limit of the specified range, clad material is difficult to process. If the surface roughness is above the upper limit of the specified range, adhesion in clad material may be impaired. When performing heat treatment for the purpose of homogenization, internal stresses in the ingot for the base material are eliminated, which leads to an improvement in the flatness of the base material. In this case, the temperature and the heat treatment period for the purpose of homogenization are not particularly limited; however, the treatment temperature is preferably selected in the range of 350 ° C. to 600 ° C., and the processing period is preferably selected in the range of 1 to 10 hours.
Если температура тепловой обработки с целью гомогенизации ниже 350°С, то внутренние напряжения устраняются в меньшей степени, и гомогенизация по растворенному элементу, который сегрегируем во время литья, является недостаточной, в результате чего эффект тепловой обработки, которую предполагается выполнять, будет небольшим. С другой стороны, если температура тепловой обработки с целью гомогенизации выше 600°С, то происходит так называемое прожигание, при котором часть поверхности слитка растворяется, что, возможно, является причиной возникновения дефектов на поверхности плакированного материала. Если период обработки меньше 1 часа, устранение внутренних напряжений происходит в меньшей степени, и гомогенизация, возможно, окажется недостаточной. С точки зрения эффективности производства период обработки предпочтительно должен составлять 10 часов или менее.If the temperature of the heat treatment for homogenization is below 350 ° C, then the internal stresses are eliminated to a lesser extent, and the homogenization of the dissolved element, which is segregated during casting, is insufficient, as a result of which the effect of the heat treatment that is supposed to be performed will be small. On the other hand, if the temperature of heat treatment for the purpose of homogenization is higher than 600 ° C, the so-called burning occurs, in which part of the surface of the ingot dissolves, which is possibly the cause of defects on the surface of the clad material. If the treatment period is less than 1 hour, the elimination of internal stresses occurs to a lesser extent, and homogenization may be insufficient. In terms of production efficiency, the treatment period should preferably be 10 hours or less.
(2) Этап подготовки поверхностного материала S1b(2) Step for preparing surface material S1b
На этапе S1b подготовки поверхностного материала плавят и льют металл, используемый в качестве поверхностного материала, который отличается от металла, используемого в качестве основного материала, по содержанию компонентов, в результате чего изготавливают один или более слитков для поверхностного материала. Изготавливаемый здесь слиток для поверхностного материала в некоторых случаях накладывают в заранее определенном положении с одной или более сторон основного материала в качестве поверхностного материала в том виде, как есть, либо в других случаях, перед наложением в заранее определенном положении с одной или более сторон основного материала в качестве поверхностного материала, слиток для поверхностного материала предварительно нарезают. В данном случае металл, используемый в качестве поверхностного материала, представляет собой металл, содержание компонентов в котором указано выше. Что касается способа литья, то предпочтительным является способ литья плоской заготовки небольшой толщины или способ двухвалкового литья, показанные соответственно на фиг.5 и фиг.6, а что касается способа нарезания, то предпочтительным является способ нарезания плоской заготовки, показанный на фиг.7А и 7В. Однако способ литья не ограничивается упомянутыми способом литья плоской заготовки небольшой толщины или способом двухвалкового литья и может использоваться, например, способ полунепрерывного литья. Ширина и длина слитка для поверхностного материала особым образом не ограничиваются; однако ширину выбирают предпочтительно в диапазоне от 1000 до 2500 мм, а длину выбирают предпочтительно в диапазоне от 3000 до 10000 мм. Далее будут рассмотрены способ литья плоской заготовки небольшой толщины, способ двухвалкового литья и способ нарезания плоской заготовки.In the preparation step S1b of the surface material, the metal used as the surface material, which differs from the metal used as the base material, is melted and cast according to the content of the components, as a result of which one or more ingots for the surface material are made. The ingot for a surface material manufactured here is in some cases applied in a predetermined position on one or more sides of the base material as a surface material as it is, or in other cases, before being applied in a predetermined position on one or more sides of the base material as a surface material, an ingot for the surface material is pre-cut. In this case, the metal used as the surface material is a metal, the content of the components in which is indicated above. As for the casting method, it is preferable to cast a flat billet of small thickness or the twin roll casting method shown in FIGS. 5 and 6, respectively, and as for the cutting method, it is preferable to cut the flat billet shown in FIG. 7A and 7B. However, the casting method is not limited to the aforementioned method of casting a flat billet of small thickness or the two-roll casting method, and, for example, a semi-continuous casting method can be used. The width and length of the ingot for the surface material are not particularly limited; however, the width is preferably selected in the range of 1000 to 2500 mm, and the length is preferably selected in the range of 3000 to 10000 mm. Next will be considered a method of casting a flat billet of small thickness, a two-roll casting method and a method of cutting a flat billet.
Способ литья плоской заготовки небольшой толщиныThe method of casting a flat workpiece of small thickness
При осуществлении способа литья плоской заготовки небольшой толщины используют средство 20 литья, показанное на фиг.5, в котором расплавленный металл М (в данном случае металл, используемый в качестве поверхностного материала) заливают сбоку в металлическую водоохлаждаемую литейную форму 21 с открытым боковым участком, а затвердевший металл непрерывно извлекается с бокового участка этой формы 21 для получения слитка 25 (в данном случае слитка для поверхностного материала), имеющего заранее определенную толщину. При этом расплавленный металл М подают в водоохлаждаемую литейную форму 21, используя резервуар 22, соединенный с формой через огнеупорный материал 23. Расплавленный металл М, подаваемый в водоохлаждаемую литейную форму 21, затвердевает, контактируя с внутренней стенкой этой формы, которая охлаждается охлаждающей водой W, и становится затвердевшим слоем 26. Слиток 25 (слиток для поверхностного материала) может изготавливаться непрерывно при условии подачи охлаждающей воды W в режиме непосредственного разбрызгивания на поверхность затвердевшего слоя 26 из области бокового участка водоохлаждаемой литейной формы 21. В данном случае толщина Т2 слитка для поверхностного материала предпочтительно находится в диапазоне от 3 до 200 мм. Если толщина Т2 выходит за пределы этого диапазона, скорость плакирования при изготовлении плакированного материала, возможно, окажется неприемлемой. На фиг.5 показано средство 20 литья с горизонтальным выпуском, однако можно применять средство литья вертикального типа, в котором выпуск продукции происходит в вертикальном направлении.When implementing the method of casting a flat billet of small thickness, the casting means 20 shown in FIG. 5 is used, in which the molten metal M (in this case, the metal used as a surface material) is poured sideways into a metal water-cooled
Способ двухвалкового литьяTwo roll casting method
Как показано на фиг.6, способ двухвалкового литья представляет собой способ литья, в котором в качестве вращающихся литейных форм используют валки, установленные друг против друга, в данном способе применяют средство 30 литья, включающее в себя пару валков 33 и 33, боковой ограничитель 31, установленный по бокам от этой пары валков, и средство охлаждения (не показано, однако, обычно устанавливается внутри валков 33 и 33), которое охлаждает упомянутые валки. Расплавленный металл М (в данном случае металл, используемый в качестве поверхностного материала) подается в зазор между внешними периферийными поверхностями вращающихся валков 33 и 33 из сопла 32, расположенной в боковой части бокового ограничителя 31, при этом можно непрерывно изготавливать слиток 34 (в данном случае слиток для поверхностного материала), имеющий заранее определенную толщину Т3, при условии охлаждения валков 33 и 33 с использованием средства охлаждения, включаемого сразу после подачи расплавленного металла М. В данном случае толщина Т3 слитка для поверхностного материала предпочтительно находится в диапазоне от 3 до 200 мм. Если толщина Т3 выходит за пределы этого диапазона, скорость плакирования при изготовлении плакированного материала, возможно, окажется неприемлемой. На фиг.6 показано средство 30 литья с горизонтальным выпуском, однако можно применять средство литья вертикального типа, в котором выпуск продукции происходит в вертикальном направлении. В дополнение к этому в качестве вращающейся литейной формы в средстве литья можно использовать ленту или барабан.As shown in FIG. 6, the twin-roll casting method is a casting method in which rolls opposed to each other are used as rotating molds, in this method casting means 30 including a pair of
Способ нарезания плоской заготовкиThe method of cutting a flat workpiece
Как показано на фиг.7, при осуществлении способа нарезания плоской заготовки на этапе S1b подготовки поверхностного материала нарезают слиток 17 (25), изготовленный с использованием способа полунепрерывного литья или способа литья плоской заготовки небольшой толщины, при помощи ленточно-отрезного станка (не показан) с получением слитка 35 для поверхностного материала, имеющего заранее определенную толщину Т4. Слиток 35 для поверхностного материала, изготовленный путем нарезания, становится поверхностным материалом. В данном случае толщина Т4 слитка 35 для поверхностного материала предпочтительно находится в диапазоне от 3 до 200 мм. Если толщина Т4 выходит за пределы этого диапазона, скорость плакирования при изготовлении плакированного материала, возможно, окажется неприемлемой. Как показано на фиг.7В, слиток 17 (25), который размещен горизонтально, в предпочтительном случае нарезают параллельно установочной поверхности 35а этого слитка. Здесь под установочной поверхностью 35а подразумевается поверхность слитка 17 (25) для поверхностного материала, контактирующая со столом отрезного станка. При таком нарезании слитка снижается до минимума влияние веса отрезанного куска или искажение геометрии (например, под действием силы, возникающей при падении отрезанного куска), поэтому может быть улучшена плоскостность нарезанного поверхностного материала. Что касается способа нарезания, то слиток можно нарезать при помощи циркулярного обрезного станка либо с использованием лазера или воды.As shown in FIG. 7, when implementing the method of cutting a flat workpiece in step S1b of preparing a surface material, an ingot 17 (25) made using a semi-continuous casting method or a method for casting a flat workpiece of small thickness using a band-cutting machine (not shown) is cut. to produce an
Как показано на фиг.1С, слиток 17 (25), изготовленный при помощи описанного выше способа литья, в случае необходимости и надлежащим образом можно подвергнуть тепловой обработке с целью гомогенизации (на фиг.1С указан как гомогенизационный нагрев) перед нарезанием слитка. При выполнении тепловой обработки с целью гомогенизации устраняются внутренние напряжения в слитке 17 (25) и дополнительно улучшается плоскостность нарезанного поверхностного материала. Температура и период тепловой обработки с целью гомогенизации особым образом не ограничиваются; однако температуру обработки предпочтительно выбирают в диапазоне от 350°С до 600°С, а период обработки предпочтительно выбирают в диапазоне от 1 до 10 часов.As shown in FIG. 1C, the ingot 17 (25) made using the casting method described above can, if necessary and properly, be subjected to heat treatment to homogenize (shown in FIG. 1C as homogenizing heating) before cutting the ingot. When performing heat treatment for the purpose of homogenization, internal stresses in the ingot 17 (25) are eliminated and the flatness of the cut surface material is further improved. The temperature and the heat-treatment period for the purpose of homogenization are not particularly limited; however, the treatment temperature is preferably selected in the range of 350 ° C. to 600 ° C., and the processing period is preferably selected in the range of 1 to 10 hours.
