[发明专利]用作散热片坯料的高强度耐腐蚀性铝合金以及其制造方法

说明书

本文公开了高强度、高可成形和耐腐蚀性的铝合金、这些合金的制造和加工方法以及由这些合金制备的产品。更具体地，公开了显示改善的机械强度、可成形性和耐腐蚀性的新型铝合金。在工业应用(包括换热器)中，所述合金可用作散热片坯料(finstock)。

技术领域

本公开涉及材料科学、材料化学、冶金、铝合金、铝制造领域以及相关领域。更具体来说，本公开提供可用于多种应用(包括例如换热器的散热片坯料)中的新型铝合金。

背景技术

换热器广泛用于各种应用，包括但不限于各种工业和化学过程中的加热和冷却系统。这些配置中许多利用与管子外部热传导接触的散热片以提供较大的表面区域，在所述表面区域上，流体之间可传热。另外，散热片用于调节穿过换热器的流体流。然而，铝合金换热器具有相对较高的易腐蚀性。腐蚀最终会导致管中制冷剂损失以及加热或冷却系统发生故障。改善的产品性能需要高强度耐腐蚀合金。然而，鉴别能提供解决这些故障的合金的合金组成和加工条件证明是一个挑战。

换热器管可由铜或铝合金制成，并且换热器散热片可由不同的铝合金(例如AA1100或AA7072)制成。散热片可装在铜管或铝管上方并且以机械方式组装。较大的加热、换气、空调和冷藏(HVACR)单元可需要较长的散热片，并且重要的是，其要具有足够的强度以进行下游加工(例如处理和/或成形为卷材)。一种维持散热片强度的方法在于提供较厚体量的散热片；然而，这会提高成本并增加重量。

发明内容

所涵盖的本发明的实施方案由权利要求书而非由本发明内容来界定。本发明内容是对本发明的各个方面的高程度概述并且引入了一些概念，这些概念会在以下详细描述章节中进一步描述。本发明内容并不意图鉴别所要求的主题的关键特征或基本特征，也不意图用以孤立地决定所要求的主题的范围。应通过参考整个说明书的适当部分、任何或所有图式以及每一权利要求来理解所述主题。

本文提供显示高强度和耐腐蚀性的新型铝合金。本文所述的铝合金包含约0.7-3.0重量％Zn、约0.15-0.35重量％Si、约0.25-0.65重量％Fe、约0.05-0.20重量％Cu、约0.75-1.50重量％Mn、约0.50-1.50重量％Mg、最多约0.05重量％Cr、最多约0.05重量％Ti和最多约0.15重量％杂质，其余为Al。在一些实例中，铝合金包含约1.0-2.5重量％Zn、约0.2-0.35重量％Si、约0.35-0.60重量％Fe、约0.10-0.20重量％Cu、约0.75-1.25重量％Mn、约0.90-1.30重量％Mg、最多约0.05重量％Cr、最多约0.05重量％Ti和最多约0.15重量％杂质，其余为Al。在一些实例中，铝合金包含约1.5-2.5重量％Zn、约0.17-0.33重量％Si、约0.30-0.55重量％Fe、约0.15-0.20重量％Cu、约0.80-1.00重量％Mn、约1.00-1.25重量％Mg、最多约0.05重量％Cr、最多约0.05重量％Ti和最多约0.15重量％杂质其余为Al。任选地铝合金包含约0.9-2.6重量％Zn、约0.2-0.33重量％Si、约0.49-0.6重量％Fe、约0.15-0.19重量％Cu、约0.79-0.94重量％Mn、约1.13-1.27重量％Mg、最多约0.05重量％Cr、最多约0.05重量％Ti和最多约0.15重量％杂质，其余为Al。任选地，铝合金包含约1.4-1.6重量％Zn、约0.2-0.33重量％Si、约0.49-0.6重量％Fe、约0.15-0.19重量％Cu、约0.79-0.94重量％Mn、约1.13-1.27重量％Mg、最多约0.05重量％Cr、最多约0.05重量％Ti和最多约0.15重量％杂质，其余为Al。合金可通过浇铸(例如直接冷铸或连续浇铸)、均质化、热轧、冷轧和/或退火而制得。合金可处于H回火或O回火。

合金的屈服强度为至少约70MPa。合金的极限拉伸强度可为至少约170MPa。根据国际退火铜标准(IACS)，铝合金的电导率可高于约37％。任选地，铝合金的腐蚀电位为约-740mV至约-850mV。