一种铝合金、微通道铝扁管及其制备方法与流程

文档序号:15457744发布日期:2018-09-15 01:38
本发明涉及铝合金材料
技术领域
,尤其是涉及一种铝合金、微通道铝扁管及其制备方法。
背景技术
:微通道铝扁管,又称平行流铝扁管,是一种采用精炼铝棒,通过热挤压成型、经表面喷锌防腐处理的薄壁多孔扁形管状材料,作为承载新型环保制冷剂的管道零部件,逐渐被强制使用在车用空调、商用空调以及家用空调上。平行流换热器市场需求量大,高效化、低成本、使用时间长是平行流换热器空调的发展方向。由于微通道铝扁管技术含量高,生产难度极大,最小品种宽度为12mm,厚度仅1mm,却要有26个孔,目前本公司产品最多32孔。其难点主要体现在以下几个方面:超大挤压比,微通道铝扁管的挤压比可达到1000;超高尺寸精度,微通道铝扁管尺寸精度远高于《铝及铝合金研究热挤压管》国家标准,微通道铝扁管宽度尺寸偏差为±0.03mm,要求高的甚至需提高到±0.01~±0.02mm;气密性,一套微通道铝扁管热交换器大约有45~150支微通道铝扁管,只要一支出现气密性缺陷(如气孔、夹杂等),则整个空调器就会报废,因此质量标准以PPM(100万件)计,衡量标准为15PPM以下;高品质棒材,微通道铝扁管其最小极限壁厚仅0.13mm,故必须采用高纯度精炼棒,含氢量不超过0.2ml/100ml铝熔体;表面喷锌技术难度高,喷锌工艺参数涉及到挤压速度、扁管规格及喷锌室控制等多方面因素,锌涂层极易因为工艺因素波动如喷锌覆盖不全,从而影响后续钎焊工艺;另外还有在线探伤和检测技术,由于微通道铝扁管技术难度大、难点多,在生产过程中如何运用科学、有效的在线探伤、表面质量等检测手段,及时检出有缺陷的产品,对微通道铝扁管的质量控制极为关键。鉴于上述技术难点,可见为了稳定连续地生产质量合格的微通道铝扁管,必须严格控制生产工艺步骤及相关工艺参数,更要严格控制原材料铝合金的质量;另外随着科技进步,市场需要具有更高性能的微通道铝扁管,而现有的原材料铝合金的某项性能或某几项性能已经不能满足稳定连续地生产质量合格的微通道铝扁管的需要,同时也不能满足市场对具有更高性能的微通道铝扁管的需要。因此,如何开发一种同时具有优异的挤压加工性能、较高的机械强度、稳定的钎焊性能、优异的耐腐蚀性能以及防爆破性能的铝合金,是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。技术实现要素:本发明的目的是提供一种铝合金,该铝合金同时具有优异的挤压加工性能、较高的机械强度、稳定的钎焊性能、优异的耐腐蚀性能以及防爆破性能,用于制备微通道铝扁管时能够提高微通道铝扁管生产的平稳性和连续性,提高产品质量和生产效率,满足市场对具有更高性能的微通道铝扁管的需要。本发明另一目的是提供一种采用上述铝合金作为原材料制备的微通道铝扁管。本发明另一目的是提供一种采用上述铝合金作为原材料制备微通道铝扁管的制备方法。为解决上述的技术问题,本发明提供的技术方案为:一种铝合金,包括以下质量百分数的组分:0.95%~1.20%的Mn,大于零且小于等于0.20%的Si,大于零且小于等于0.20%的Fe,0.02%~0.05%的Cu,0.06%~0.12%的Ti,余量的Al以及不可避免的杂质。优选的,还包括质量百分数为0.002%~0.10%的Zr。本发明通过对铝合金中元素种类和含量的控制和优化,使得本发明提供的铝合金同时具有优异的挤压加工性能、较高的机械强度、稳定的钎焊性能、优异的耐腐蚀性能以及防爆破性能,用于制备微通道铝扁管时能够提高微通道铝扁管生产的平稳性和连续性,提高产品质量和生产效率,满足市场对具有更高性能的微通道铝扁管的需要。