Если температура тепловой обработки с целью гомогенизации ниже 350°С, то внутренние напряжения устраняются в меньшей степени, и гомогенизация по растворенному элементу, который сегрегируем во время литья, является недостаточной, в результате чего эффект тепловой обработки, которую предполагается выполнять, будет небольшим. С другой стороны, если температура тепловой обработки с целью гомогенизации выше 600°С, то происходит так называемое прожигание, при котором часть поверхности слитка растворяется, что, возможно, является причиной возникновения дефектов на поверхности плакированного материала, используемого для теплообменника. Если период обработки меньше 1 часа, устранение внутренних напряжений происходит в меньшей степени, и гомогенизация, возможно, окажется недостаточной. С точки зрения эффективности производства период обработки предпочтительно должен составлять 10 часов или менее.If the temperature of the heat treatment for homogenization is below 350 ° C, then the internal stresses are eliminated to a lesser extent, and the homogenization of the dissolved element, which is segregated during casting, is insufficient, as a result of which the effect of the heat treatment that is supposed to be performed will be small. On the other hand, if the temperature of the heat treatment for homogenization is higher than 600 ° C, the so-called burning occurs, at which part of the surface of the ingot dissolves, which is possibly the cause of defects on the surface of the clad material used for the heat exchanger. If the treatment period is less than 1 hour, the elimination of internal stresses occurs to a lesser extent, and homogenization may be insufficient. In terms of production efficiency, the treatment period should preferably be 10 hours or less.
Перед наложением на описанный выше слиток для основного материала слитка для поверхностного материала с использованием шлифовального станка к этому слитку для поверхностного материала, изготовленному при помощи описанных выше способов, в случае необходимости и надлежащим образом может быть применено, по меньшей мере, одно из следующего: обработка, связанная с удалением поверхностного слоя (на Фиг.1А, 1В и 1С указана как удаление поверхностного слоя) с целью удаления кристаллизованного вещества и оксида, образовавшегося на поверхности слитка, и тепловая обработка с целью гомогенизации (на фиг.1А, 1В и 1С указана как гомогенизационный нагрев). При таком выполнении нарезания и обработки, связанной с удалением поверхностного слоя, можно получить слиток для поверхностного материала, плоскостность которого не хуже 1 мм на 1 м в направлении по длине, желательно не хуже 0,5 мм, при проведении соответствующей оценки плоскостности, а шероховатость поверхности, выраженная среднеарифметическим значением (Ra), находится в диапазоне от 0,05 до 1,5 мкм, желательно от 0,1 до 1,0 мкм. Когда плоскостность выходит за пределы указанного диапазона, возможно ухудшение сцепления в плакированном материале. Если шероховатость поверхности ниже нижнего предела указанного диапазона, плакированный материал трудно обрабатывать. Если шероховатость поверхности выше верхнего предела указанного диапазона, возможно ухудшение сцепления в плакированном материале. При выполнении тепловой обработки с целью гомогенизации устраняются внутренние напряжения в слитке для поверхностного материала, что приводит к дополнительному улучшению плоскостности основного материала. В данном случае температура и период тепловой обработки с целью гомогенизации особым образом не ограничиваются; однако температуру обработки предпочтительно выбирают в диапазоне от 350°С до 600°С, а период обработки предпочтительно выбирают в диапазоне от 1 до 10 часов.Before applying to the above-described ingot for the base material an ingot for a surface material using a grinding machine, at least one of the following can be applied if necessary and properly applied to this ingot for a surface material manufactured using the methods described above: associated with the removal of the surface layer (in FIGS. 1A, 1B and 1C is indicated as removal of the surface layer) in order to remove crystallized material and oxide formed on the surface of the layer itka, and heat treatment for the purpose of homogenization (on figa, 1B and 1C is indicated as homogenization heating). With this cutting and processing, associated with the removal of the surface layer, it is possible to obtain an ingot for a surface material, the flatness of which is not worse than 1 mm per 1 m in the length direction, preferably not worse than 0.5 mm, with an appropriate assessment of flatness and roughness surface, expressed by arithmetic mean value (Ra), is in the range from 0.05 to 1.5 microns, preferably from 0.1 to 1.0 microns. When flatness is outside the specified range, adhesion in the clad material may be impaired. If the surface roughness is below the lower limit of the specified range, clad material is difficult to process. If the surface roughness is above the upper limit of the specified range, adhesion in clad material may be impaired. When performing heat treatment for the purpose of homogenization, internal stresses in the ingot for the surface material are eliminated, which leads to an additional improvement in the flatness of the base material. In this case, the temperature and the heat treatment period for the purpose of homogenization are not particularly limited; however, the treatment temperature is preferably selected in the range of 350 ° C. to 600 ° C., and the processing period is preferably selected in the range of 1 to 10 hours.
Если температура тепловой обработки с целью гомогенизации ниже 350°С, то внутренние напряжения устраняются в меньшей степени, и гомогенизация по растворенному элементу, который сегрегирует во время литья, является недостаточной, в результате чего эффект тепловой обработки, которую предполагается выполнять, будет небольшим. С другой стороны, если температура тепловой обработки с целью гомогенизации выше 600°С, то происходит так называемое прожигание, при котором часть поверхности слитка растворяется, что, возможно, является причиной возникновения дефектов на поверхности плакированного материала. Если период обработки меньше 1 часа, устранение внутренних напряжений происходит в меньшей степени, и гомогенизация, возможно, окажется недостаточной. С точки зрения эффективности производства период обработки предпочтительно должен составлять 10 часов или менее.If the temperature of the heat treatment for homogenization is lower than 350 ° C, then the internal stresses are eliminated to a lesser extent, and the homogenization of the dissolved element that segregates during casting is insufficient, as a result of which the effect of the heat treatment that is supposed to be performed will be small. On the other hand, if the temperature of heat treatment for the purpose of homogenization is higher than 600 ° C, the so-called burning occurs, in which part of the surface of the ingot dissolves, which is possibly the cause of defects on the surface of the clad material. If the treatment period is less than 1 hour, the elimination of internal stresses occurs to a lesser extent, and homogenization may be insufficient. In terms of production efficiency, the treatment period should preferably be 10 hours or less.
Что касается чистовой обработки поверхности, то можно использовать способ резания, например обработку концевой фрезой, алмазным резцом; способ шлифования, например обработку поверхности шлифовальным камнем или тому подобным; а также способ полирования, например, при помощи полировального круга; однако способы чистовой обработки поверхности перечисленным не ограничиваются.As for the surface finish, a cutting method can be used, for example, end milling, diamond cutting; a grinding method, for example surface treatment with a grinding stone or the like; as well as a polishing method, for example, using a polishing wheel; however, surface finishing methods are not limited to the following.
При использовании такого поверхностного материала 35 можно получить плакированный материал для теплообменника, у которого глубина корродирования не превышает 60 мкм при последующей проверке, которая представляет из себя следующее: CASS-тест (Copper-Accelerated Salt-Spray - ускоренное испытание соляным туманом) в течение 1500 часов (тест с распылением нейтральной соли по JIS Z 2371) как проверка для оценки стойкости к внешней коррозии, и проверка с погружением на 2000 часов (Na+: 118 частей на миллион (ppm, parts per million), Cl-: 58 частей на миллион, SO4 2-: 60 частей на миллион, Cu2+: 1 часть на миллион, Fe3+: 30 частей на миллион) при 80°С как проверка для оценки стойкости к внутренней коррозии.Using such a
Можно при помощи описанного выше способа изготовления получать, по меньшей мере, один слой 35 поверхностного материала, а другой слой (слои) изготавливать при помощи общеизвестного способа.Using the manufacturing method described above, it is possible to obtain at least one
(3) Этап наложения S2a(3) Overlay step S2a
Как показано на фиг.8А, на этапе S2a наложения путем размещения одного слитка 25, 34 и 35 (17) для поверхностного материала (17) либо двух или более слитков для поверхностного материала (не показано) в заранее определенном положении с одной или обеих сторон (не показано) слитка 17 (25, 34 и 35) для основного материала, изготовленного на описанных выше этапах, получают многослойный материал 36. Здесь под "заранее определенным положением" подразумеваются положения, соответствующие конструкции плакированного материала как получаемого изделия, например, соответствующие размещению основного материала 2 и поверхностного материала 3 в плакированных материалах 1а, 1b и 1 с, показанных на фиг.3А - фиг.3С.Что касается способа наложения, то используется известный способ, например способ, при котором оба концевых участка слитка 17 (25, 34 и 35) для основного материала и слитка 25, 34 и 35 (17) для поверхностного материала стягивают бандажом 37. Можно использовать и другие способы, например фиксацию при помощи сварки.As shown in FIG. 8A, in the overlay step S2a, by placing one
(4) Этап плакирования путем горячей прокатки(4) Clad step by hot rolling
Как показано на фиг.8В, плакированный материал 1а на этапе S3 плакирования путем горячей прокатки получают в результате горячей прокатки многослойного материала 36 после срезания бандажа 37. В данном случае в качестве способа горячей прокатки используется известный способ прокатки. В качестве используемого прокатного стана на Фиг.8В показан четырехвалковый прокатный стан; однако может применяться двухвалковый прокатный стан или прокатный стан, имеющий четыре или более валков, которые не показаны. Чтобы получить плакированный материал 1а с заранее определенной толщиной, используется средство 40 прокатки, содержащее одну клеть с валками, которое показано на фиг.8В; однако для повторения операций горячей прокатки, можно использовать средство прокатки, содержащее несколько клетей с валками, которое не показано.As shown in FIG. 8B, the
Плакированный материал, изготовленный таким образом, может впоследствии и при необходимости быть подвергнут холодной прокатке, тепловой обработке (отжигу), устранению деформаций, либо старению или тому подобному с использованием обычных способов, чтобы получить требуемые механические свойства и т.п., либо может быть обработан для получения определенной формы, либо может быть разрезан для получения определенного размера. В качестве такого примера можно привести холодную прокатку, которая выполняется при условии, что степень обжатия при прокатке составляет от 30% до 99%; промежуточный отжиг, который выполняется между этапами холодной прокатки; и окончательный отжиг, который выполняется после окончательного этапа холодной прокатки и который проводят в печи непрерывного действия или печи периодического действия при температуре от 200°С до 500°С в течение от 0 до 10 часов; однако такая обработка или совокупность этапов не ограничивается приведенной и можно выполнять эту обработку или совокупность этапов с подходящим изменением параметров при условии, что они обеспечивают желаемый эффект (механические свойства).The clad material made in this way can subsequently and if necessary be subjected to cold rolling, heat treatment (annealing), deformation removal, or aging or the like using conventional methods to obtain the required mechanical properties and the like, or it can be processed to obtain a specific shape, or can be cut to obtain a certain size. An example is cold rolling, which is carried out under the condition that the degree of compression during rolling is from 30% to 99%; intermediate annealing, which is performed between the stages of cold rolling; and final annealing, which is performed after the final cold rolling step and which is carried out in a continuous furnace or a batch furnace at a temperature of from 200 ° C to 500 ° C for 0 to 10 hours; however, such processing or a set of steps is not limited to that given, and it is possible to perform this processing or a set of steps with a suitable change of parameters, provided that they provide the desired effect (mechanical properties).
