散熱器翅片的鋁合金材料的製作方法
2024-02-15 16:46:15
專利名稱：散熱器翅片的鋁合金材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁合金材料，具體的說本發明涉及一種適合用於散熱器翅片的鋁合金材料，其具有優異的耐腐蝕性，並且其可加工性能良好。
背景技術：
在蒸發器、冷凝器等換熱器中，一直使用輕量且導熱性良好的鋁合金。通常，這些換熱器的製造是按照以下方法進行例如通過將板材彎曲、或者由壓力加工成型的板材加以層疊，從而形成作為工作流體的冷卻扁管。就耐腐蝕性而言，由於來自外表面和內部的腐蝕，當製冷劑通路管中過早地產生穿通時，製冷劑洩露，無法起到作為換熱器的功能，因此，一直在製冷劑通路管的外表面實施防腐蝕處理，由此延長換熱器的壽命。以往，採用將Al-Zn系合金作為犧牲陽極材料包覆於板材的外表面，且將該板材成型為偏平管狀而使用的方法；或把擠壓多孔管作為製冷劑通路管使用的方法。然而，多數換熱器的結構是在製冷劑通路管的外表面接合翅片的結構， 由於在該方法中製冷劑通路管的外表面不存在釺料，因此，必須使用包覆了釺料的翅片材。 此時，由於受到殘留於翅片表面的釺料的影響，翅片材的自身耐腐蝕性能降低，另外包覆翅片材的製造成本比裸翅片高，因此導致換熱器製造成本的上升。在製冷劑通路管的外表面接合的翅片中使用裸材的情況下，能夠提高翅片的自身耐腐蝕性，且通過使用高傳導材料，還能夠提高換熱器的性能，與包覆翅片材相比，也能夠降低成本，但此時需要在製冷劑通路管的外表面賦予釺料，因此，就要在上述Al-Zn系合金的表面塗覆粉末狀的釺料，或者，就要使用外表面包覆有在Al-Si系合金釺料中添加了 Zn 的物質的板材。前者的情況下，由於粉末釺料的成本高，因此導致換熱器製造成本的增加， 在後者的情況下，由於釺焊中含有Zn的熔融釺料的流動，因此，造成釺焊後在製冷劑通路管外表面殘留的Zn量沒有達到作為犧牲陽極材料所需要的Zn量，導致無法得到製冷劑通路管的足夠的防腐蝕效果，或者，由於含有Zn的熔融釺料流動到接合部，導致接合部的優先腐蝕。現有技術中，申請號為02828286. 8的專利報導了涉及一種超強、耐久、耐腐蝕性提高的釺焊換熱器用鋁散熱片合金。該合金基於再生的材料。該合金對於小孔腐蝕顯示出提高的腐蝕性能、優異的高溫抗垂性能和後釺焊強度。通過優化散熱片、管子、端板和側板的材料組合，能夠製造在SWAAT中具有足夠腐蝕性能的換熱器。申請號為02806584. 0的專利報導了一種耐腐蝕的鋁合金具有控制量的鐵、錳、鉻和鈦，並且含有銅、矽、鎳以及不超過雜質水平的鋅。調整所述合金的化學組成，以使晶粒邊界的電極電位與合金基體相匹配，從而降低晶間腐蝕。所述合金特別適合於採用擠壓和釺焊技術製造熱交換器中的管材。
發明內容
本發明的目的是提供一種散熱器翅片的鋁合金材料，針對現有技術中的鋁合金換熱器在強度、耐腐蝕性能、可加工性能尚不能滿足散熱器翅片惡劣工作條件的要求，提供一種較高的強度特性、釺焊性、耐蝕性優異並具有良好的可加工性能的冷卻扁管的鋁合金材料。為了實現上述目的，本發明採用了以下技術方案
一種散熱器翅片的鋁合金材料，其特徵是其具有以下組分和含量Si 0. 5-1. 2wt%、 Mn :0. 5-1. 8wt%, Zn :0· 25-1. 8 wt%, Cu :0· 30-0. 55 wt%，餘量為 Al 及不可避免的雜質構成。下面說明本發明的鋁合金材料的合金成分的意義以及限定理由。Si
通過向鋁合金中添加Si能夠得到提高強度的效果。優選的含量是Si :0. 5-1. 2 wt%, 若矽的含量低於0. 5 wt%的時候，提高強度的效果就小。Si的含量超過上限，則對鋁合金的耐蝕性產生不利的影響，並且如果含量超過上限，則壓延加工性能降低。優選的，Si的含量範圍為0. 6-0. 9 wt%0
通過向鋁合金中添加Mn，能夠細化鋁合金顆粒，提高合金的強度而又不降低合金的耐蝕性。當Mn的含量低於0.5 wt%的時候，其對鋁合金強度的提高不顯著；而當Mn的含量高於1. 8wt%的時候，其在合金中的溶解度達到飽和，繼續增加Mn的含量，將導致在熱加工的過程中降低合金的擠出加工性能。因而，在本發明中將其含量限定在0. 5wt%-l. 5wt%的範圍內。優選的，Mn的含量範圍為0. 8-1. 5 wt%0更優選的其含量範圍為0. 9-1. 2 wt%。Zn:
