[发明专利]一种散热器机械翅片材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种散热器机械翅片材料及其制备方法。所述机械翅片材料中，各元素的质量百分数为：Si≤0.3％，Fe≤0.4％，Cu为0.08～0.12％，Mn为0.08～0.15％，Mg为0.1～0.2％，Zn为0.8～1.3％，Ti为0.05～0.15％，Zr≤0.05％，Cr≤0.05％，其余为Al和总量小于0.15％的不可避免杂质。本发明提供的散热器机械翅片材料强度高、厚度薄、延伸率好，在与换热管胀接的过程成不易出现开裂，有效提高了产品的合格率，该翅片材料的抗拉强度可达200～250MPa，屈服强度可达180～210MPa，延伸率不小于2％。

技术领域

本发明涉及材料制备领域，具体涉及一种散热器机械翅片材料及其制备方法。

背景技术

汽车热交换器用铝合金翅片材料以3xxx系铝合金单料和4xxx系/3xxx系/4xxx系复合料为主。其中，以Mn为主要合金元素的3xxx系铝合金因具有较好的高温强度，并且在590℃～630℃的短时高温钎焊条件下不易变形，常常用作热交换器用钎焊铝合金的主体材料，最典型的代表是AA3003铝合金。不同于采用高温钎焊的方式实现翅片与板材或管材的连接，机械式装配热交换器主要以胀管方式实现管体与翅片的机械连接。该类热交换器装配完成后无需再经高温钎焊处理，具有工序简单、节能环保的优点，在大众系列车型散热器中得到广泛应用。

在机械式装配热交换器的制作过程中，换热管和散热翅片预先装配，组合成芯体。通过将换热管内径扩大，实现换热管与散热翅片的过盈配合，称为芯体胀接。换热管与散热翅片胀接时会出现胀紧程度不足(欠胀)或过量(过胀)的现象。欠胀是由于在胀接过程中，没有产生足够的塑性变形，会造成换热管与散热翅片之间存在间隙，增加热阻，降低传热性能。过胀是由于强度不足，塑性变形过大，使管壁或散热翅片发生裂纹。无论是欠胀还是过胀，都会降低产品的可靠性，甚至出现严重的安全事故。

专利申请CN101010554公开了一种机械式装配热交换器及其密封件，解决了密封件在扩张管上接触压力不均等问题。专利申请CN 102679793A公开了一种换热效率高、便于安装、板材强度高、不易弯曲变形的换热器翅片。该技术中，通过加一定角度倒角便于翅片与翅片管安装；翅片成形过程中增加了一系列弧形凹槽(加强筋)，增加了翅片的抗弯能力；在与翅片管接触的翅片部分加工出一定宽度的翻边，增加了翅片与翅片管的接触面积，使翅片管与翅片接触更为紧密，减少了风阻，增加了换热能力。文献《一种内燃机车用机油热交换器管片胀接工艺的研究》中对胀管连接部件进行了改进，变推力式胀管工艺为拉力式胀管工艺，该工艺具有操作简便、劳动强度低的特点，可实现换热管与散热翅片之间的可靠胀接。

但是，上述报道中，对机械式装配热交换器的研究主要集中在热交换器结构设计及装配方式的改进上等，用来改善热交换器的密封性能及散热效果等，而对机械翅片(相对于钎焊翅片)材料自身力学性能的研究报道较少。

发明内容

本发明旨在提出一种新型的散热器机械翅片材料及其制备方法，该翅片材料具有厚度薄、强度高、延伸率好的优点，在与换热管胀接的过程中不易出现开裂，从而有效提高了产品的合格率。

本发明的目的之一是提供一种散热器机械翅片材料，其中各元素的质量百分数为：Si≤0.3％，Fe≤0.4％，Cu为0.08～0.12％，Mn为0.08～0.15％，Mg为0.1～0.2％，Zn为0.8～1.3％，Ti为0.05～0.15％，Zr≤0.05％，Cr≤0.05％，其余为Al和总量小于0.15％的不可避免杂质。

作为本发明优选的实施方式，所述机械翅片材料中，各元素的质量百分数为：Si≤0.25％，Fe≤0.25％，Cu为0.11～0.12％，Mn为0.12～0.15％，Mg为0.15～0.2％，Zn为0.8～1.0％，Ti为0.10～0.15％，Zr≤0.035％，Cr≤0.035％，其余为Al和总量小于0.15％的不可避免杂质。

本发明的另一目的是提供一种制备散热器机械翅片材料的方法，包括如下步骤：