CN100507045C - 热轧坯料汽车散热器翅片用铝合金箔材的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热轧坯料汽车散热器翅片用铝合金箔材制造方法，该箔材的组份和重量配比是：铁0.05-0.30%、硅0.90-1.30%、铜0.05-0.15%、锰1.4-2.0%、锌1.2-1.8%、锆0.10-0.25%、钛0.01-0.03%，其余为铝。其制造方法是首先进行板坯的热轧，然后对热轧板坯进行冷轧加工制得箔材成品，本发明与现有技术相比，在同样的厚度下，产品有较高的强度，高温下抗下垂性能好，能适应汽车散热器高温钎焊时翅片不塌陷。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种汽车钎焊式散热器所使用的热交换器材料，特别是一种热交换器翅片用铝合金箔材的制造方法。
二、背景技术
近年来随着汽车行业的高速发展，由于铝合金在价格、重量、钎焊强度、防腐性等方面优于铜，因此汽车行业产生了铝制散热器替代铜制散热器的变革。汽车钎焊式散热器由导管和铝合金散热片钎焊而成。导管为扁圆柱状，其一侧由有包覆层的钎焊板经轧制后缝焊而成。铝合金散热片采用机器折叠后再钻散热孔制作而成。由于汽车散热器用铝箔工作环境较为恶劣，要求其具有良好的抗塌陷及耐热能力。与此同时，为了达到节约原材料以及轻型化的目的，散热器铝箔材料又在朝着厚度更薄的方向发展。为了达到上述要求，相应的散热器铝箔材料需要有更高的强度，并提高材料在高温钎焊时的耐高温性和抗下垂性能。因此，新型翅片用铝合金箔材化学成份的选用至关重要，而其制造方法则是铝合金箔材能否达到性能要求的重要因素，目前，现有的散热器铝箔材料成份范围宽广，其中3003牌号铝合金箔材是一种最常用的翅片用材，但是这些材料均不能完全满足汽车散热器翅片用箔材的特定要求。
三、发明内容
1、发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种汽车散热器翅片用铝合金箔材的制造方法，使用该方法制备的材料具有较高的强度，在高温钎焊时具有较好的抗下垂性能，适合于汽车散热器较恶劣的工作环境。
2、技术方案：为实现上述目的，本发明所述的散热器翅片用铝合金箔材的制造方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
1)板坯的热轧：按铁0.05—0.30％、硅0.90—1.30％、铜0.05-0.15％、锰1.4—2.0％、锌1.2—1.8％、锆0.10—0.25％，钛0.01-0.03％，其余为铝的重量比例将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆中间合金锭和锌锭加入熔炼炉中熔化并升温到720-800℃，精炼、除渣、搅拌、调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣，保温至700-730℃后铸造，并启用炉外精炼装置进一步除气除渣；及启用ALTiB(铝钛硼)细化剂添加装置在铝液中加入0.01-0.03％的钛元素细化晶粒；并在保证冷却水流量180-220m3/h的条件下，以40-60mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯；锭坯经锯头、铣面后热轧，其中热轧乳液浓度控制在2.5-3.5％，PH值控制在7.5-8.5，开轧温度控制在440-480℃，终轧温度控制在250-330℃，经过一组道次的热轧，最终获得具有符合预定成份、结晶组织、板型和外形尺寸等要求的热轧板坯；
2)板带的冷轧：将热轧板坯进行冷轧加工，到预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到25～60％，在该厚度进行中间退火，中间退火的温度是350-450℃，保温时间是12-20小时；然后继续轧制至成品厚度，经拉弯矫直、精密剪切机剪切后制成具有预定轧制组织、板型、外形尺寸及表面质量的成品。其中，轧制道次的分配、中间退火位置(厚度)的选择以及中间退火的工艺都是影响抗下垂性等性能的重要因素。
3、有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点：在同样的厚度下，产品有较高的强度，高温下抗下垂性能好，能适应汽车散热器高温钎焊时翅片不塌陷。
本发明所述的散热器翅片用铝箔主要技术指标如下：
| 项目 | 抗拉强度MPa | SAG性(抗下垂性)mm |
| 指标 | 180~220 | ≤15mm |
| 检测方法 | 拉力试验 | 专用试验设备(经605℃、5min后检测铝箔下垂量) |
一、具体实施方式
实施例1：材料的化学成份配比是：
| 组份 | 铁 | 硅 | 铜 | 锰 | 锌 | 锆 | 钛 | 铝 |
| 重量配比 | 0.10 | 0.90 | 0.05 | 1.4 | 1.3 | 0.10 | 0.01 | 其余 |
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是：
1)板坯的热轧：
