[发明专利]空调热交换器用高性能翅片铝箔的退火方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及有色金属加工领域，是一种铝箔材料的退火方法。

[背景技术]

不断发展的空调工业对热交换器翅片铝箔的需求量迅速增长，图1是我国近年来空调产量和翅片铝箔消费量变化趋势图。1980年我国空调产量不足1万台，消耗铝箔不足100吨，至2005年国产空调6323万台，占全世界总产量的70％以上，消耗翅片铝箔20余万吨/年。

翅片铝箔主要用空调热交换器散热翅片，传统翅片铝箔1050、1100、1200、L5-1、8011等纯铝系列铝合金，使用状态主要有O、H19、H22、H24和H26状态，其中H26状态要求最高，生产技术最难。

近年来空调向着体积小、耗能少、功率大、效率高、成本低方向发展。要求翅片铝箔厚度更薄；综合力学性能(强度和伸长率双高)更好；翅片冲制成形技术更高，冲制速度更快；价格更低。减薄厚度引起翅片的抗倒片能力下降，要求提高强度来弥补。强度和伸长率是一对矛盾。提高强度，伸长率就会下降，当伸长率低于10％时，翅片冲制过程中的破片率会大大增加。图2是翅片破碎率与铝箔伸长率之间的关系，从图中可见，当伸长率低于10％后，破片率随伸长率的下降而快速增加。ECO等翅片新型冲制技术对翅片铝箔的综合力学性能也提出了新的要求，要求抗拉强度为130～150MPa，伸长率≥10％。强度＜130MPa时，翅片铝箔抗倒片能力不够，强度＞150MPa时影响翅片铝箔冲制后的切断，要求翅片铝箔的强度上下波动范围越小越好。最近两三年来人们开始采用3102等含有Mn元素的铝合金来生产H26翅片铝箔，其综合力学性能有较大提高，然而生产中存在着较多问题，主要问题有：

1)、最终退火过程中有时因晶粒异常粗大，综合力学性能偏低，深冲性能较低等出现整炉报废的问题；

2)、同批铝箔有时甚至在较小面积内出现个别晶粒异常粗大、力学性能不均匀现象。造成翅片铝箔在冲制过程中突然因开裂等缺陷而中断流水作业，影响铝箔冲制过程的连续生产。

国内外研究表明：翅片铝箔最终强度和伸长率主要是靠成品退火来控制，经过本发明人的系统研究，造成上述问题的主要原因是退火过程中的“临界再结晶温度现象”的影响所致。

经发明人对“临界再结晶温度现象”的研究发现：3102铝箔在靠近并略低于再结晶温度退火时，出现综合力学性能过低，特别是伸长率随退火温度的升高出现异常的“N”曲线(见图3)，与一般铝合金的退火曲线不同；其再结晶晶粒呈现出异常粗大现象(见图4)，该现象被发明人命名为“临界再结晶温度现象”。“临界再结晶温度现象”是造成工业生产上最终退火过程中翅片铝箔出现综合力学性能过低，晶粒异常粗大的主要原因。

[发明内容]

本发明的目的是针对翅片铝箔退火过程局部晶粒粗大或整体晶粒粗大现象，导致翅片铝箔出现综合力学性能过低的问题提出一种新的退火方法，以提高翅片铝箔的综合力学性能，减少退火过程中因力学性能而批量报废的现象，提高翅片铝箔的成材率。

本发明的技术方案采用低温长时保温，退火铝箔的目标温度为230℃～265℃(即图3(b)中AB段的温度区间)，保温时间在4～30h，步骤如下：

1、装料

2、炉温定温：根据炉内铝箔装料量多少和退火铝箔单卷重量大小来决定加热过程中炉温定温温度，加热过程中炉温定温温度：

T₁＝(T₀+ΔT)℃；

T₁：加热过程炉温定温温度；T₀：铝箔退火目标温度；ΔT：加热过程中炉温定温温度与铝箔退火目标温度之差；

当铝箔单卷重量≤1500kg时，ΔT为20～40℃；

当铝箔单卷重量为1500～5000kg时，ΔT为25～60℃；

当铝箔单卷重量＞5000kg时，ΔT为30～70℃。

3、炉温转定温阶段：当铝箔料温高点温度升至[T₀-(10+0.5ΔT)]℃，炉温转定温为退火目标温度T₀后让铝箔卷继续升温；

4、保温：当铝箔料温低点温度升至(T₀-3)℃后，开始计算保温时间，具体保温时间视装炉量、装炉方式和单卷重量而定，保温时间范围在4～30h，在保温阶段，控制铝箔料温温度在(T₀±3)℃内波动。