2. Второй вариант2. The second option
Ниже будет рассмотрен второй вариант способа изготовления плакированного материала, предлагаемый настоящим изобретением. Согласно второму варианту реализации настоящего изобретения способ изготовления плакированного материала представляет собой способ изготовления плакированного материала, состоящего из основного материала и двух или более поверхностных материалов, которые накладывают с одной или обеих сторон основного материала, и при помощи этого способа изготавливают, например, плакированный материал 1d, в котором поверхностный материал 3 наложен с одной стороны основного материала 2, а поверхностный материал 4 наложен с другой стороны этого основного материала 2, как показано на фиг.3D. Как показано на фиг.2, способ изготовления плакированного материала, соответствующий второму варианту реализации настоящего изобретения, включает в себя следующие этапы: этап подготовки плакированного материала, состоящий из этапа S1a подготовки основного материала, этапа S1b подготовки поверхностного материала и этапа S1c прокатки поверхностного материала; этап S2b наложения; и этап S3 плакирования путем горячей прокатки. В данном случае поверхностный материал 3 в изготовленном плакированном материале получен из слитка для поверхностного материала, изготовленного на этапе S1b подготовки поверхностного материала, с использованием последующих этапов (этапа S2 наложения и этапа S3 плакирования путем горячей прокатки), а поверхностный материал 4 получен из прокатанной пластины для поверхностного материала, изготовленной на этапе S1c прокатки поверхностного материала, с использованием последующих этапов. Так как этап S1a подготовки поверхностного материала, этап S1b подготовки поверхностного материала и этап S3 плакирования путем горячей прокатки аналогичны соответствующим этапам описанного выше первого варианта реализации настоящего изобретения, то рассмотрение будет опущено, поэтому ниже будут рассмотрены этап S1c горячей прокатки поверхностного материала и этап S2b наложения.Below will be considered a second variant of the method of manufacturing a clad material proposed by the present invention. According to a second embodiment of the present invention, a method for manufacturing a clad material is a method for manufacturing a clad material consisting of a base material and two or more surface materials that are laid on one or both sides of the base material, and using this method, for example, a
Этап подготовкиPreparation stage
Этап подготовки представляет собой этап, на котором подготавливают слиток для основного материала, изготавливаемый на этапе S1a подготовки основного материала, слиток для поверхностного материала, изготавливаемый на этапе S1b подготовки поверхностного материала, и прокатанную пластину для поверхностного материала, изготавливаемую на этапе S1c прокатки поверхностного материала. На этапе подготовки может быть сначала изготовлено и подготовлено любое из следующего: слиток для основного материала, слиток для поверхностного материала и прокатанная пластина для поверхностного материала, либо два или три этапа, этап S1a подготовки основного материала, этап S1b подготовки поверхностного материала и этап S1c прокатки поверхностного материала могут быть подготовлены заранее и выполнены одновременно.The preparation step is the step of preparing the ingot for the base material produced in step S1a of preparing the base material, the ingot for the surface material produced in step S1b of preparing the surface material, and the rolled plate for the surface material manufactured in step S1c of rolling the surface material. In the preparation step, any of the following can be first made and prepared: an ingot for a base material, an ingot for a surface material and a laminated plate for a surface material, or two or three stages, a step for preparing a base material S1a, a step for preparing a surface material S1b and a rolling step S1c surface material can be prepared in advance and performed simultaneously.
Этап прокатки поверхностного материала S1cStage rolling surface material S1c
На этапе прокатки поверхностного материала плавят и льют металл, используемый в качестве поверхностного материала, который отличается от металла, используемого в качестве основного материала, по содержанию компонентов, в результате чего изготавливают слиток для поверхностного материала, после чего слиток для поверхностного материала дополнительно подвергают горячей прокатке, в результате чего изготавливают одну или более прокатанных пластин для поверхностного материала. Необходимо отметить, что поверхностный материал на этом этапе представляет собой металл, содержание компонентов в котором указано выше. Что касается способа литья, то предпочтительными являются способ полунепрерывного литья и способ литья плоской заготовки небольшой толщины, которые описаны ранее. В дополнение к этому слиток для поверхностного материала может быть подвергнут, по меньшей мере, одному из следующего: обработке, связанной с удалением поверхностного слоя и тепловой обработке с целью гомогенизации (на фиг.2 указаны соответственно как удаление поверхностного слоя и гомогенизационный нагрев). Что касается способа горячей прокатки, то выполняется известный способ прокатки таким же образом, что и на этапе плакирования путем горячей прокатки. Используемый прокатный стан аналогичен применяемому на этапе плакирования путем горячей прокатки. Толщина прокатанной пластины для поверхностного материала предпочтительно находится в диапазоне от 3 до 200 мм, если эта толщина выходит за пределы указанного диапазона, скорость плакирования при изготовлении плакированного материала, возможно, окажется неприемлемой.At the stage of rolling the surface material, the metal used as the surface material, which differs from the metal used as the base material, is melted and cast according to the content of the components, as a result of which an ingot for the surface material is made, after which the ingot for the surface material is further subjected to hot rolling as a result of which one or more laminated plates for a surface material are manufactured. It should be noted that the surface material at this stage is a metal, the content of components in which is indicated above. As for the casting method, semi-continuous casting and the method of casting a flat workpiece of small thickness, as described previously, are preferred. In addition, the ingot for the surface material may be subjected to at least one of the following: processing associated with the removal of the surface layer and heat treatment for the purpose of homogenization (in Fig. 2, respectively, are indicated as removal of the surface layer and homogenization heating). As for the hot rolling method, the known rolling method is performed in the same manner as in the cladding step by hot rolling. The rolling mill used is similar to that used in the cladding step by hot rolling. The thickness of the laminated plate for the surface material is preferably in the range from 3 to 200 mm, if this thickness is outside the specified range, the clad speed in the manufacture of the clad material may be unacceptable.
Этап наложения S2bOverlay Step S2b
На этапе S2b наложения (не показан) путем размещения одного или более слитков для поверхностного материала и прокатанной пластины для поверхностного материала, изготовленных на предыдущих этапах, в заранее определенных положениях с одной или обеих сторон слитка для основного материала, изготовленного на предыдущих этапах, получают многослойный материал. Здесь под "заранее определенными положениями" подразумеваются положения, соответствующие конструкции плакированного материала как получаемого изделия, например соответствующие размещению основного материала 2, поверхностного материала 3 и поверхностного материала 4 в плакированном материале 1d, показанном на фиг.3D. В качестве альтернативы возможна конструкция, в которой поверхностный материал 3 и поверхностный материал 4 наложены с одной стороны основного материала 2. Что касается способа наложения, то можно использовать известный способ, например способ, при котором оба концевых участка слитка для основного материала, слитка для поверхностного материала и прокатанной пластины для поверхностного материала стягивают бандажом, либо способ фиксации при помощи сварки.In step S2b, an overlay (not shown) by placing one or more ingots for a surface material and a laminated plate for a surface material made in the previous steps, at predetermined positions on one or both sides of the ingot for the base material made in the previous steps, obtain a multilayer material. Here, “predetermined positions” are understood to mean positions corresponding to the construction of the clad material as the product obtained, for example, corresponding to the placement of the
Предпочтительно, чтобы каждый из зазоров, возникающих при наложении составных частей, не превышал максимум 10 мм, желательно - 5 мм.It is preferable that each of the gaps resulting from the application of the components does not exceed a maximum of 10 mm, preferably 5 mm.
Плакированный материал, изготовленный таким образом, может впоследствии и при необходимости быть подвергнут холодной прокатке, тепловой обработке (отжигу), устранению деформаций, либо старению или тому подобному с использованием обычных способов, чтобы получить требуемые механические свойства и т.п., либо может быть обработан для получения определенной формы, либо может быть разрезан для получения определенного размера так же, как и в первом варианте реализации настоящего изобретения.The clad material made in this way can subsequently and if necessary be subjected to cold rolling, heat treatment (annealing), deformation removal, or aging or the like using conventional methods to obtain the required mechanical properties and the like, or it can be processed to obtain a specific shape, or can be cut to obtain a certain size in the same way as in the first embodiment of the present invention.
3. Третий вариант3. The third option
Ниже будет описан третий вариант способа изготовления плакированного материала, предлагаемый настоящим изобретением. Из чертежей, на которые производится ссылка, фиг.9А и фиг.9В представляют собой схемы, иллюстрирующие последовательность операций в способах изготовления плакированного материала для теплообменников, а на Фиг.10 показаны поперечные сечения, иллюстрирующие структуры плакированного материала для теплообменников.Below will be described a third variant of the method of manufacturing a clad material proposed by the present invention. From the referenced drawings, FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating a flowchart for manufacturing methods of clad material for heat exchangers, and FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating structures of clad material for heat exchangers.
