熱軋坯料汽車散熱器翅片用鋁合金箔材及其製造方法
2023-06-19 20:03:06 4
專利名稱：熱軋坯料汽車散熱器翅片用鋁合金箔材及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車釺焊式散熱器所使用的熱交換器材料，特別是一種熱交換器翅片用鋁合金箔材，本發明還提供了該鋁合金箔材的製造方法。
背景技術：
近年來隨著汽車行業的高速發展，由於鋁合金在價格、重量、釺焊強度、防腐性等方面優於銅，因此汽車行業產生了鋁製散熱器替代銅製散熱器的變革。汽車釺焊式散熱器由導管和鋁合金散熱片釺焊而成。導管為扁圓柱狀，其一側由有包覆層的釺焊板經軋制後縫焊而成。鋁合金散熱片採用機器摺疊後再鑽散熱孔製作而成。由於汽車散熱器用鋁箔工作環境較為惡劣，要求其具有良好的抗塌陷及耐熱能力。與此同時，為了達到節約原材料以及輕型化的目的，散熱器鋁箔材料又在朝著厚度更薄的方向發展。為了達到上述要求，相應的散熱器鋁箔材料需要有更高的強度，並提高材料在高溫釺焊時的耐高溫性和抗下垂性能。因此，新型翅片用鋁合金箔材化學成份的選用至關重要，而其製造方法則是鋁合金箔材能否達到性能要求的重要因素，目前，現有的散熱器鋁箔材料成份範圍寬廣，其中3003牌號鋁合金箔材是一種最常用的翅片用材，但是這些材料均不能完全滿足汽車散熱器翅片用箔材的特定要求。
發明內容
1、發明目的本發明的目的是針對現有技術的不足，提出一種汽車散熱器翅片用鋁合金箔材，該材料具有較高的強度，在高溫釺焊時具有較好的抗下垂性能，適合於汽車散熱器較惡劣的工作環境。本發明的另一個目的是提供一種採用熱軋工藝製造該材料的方法。
2、技術方案為實現上述目的，本發明所述的熱軋坯料汽車散熱器翅片用鋁合金箔材，其特徵在於該材料的組份和重量配比是鐵0.05-0.30％、矽0.90-1.30％、銅0.05-0.15％、錳1.4-2.0％、鋅1.2-1.8％、鋯0.10-0.25％、鈦0.01-0.03％，其餘為鋁。
本發明所述的散熱器翅片用鋁合金箔材的製造方法，其特徵在於該方法包括以下步驟1)板坯的熱軋將按上述比例備好的重熔用工業純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁矽中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鋁鋯中間合金錠和鋅錠加入熔煉爐中熔化並升溫到720-800℃，精煉、除渣、攪拌、調整成份後進入靜置爐，靜置、精煉、除氣、除渣，保溫至700-730℃後鑄造，啟用爐外精煉裝置及ALTiB(鋁鈦硼)細化劑添加裝置，進一步除氣除渣及細化晶粒，在鋁液中加入上述比例的鈦元素，並在保證冷卻水流量180-220m3/h的條件下，以40-60mm/min的鑄造速度澆注成熱軋錠坯；錠坯經鋸頭、銑面後熱軋，其中熱軋乳液濃度控制在2.5-3.5％，PH值控制在7.5-8.5，開軋溫度控制在440-480℃，終軋溫度控制在250-330℃，經過一組道次的熱軋，最終獲得具有符合預定成份、結晶組織、板型和外形尺寸等要求的熱軋板坯；2)板帶的冷軋將熱軋板坯進行冷軋加工，到預定厚度，使該厚度至成品厚度的冷加工率控制到25～60％，在該厚度進行中間退火，中間退火的溫度是350-450℃，保溫時間是12-20小時；然後繼續軋制至成品厚度，經拉彎矯直、精密剪切機剪切後製成具有預定軋制組織、板型、外形尺寸及表面質量的成品。其中，軋制道次的分配、中間退火位置(厚度)的選擇以及中間退火的工藝都是影響抗下垂性等性能的重要因素。
3、有益效果本發明與現有技術相比，其顯著優點在同樣的厚度下，產品有較高的強度，高溫下抗下垂性能好，能適應汽車散熱器高溫釺焊時翅片不塌陷。
本發明所述的散熱器翅片用鋁箔主要技術指標如下
四具體實施方式
實施例1材料的化學成份配比是
散熱器翅片用鋁合金箔材的製作方法是1)板坯的熱軋將重熔用工業純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁矽中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鋁鋯中間合金錠和鋅錠按上述成份計算並備好材料後，加入熔煉爐中熔化並升溫到750℃，精煉、除渣、攪拌、分析並調整成份後進入靜置爐，靜置、精煉、除氣、除渣，保溫至700℃後鑄造，啟用爐外精煉裝置及ALTiB細化劑添加裝置，進一步除氣除渣及細化晶粒，保證在鋁液中加入上述比例的鈦元素，並在保證冷卻水流量180m3/h的條件下，以45mm/min的鑄造速度澆注成熱軋錠坯。錠坯經鋸頭、銑面後熱軋，其中熱軋乳液濃度控制在2.5％，PH值控制-在7.5，開軋溫度控制在440℃，終軋溫度控制在250℃，經過多道次熱軋，最終獲得具有符合預定成份、結晶組織、板型和外形尺寸等要求的熱軋板坯；2)板帶的冷軋熱軋板坯通過7道次冷軋，到預定厚度，使該厚度至成品厚度的冷加工率控制到30％，在該厚度進行中間退火，退火溫度為360℃，保溫時間為14小時。然後再經過1道次冷軋至成品厚度。
