[发明专利]高强度铝合金翅片材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种热交换器用含轻重稀土超薄耐高温高强度铝合金翅片材料及其制备方法。

背景技术

对于由铝钎焊薄板制成的产品，特别是用于热交换器，尤其是汽车应用的钎焊薄板或翅片，存在日益增加的减轻重量和减少成本的要求。铝热交换器由钎焊在形成工作流体通道的铝合金材料上的铝合金翅片料等组成，为了改善热交换器性能特性，作为该铝合金翅片材料基本特性，要求其具有牺牲阳极作用，以及防止形成工作流体通道材料的腐蚀。此外，为了避免由于高温钎焊加热和钎焊料的渗透引起的变形，要求其有优异的焊后抗拉强度，屈服强度和抗下垂性。

为了满足以上基本特性，翅片料中添加有相当量的锰和铁，可以提高合金强度、耐蚀性以及导电率。但是，近年来工艺上主要是采用快速连续铸造(CC)方法，利用快速凝固防止高铁高锰形成大颗粒，克服了高锰和高铁易形成大颗粒带来的不利影响。传统的直接急冷铸造(DC)工艺往往给高锰高铁的铝合金带来粗大的大颗粒化合物析出，这些粗大的含铁锰化合物一方面容易成为再结晶形核晶核，导致钎焊过程中再结晶发生，从而影响合金强度和塑形；另一方面这些大颗粒化合物在铝箔减薄加工时，极易导致铝箔穿孔，大大限制了DC铸造方法在高铁高锰铝合金翅片材料中的使用。

发明专利CN201280045064.2公开了一种单层高硅可钎焊材料，包含管料、翅片料，其硅含量达到2.5％以上，利用硅形成共晶硅，共晶硅在熔点480℃，在钎焊温度下，含硅成分大部分液化，液化部分扩到材料表面，达到钎焊连接两个部件目的。该专利在材料中加入一定量铁，主要目的是形成高熔点化合物，使共晶硅在液化的条件下基体仍保持固体，使材料不发生变形。另外，专利中锌是以喷涂形式喷到材料表面，而不是以合金的形式加入合金里面。该专利产品受液相率及钎焊时间影响，焊接工艺要求极为苛刻，喷涂工艺复杂，增加了加工成本，实际应用效果不太明显。

发明专利CN200580034986.3公开了一种多层复合热传输材料，其芯层要求是：含有0.5-1.7％重量的Mn，0.1-1.2％重量的Si，少于2％重量的Fe，实际应用含量小于0.9％，少于2.5％重量的Mg，少于1.2％重量的Cu，少于3％重量的Zn，0-0.3％重量的Ti和少于0.3％重量的Zr，还可以添加其他少量元素。该专利为多层复合产品，芯层合金加入过量镁，对钎焊性能有不利的影响，同时，该专利还加入铜元素，铜的加入严重降低耐蚀性。该专利利用内衬材料阻挡镁元素挥发、扩散，同时用内衬克服高铜带来的不利影响，但这种材料适合用在多层复合材料，单层翅片料就不能克服镁，铜带来的不利影响，并且该专利没有描述如何克服镁和铜带来的不利。

发明内容

本发明提供一种热高强度铝合金翅片材料及其制备方法和应用，以克服现有技术存在的上述缺陷。

所述的高强度铝合金翅片材料，其组成和重量百分比含量如下：

Si：0.6-1.5wt％，Fe：0.8-1.5wt％，Mn：1.0-1.5wt％，Zn：1.0-1.5wt％，Y：0.05-0.3％，Sm：0.05-0.3％，余量为不可避免的杂质和Al，所述的杂质含量≤0.05％；

优选的，所述的高强度铝合金翅片材料，其组成和重量百分比含量如下：

Si：0.8-1.5wt％，Fe：0.8-1.3wt％，Mn：1.2-1.5wt％，Zn：1.1-1.5wt％，Y：0.08-0.15％，Sm：0.1-0.15％，余量为不可避免的杂质和Al，所述的杂质含量≤0.05％；

上述热交换器用含轻重稀土铝合金翅片材料，其翅片材料厚度为50～80μm；

上述热交换器用含轻重稀土铝合金翅片材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将合金按照配比，进行熔炼，并采用直接急冷铸造方法浇注成铸锭；

(2)将步骤(1)的产物，热处理退火后热轧，退火，然后再冷轧；

(3)退火，得到翅片材料的使用状态。

其中：

步骤(1)中：直接急冷铸造方法浇注成铸锭方法为公知的方法，也称为DC铸造方法，是指熔体金属连续地通过结晶器，实现凝固结晶并成型的锭坯生产工艺；

铸锭引铸速度限定在40-55mm/min，铸锭头部水流速750～850m³/h，铸锭尾部水流速2000～3000m³/h，中间铸锭水流速逐步增加，以达到均匀冷却的目的。

步骤(2)中，在480-500℃热处理退火2～4小时；