Как показано на фиг.9А и 9В, при осуществлении способа изготовления плакированного материала для теплообменников, соответствующего настоящему изобретению, основной материал и поверхностный материал, который накладывают на основной материал, изготавливают на этапе S1a изготовления основного материала, который представляет собой этап подготовки основного материала, и этапе S1b изготовления поверхностного материала, который представляет собой этап подготовки поверхностного материала. Далее изготавливают многослойный материал путем размещения поверхностного материала на основном материале в заранее определенном положении на этапе S2 наложения, после чего этот многослойный материал подвергают тепловой обработке с целью гомогенизации на этапе S2-1 тепловой обработки с целью гомогенизации. После выполнения упомянутого этапа S2-1 осуществляют обработку, связанную с горячей прокаткой, на этапе S3 горячей прокатки, а затем на этапе S4 холодной прокатки осуществляют холодную прокатку.As shown in FIGS. 9A and 9B, in the method for manufacturing a clad material for heat exchangers according to the present invention, the base material and the surface material that is applied to the base material are made in step S1a of manufacturing the base material, which is the step of preparing the base material, and step S1b of manufacturing the surface material, which is the step of preparing the surface material. Further, a multilayer material is made by placing the surface material on the base material in a predetermined position in the superposition step S2, after which this multilayer material is subjected to heat treatment to homogenize in the heat treatment step S2-1 to homogenize. After performing the aforementioned step S2-1, the hot rolling processing is carried out in the hot rolling step S3, and then the cold rolling is carried out in the cold rolling step S4.
Сначала может быть изготовлен и подготовлен либо поверхностный материал либо основной материал, или этап S1a подготовки основного материала и этап S1b подготовки поверхностного материала могут быть организованы заранее и выполнены одновременно.First, either the surface material or the base material can be manufactured and prepared, or the base material preparation step S1a and the surface material preparation step S1b can be arranged in advance and performed simultaneously.
Если плакированный материал представляет собой плакированный материал для теплообменников, то каждый слой поверхностного материала подразделяют на наполнитель 7, расходуемый материал 8 и промежуточный материал 9 в соответствии с выполняемыми ими функциями. Сначала будет описана типичная структура плакированного материала для теплообменников.If the clad material is a clad material for heat exchangers, then each layer of the surface material is divided into
Для плакированного материала, используемого в теплообменниках, поверхностный материал применяется следующим образом: один или более слоев этого поверхностного материала накладывают с одной или более сторон основного материала, при этом число слоев поверхностного материала в таком плакированном материале ничем не ограничивается. В качестве примеров для слоев поверхностного материала можно привести следующие: на фиг.10А показан двухслойный плакированный материал 5а для теплообменников, в котором один слой наполнителя 7 в качестве плакировки наложен на основной материал 6; на фиг.10В показан трехслойный плакированный материал 5b для теплообменников, в котором с каждой из сторон основного материала 6 в качестве плакировки наложен один слой наполнителя 7; на фиг.10С показан трехслойный плакированный материал 5 с для теплообменников, в котором с одной стороны основного материала 6 в качестве плакировки наложен слой наполнителя 7, а с другой стороны основного материала 6 в качестве плакировки наложен слой расходуемого материала 8; на фиг.10D показан трехслойный плакированный материал 5d для теплообменников, в котором с одной стороны основного материала 6 в качестве плакировки наложены слой промежуточного материала 9 и слой наполнителя 7; на Фиг.10Е показан четырехслойный плакированный материал 5е для теплообменников, в котором с одной стороны основного материала 6 в качестве плакировки наложены слой промежуточного материала 9 и слой наполнителя 7 а с другой стороны основного материала 6 в качестве плакировки наложен слой расходуемого материала 8; и на фиг.10F показан пятислойный плакированный материал для теплообменников, в котором с обеих сторон основного материала 6 в качестве плакировки наложены слои промежуточного материала 9 и слои наполнителя 7.For the clad material used in heat exchangers, the surface material is used as follows: one or more layers of this surface material are applied on one or more sides of the base material, while the number of layers of the surface material in such a clad material is not limited. As examples for the layers of the surface material, the following can be cited: FIG. 10A shows a two-layer clad
Однако нет необходимости говорить, что можно с выгодой использовать плакированный материал для теплообменников, состоящий из шести или более слоев (не показан), в котором число слоев поверхностного материала (наполнитель, расходуемый материал и промежуточный материал) может быть дополнительно увеличено.However, there is no need to say that it is possible to profitably use clad material for heat exchangers, consisting of six or more layers (not shown), in which the number of layers of the surface material (filler, consumable material and intermediate material) can be further increased.
Согласно настоящему изобретению каждый слой поверхностного материала состоит из металла, используемого в качестве поверхностного материала, который отличается от основного материала по содержанию компонентов. Примеры металлов, используемых в качестве поверхностного материала, включают в себя, например, сплав алюминия, сплав меди, сталь (сплав железа) или тому подобное. В предпочтительном случае указанные выше поверхностные материалы состоят из алюминиевого сплава серии 1000, соответствующего стандарту JIS, либо из различных алюминиевых сплавов, не указанных в стандарте JIS. Примеры алюминиевых сплавов, не указанных в стандарте JIS, включают в себя: систему Al-Mn, систему Al-Mn-Cu, систему Al-Mn-Si, систему Al-Mn-Cu-Si, систему Al-Mn-Mg, систему Al-Mn-Mg-Cu, систему Al-Mn-Mg-Si, систему Al-Mn-Mg-Cu-Si, систему Al-Zn, систему Al-Mg-Zn, систему Al-Si-Zn, систему Al-Si-Mn-Zn, систему Al-Si-Mg-Zn, систему Al-Si-Mn-Mg-Zn, систему Al-Mn-Zn, систему Al-Mn-Si-Zn, сплав Al-3-10 Si, сплав Al-3-10 Si-Zn и т.д. Такие алюминиевые сплавы могут дополнительно содержать 0,05%-0,3% Sc, 0,05%-0,3% Zr, 0,05%-0,3% Ti или 0,001%-0,1% Sr.According to the present invention, each layer of the surface material consists of a metal used as a surface material, which differs from the base material in the content of the components. Examples of metals used as a surface material include, for example, an aluminum alloy, a copper alloy, steel (an iron alloy), or the like. Preferably, the above surface materials are comprised of a JIS 1000 series aluminum alloy, or various aluminum alloys not specified in the JIS standard. Examples of aluminum alloys not listed in the JIS standard include: Al-Mn system, Al-Mn-Cu system, Al-Mn-Si system, Al-Mn-Cu-Si system, Al-Mn-Mg system, Al-Mn-Mg-Cu, Al-Mn-Mg-Si system, Al-Mn-Mg-Cu-Si system, Al-Zn system, Al-Mg-Zn system, Al-Si-Zn system, Al- Si-Mn-Zn, Al-Si-Mg-Zn system, Al-Si-Mn-Mg-Zn system, Al-Mn-Zn system, Al-Mn-Si-Zn system, Al-3-10 Si alloy, Al-3-10 alloy Si-Zn, etc. Such aluminum alloys may additionally contain 0.05% -0.3% Sc, 0.05% -0.3% Zr, 0.05% -0.3% Ti or 0.001% -0.1% Sr.
В случае, если используются наполнитель 7 и расходуемый материал 8, их размещают с внешней стороны на каждой из поверхностей основного материала, соответственно.If
Этап подготовки поверхностного материалаSurface preparation step
На этапе S1b подготовки поверхностного материала, как показано на фиг.9, изготавливают один или более слоев поверхностного материала, которые должны быть наложены с одной или обеих сторон основного материала, используемого при изготовлении плакированного материала для теплообменников. Этап S1b включает в себя этап плавления, на котором плавят металл, используемый в качестве поверхностного материала, который отличается от основного материала по содержанию компонентов; этап литья, на котором льют металл, используемый в качестве поверхностного материала, расплавленный на этапе плавления, и изготавливают слиток для поверхностного материала; и этап нарезания, на котором нарезают слиток для поверхностного материала с получением заранее определенной толщины, чтобы изготовить, по меньшей мере, один слой поверхностного материала. При необходимости, после этапа литья может быть выполнена тепловая обработка с целью гомогенизации (описана ниже), а после этапа нарезания может быть выполнена чистовая обработка поверхности (на фиг.9 - удаление поверхностного слоя), которая описана ниже.In step S1b of preparing the surface material, as shown in FIG. 9, one or more layers of surface material are made which are to be applied on one or both sides of the base material used in the manufacture of the clad material for heat exchangers. Step S1b includes a melting step in which the metal used as a surface material is smelted, which differs from the base material in component content; a casting step in which a metal used as a surface material is molten, molten in a melting step, and an ingot for a surface material is made; and a cutting step in which an ingot for a surface material is cut to obtain a predetermined thickness in order to produce at least one layer of the surface material. If necessary, after the casting step, heat treatment for homogenization can be performed (described below), and after the cutting step, surface finishing can be performed (Fig. 9 - removal of the surface layer), which is described below.
