[发明专利]用于复合钎焊料覆层的稀土铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种金属材料技术领域的合金及其制备方法，具体是一种用于复合钎焊料覆层的稀土铝合金及其制备方法。

背景技术

近年来，国内外汽车行业发展迅速，造成了整车厂对汽车热交换器的巨大需求。汽车热交换器多采用复合钎焊铝带或铝箔材料制成。其中通过铸造、热轧、冷轧和退火等工艺制造的3003Al合金被大量用作复合铝带箔的芯材，4343Al和7072Al等合金则被广泛应用于钎焊覆层。由于汽车热交换器的工作条件恶劣，对材料强度、塑性、抗腐蚀性能的要求日益提高。因此，通过合金化设计开发出新型覆层合金以满足未来多样化和高性能设计要求成为热传输材料的发展趋势。

大量文献表明：向铝合金中添加稀土元素Ce或混合稀土元素可以有效改善铝合金的铸造性能、改善力学性能或加工性能。到目前为止，关于稀土元素对于Al-Zn系合金尤其是7072Al合金（低硅铝锌合金）组织与性能影响的报道还不多。

经过对现有技术的检索发现，美国专利US7926701公开了一种铝合金钎焊带制备方法，该合金的覆层合金为添加稀土元素或其他贵金属元素的Al-(4-15%)Si合金。中国发明专利“热交换器翅片用铝合金箔材及其制造方法”(专利公开号CN 1861823A)也记载了添加混合稀土元素的低硅低锰铝合金，该合金具有较好的力学性能尤其是冲制性能。以上发明专利均未涉及稀土元素对7072Al这种热交换器覆层合金性能的影响。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种用于复合钎焊料覆层的稀土铝合金及其制备方法，通过向低硅含锌铝合金中添加稀土元素来调控复合钎焊料覆层合金的显微组织和力学性能，采用铸造、热轧、冷轧工艺制备了相应的板带材。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种用于复合钎焊料覆层的稀土铝合金，其组分和重量百分比为：Zn：0.7～1.3%、Fe：0.2～0.5%、Si：0.1～0.4%、Ce或主要成分为Ce元素的稀土：0.06～0.4%、Mn：0～0.1%、Cu：0～0.1%、杂质元素含量小于0.05%、其余为Al。

上述用于复合钎焊料覆层的稀土铝合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）依次选取Al、Zn、Fe、Si、Ce或主要成分为Ce元素的稀土，或选取含有Al、Zn、Fe、Si和Ce元素的合金，采用惰性气体保护，在熔炼炉或火焰反射熔炼炉中将合金原料于710～900℃下熔化均匀后浇注入模具内，冷却获得厚度为30～400mm的铸造合金坯；将铸造合金坯铣面后在450～550℃的加热炉中预热, 然后热轧得到厚度为3～5mm的合金板带；其中： Zn、Fe、Si、Ce或主要成分为Ce元素的稀土、Mn和Cu分别占总重量的0.7～1.3%、0.2～0.5%、0.1～0.4%、0.06～0.4%、0～0.1%、0～0.1%、杂质元素含量控制在0.05%以内，其余为Al。

（2）将所述合金板带进行多道次冷轧并经中间退火后获得用于复合钎焊料覆层的冷轧合金带材或者箔材。

所述的多道次冷轧是指：将合金板带轧制成厚度为0.08～20mm的合金带材。

所述的中间退火是指：在250～320℃的温度环境中退火。

本发明通过以下方式进行力学性能评价：将冷轧铝合金带材经过模拟钎焊热处理(在600℃下保温5分钟后出炉冷却至室温),其后在电子拉伸试验机上进行拉伸性能测试。

采用本发明制备的稀土铝合金焊后屈服强度可达25MPa以上， 延伸率为10%以上，通过控制稀土元素含量可以调控合金的电化学腐蚀电位，可适用于复合钎焊料覆层或其他相关制造领域。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1