[发明专利]热交换器用高性能铝合金复合箔及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金，具体涉及一种热交换器用高性能铝合金复合箔及其制造方法，属于有色金属技术领域。

背景技术

铝及其铝合金由于具有密度小、耐腐蚀、弹性好、比强度和比刚度高、抗冲击性能好、易表面着色、良好的加工成形性、以及易再回收等一系列优良特性，成为汽车轻量化最理想的材料。汽车热交换系统(水箱散热器、蒸发器、冷凝器、中冷器、暖风器、机冷器)轻量化是汽车轻量化的一个重要领域。铝制散热器的重量比传统的铜合金散热器轻37～45％，热交换率高12％，并且强度、耐腐蚀、钎焊等性能均能满足使用要求，而且成本大大降低，已经取代铜合金而成为轿车散热器的主要材料。自20世纪70年代以来，欧洲中高档轿车热交换系统的重量减少已超过50％，接近5～7kg，整车重量减少超过1％，燃油节省达0.1L/100km，节能效果明显。

汽车热交换器使用过程中要经受非常苛刻的道路环境影响、反复的热循环和使用周期中产生的振动，因此要求铝合金复合箔材料具有良好的强度、钎焊性、散热性、耐蚀性，以及良好的抗下垂性能和优异的加工性能。

目前国内企业所生产的铝合金复合箔产品品种较少，无论是产量，还是质量，与国外相比有较大差距，在强度、耐蚀性、抗下垂性能等方面，还不能很好的满足使用要求。随着汽车使用性能要求的提高，以及卡车等重型车辆热交换器的铝化率提高，对所用材料提出了更高的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种热交换器用高性能铝合金复合箔材料及其生产工艺，旨在有效解决现有铝合金复合箔材料强度较低、性能不稳定等综合性能不能很好满足使用要求等问题，尤其克服抗拉强度、抗下垂性偏低的缺陷。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

热交换器用高性能铝合金复合箔，包括芯层和面层，特点是：所述的芯层为Al-Mn合金，在Al-Mn合金的一面包覆Al-Si合金，或在Al-Mn合金的两面都包覆Al-Si合金。

进一步地，上述的热交换器用高性能铝合金复合箔，所述Al-Mn合金的成分质量百分含量如下——

Fe    ≤0.7wt％，

Si    ≤0.5wt％，

Mn    1.0～1.6wt％，

Cu    0.1～0.3wt％，

Mg    0.3～0.7wt％，

Zn    0.05～0.3wt％，

Cr    0.05～0.15wt％，

该Al-Mn合金的其余组分为Al和不可避免的杂质。

更进一步地，上述的热交换器用高性能铝合金复合箔，所述Al-Mn合金还含有Zr、Ti元素中的至少一种，且总含量小于0.1wt％。

更进一步地，上述的热交换器用高性能铝合金复合箔，所述的Al-Si合金选用4004合金。

更进一步地，上述的热交换器用高性能铝合金复合箔，所述铝合金复合箔材在O状态下的抗拉强度为120～170Mpa，屈服强度为35～70MPa，延伸率为15～22％；在H24状态下的抗拉强度为160～205MPa，屈服强度为130～165MPa，延伸率为6～10％；在605℃左右的模拟钎焊温度中保温10min后，下垂值小于5mm。

再进一步地，热交换器用高性能铝合金复合箔的制造方法，其特征在于：包括以下步骤——

①首先分别熔铸出Al-Si合金和Al-Mn合金锭，在制造过程中控制Al-Mn合金成分含量Si≤0.5wt％，Fe≤0.7wt％，Cu 0.1～0.3wt％，Mn 1.0～1.6wt％，Mg 0.3～0.7wt％，Zn 0.05～0.3wt％，Cr 0.05～0.15wt％，其余组分为Al和不可避免的杂质；

②将熔铸得到的Al-Si合金铸坯进行均匀化处理，均匀化处理后热轧；将Al-Mn合金锭进行均匀化处理，均匀化处理后铣面；继而将获得的Al-Si合金热轧板和Al-Mn合金锭进行表面处理后配对焊接；

③将获得的包覆板坯在460～520℃温度范围内加热4～9h进行热轧复合，加工过程中控制道次变形量和轧制速度，终轧温度控制在270～320℃范围内，其总压下量80％以上；

④将热轧复合带材进行300～430℃的中间退火1～3h，退火后进行冷粗轧，在制造过程中控制道次变形量以及板型平整度，其总压下量70％以上；

⑤将冷粗轧带材进行300～430℃的中间退火1～3h，退火后进行冷精轧，在制造过程中控制道次变形量和总的加工率以及板型平整度，其总压下量为30～70％，获得0.1～0.4mm厚的箔材；