Этап плавленияMelting stage
На этапе плавления плавят металл, используемый в качестве поверхностного материала, который отличается от основного материала по содержанию компонентов. Если плакированные материалы 5а-5f для теплообменников содержат наполнитель 7 в качестве металла, используемого для поверхностного материала, то как наполнитель 7 можно использовать алюминиевый сплав системы Al-Si серии 4000. В данном случае сплавы системы Al-Si включают в себя также сплав, содержащий Zn кроме Si. Например, в качестве сплавов системы Al-Si можно использовать сплав системы Al-7-13 Si (% по массе) и сплав системы Al-7-13 Si (% по массе) - 2-7 Zn (% по массе) или тому подобное. Однако сплавы системы Al-Si перечисленным не ограничиваются, и в качестве наполнителя может использоваться любой сплав.At the melting stage, the metal used as a surface material is smelted, which differs from the base material in the content of the components. If the
Если плакированные материалы 5с и 5е для теплообменников содержат расходуемый материал 8 в качестве металла, используемого для поверхностного материала, то как расходуемый материал 8 можно использовать алюминиевый сплав системы Al-Mn серии 3000 либо алюминиевый сплав системы Al-Zn-Mg серии 7000, а также алюминиевый сплав системы Al-Zn. В данном случае сплавы системы Al-Zn включают в себя сплав, дополнительно содержащий Mn и Si кроме Zn. Например, в качестве сплавов системы Al-Zn можно использовать сплав системы Al-1-7 Zn (% по массе), сплав системы Al-0,5-1,2 Mn (% по массе) - 0,5-1,2 Si (% по массе) - 2-6 Zn (% по массе) и сплав системы Al-0,8-1,2 Si (% по массе) - 2-6 Zn (% по массе). Однако сплавы системы Al-Zn перечисленным не ограничиваются, и в качестве расходуемого материала может использоваться любой сплав.If clad
Если плакированные материалы 5d-5f для теплообменников содержат промежуточный материал 9 в качестве металла, используемого для поверхностного материала, то как промежуточный материал 9 можно использовать чистый алюминий серии 1000 либо алюминиевый сплав системы Al-Zn-Mg серии 7000 или тому подобное, а также можно использовать алюминиевый сплав системы Al-Mn. В данном случае сплавы системы Al-Mn включают в себя сплав, дополнительно содержащий Cu, Si и Ti кроме Mn. Например, в качестве сплавов системы Al-Mn можно использовать сплав системы Al-0,5-1,2 Mn (% по массе) - 0,5-1,2 Cu (% по массе) - 0,5-1,2 Si (% по массе) и сплав системы Al-0,5-1,2 Mn (% по массе) - 0,5-1,2 Cu (% по массе) - 0,5-1,2 Si (% по массе) -0,05-0,3 Ti (% по массе). Однако сплавы системы Al-Mn перечисленным не ограничиваются, и может применяться любой сплав, используемый в качестве промежуточного материала. Регулирование содержания компонентов в указанных выше металлах может проводиться должным образом в соответствии с областью применения или тому подобным для плакированного материала.If the
Промежуточный материал 9 применяется, чтобы предотвратить проникновение наполнителя 7 в основной материал 6, возникающее, например, при пайке твердым припоем плакированного материала.The
Этап литьяCasting stage
Рассмотрение этапа литья будет опущено, так как этот этап аналогичен описанному для первого варианта реализации настоящего изобретения.A consideration of the casting step will be omitted since this step is similar to that described for the first embodiment of the present invention.
Этап нарезанияCutting stage
Рассмотрение этапа нарезания будет опущено, так как этот этап аналогичен описанному для первого варианта реализации настоящего изобретения.An examination of the cutting step will be omitted since this step is similar to that described for the first embodiment of the present invention.
Этап подготовки основного материалаStage of preparation of the main material
Как показано на фиг.9, этап S1a подготовки основного материала включает в себя этап плавления, на котором плавят металл, используемый в качестве основного материала; и этап литья, на котором изготавливают слиток для основного материала посредством литья металла, используемого в качестве основного материала, который был расплавлен на этапе плавления. Может быть выполнено, по меньшей мере, одно из следующего: чистовая обработка поверхности (на фиг.1 - удаление поверхностного слоя) и тепловая обработка с целью гомогенизации. Здесь рассмотрение каждого из этих этапов будет опущено, так как они аналогичны описанным для первого варианта реализации настоящего изобретения.As shown in FIG. 9, the preparation step S1a of the base material includes a melting step in which the metal used as the base material is melted; and a casting step in which an ingot for a base material is manufactured by casting a metal used as a base material that has been melted in a melting step. At least one of the following can be performed: finishing the surface (in Fig. 1 - removing the surface layer) and heat treatment to homogenize. Here, consideration of each of these steps will be omitted, since they are similar to those described for the first embodiment of the present invention.
Этап наложенияOverlay Stage
Здесь рассмотрение этапа наложения будет опущено, так как этот этап аналогичен описанному для первого варианта реализации настоящего изобретения.Here, consideration of the overlay step will be omitted, since this step is similar to that described for the first embodiment of the present invention.
Этап тепловой обработки с целью гомогенизацииThe step of heat treatment to homogenize
Многослойный материал 36, изготовленный на этапе S2 наложения, подвергают тепловой обработке с целью гомогенизации (этап S2-1), чтобы получить у него гомогенизированную структуру и сделать этот материал мягче для выполнения горячей прокатки эффективным образом.The
Этап горячей прокаткиHot Rolling Stage
Здесь рассмотрение этапа S3 горячей прокатки будет опущено, так как этот этап аналогичен описанному для первого варианта реализации настоящего изобретения.Here, consideration of the hot rolling step S3 will be omitted since this step is similar to that described for the first embodiment of the present invention.
Этап холодной прокаткиCold Rolling Stage
Здесь рассмотрение этапа S4 холодной прокатки будет опущено, так как этот этап аналогичен описанному для первого варианта реализации настоящего изобретения.Here, consideration of the cold rolling step S4 will be omitted since this step is similar to that described for the first embodiment of the present invention.
Как упомянуто выше, согласно способу изготовления плакированного материала, соответствующему настоящему изобретению, можно улучшить плоскостность и гладкость поверхностного материала, так как можно с легкостью контролировать состояние его поверхности и плоскостность, что дополнительно приводит к уменьшению толщины оксидной пленки. Благодаря улучшенному сцеплению и улучшенной соединяемости под давлением можно уменьшить число пропусков для соединения под давлением, что приводит к увеличению объема выпуска и повышению эффективности производства. Кроме того, маловероятно возникновение зазора между основным материалом и каждым из слоев поверхностного материала, что приводит к улучшению коррозионной стойкости.As mentioned above, according to the method of manufacturing a clad material in accordance with the present invention, it is possible to improve the flatness and smoothness of the surface material, since it is easy to control the state of its surface and flatness, which further leads to a decrease in the thickness of the oxide film. Thanks to improved adhesion and improved pressure connectivity, it is possible to reduce the number of passes for pressure connection, which leads to an increase in output and an increase in production efficiency. In addition, a gap is unlikely to occur between the base material and each of the layers of the surface material, which leads to improved corrosion resistance.
4. Четвертый вариант4. The fourth option
Рассмотрение способа изготовления плакированного материала, соответствующего четвертому варианту реализации настоящего изобретения, будет опущено, так как этот способ аналогичен способу изготовления плакированного материала, который соответствует второму варианту реализации настоящего изобретения, за исключением того, что, по меньшей мере, один слой поверхностного материала имеет литую структуру.A consideration of a method for manufacturing a clad material in accordance with a fourth embodiment of the present invention will be omitted since this method is similar to a method for manufacturing a clad material in accordance with a second embodiment of the present invention, except that at least one layer of the surface material has a cast structure.
Каждый слой поверхностного материала согласно настоящему изобретению состоит из металла, используемого в качестве поверхностного материала, который отличается от основного материала по содержанию компонентов. Как пример металла, используемого в качестве поверхностного материала, можно привести сплав алюминия, сплав меди, сталь (сплав железа) и т.п., а в предпочтительном случае можно использовать алюминиевый сплав серии 1000, серии 3000, серии 4000 или серии 7000, соответствующие стандарту JIS.Each layer of the surface material according to the present invention consists of a metal used as a surface material, which differs from the base material in the content of the components. An example of a metal used as a surface material is aluminum alloy, copper alloy, steel (iron alloy), etc., and in the preferred case, an aluminum alloy of a series 1000, series 3000, series 4000 or series 7000, corresponding to JIS standard.
Как показано на фиг.11, при изготовлении плакированного материала необходимо, чтобы, по меньшей мере, один слой поверхностного материала 35 (поверхностный материал 35) имел литую структуру при наложении этого материала с одной (не показано) или обеих сторон основного материала 26, который имеет литую структуру. В данном случае основной материал 26 получен путем разрезания слитка 17 для основного материала, показанного на фиг.4, с получением заранее определенной длины. Так как, по меньшей мере, один слой поверхностного материала 35 (поверхностный материал 35а) имеет литую структуру, то улучшается сцепление между основным материалом 26 и поверхностным материалом 35а. Следовательно, на этапе горячей прокатки обоих материалов (см. фиг.8В) улучшается соединяемость под давлением и уменьшается число пропусков для соединения под давлением, что приводит к увеличению объема выпуска и повышению эффективности производства. Более того, можно получить плакированный материал, обладающий превосходной коррозионной стойкостью. На фиг.11 показан пример, в котором по одному слою поверхностного материала 35 размещают с каждой стороны основного материала 26 соответственно. Если с одной или с каждой из двух сторон основного материала 26 размещают несколько слоев поверхностного материала 35, то слоем, примыкающим к основному материалу 26 или поверхностному материалу 35, может быть слой (поверхностный материал), имеющий литую структуру. Однако с точки зрения сцепления и соединяемости под давлением для основного материала 26 и поверхностного материала 35 предпочтительно, чтобы слой поверхностного материала, примыкающий к основному материалу 26, имел литую структуру.As shown in FIG. 11, in the manufacture of the clad material, it is necessary that at least one layer of the surface material 35 (surface material 35) have a cast structure when this material is applied on one (not shown) or both sides of the
В поверхностном материале, соответствующем настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы слои поверхностного материала (поверхностный материал 35b), отличающиеся от слоя, имеющего литую структуру (поверхностный материал 35а), состоял из слоев, имеющих литую структуру, чтобы улучшить сцепление между основным материалом 26 и поверхностным материалом 35, либо между слоями (не показано) поверхностного материала 35; однако слои поверхностного материала могут состоять из слоя, имеющего текстуру после прокатки, который получен в результате горячей прокатки и используется как поверхностный материал для обычного плакированного материала. Толщина (Т4 на фиг.7) слоя (поверхностного материала 35а), имеющего литую структуру, предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 250 мм. Если толщина выходит за пределы этого диапазона, скорость плакирования при изготовлении плакированного материала, возможно, окажется неприемлемой.In the surface material of the present invention, it is preferable that the layers of the surface material (
Предпочтительно, чтобы поверхностный материал 35, соответствующий настоящему изобретению, содержал слой (поверхностный материал 35а), имеющий литую структуру, а шероховатость поверхности у этого материала 35, выраженная среднеарифметическим значением (Ra), находилась бы в диапазоне от 0,05 до 1,0 мкм, желательно от 0,1 до 0,7 мкм. Если шероховатость поверхности ниже нижнего предела указанного диапазона, плакированный материал трудно обрабатывать. В противном случае если шероховатость поверхности выше верхнего предела указанного диапазона, между основным материалом 26 и поверхностным материалом 35а возникает небольшой зазор, в результате чего ухудшается соединяемость под давлением и способность к сцеплению, что приводит к ухудшению сцепления в плакированном материале. Предпочтительно, чтобы плоскостность слоя (поверхностного материала 35а), имеющего литую структуру, была не хуже 1 мм на 1 м в направлении по длине, наиболее предпочтительно не хуже 0,5 мм на 1 м. Когда плоскостность выходит за пределы указанного диапазона, между основным материалом 26 и каждым из поверхностных материалов 35 (не показано) возникает небольшой зазор, в результате чего ухудшается соединяемость под давлением и способность к сцеплению, что приводит к ухудшению сцепления в плакированном материале.Preferably, the
