一种钎焊用4004铝合金的制作方法
【专利摘要】一种钎焊用4004铝合金，铝合金的化学成分包括如下质量百分数的成分：Si9.0～9.5%，Fe≤0.2%，Cu≤0.1%，Mn≤0.1%，Mg1.5～1.6%，Zn≤0.2%，Sr≤0.05%，Zr≤0.05%，其余为铝及不可避免的杂质，所述铝合金的化学成分还包括如下质量百分数的成分：Bi0.05～0.15%，Re≤0.03%元素，Ti≤0.05%，铝合金坯料加热采用均匀化加热，铝合金坯料温度530～540℃，保温4～6小时，出炉铝合金温度为470～480℃。本发明降低了合金Si、Fe、Cu、Mn、Mg元素含量，细化了α（Al）固溶体、共晶体及初晶，得到了均匀、弥散化、细小且晶界有害相较少的第二相粒子，提高了合金的塑性，避免了4004合金热轧后裂边质量缺陷。
【专利说明】-种钎焊用4004铝合金
【技术领域】
[0001] 本发明属于铝合金材料【技术领域】，具体涉及到一种钎焊用4004铝合金，避免热轧 裂边。
【背景技术】
[0002] 铝基复合板带箔材是由芯材和皮材构成的，它是制造钎焊式铝质热交换器的材 料，4004是典型的Al-Si系铝合金，具有熔点低、润湿性和流动性良好等特点，广泛用于构 成铝基复合板带箔材的皮材，在制造钎焊式铝质热交换器过程中，皮材中的4004铝合金在 一定的温度及环境调节下，熔化起到焊料的作用。钎焊用铝基复合板带箔材生产的过程中 需经历2次热轧，一次为皮材坯料的制备；另外一次为复合坯料的生产。一般的，皮材坯料 的最终厚度为26?58mm，复合述料经过热乳后的最终厚度为4. 0?6. 5mm左右。热乳后 的复合坯料经常出现裂边，这是由4004合金的塑性差导致的，其影响因素有：复合坯料的 热轧工艺、复合坯料的加热工艺、皮材坯料的热轧工艺、皮材坯料的加热工艺、皮材坯料的 熔炼与铸造工艺、皮材坯料的合金配比等方面。铝合金中Si含量越高，强度越高，但塑性降 低，而18、〇11、？6、]\111等合金元素的加入,形成(^1 2、]\%25;[、6(41;^5;0等第二相粒子,得 以提高合金的强度，这些合金元素的含量越多，合金的强度越高，但塑性越差。同时，未进行 变质处理或者变质处理效果不好的4004铝合金扁铸锭内部组织为"大量粗大发达的树枝 状a (Al)固溶体+大量粗大的板片状共晶体+极少数块状初晶Si相"，这些粗大的组织 降低了 4004铝合金扁铸锭的塑性。塑性越差就越容易导致合金在热轧过程中产生坯料端 面开裂缺陷。
[0003] 复合坯料热轧后裂边，给进一步的冷轧生产及质量控制带来困难，这已经成为铝 轧制企业生产的一个难题。通过优化皮材坯料的合金配比及加热工艺以解决这一难题，成 为行业内技术攻关的关键。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本发明提供了一种防止热轧裂边的新型控制钎焊用4004铝 合金。
[0005] 为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的： 本发明是一种钎焊用4004铝合金，铝合金的化学成分包括如下质量百分数的成分：Si 9. 0 ?9. 5%，Fe 彡 0· 2%，Cu 彡 0· 1%，Mn 彡 0· 1%，Mg 1. 5 ?1. 6%，Zn 彡 0· 2%，Sr 彡 0· 05%， Zr < 0. 05%，其余为铝及不可避免的杂质。
[0006] 本发明的铝合金的化学成分还包括如下质量百分数的成分：Bi 0. 05?0. 15%，Re 彡 0· 03% 元素 ，Ti 彡 0· 05%。
[0007] 本发明的Re元素为La、Ce、Sc、Eu四种元素的混合物。
[0008] 本发明的铝合金坯料熔炼时，采用99. 7A1锭、镁锭、锌锭、Mn剂、Fe剂、Al-Si中 间合金、Al-Cu中间合金、AlTi5BlRelO中间合金、Al-Zr中间合金、纯Bi粒、AlSr5-10中间 合金加入熔炼炉中进行熔化，熔炼温度73(T780°C，搅拌，调整化学成分后进入保温静置炉， 精炼，再次调整化学成分，得到上述化学成分的熔体经过Al-Ti5-B0. 2丝在线晶粒细化、 除气、除渣，半连续铸造成扁铸锭，将扁铸锭切头尾及铣面后，送入均热炉中进行均匀化加 热，所述铝合金铸锭采用均匀化加热，金属温度535?540°C，保温5小时，出炉金属温度为 470 ?480 °C。
[0009] 本发明的有益效果是： (1) 相对《GB/T 3190-2008变形铝及铝合金化学成分》中4004合金的化学成分范围， 降低了其Si、Fe、Cu、Mn、Mg元素含量，降低了合金中CuA1 2、Mg2Si、β (Al5FeSi)等强化相 的含量，提高了合金的塑性； (2) 复合添加 Sr、Re、Ti、Zr、Bi元素，Sr主要用于细化共晶体，Re、Bi主要用于细化α (Al)固溶体及共晶体，Ti及Zr主要用于细化a (Al)固溶体，Re还可以细化初晶Si相。 通过复合元素的变质作用，使"大量粗大发达的树枝状a (Al)固溶体+大量粗大的板片状 共晶体+少部分块状初晶Si相"的铸态组织显著细化为"细小均匀的纤维状a (Al)固溶 体+细小短棒状共晶体+细小棱角钝化块状的初晶Si相"的铸态组织，铸锭宏观的晶粒度 <2级，提高了合金的塑性； (3) 将4004合金的加热工艺优化为4004合金的均匀化加热工艺，铸锭得到了均匀、弥 散化、细小且晶界有害相较少的第二相粒子，提高了合金的塑性； 本发明的铝合金改变了原有的铝合金的性能，提高了合金的塑性，利于热轧轧制，完全 避免了坯料端面裂边。