一种微通道铝扁管,由上述中任意一项所述的铝合金制备而成。本发明提供的微通道铝扁管由上述任意一项所述的铝合金制备而成,因此,其同样具有优异的挤压加工性能、较高的机械强度、稳定的钎焊性能、优异的耐腐蚀性能以及防爆破性能,尤其是耐腐蚀性能得到显著提高,同时钎焊操作对爆破压力影响不大。一种上述的微通道铝扁管的制备方法,包括以下步骤:1)将Al源加入熔化炉熔化得到铝熔液,然后搅拌均匀,在铝熔液温度为725℃~750℃时按照配比将Cu源以及Mn源投入铝熔液,然后焖炉8min~10min,然后再次搅拌均匀得到铝合金熔液;2)将步骤1)得到的铝合金熔液进行精炼处理,所加精炼剂的质量占铝熔液质量的3‰~5‰,精炼时间为10min~15min,然后再用除气剂精炼10min~15min,控制所述除气剂的质量占铝熔液质量的1.8‰~3‰,精炼过程中在铝合金熔液的温度为740℃~760℃时按照配比将Ti源投入铝合金熔液,精炼均匀后取样化验,成分合格后静置40min~50min;3)将静置后的铝合金熔液通过溜槽流入铸造机进行铸造,期间向溜槽中的铝合金熔液中匀速加入钛硼丝,且同时对溜槽中的铝合金熔液进行在线除气处理,控制经在线除气处理后的铝合金熔液中氢含量在0.2ml/100g以下,然后在溜槽中利用70目过滤板进行过滤,且控制铸造盘中的铝合金熔液温度为690℃~720℃,铸造完成后得到铝棒;4)将步骤3)得到的铝棒进行均质热处理,所述均质热处理的保温温度为575℃~605℃,所述均质热处理的保温时间为6h~7h;5)预先对经步骤4)均质热处理后的铝棒进行梯度加热处理,控制初始加热温度为490℃~510℃,控制加热速度为110℃/m~130℃/m,另外提前把挤压模具加热到465℃~500℃且保温6h,然后将经梯度加热处理后的铝棒进行挤压成型处理,控制平均挤出速度为80m/min~100m/min,控制挤出速度差的最大值不大于30m/min,随后对挤压成型处理产出的挤压扁管进行喷锌处理,覆盖率补偿不超过65%,得到微通道铝扁管半成品;6)将步骤5)得到的微通道铝扁管半成品进行定尺切割,得到微通道铝扁管成品。优选的,所述挤压成型的温度为450℃~530℃。由于该制备方法采用上述同时具有优异的挤压加工性能、较高的机械强度、稳定的钎焊性能、优异的耐腐蚀性能以及防爆破性能的铝合金作为原材料生产微通道铝扁管,使得在制备过程中,易于挤压成型,从而提高了微通道铝扁管生产的平稳性和连续性,提高了产品质量和生产效率,简化了生产工序,降低了生产成本。本发明在优化制备微通道铝扁管所用的铝合金中元素的种类和含量的基础上,进一步的对制备微通道铝扁管的工艺步骤及工艺参数进行了优化,元素强化和工艺强化相配合,进一步提高了所制得的微通道铝扁管的挤压加工性能、机械强度、钎焊性能、耐腐蚀性能以及防爆破性能。具体实施方式为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点,而不是对本发明权利要求的限制。本申请提供了一种铝合金,包括以下质量百分数的组分:0.95%~1.20%的Mn,大于零且小于等于0.20%的Si,大于零且小于等于0.20%的Fe,0.02%~0.05%的Cu,0.06%~0.12%的Ti,余量的Al以及不可避免的杂质。在本申请的一个实施例中,上述的铝合金还包括质量百分数为0.002%~0.10%的Zr。