При использовании такого поверхностного материала 35 можно изготовить плакированный материал, у которого глубина корродирования не превышает 60 мкм при последующей проверке, которая представляет из себя следующее: CASS-тест в течение 1500 часов (тест с распылением нейтральной соли JIS Z 2371) как проверка для оценки стойкости к внешней коррозии, и проверка с погружением на 2000 часов (Na+: 118 частей на миллион, Cl-: 58 частей на миллион, SO4 2-: 60 частей на миллион, Cu2+: 1 часть на миллион, Fe3+: 30 частей на миллион) при 80°С как проверка для оценки стойкости к внутренней коррозии.Using such a
Предпочтительно, чтобы слой (поверхностный материал 35b), отличающийся от слоя (поверхностного материала 35а), имеющего литую структуру, также был изготовлен при помощи описанного выше способа; однако этот слой может быть изготовлен при помощи известного способа с использованием обычного плавления, литья, удаления поверхностного слоя (нагрева с целью гомогенизации) и горячей прокатки. Поверхностные материалы 35а и 35b могут быть изготовлены с использованием способа литья плоских заготовок небольшой толщины или способа двухвалкового литья вместо способа нарезания плоской заготовки.Preferably, the layer (
5. Вариант устройства для изготовления поверхностного материала5. A variant of the device for the manufacture of surface material
Ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи будет подробно описано устройство для изготовления поверхностного материала. Из чертежей, на которые производится ссылка, фиг.12 представляет собой схему, иллюстрирующую устройство для изготовления поверхностных материалов 50, а фиг.13 - схему, иллюстрирующую другой вариант устройства для изготовления поверхностных материалов 50.Below with reference to the accompanying drawings will be described in detail a device for the manufacture of surface material. Of the referenced drawings, FIG. 12 is a diagram illustrating a device for
5.1 Устройство для изготовления поверхностного материала5.1 Device for the manufacture of surface material
Как показано на фиг.12, устройство 50а для изготовления поверхностного материала 50 представляет собой устройство для изготовления поверхностного материала 3, используемого в плакированном материале, состоящем из основного материала 2 и одного или более слоев поверхностного материала 3, которые накладывают с одной или обеих сторон основного материала 2. Устройство 50а для изготовления поверхностного материала 50 включает в себя средство 51а литья, предназначенное для литья поверхностного материала 3 путем плавления металла, используемого в качестве поверхностного материала, который отличается от основного материала 2 по содержанию компонентов; средство 52 резания слитков, предназначенное для резания слитка 3' для поверхностного материала; и средство 53 транспортировки, предназначенное для транспортировки слитка 3' для поверхностного материала между упомянутыми средствами. Средство 52 резания слитков может представлять собой средство 52а нарезания, которое нарезает слиток 3' для поверхностного материала с получением заранее определенной толщины, либо средство 52 резания слитков может включать в себя средство 52а нарезания и средство 52b отрезания, предназначенное для отрезания передней и задней частей слитка 3' для поверхностного материала с получением заранее определенной длины. Кроме того, в соответствии с необходимостью средство 52 резания слитков может быть снабжено средством 54 тепловой обработки с целью гомогенизации, используемым при выполнении тепловой обработки с целью гомогенизации слитка 3' для поверхностного материала, отлитого средством 51а литья.As shown in FIG. 12, a
Ниже будет описано каждое из средств.Each of the means will be described below.
Средство литьяCasting agent
Средство 51а литья представляет собой, например, устройство для полунепрерывного литья, в котором расплавленный металл, используемый в качестве поверхностного материала, который отличается от основного материала по содержанию компонентов, заливают сверху, а затвердевший металл непрерывно извлекается со стороны дна водоохлаждаемой литейной формы с получением слитка 3' поверхностного материала, имеющего заранее определенную толщину.The casting means 51a is, for example, a semi-continuous casting device in which molten metal used as a surface material, which differs from the main material in the content of the components, is poured from above, and the hardened metal is continuously removed from the bottom of the water-cooled mold to form an
Средство тепловой обработки с целью гомогенизацииHomogenizing heat treatment
Средство 54 тепловой обработки с целью гомогенизации используется при выполнении тепловой обработки с целью гомогенизации слитка 3' для поверхностного материала, чтобы устранить внутренние напряжения и обеспечить гомогенизацию внутренней структуры этого слитка в случае необходимости. При выполнении тепловой обработки с целью гомогенизации устраняются внутренние напряжения в слитке 3' для поверхностного материала, что приводит к улучшению плоскостности нарезанного поверхностного материала 3.The homogenizing
Средство резания слитковIngot Cutting Tool
Средство 52 резания слитков используется при резании слитка 3' для поверхностного материала, отлитого при помощи средства 51а литья, и это средство 52 может представлять собой средство 52b нарезания либо может включать в себя средство 52b нарезания и средство 52а отрезания.The ingot cutting means 52 is used when cutting the
Средство отрезанияCutting tool
Средство 52а отрезания используется для отрезания у слитка 3' для поверхностного материала передней и задней частей при помощи ленточно-отрезного станка в направлении по длине таким образом, чтобы слиток 3' для поверхностного материала имел заранее определенную длину. При резании слитка таким образом можно удалить выемку или выступ, возникший в передней или задней части слитка 3' для поверхностного материала, что позволяет получить ровные поверхности в этих частях упомянутого слитка. Кроме ленточной пилы ленточно-отрезного станка можно использовать дисковую пилу циркулярного обрезного станка, воду под давлением или лазер и т.п.; однако инструменты отрезания перечисленным не ограничиваются. В дополнение к этому при наложении основного материала 2 и поверхностного материала 3 друг на друга слиток 3' для поверхностного материала отрезают с боковых сторон, что будет описано позднее.The cutting means 52a is used to cut the front and back parts of the
Средство нарезанияCutting tool
Средство 52b нарезания нарезает слиток 3' для поверхностного материала, отлитый с использованием средства 51а литья, с получением заранее определенной толщины, при помощи, например, ленточной пилы. Ленточная пила представляет собой бесконечную ленту, которая режет во время вращения. Слиток 3' для поверхностного материала может быть нарезан следующим образом: располагают режущий край ленточной пилы в непосредственной близости от переднего или заднего торцов этого слитка, приводят полотно пилы во вращения для резки упомянутым режущим краем слитка, затем перемещают средство 52b нарезания в направлении противоположного, соответственно заднего или переднего торцов слитка. Путем повторения описанной операции слиток 3' для поверхностного материала нарезают с получением заранее определенной толщины, при этом можно изготовить множество слоев поверхностного материала 3. Слиток 3' для поверхностного материала может нарезаться с получением заранее определенной толщины за счет перемещения самого этого слитка, при этом средство 52b нарезания будет оставаться в фиксированном положении.The cutting means 52b cuts an
В предпочтительном случае слиток 3' для поверхностного материала нарезают параллельно установочной поверхности этого слитка, который размещен горизонтально. Здесь под установочной поверхностью подразумевается поверхность слитка 3' для поверхностного материала, контактирующая со столом средства нарезания. При таком нарезании слитка снижается до минимума влияние веса отрезанного куска или искажение геометрии (например, под действием силы, возникающей при падении отрезанного куска и т.д.), поэтому может быть улучшена плоскостность нарезанного поверхностного материала.In the preferred case, the
Толщина нарезанного поверхностного материала 3 предпочтительно находится в диапазоне от 10 до 250 мм. Если толщина нарезанного поверхностного материала 3 выходит за пределы этого диапазона, скорость плакирования при изготовлении плакированного материала, возможно, окажется неприемлемой. При этом режущий край ленточной пилы может иметь не одну, а две или более режущих кромок. При создании на режущем крае ленточной пилы нескольких режущих кромок можно повысить эффективность нарезания слитка 3' для поверхностного материала. Ленточная пила, используемая в средстве 52b нарезания, может быть обычной конструкции, но в качестве режущего инструмента может применяться дисковая пила, вода под давлением, лазер или тому подобное; однако инструменты, применяемые при нарезании, перечисленным не ограничиваются.The thickness of the
При резании слитка 3' для поверхностного материала сначала может выполняться либо отрезание у этого слитка передней и задней частей при помощи средства 52а отрезания либо нарезание этого слитка при помощи средства 52b нарезания. В данном случае описанные выше средство 52а отрезания и средство 52b нарезания выполнены как разные устройства; однако отрезание передней и задней частей слитка 3' для поверхностного материала и нарезание слитка 3' для поверхностного материала могут выполняться при помощи одного устройства.When cutting an
Средство транспортировкиMeans of transportation
Средство 53 транспортировки используют при транспортировке слитка 3' для поверхностного материала между описанными выше средством 51а литья, средством 52а отрезания и средством 52b нарезания; однако средство 53 транспортировки может транспортировать слиток 3' для поверхностного материала или поверхностный материал 3 и между другими средствами. В качестве средства 53 транспортировки можно использовать устройство, снабженное ленточным конвейером или рольгангом, либо тому подобным; однако это средство перечисленным не ограничивается и может применяться средство, в котором слиток 3' для поверхностного материала или поверхностный материал 3 перемещают с использованием их подвешивания на тросе, цепи, либо с использованием вакуума.The transport means 53 is used in transporting an
5.2 Другое устройство для изготовления поверхностного материала5.2 Another device for the manufacture of surface material
Ниже в качестве примера будут описаны модификации устройства для изготовления поверхностных материалов. Как показано на фиг.13, устройство 50 с для изготовления поверхностных материалов представляет собой устройство для изготовления поверхностных материалов 3, используемых в плакированном материале, состоящем из основного материала 2 и одного или более слоев поверхностного материала 3, которые накладывают с одной или более сторон основного материала 2. Устройство для изготовления поверхностного материала 3 включает в себя средство 51а литья, предназначенное для литья поверхностного материала 3 путем плавления металла, используемого в качестве поверхностного материала, который отличается от основного материала по содержанию компонентов; средство 52 резания слитков, предназначенное для резания слитка 3' для поверхностного материала; средство 55 чистовой обработки поверхности, предназначенное для чистовой обработки поверхности; и средство 53 транспортировки, предназначенное для транспортировки слитка 3' для поверхностного материала или поверхностного материала 3 между упомянутыми средствами. Средство 52 резания слитков может представлять собой средство 52b нарезания, которое нарезает слиток 3' для поверхностного материала с получением заранее определенной толщины. В качестве альтернативы средство 52 резания слитков может включать в себя средство 52b нарезания и средство 52а отрезания, предназначенное для получения слитка с заранее определенной длиной путем отрезания передней и задней частей слитка 3' для поверхностного материала. В случае необходимости средство 52 резания слитков может быть снабжено средством 54 тепловой обработки с целью гомогенизации, используемым при выполнении тепловой обработки с целью гомогенизации слитка 3' для поверхностного материала, отлитого средством 51а литья.Below, an example will be described modifications of the device for the manufacture of surface materials. As shown in FIG. 13, the
Ниже будет описано каждое из средств. При этом рассмотрение средства 51а литья, средства 54 тепловой обработки с целью гомогенизации, средства 52а отрезания и средства 52b нарезания будет опущено, так как они аналогичны описанным выше.Each of the means will be described below. Moreover, consideration of the casting means 51a, the heat treatment means 54 for the purpose of homogenization, the cutting means 52a and the cutting means 52b will be omitted since they are similar to those described above.
