[发明专利]一种镀Ni钎焊铝合金复合板及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及铝合金材料技术领域，尤其是一种镀Ni钎焊铝合金复合板及其制备方法和应用，所述复合板包括3003铝板基材层、4343铝板包覆层以及位于4343铝板包覆层表面的镀镍层，所述镀镍层的厚度为3~5μm。所述铝合金复合板中包覆层与基体层厚度比为1:20～1:10，所述的镀Ni钎焊铝合金复合板在液冷板和吹胀板生产中的应用。本发明中镀Ni钎焊铝合金复合板，有效解决了当前广泛使用3003/4343双层复合铝合金板不能直接钎焊的问题。采用本发明中的镀Ni钎焊铝合金复合板来制备液冷板和吹胀板，生产工艺中可以取消涂钎剂工序，节省了生产线建设投资，使用方便，流程短，效率高，有利于产品规模化批量生产。

技术领域

本发明涉及铝合金材料技术领域，尤其是一种镀Ni钎焊铝合金复合板及其制备方法和应用，材料主要用于汽车热交换器、新能源电动汽车电池包等热管理系统的主要散热元件液冷板和电子通信产品均温及散热用的吹胀板制造。

背景技术

热交换器是汽车热管理系统的重要散热部件，在市场需求推动下，其工程材料经历了不同的发展阶段。20世纪70年代初，因当时石油危机、铜价上涨、减轻汽车重量，法国Valeo开始用机械装配式铝热交换器，开启了以铝代铜的轻量化途径；20世纪70年代后期，美国Ford开始用真空钎焊工艺制造汽车水箱，耐腐蚀问题成为热点之一，复合材料开始应用；20世纪80年代无腐蚀性钎剂Alcan的KF-AlF3（Nocolok钎剂）的发明，由于高效率，低成本推动了铝钎焊技术的迅猛发展，汽车铝热交换器被欧美国家广泛应用。本世纪初汽车热交换器几乎进入全铝化，近十余年来新能源汽车迅猛发展，电池包是其动力及储能核心部件，而电池包的热管理直接影响电池箱内电池的温度均匀性和及时散热，也是影响电池使用时间及寿命、重量、提高续航里程的重要因素之一，铝合金复合板制造的液冷板较好的满足了市场发展需求，因而成为新能源汽车行业的应用研究的热点。

2012年以来，5G无线容量需求增长超过250倍，高功耗、高速率/超高速、高集成度，给无线基站散热、尺寸和重量带来极大挑战。体积小、重量轻、散热好成为通信产品的持续追求。当前，商用的无线基站壳体用压铸铝合金材料导热性能呈现持续提高趋势，经多年持续研究开发，导热系数从常用ADC1₂的92W/(m·K)到AlSi₆的175W/(m·K)，导热性能提高了90％。但随着电子通讯技术发展，仍然无法满足下一代电子通信产品对压铸铝合金材料高导热性能的需求。为进一步提高基站散热能力，借鉴冰箱等家电的冷凝器产品，开发了采用吹胀均温板，嵌入无线基站压铸壳体上的沟槽，替代压铸成型的散热齿，散热齿的导热系数从常用AlSi₆的175W/(m•K)提高到500～1000W/(m•K)。

无论是新能源汽车电池包热管理系统用的液冷板，还是电子通信产品热管理使用的吹胀板，广泛采用3003/4343双层复合铝合金板，其具体结构如图1所示，包括基材层1和包覆层2，如图2所示铝合金复合板生产工艺流程如下：

芯材和复合层合金分别轧制一定厚度；

–将轧制的带材在冷轧复合前进行表面处理；

–根据复合合金要求进行冷轧复合；

–要求大道次压下量；

–随后根据最终产品要求进行热处理和进一步轧制成品厚度。

目前液冷板和吹胀板生产工艺流程如下：

液冷板生产工艺流程：原材料（复合铝板，或铝板）→下料（激光切割或冲压）→盖板流道成型（气胀、液胀、或冲压成型）→盖板切边（激光或冲压）→折弯→清洗→涂钎剂→合装→钎焊→漏检→入库。

吹胀板生产工艺流程：原材料（复合铝板，或铝板）→下料（激光切割或冲压）→盖板流道成型（气胀、液胀、或冲压成型）→清洗→涂钎剂→钎焊→冲压→激光切边→焊接管→保压测试→充注冷媒→激光封口→检验→入库。