通過向鋁合金中添加Zn，能夠增加製造和焊接期間的流動性，能夠提高材料的可加工性，然而如果Zn的含量進一步增加將會導致不期望的金屬間相的存在，容易誘晶間腐蝕， 而當含量在0. 25-1. 8 wt%,在改善材料可加工性的同時，對材料的耐蝕性能無不利的影響。 Zn的優選含量是0. 30-1. 5wt%,更優選0. 50-1. 30 wt%。Cu:
通過向鋁合金中添加Cu，能夠得到提高強度的效果，並且在本發明的合金中能夠協同改善材料的耐蝕性能。Cu的優選含量是0. 30-0. 55 wt%，若含量超過0. 55 wt%，將會顯著降低釺焊性能。另外，本發明還公開了上述散熱器翅片的鋁合金材料的製備方法，其特徵是，將按上述重量百分比配比的Si、Mn、Zn、Cu和Al的合金原料在氮氣保護氣氛下加熱至600-720 °C保溫45-90 min;加入佔合金原料總重量0.2-0.8 wt%的MnCl2，攪拌15-50 min ；之後將合金液澆注成型；澆鑄溫度為520-650 °C ；然後在350-450 °C保溫2_10 h進行均質化處理，並冷卻得到散熱器翅片的鋁合金材料。本發明所述的鋁合金材料，經均勻化退火後，觀察其金相組織，晶粒細小且均勻對提高鋁合金的耐蝕性有好處；並且其組織中沒有發現大量存在電化學腐蝕的異質相，大大減輕了晶間腐蝕發生的傾向；採用SWAAT實驗對合金材料的腐蝕行為進行測試，表明本發明的鋁合金耐蝕性有顯著提高；而且材料的強度與普通的鋁合金相比也有了顯著的提高， 本發明描述的鋁合金材料適合於加工成散熱器翅片。
具體實施方式
下面本發明將結合具體的實施例對本發明做進一步的解釋和說明。按表1所示出的質量百分比，製備本發明所述的鋁合金材料。具體的製備工藝過程為將按表1所示出的百分比配比的Si、Mn、Zn、Cu和Al的合金原料在氮氣保護氣氛下加熱至650 °C保溫60 min;加入佔合金原料總重量0. 3wt%的MnCl2，攪拌35 min ；之後將合金液澆注成型；澆鑄溫度為580 °C;然後在420 °C保溫4 h進行均質化處理，並冷卻得到散熱器翅片的鋁合金材料。表1母材鋁合金的化學成分
權利要求
1.一種散熱器翅片的鋁合金材料，其特徵是其具有以下組分和含量Si 0. 5-1. 2wt%、 Mn :0. 5-1. 8wt%, Zn 0. 25-1. 8 wt%, Cu 0. 30-0. 55 wt%，餘量為 Al 及不可避免的雜質構成。
2.權利要求1所述的鋁合金材料，其特徵在於所述的Si的含量範圍為0.6-0. 9 wt%0
3.權利要求1所述的鋁合金材料，其特徵在於所述的Mn的含量範圍為0.8-1. 5 wt%。
4.權利要求1所述的鋁合金材料，其特徵在於所述的Mn的含量是0.9-1. 2 wt%。
5.權利要求3所述的鋁合金材料，其特徵在於所述的Zn的含量是0.30-1. 50 wt%。
6.權利要求1所述的鋁合金材料，其特徵在於所述的Zn的含量是0.50-1. 30 wt%。
7.權利要求1-6任一項所述的鋁合金材料的製備方法，其特徵在於將按鋁合金材料配比的Si、Mn、Zn、Cu和Al的合金原料在氮氣保護氣氛下加熱至600-720 °C保溫45-90 min; 加入佔合金原料總重量0. 2-0.8 wt%WMnCl2，攪拌15-50 min ；之後將合金液澆注成型；澆鑄溫度為520-650 °C ；然後在350-450 °C保溫2_10 h進行均質化處理，並冷卻得到散熱器翅片的鋁合金材料。
全文摘要
本發明涉及一種散熱器翅片的鋁合金材料，其特徵是其具有以下組分和含量Si0.5-1.2wt%、Mn0.5-1.8wt%，Zn0.25-1.8wt%，Cu0.30-0.55wt%，餘量為Al及不可避免的雜質構成。本發明的鋁合金材料具有較高的強度特性、釺焊性、耐蝕性優異並具有良好的可加工性能，特別適合用作散熱器翅片。
文檔編號C22F1/053GK102330005SQ201110171129
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月23日 優先權日2011年6月23日
發明者楊貽方 申請人:蘇州方暨圓節能科技有限公司