Средство транспортировкиMeans of transportation
Средство 53 транспортировки используется при транспортировке слитка 3' для поверхностного материала или поверхностного материала 3 между описанными выше средством 51а литья, средством 52а отрезания и средством 52b нарезания; однако средство транспортировки может транспортировать слиток 3' для поверхностного материала и поверхностный материал 3 между другими средствами. В качестве средства транспортировки можно использовать устройство, снабженное ленточным конвейером или рольгангом или тому подобным; однако это средство перечисленным не ограничивается, и может применяться средство, в котором слиток 3' для поверхностного материала или поверхностный материал 3 перемещают с использованием их подвешивания на тросе, цепи, либо с использованием вакуума и т.п. Поверхностный материал 3 транспортируют после того, как слиток 3' для поверхностного материала нарезан с получением заранее определенной толщины при помощи ленточно-отрезного станка, используя "подвешивание" нарезанного поверхностного материала 3 в вакууме, с последующим транспортированием его на рабочий стол средства чистовой обработки поверхности. Поверхностный материал 3 можно транспортировать на рабочий стол средства чистовой обработки поверхности, перемещая этот материал на средстве 53 транспортировки.The transport means 53 is used in transporting the
Средство чистовой обработки поверхностиSurface Finisher
Средство чистовой обработки поверхности используется для чистовой обработки поверхности у поверхностного материала 3, нарезанного при помощи средства 52b нарезания. Поверхностный материал 3, перемещенный при помощи описанного выше средства 53 транспортировки, подвергают чистовой обработке поверхности с использованием средства 55 чистовой обработки поверхности. После переворачивания поверхностного материала 3 при помощи средства переворачивания чистовой обработке поверхности можно подвергать обратную сторону этого материала. В качестве чистовой обработки поверхности можно использовать способ резания, например резание концевой фрезой, резание алмазным резцом; способ шлифования, при использовании которого выполняют обработку поверхности шлифовальным камнем или тому подобное; а также способ полирования, например, при помощи полировального круга или тому подобное; однако способы чистовой обработки поверхности перечисленным не ограничиваются. В качестве чистовой обработки поверхности можно использовать комбинацию нескольких способов, например, в ситуации когда после резания выполняется удаление поверхностного слоя.The surface finisher is used to finish the surface of the
С использованием описанного выше устройства 50а или 50с для изготовления поверхностных материалов может быть получен, по меньшей мере, один слой поверхностного материала 3, при этом другой слой или слои могут быть получены с использованием обычного устройства для изготовления поверхностных материалов.Using the above-described
Ниже будет описано устройство для изготовления плакированных материалов 50, в котором используется описанное выше устройство 50а или 50с для изготовления поверхностных материалов. Устройство для изготовления плакированных материалов 50 включает в себя описанное выше устройство 50а или 50с для изготовления поверхностных материалов; устройство для изготовления основных материалов 2, состоящее из средства 51b литья, предназначенного для плавления и литья металла для основного материала, который отличается от поверхностного материала, и средства 52b отрезания, предназначенного для обработки слитка 3' для основного материала, отлитого при помощи средства 51b литья, с получением заранее определенной длины путем отрезания слитка 3' по длине; средство наложения (не показано), предназначенное для получения многослойного материала путем наложения поверхностного материала 3 и основного материала 2 друг на друга; и средство горячей прокатки (не показано), предназначенного для горячей прокатки упомянутого многослойного материала.Below will be described a device for the manufacture of
Устройство для изготовления поверхностного материалаDevice for the manufacture of surface material
В данном случае устройство 50а или 50с для изготовления поверхностного материала рассматриваться не будет, так как это устройство аналогично описанному ранее.In this case, a
Устройство для изготовления основного материалаDevice for manufacturing the base material
Средство литьяCasting agent
В средстве 51b литья расплавленный металл, используемый в качестве основного материала, который плавят на этапе плавления и готовят, например, с использованием способа полунепрерывного литья и который отличается от поверхностного материала 3 по содержанию компонентов, при этом его заливают сверху, а затвердевший металл непрерывно извлекается со стороны дна водоохлаждаемой литейной формы с получением слитка основного материала, имеющего заранее определенную толщину.In the casting means 51b, molten metal used as a base material that is melted in the melting step and prepared, for example, using a semi-continuous casting method and which differs from the
Средство отрезанияCutting tool
Средство 52b отрезания используют для отрезания слитка 2' для основного материала, отлитого при помощи средства 51b литья, с получением заранее определенного размера. В качестве режущего инструмента может применяться ленточная пила, вода под давлением, лазер или тому подобное, а также дисковая пила; однако инструменты, применяемые при нарезании, перечисленным не ограничиваются.The cutting means 52b is used to cut the
Средство наложенияOverlay tool
Средство наложения позволяет получить многослойный материал путем размещения поверхностного материала 3 или нескольких поверхностных материалов 3 с одной или обеих сторон основного материала 2, который изготовлен на описанном выше этапе в заранее определенном положении. Что касается способа наложения, то используется известный способ, например способ, при котором оба концевых участка основного материала 2 и поверхностного материала 3 стягивают бандажом. Можно использовать и другие способы, например фиксацию при помощи сварки. Полученный таким образом многослойный материал при необходимости может быть подвергнут тепловой обработке с целью гомогенизации при помощи средства 54 тепловой обработки, чтобы удалить внутренние напряжения и облегчить выполнение горячей прокатки.The application tool allows you to get a multilayer material by placing the
Средство горячей прокаткиHot Roller
Горячая прокаткаHot rolling
На этапе горячей прокатки указанный выше бандаж, предназначенный для фиксации многослойного материала, разрезают и путем горячей прокатки многослойного материала изготавливают плакированный материал. Что касается способа горячей прокатки, то используется известный способ прокатки. Используемое средство прокатки может представлять собой устройство двухвалковой прокатки или устройство прокатки с четырьмя или более валками, а также четырехвалковое устройство прокатки. Горячую прокатку можно повторять для получения плакированного материала, имеющего заранее определенную толщину, используя средство прокатки, снабженное несколькими группами клетей с валками, а также средство прокатки, снабженное одной группой клетей с валками.In the hot rolling step, the aforementioned bandage for fixing the laminate is cut and clad material is made by hot rolling of the laminate. As for the hot rolling method, a known rolling method is used. The rolling means used may be a two-roll rolling device or a rolling device with four or more rolls, as well as a four-roll rolling device. Hot rolling can be repeated to obtain a clad material having a predetermined thickness using a rolling tool provided with several groups of stands with rolls, as well as a rolling tool equipped with one group of stands with rolls.
Холодная прокаткаCold rolling
Изготовленный таким образом плакированный материал впоследствии при необходимости подвергают холодной прокатке. Этап холодной прокатки можно выполнять, например, при условии, что степень обжатия находится в диапазоне от 30% до 99%.The clad material thus prepared is subsequently cold rolled if necessary. The cold rolling step can be performed, for example, provided that the reduction ratio is in the range from 30% to 99%.
Плакированный материал при необходимости может быть подвергнут тепловой обработке (отжигу), устранению деформаций либо старению или тому подобному с использованием обычных способов, чтобы получить требуемые механические свойства и т.п., либо может быть обработан для получения определенной формы, либо может быть разрезан для получения определенного размера. В качестве примера можно привести отжиг, включающий в себя грубый отжиг, который выполняется перед холодной прокаткой, промежуточный отжиг, который выполняется между этапами холодной прокатки, и окончательный отжиг, который выполняется после окончательного этапа холодной прокатки, причем эти этапы отжига проводят в печи непрерывного действия или печи периодического действия при температуре от 200°С до 500°С в течение от 0 до 10 часов; однако такая совокупность этапов или обработка не ограничивается приведенной, и нет необходимости говорить, что можно выполнять эту совокупность этапов или обработку с подходящим изменением параметров при условии, что они обеспечивают желаемую выгоду (механические свойства).The clad material, if necessary, can be subjected to heat treatment (annealing), deformation or aging or the like using conventional methods to obtain the required mechanical properties and the like, or it can be processed to obtain a certain shape, or it can be cut to getting a certain size. An example is annealing, including coarse annealing, which is performed before cold rolling, intermediate annealing, which is performed between the cold rolling steps, and final annealing, which is performed after the final cold rolling step, these annealing steps being carried out in a continuous furnace or batch furnaces at temperatures from 200 ° C to 500 ° C for 0 to 10 hours; however, such a set of steps or processing is not limited to that given, and there is no need to say that it is possible to perform this set of steps or processing with a suitable change of parameters, provided that they provide the desired benefit (mechanical properties).