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆中间合金锭和锌锭按上述成份计算并备好材料后，加入熔炼炉中熔化并升温到750℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣，保温至700℃后铸造，启用炉外精炼装置及ALTiB细化剂添加装置，进一步除气除渣及细化晶粒，保证在铝液中加入上述比例的钛元素，并在保证冷却水流量180m3/h的条件下，以45mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯。锭坯经锯头、铣面后热轧，其中热轧乳液浓度控制在2.5％，PH值控制-在7.5，开轧温度控制在440℃，终轧温度控制在250℃，经过多道次热轧，最终获得具有符合预定成份、结晶组织、板型和外形尺寸等要求的热轧板坯；
2)板带的冷轧：
热轧板坯通过7道次冷轧，到预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到30％，在该厚度进行中间退火，退火温度为360℃，保温时间为14小时。然后再经过1道次冷轧至成品厚度。
实施例2：材料的化学成份配比是：
| 组份 | 铁 | 硅 | 铜 | 锰 | 锌 | 锆 | 钛 | 铝 |
| 重量配比 | 0.20 | 1.0 | 0.10 | 1.5 | 1.5 | 0.15 | 0.02 | 其余 |
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是：
1)板坯的热轧：
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆中间合金锭和锌锭按上述成份计算并备好材料后，加入熔炼炉中熔化并升温到750℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣，保温至710℃后铸造，启用炉外精炼装置及ALTiB细化剂添加装置，进一步除气除渣及细化晶粒，保证在铝液中加入上述比例的钛元素，并在保证冷却水流量190m3/h的条件下，以45mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯。锭坯经锯头、铣面后热轧，其中热轧乳液浓度控制在2.8％，PH值控制在8.0，开轧温度控制在450℃，终轧温度控制在280℃，经过多道次热轧，最终获得具有符合预定成份、结晶组织、板型和外形尺寸等要求的热轧板坯；
2)板带的冷轧：
热轧板坯通过7道次冷轧，到预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到25％，在该厚度进行中间退火，退火温度为380℃，保温时间为12小时。然后再经过1道次冷轧至成品厚度。
实施例3：材料的化学成份配比是：
| 组份 | 铁 | 硅 | 铜 | 锰 | 锌 | 锆 | 钛 | 铝 |
| 重量配比 | 0.15 | 1.1 | 0.12 | 1.6 | 1.6 | 0.20 | 0.025 | 其余 |
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是：
1)板坯的热轧：
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆中间合金锭和锌锭按上述成份计算并备好材料后，加入熔炼炉中熔化并升温到760℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣，保温至720℃后铸造，启用炉外精炼装置及ALTiB细化剂添加装置，进一步除气除渣及细化晶粒，保证在铝液中加入上述比例的钛元素，并在保证冷却水流量200m3/h的条件下，以50mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯。锭坯经锯头、铣面后热轧，其中热轧乳液浓度控制在3.0％，PH值控制在8.0，开轧温度控制在460℃，终轧温度控制在290℃，经过多道次热轧，最终获得具有符合预定成份、结晶组织、板型和外形尺寸等要求的热轧板坯；
2)板带的冷轧：
热轧板坯通过7道次冷轧，到预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到40％，在该厚度进行中间退火，退火温度为400℃，保温时间为16小时。然后再经过1道次冷轧至成品厚度。
实施例4：材料的化学成份配比是：
| 组份 | 铁 | 硅 | 铜 | 锰 | 锌 | 锆 | 钛 | 铝 |
| 重量配比 | 0.20 | 1.2 | 0.15 | 1.8 | 1.7 | 0.18 | 0.03 | 其余 |
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是：
1)板坯的热轧：
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆中间合金锭和锌锭按上述成份计算并备好材料后，加入熔炼炉中熔化并升温到780℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣，保温至725℃后铸造，启用炉外精炼装置及ALTiB细化剂添加装置，进一步除气除渣及细化晶粒，保证在铝液中加入上述比例的钛元素，并在保证冷却水流量210m3/h的条件下，以50mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯。锭坯经锯头、铣面后热轧，其中热轧乳液浓度控制在3.0％，PH值控制在8.5，开轧温度控制在460℃，终轧温度控制在300℃，经过多道次热轧，最终获得具有符合预定成份、结晶组织、板型和外形尺寸等要求的热轧板坯；