實施例2材料的化學成份配比是
散熱器翅片用鋁合金箔材的製作方法是1)板坯的熱軋將重熔用工業純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁矽中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鋁鋯中間合金錠和鋅錠按上述成份計算並備好材料後，加入熔煉爐中熔化並升溫到750℃，精煉、除渣、攪拌、分析並調整成份後進入靜置爐，靜置、精煉、除氣、除渣，保溫至710℃後鑄造，啟用爐外精煉裝置及ALTiB細化劑添加裝置，進一步除氣除渣及細化晶粒，保證在鋁液中加入上述比例的鈦元素，並在保證冷卻水流量190m3/h的條件下，以45mm/min的鑄造速度澆注成熱軋錠坯。錠坯經鋸頭、銑面後熱軋，其中熱軋乳液濃度控制在2.8％，PH值控制在8.0，開軋溫度控制在450℃，終軋溫度控制在280℃，經過多道次熱軋，最終獲得具有符合預定成份、結晶組織、板型和外形尺寸等要求的熱軋板坯；2)板帶的冷軋熱軋板坯通過7道次冷軋，到預定厚度，使該厚度至成品厚度的冷加工率控制到25％，在該厚度進行中間退火，退火溫度為380℃，保溫時間為12小時。然後再經過1道次冷軋至成品厚度。
實施例3材料的化學成份配比是
散熱器翅片用鋁合金箔材的製作方法是1)板坯的熱軋將重熔用工業純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁矽中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鋁鋯中間合金錠和鋅錠按上述成份計算並備好材料後，加入熔煉爐中熔化並升溫到760℃，精煉、除渣、攪拌、分析並調整成份後進入靜置爐，靜置、精煉、除氣、除渣，保溫至720℃後鑄造，啟用爐外精煉裝置及ALTiB細化劑添加裝置，進一步除氣除渣及細化晶粒，保證在鋁液中加入上述比例的鈦元素，並在保證冷卻水流量200m3/h的條件下，以50mm/min的鑄造速度澆注成熱軋錠坯。錠坯經鋸頭、銑面後熱軋，其中熱軋乳液濃度控制在3.0％，PH值控制在8.0，開軋溫度控制在460℃，終軋溫度控制在290℃，經過多道次熱軋，最終獲得具有符合預定成份、結晶組織、板型和外形尺寸等要求的熱軋板坯；2)板帶的冷軋熱軋板坯通過7道次冷軋，到預定厚度，使該厚度至成品厚度的冷加工率控制到40％，在該厚度進行中間退火，退火溫度為400℃，保溫時間為16小時。然後再經過1道次冷軋至成品厚度。
實施例4材料的化學成份配比是
散熱器翅片用鋁合金箔材的製作方法是1)板坯的熱軋將重熔用工業純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁矽中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鋁鋯中間合金錠和鋅錠按上述成份計算並備好材料後，加入熔煉爐中熔化並升溫到780℃，精煉、除渣、攪拌、分析並調整成份後進入靜置爐，靜置、精煉、除氣、除渣，保溫至725℃後鑄造，啟用爐外精煉裝置及ALTiB細化劑添加裝置，進一步除氣除渣及細化晶粒，保證在鋁液中加入上述比例的鈦元素，並在保證冷卻水流量210m3/h的條件下，以50mm/min的鑄造速度澆注成熱軋錠坯。錠坯經鋸頭、銑面後熱軋，其中熱軋乳液濃度控制在3.0％，PH值控制在8.5，開軋溫度控制在460℃，終軋溫度控制在300℃，經過多道次熱軋，最終獲得具有符合預定成份、結晶組織、板型和外形尺寸等要求的熱軋板坯；2)板帶的冷軋熱軋板坯通過8道次冷軋，到預定厚度，使該厚度至成品厚度的冷加工率控制到45％，在該厚度進行中間退火，退火溫度為420℃，保溫時間為18小時。然後再經過1道次冷軋至成品厚度。
實施例5材料的化學成份配比是