【具体实施方式】
[0010] 为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述，该实 施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
[0011] 本发明是一种钎焊用4004铝合金，所述铝合金的化学成分包括如下质量百分数 的成分：Si 9. 0 ?9. 5%，Fe 彡 0· 2%，Cu 彡 0· 1%，Μη 彡 0· 1%，Mg 1. 5 ?1. 6%，Zn 彡 0· 2%， Sr < 0. 05%，Zr < 0. 05%，其余为铝及不可避免的杂质，所述铝合金的化学成分还包括如 下质量百分数的成分=Bi 0. 05?0. 15%，Re彡0. 03%元素，Ti彡0. 05%，所述Re元素为 La、Ce、Sc、Eu四种元素的混合物，熔炼时，采用99. 7A1锭、镁锭、锌锭、Mn剂、Fe剂、Al-Si 中间合金、Al-Cu中间合金、AlTi5BlRelO中间合金、Al-Zr中间合金、纯Bi粒、AlSr5-10 中间合金加入熔炼炉中进行熔化，熔炼温度73(T780°C，搅拌，调整化学成分后进入保温静 置炉，精炼，再次调整化学成分，得到上述化学成分的熔体经过Al-Ti5-B0. 2丝在线晶粒细 化、除气、除渣，半连续铸造成扁铸锭，将扁铸锭切头尾及铣面后，送入均热炉中进行均匀化 加热，所述铝合金铸锭采用均匀化加热，金属温度535?540°C，保温5小时，出炉金属温度 为 470 ?480 °C。
[0012] 实施例一 本发明是一种钎焊用4004铝合金，所述铝合金的化学成分包括如下质量百分数的成 分：Si 9. 2%，Fe 0· 15%，Cu 0· 05%，Mn 0· 05%，Mg 1. 55%，ZnO. 1%，Sr 0· 02%，ZrO. 03%， 其余为铝及不可避免的杂质，所述铝合金的化学成分还包括如下质量百分数的成分：Bi 0. 1%，Re 0. 01%元素，TiO. 02%，所述Re元素为La、Ce、Sc、Eu四种元素的混合物，所述铝合 金坯料加热采用均匀化加热，铝合金坯料温度530?540°C，保温4?6小时，出炉铝合金温 度为470?480°C。
[0013] 熔炼时，采用99. 7A1锭、镁锭、锌锭、Mn剂、Fe剂、Al-Si中间合金、Al-Cu中间合 金、AlTi5BlRelO中间合金、Al-Zr中间合金、纯Bi粒、AlSr5-10中间合金加入熔炼炉中进 行熔化，熔炼温度73(T78(TC，搅拌，调整化学成分后进入保温静置炉，精炼，再次调整化学 成分。得到上述化学成分的熔体经过Al-Ti5-B0. 2丝在线晶粒细化、除气、除渣，半连续铸 造成扁铸锭。将扁铸锭切头尾及铣面后，送入均热炉中进行均匀化加热，均匀化加热工艺 为，金属温度535?540°C，保温5小时，出炉金属温度为470?480°C。本发明的铝合金提 高了合金的塑性，避免了合金热轧时的裂边缺陷。
[0014] 本发明所述的一种钎焊用4004铝合金，其主要技术指标与现有技术的技术相比 如下：
【权利要求】
1. 一种钎焊用4004铝合金，其特征在于：所述铝合金的化学成分包括如下质量百分数 的成分：Si 9. 0 ?9. 5%，Fe 彡 0? 2%，Cu 彡 0? l%，Mn 彡 0? 1%，Mg 1. 5 ?1. 6%，Zn 彡 0? 2%， Sr <0.05%，Zr< 0.05%，其余为铝及不可避免的杂质。
2. 根据权利要求1所述一种钎焊用4004铝合金，其特征在于：所述铝合金的化学成分 还包括如下质量百分数的成分：Bi 0. 05?0. 15%，Re彡0. 03%元素，Ti彡0. 05%。
3. 根据权利要求2所述一种钎焊用4004铝合金，其特征在于：所述Re元素为La、Ce、 Sc、Eu四种元素的混合物。
4. 根据权利要求1所述一种钎焊用4004铝合金的制作工艺，其特征在于：熔炼时，采 用99. 7A1锭、镁锭、锌锭、Mn剂、Fe剂、Al-Si中间合金、Al-Cu中间合金、AlTi5BlRelO中 间合金、Al-Zr中间合金、纯Bi粒、AlSr5-10中间合金加入熔炼炉中进行熔化，熔炼温度 73(T78(TC，搅拌，调整化学成分后进入保温静置炉，精炼，再次调整化学成分，得到上述化 学成分的熔体经过Al-Ti5-B0. 2丝在线晶粒细化、除气、除渣，半连续铸造成扁铸锭，将扁 铸锭切头尾及铣面后，送入均热炉中进行均匀化加热，所述铝合金铸锭采用均匀化加热，金 属温度535?540°C，保温5小时，出炉金属温度为470?480°C。
【文档编号】C22F1/043GK104372207SQ201310346696
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年8月12日 优先权日:2013年8月12日
【发明者】曹晓国, 曹旷 申请人:大力神铝业股份有限公司