Как указано выше, в соответствии с устройством для изготовления поверхностных материалов, предлагаемым настоящим изобретением, не требуется уменьшать толщину поверхностного материала путем горячей прокатки как для обычного плакированного материала, поэтому нет необходимости в использовании средства горячей прокатки при изготовлении поверхностного материала, что приводит к снижению трудозатрат при выполнении технологических этапов. В дополнение к этому, так как можно с легкостью контролировать состояние поверхности и плоскостность поверхностного материала, то можно улучшить плоскостность и гладкость поверхностного материала, и, кроме того, уменьшить толщину оксидной пленки. Далее, при наложении поверхностного материала на основной материал так как улучшается сцепление и соединяемость под давлением между основным материалом и поверхностным материалом, то можно уменьшить число проходов при горячей прокатке, что приводит к увеличению объема выпуска и повышению эффективности производства. Более того, маловероятно возникновение зазора между основным материалом и каждым из поверхностных материалов, что приводит к улучшению коррозионной стойкости.As indicated above, in accordance with the device for the manufacture of surface materials proposed by the present invention, it is not necessary to reduce the thickness of the surface material by hot rolling as for conventional clad material, therefore, there is no need to use hot rolling in the manufacture of surface material, which reduces labor costs when performing technological steps. In addition, since it is easy to control the surface condition and flatness of the surface material, it is possible to improve the flatness and smoothness of the surface material, and, in addition, reduce the thickness of the oxide film. Further, when applying a surface material to the base material since adhesion and pressure connectivity between the base material and the surface material are improved, it is possible to reduce the number of passes during hot rolling, which leads to an increase in output and an increase in production efficiency. Moreover, a gap is unlikely to occur between the base material and each of the surface materials, resulting in improved corrosion resistance.
Выше был описан способ изготовления плакированного материала и устройство для изготовления плакированного материала; однако представленное описание не должно восприниматься как ограничение сущности и объема настоящего изобретения. Объем настоящего изобретения должен определяться только пунктами приложенной формулы изобретения. Кроме того, специалист в данной области техники должен понимать, что возможно множество изменений и модификаций, которые не выходят за пределы сущности и объема настоящего изобретения, и эти изменения и модификации также могут быть использованы как варианты реализации этого изобретения.A method for manufacturing clad material and a device for making clad material has been described above; however, the description provided should not be construed as limiting the nature and scope of the present invention. The scope of the present invention should be determined only by the appended claims. In addition, a person skilled in the art should understand that many changes and modifications are possible that do not go beyond the essence and scope of the present invention, and these changes and modifications can also be used as embodiments of this invention.
Claims (28)
на этапе подготовки основного материала изготавливают слиток для основного материала путем плавления и литья металла, используемого в качестве основного материала, и на этапе подготовки поверхностного материала изготавливают слиток для поверхностного материала путем плавления и литья металла, используемого в качестве поверхностного материала, который отличается от основного материала по содержанию компонентов;
выполняют наложение путем размещения слитка для поверхностного материала в заранее определенном положении с одной или обеих сторон слитка для основного материала, чтобы изготовить многослойный материал; и
выполняют плакирование путем горячей прокатки, для чего прокатывают многослойный материал с получением плакированного материала.1. A method of manufacturing a clad material, consisting of a base material and one or more layers of a surface material superimposed on one or both sides of said base material, wherein
at the stage of preparing the base material, an ingot for the base material is made by melting and casting the metal used as the base material, and at the stage of preparing the surface material, an ingot for the surface material is made by melting and casting the metal used as the surface material, which is different from the base material according to the content of the components;
overlay is performed by placing the ingot for the surface material in a predetermined position on one or both sides of the ingot for the base material in order to produce a multilayer material; and
perform cladding by hot rolling, for which laminated material is rolled to obtain clad material.
резание, шлифование и полирование.13. The method according to item 12, in which the surface finish is performed using one or more methods selected from the group:
cutting, grinding and polishing.
средство литья, обеспечивающее плавление металла, используемого в качестве поверхностного материала, который отличается от основного материала по содержанию компонентов, и его литье;
средство резания слитков поверхностного материала, отлитых с помощью средства литья, включающее средство нарезания слитка для поверхностного материала с получением заранее определенной толщины;
средство транспортировки слитка поверхностного материала между упомянутыми средствами.19. A device for manufacturing a surface material for a clad material manufactured by the method according to claim 1, containing
casting means, providing melting of the metal used as a surface material, which differs from the base material in the content of components, and its casting;
means for cutting ingots of surface material cast by means of a molding tool, including means for cutting an ingot for surface material to obtain a predetermined thickness;
means for transporting an ingot of surface material between said means.
состоит из одного или более слоев;
каждый слой изготовлен из металла, отличающегося от основного материала по содержанию компонентов и
по меньшей мере, один слой имеет литую микроструктуру при наложении этого материала с одной или обеих сторон основного материала.24. A surface material for a clad material consisting of a base material and one or more layers of surface material superimposed on one or both sides of the aforementioned base material, and manufactured by preparing the base material and surface material, applying the surface material in a predetermined position from one or both sides of the base material to obtain a multilayer material and cladding by hot rolling, which
consists of one or more layers;
each layer is made of metal that differs from the main material in the content of components and
at least one layer has a cast microstructure when this material is applied on one or both sides of the base material.
подготавливают основной материал путем изготовления слитка для основного материала плавлением и литьем металла, используемого в качестве основного материала;
подготавливают поверхностный материал путем изготовления слитка для поверхностного материала плавлением и литьем металла, используемого в качестве поверхностного материала, который отличается от основного материала по содержанию компонентов;
подготавливают прокатанную пластину для поверхностного материала путем последующей горячей прокатки слитка для поверхностного материала;
выполняют наложение путем размещения слитка для поверхностного материала и прокатанной пластины для поверхностного материала в заранее определенном положении с одной или обеих сторон слитка для основного материала; и
выполняют плакирование путем горячей прокатки многослойного материала с получением плакированного материала.27. A method of manufacturing a clad material, consisting of a base material and two or more layers of surface materials superimposed on one another from one or both sides of said base material, wherein
preparing the base material by making an ingot for the base material by melting and casting the metal used as the base material;
preparing a surface material by making an ingot for a surface material by melting and casting a metal used as a surface material that differs from the base material in terms of component content;
preparing a rolled plate for a surface material by subsequent hot rolling of an ingot for a surface material;
overlaying is performed by placing the ingot for the surface material and the rolled plate for the surface material in a predetermined position on one or both sides of the ingot for the base material; and
perform cladding by hot rolling of the multilayer material to obtain a clad material.
Applications Claiming Priority (19)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005-356810 | 2005-12-09 | ||
JP2005356810 | 2005-12-09 | ||
JP2006-054208 | 2006-02-28 | ||
JP2006054207 | 2006-02-28 | ||
JP2006-054206 | 2006-02-28 | ||
JP2006054209 | 2006-02-28 | ||
JP2006-054205 | 2006-02-28 | ||
JP2006-054209 | 2006-02-28 | ||
JP2006-054207 | 2006-02-28 | ||
JP2006054205 | 2006-02-28 | ||
JP2006-182873 | 2006-06-30 | ||
JP2006182873A JP4077853B2 (en) | 2006-02-28 | 2006-06-30 | Method for producing side material, method for producing clad material for heat exchanger, and clad material for heat exchanger |
JP2006182871A JP4077851B2 (en) | 2006-02-28 | 2006-06-30 | Side material for clad material |
JP2006-182870 | 2006-06-30 | ||
JP2006-182868 | 2006-06-30 | ||
JP2006-182869 | 2006-06-30 | ||
JP2006182869A JP4077850B2 (en) | 2006-02-28 | 2006-06-30 | Method for producing side material and method for producing clad material for heat exchanger |
JP2006-182871 | 2006-06-30 | ||
JP2006-182872 | 2006-06-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008127879A RU2008127879A (en) | 2010-01-20 |
RU2388583C2 true RU2388583C2 (en) | 2010-05-10 |
Family
ID=42120174
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008127879/02A RU2388583C2 (en) | 2005-12-09 | 2006-12-07 | Method to produce clad material and device to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2388583C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2688969C2 (en) * | 2017-02-21 | 2019-05-23 | Игорь Александрович Зябрев | Method of hollow coatings production at gas-powder laser welding-up with radiation scanning |
RU2783714C1 (en) * | 2019-08-22 | 2022-11-16 | Алерис Роллд Продактс Джермани Гмбх | Cladded product based on 2xxx series alloy for aerospace equipment |
US11879167B2 (en) | 2019-08-22 | 2024-01-23 | Novelis Koblenz Gmbh | Clad 2XXX-series aerospace product |
-
2006
- 2006-12-07 RU RU2008127879/02A patent/RU2388583C2/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2688969C2 (en) * | 2017-02-21 | 2019-05-23 | Игорь Александрович Зябрев | Method of hollow coatings production at gas-powder laser welding-up with radiation scanning |
RU2783714C1 (en) * | 2019-08-22 | 2022-11-16 | Алерис Роллд Продактс Джермани Гмбх | Cladded product based on 2xxx series alloy for aerospace equipment |
US11879167B2 (en) | 2019-08-22 | 2024-01-23 | Novelis Koblenz Gmbh | Clad 2XXX-series aerospace product |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008127879A (en) | 2010-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8091612B2 (en) | Method for manufacturing clad material and equipment for manufacturing the same | |
RU2388583C2 (en) | Method to produce clad material and device to this end | |
JP4077853B2 (en) | Method for producing side material, method for producing clad material for heat exchanger, and clad material for heat exchanger | |
CN101296774B (en) | Method and apparatus for manufacturing composite material | |
JP4077851B2 (en) | Side material for clad material | |
JP4023751B2 (en) | Clad material manufacturing method | |
JP4077850B2 (en) | Method for producing side material and method for producing clad material for heat exchanger | |
JP4077852B2 (en) | Method for producing side material, method for producing clad material for heat exchanger, and clad material for heat exchanger | |
AU2011203571B2 (en) | Method for manufacturing clad material and equipment for manufacturing the same | |
AU2011203570B2 (en) | Method for manufacturing clad material and equipment for manufacturing the same | |
JP4017174B2 (en) | Side material production equipment | |
AU2011203567B2 (en) | Method for manufacturing clad material and equipment for manufacturing the same | |
AU2011203568B2 (en) | Method for manufacturing clad material and equipment for manufacturing the same | |
MX2008007376A (en) | Process for producing clad material and equipment therefor. |