散熱器翅片用鋁合金箔材的製作方法是1)板坯的熱軋將重熔用工業純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁矽中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鋁鋯中間合金錠和鋅錠按上述成份計算並備好材料後，加入熔煉爐中熔化並升溫到740℃，精煉、除渣、攪拌、分析並調整成份後進入靜置爐，靜置、精煉、除氣、除渣，保溫至710℃後鑄造，啟用爐外精煉裝置及ALTiB細化劑添加裝置，進一步除氣除渣及細化晶粒，保證在鋁液中加入上述比例的鈦元素，並在保證冷卻水流量200m3/h的條件下，以50mm/min的鑄造速度澆注成熱軋錠坯。錠坯經鋸頭、銑面後熱軋，其中熱軋乳液濃度控制在3.5％，PH值控制在8.0，開軋溫度控制在480℃，終軋溫度控制在320℃，經過多道次熱軋，最終獲得具有符合預定成份、結晶組織、板型和外形尺寸等要求的熱軋板坯；2)板帶的冷軋熱軋板坯通過7道次冷軋，到預定厚度，使該厚度至成品厚度的冷加工率控制到50％，在該厚度進行中間退火，退火溫度為400℃，保溫時間為18小時。然後再經過1道次冷軋至成品厚度。
實施例6材料的化學成份配比是
散熱器翅片用鋁合金箔材的製作方法是1)板坯的熱軋將重熔用工業純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁矽中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鋁鋯中間合金錠和鋅錠按上述成份計算並備好材料後，加入熔煉爐中熔化並升溫到800℃，精煉、除渣、攪拌、分析並調整成份後進入靜置爐，靜置、精煉、除氣、除渣，保溫至730℃後鑄造，啟用爐外精煉裝置及ALTiB細化劑添加裝置，進一步除氣除渣及細化晶粒，保證在鋁液中加入上述比例的鈦元素，並在保證冷卻水流量220m3/h的條件下，以60mm/min的鑄造速度澆注成熱軋錠坯。錠坯經鋸頭、銑面後熱軋，其中熱軋乳液濃度控制在3.2％，PH值控制在8.2，開軋溫度控制在470℃，終軋溫度控制在330℃，經過多道次熱軋，最終獲得具有符合預定成份、結晶組織、板型和外形尺寸等要求的熱軋板坯；2)板帶的冷軋熱軋板坯通過7道次冷軋，到預定厚度，使該厚度至成品厚度的冷加工率控制到55％，在該厚度進行中間退火，退火溫度為450℃，保溫時間為12小時。然後再經過1道次冷軋至成品厚度。
權利要求
1.一種熱軋坯料汽車散熱器翅片用鋁合金箔材，其特徵在於該材料的組份和重量配比是鐵0.05-0.30％、矽0.90-1.30％、銅0.05-0.15％、錳1.4-2.0％、鋅1.2-1.8％、鋯0.10-0.25％、鈦0.01-0.03％，其餘為鋁。
2.一種熱軋坯料汽車散熱器翅片用鋁合金箔材的製造方法，其特徵在於該方法包括以下步驟1)板坯的熱軋將按上述比例備好的重熔用工業純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁矽中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鋁鋯中間合金錠和鋅錠加入熔煉爐中熔化並升溫到720-800℃，精煉、除渣、攪拌、調整成份後進入靜置爐，靜置、精煉、除氣、除渣，保溫至700-730℃後鑄造，啟用爐外精煉裝置及鋁鈦硼細化劑添加裝置，進一步除氣除渣及細化晶粒，在鋁液中加入上述比例的鈦元素，然後澆注成熱軋錠坯；錠坯經鋸頭、銑面後熱軋，經過一組道次的熱軋，獲得熱軋板坯；2)板帶的冷軋將熱軋板坯進行冷軋加工，根據冷加工率冷軋至預定厚度，使該厚度至成品厚度的冷加工率控制在25～60％，在該厚度進行中間退火，中間退火的溫度是350-450℃，保溫時間是12-20小時，然後繼續軋至成品厚度，經拉彎矯直、剪切後製得成品。
3.根據權利要求2所述的熱軋坯料汽車散熱器翅片用鋁合金箔材的製造方法，其特徵是在步驟1)的澆注過程中，冷卻水流量為180-220m3/h，鑄造速度為40-60mm/min。
4.根據權利要求2所述的熱軋坯料汽車散熱器翅片用鋁合金箔材的製造方法，其特徵是在步驟1)的熱軋過程中，熱軋乳液濃度控制在2.5-3.5％，PH值控制在7.5-8.5，開軋溫度控制在440-480℃，終軋溫度控制在250-330℃。
全文摘要
本發明公開了一種熱軋坯料汽車散熱器翅片用鋁合金箔材及其製造方法，該箔材的組份和重量配比是鐵0.05－0.30％、矽0.90－1.30％、銅0.05－0.15％、錳1.4－2.0％、鋅1.2－1.8％、鋯0.10－0.25％、鈦0.01－0.03％，其餘為鋁。其製造方法是首先進行板坯的熱軋，然後對熱軋板坯進行冷軋加工製得箔材成品，本發明與現有技術相比，在同樣的厚度下，產品有較高的強度，高溫下抗下垂性能好，能適應汽車散熱器高溫釺焊時翅片不塌陷。
文檔編號B22D11/16GK1884598SQ20061008821
公開日2006年12月27日 申請日期2006年7月4日 優先權日2006年7月4日
發明者張敏達, 朱俊明, 張建軍, 吳永新, 吳廣宇 申請人:江蘇常鋁鋁業股份有限公司