[发明专利]一种Al-Mn-Si-Mg合金材料及其制备方法

说明书

一种Al‑Mn‑Si‑Mg合金材料及其制备方法，成分按重量百分比为Mn 0.6‑1.5％，Si0.7‑1.5％，Fe 0.1‑0.8％，Mg 0.5‑1.5％，Cu 0‑0.5％，Cr 0‑0.5％，Zn 0.1‑0.5％，Ti 0.09‑0.15％，余量为Al；方法为：1、将复合带材生产过程中产生的废料熔炼控制成分；2、精炼处理，静置后扒渣浇注，在线除气并在线添加晶粒细化剂，陶瓷板过滤浇注成圆棒或铸造成扁锭；3、均匀化处理；4、将均匀化处理后的扁锭轧制成板材；固溶处理后时效处理；5、将均匀化处理后的圆棒预热后挤压成型材；在线淬火后时效处理；或者先固溶处理后时效处理。本发明的方法可以重新利用复合带材废料，制备的产品性能优良，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于金属材料及冶金技术领域，具体涉及一种Al-Mn-Si-Mg合金材料及其制备方法。

背景技术

三明治结构的铝合金钎焊带具有质量轻、耐腐蚀、钎焊性好、性能可靠等优点，大量应用在汽车热交换器中，如汽车水箱散热器、汽车空调冷凝器蒸发器等，是制造汽车用铝热交换器的关键材料之一；铝合金复合钎焊带芯材一般是Al-Mn合金(比如3003合金)，双面包覆材一般是Al-Si系钎料合金(比如4045合金)。或者一面包覆材是Al-Si系钎料合，另一面包覆材是牺牲阳极合金，一般是Al-Zn合金(比如7022合金)。

在复合材的生产过程中，会出现一些废品，在热交换器生产过程中也会出现一些废品，还有一些淘汰的热交换器也需要回收处理，这样就产生了大量的复合带材废料；三明治结构的三层复合带材通过轧制复合在一起，难以分离；这些废料没法按合金种类分开回收，熔炼时，只能熔在一起，这样就使得熔化后的废料成分十分复杂；例如，将1kg三明治结构的三层复合带材的生产废料用石墨坩埚在实验室坩埚炉中重熔，并凝固成小铸锭；用光谱分析仪测得的化学成分为Mn 1.17wt％，Si 1.42wt％，Zn 0.28wt％，Fe 0.4wt％，Ti0.02wt％，Zr 0.02wt％，Cu 0.08wt％，余量为Al；铸锭的凝固组织如图1所示，经SEM-EDS分析，凝固组织主要由α-Al基体、Al₁₂(FeMn)₃Si₂相(如图2所示)和共晶Si组成(如图3所示)。

由于重熔料的Mn、Si、Fe、Zn的成分都比较高，这种料不适合生产任何已知牌号的铝合金；使用这种废料生产铝合金，合金成分很难控制；即使添加很少量这种废料，杂质含量也很容易超标；这使得这种复合带材废料难以再利用。

发明内容

针对三明治结构的三层复合带材难以再利用的问题，本发明提供一种Al-Mn-Si-Mg合金材料及其制备方法，可以采用三层复合带材重熔废料，制备出性能优良的板材或型材。

本发明的Al-Mn-Si-Mg合金材料的成分按重量百分比为Mn 0.6-1.5％，Si 0.7-1.5％，Fe0.1-0.8％，Mg 0.5-1.5％，Cu 0-0.5％，Cr 0-0.5％，Zn 0.1-0.5％，Ti 0.09-0.15％，余量为Al和杂质，其中杂质含量≤1.0％。

上述的Al-Mn-Si-Mg合金材料的抗拉强度272-316MPa，延伸率7.5-11.9％。

本发明的Al-Mn-Si-Mg合金材料的制备方法按以下步骤进行：

1、将复合带材生产过程中产生的废料干燥去除水分，然后熔炼形成废料熔体；控制其成分按重量百分比为Mn 0.6-1.5％，Si 0.7-1.5％，Fe 0.1-0.8％，Mg 0.5-1.5％，Cu0-0.5％，Cr 0-0.5％，Zn 0.1-0.5％，Ti 0.09-0.15％，余量为Al和杂质，其中杂质含量≤1.0％；控制熔炼温度为720-750℃，待全部物料熔化后，搅拌均匀，获得铝合金熔体；