2)板带的冷轧：
热轧板坯通过8道次冷轧，到预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到45％，在该厚度进行中间退火，退火温度为420℃，保温时间为18小时。然后再经过1道次冷轧至成品厚度。
实施例5：材料的化学成份配比是：
| 组份 | 铁 | 硅 | 铜 | 锰 | 锌 | 锆 | 钛 | 铝 |
| 重量配比 | 0.25 | 1.0 | 0.12 | 1.7 | 1.4 | 0.25 | 0.015 | 其余 |
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是：
1)板坯的热轧：
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆中间合金锭和锌锭按上述成份计算并备好材料后，加入熔炼炉中熔化并升温到740℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣，保温至710℃后铸造，启用炉外精炼装置及ALTiB细化剂添加装置，进一步除气除渣及细化晶粒，保证在铝液中加入上述比例的钛元素，并在保证冷却水流量200m3/h的条件下，以50mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯。锭坯经锯头、铣面后热轧，其中热轧乳液浓度控制在3.5％，PH值控制在8.0，开轧温度控制在480℃，终轧温度控制在320℃，经过多道次热轧，最终获得具有符合预定成份、结晶组织、板型和外形尺寸等要求的热轧板坯；
2)板带的冷轧：
热轧板坯通过7道次冷轧，到预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到50％，在该厚度进行中间退火，退火温度为400℃，保温时间为18小时。然后再经过1道次冷轧至成品厚度。
实施例6：材料的化学成份配比是：
| 组份 | 铁 | 硅 | 铜 | 锰 | 锌 | 锆 | 钛 | 铝 |
| 重量配比 | 0.30 | 1.3 | 0.10 | 1.6 | 1.8 | 0.20 | 0.018 | 其余 |
散热器翅片用铝合金箔材的制作方法是：
1)板坯的热轧：
将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆中间合金锭和锌锭按上述成份计算并备好材料后，加入熔炼炉中熔化并升温到800℃，精炼、除渣、搅拌、分析并调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣，保温至730℃后铸造，启用炉外精炼装置及ALTiB细化剂添加装置，进一步除气除渣及细化晶粒，保证在铝液中加入上述比例的钛元素，并在保证冷却水流量220m3/h的条件下，以60mm/min的铸造速度浇注成热轧锭坯。锭坯经锯头、铣面后热轧，其中热轧乳液浓度控制在3.2％，PH值控制在8.2，开轧温度控制在470℃，终轧温度控制在330℃，经过多道次热轧，最终获得具有符合预定成份、结晶组织、板型和外形尺寸等要求的热轧板坯；
2)板带的冷轧：
热轧板坯通过7道次冷轧，到预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到55％，在该厚度进行中间退火，退火温度为450℃，保温时间为12小时。然后再经过1道次冷轧至成品厚度。
Claims (2)
1、一种热轧坯料汽车散热器翅片用铝合金箔材的制造方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
1)板坯的热轧：按铁0.05—0.30％、硅0.90—1.30％、铜0.05-0.15％、锰1.4—2.0％、锌1.2—1.8％、锆0.10—0.25％，钛0.01-0.03％，其余为铝的重量比例将重熔用工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝铜中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝锆中间合金锭和锌锭加入熔炼炉中熔化并升温到720-800℃，精炼、除渣、搅拌、调整成份后进入静置炉，静置、精炼、除气、除渣，保温至700-730℃后铸造，并启用炉外精炼装置进一步除气除渣；及启用铝钛硼细化剂添加装置在铝液中加入0.01-0.03％的钛元素细化晶粒；然后浇注成热轧锭坯；锭坯经锯头、铣面后热轧，经过一组道次的热轧，获得热轧板坯；
2)板带的冷轧：将热轧板坯进行冷轧加工，根据冷加工率冷轧至预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制在25～60％，在该厚度进行中间退火，中间退火的温度是350-450℃，保温时间是12-20小时，然后继续轧至成品厚度，经拉弯矫直、剪切后制得成品。
2、根据权利要求1所述的热轧坯料汽车散热器翅片用铝合金箔材的制造方法，其特征是：在步骤1)的浇注过程中，冷却水流量为180-220m3/h，铸造速度为40-60mm/min。
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