本发明在铝合金中添加了Mn元素,Mn元素主要以Al6Mn第二相化合物的形式存在,将用该合金制备的微通道铝扁管经过钎焊后,Al6Mn化合物能显著提高其强度,同时Al6Mn的电极电位与铝的电极电位相等(﹣0.85V),所以对铝的耐腐蚀性没有影响,Al6Mn的另一个作用是能溶解杂质铁,形成Al6(Fe、Mn)减小铁的有害影响;Mn元素能阻止铝合金的再结晶过程,提高再结晶温度,并能显著细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化主要是通过Al6Mn化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用;Mn元素可降低铝合金热裂倾向,对于微通道铝扁管有很大益处;同时还可以使Al8Mg5化合物均匀沉淀,改善抗蚀性和焊接性能,能够在提高微通道铝扁管质量的基础上改善其耐腐蚀性能。同时,研究发现,Mn元素含量低时,Mn难以形成有效的质点和固溶体进行晶粒细化和抑制晶粒变形,不利于提高强度和耐腐蚀性,Mn元素过量时,会降低铝合金的挤压加工性能。因此,所述Mn元素的质量百分数为0.95%~1.2%。本发明在铝合金中添加了Cu元素,Cu元素与Al元素形成θ(CuAl2)相,而θ相起固溶强化和弥散强化作用,提高了铝合金的抗拉强度和屈服强度;Cu元素还使得铝合金的电位变的更正,因此显著提高了铝合金的耐腐蚀性能;合金中加入一定量的Cu,形成Al-Si-Cu合金,增强合金硬度、提高合金的耐热强度,Cu在α固溶体中的溶解度比较大,可通过固溶强化析出中间相(CuAl2)化合物而使铝合金强度获得较大的提高。因此可以通过调整Cu元素含量和时效工艺来改变铝合金性能,从而获得更高性能的微通道铝扁管。Cu元素过量时,会降低铝合金的挤压加工性能。因此,所述Cu元素的质量百分数为0.02%~0.05%。结合铝合金实际生产情况,Si、Fe两种元素在铝合金中是无法避免的。在大多数变形铝合金中,Si、Fe都是常见的杂质元素,对合金性能有一定的影响,因此必须控制Fe、Si元素的含量。虽然在实际生产中Fe、Si元素是不可避免的存在,但是适当控制其含量,也会对微通道铝扁管的生产工艺及其各项性能起到积极的作用。本发明铝合金中Al、Fe、Si共存,结晶后形成的Al-Mn-Fe金属间化合物或Al-Mn-Si-Fe金属间化合物,在微通道铝扁管钎焊后能抑制晶粒长大,从而增强铝扁管的强度,同时提高该铝扁管的耐腐蚀性能。进一步研究发现,铝合金中Fe元素含量较低时,铝合金强度不能得到有效提高,同时钎焊后铝扁管的强度也没有得到改善。因此,所述Fe元素的质量百分数为0.09%~0.2%。当控制Si元素在适当的含量范围内时,在上述铝合金基体中,当Si单独与Al共存时起固溶作用,可以适度提高合金材料的挤压性能,在挤压温度下降低合金的变形抗力。当Si和Fe共存时,在结晶后形成Al-Fe-Si金属化合物中间相,在钎焊过程中可以抑制晶界迁移从而抑制晶粒增大、提高合金性能,增加合金的耐腐蚀性能,其具体原理为:在钎焊过程中,钎料中的Si元素均优先沿着晶界扩散,Si沿着晶界扩散造成晶界富Si相堆积,在腐蚀试验中,Si成为腐蚀源,造成局部腐蚀,对于普通不均匀的等轴晶和尺寸均匀的扁平状晶粒,因晶粒性状差异,钎焊时Si扩散的路径有所差异。在本发明中铝合金在挤压加工、热处理的过程中,其形成丰富的扁平状晶粒,当Si沿着晶界扩散时,该扁平状的晶粒因扩散路径长,Si元素不会在微通道铝扁管内富集,从而表现出良好的耐腐蚀性能。虽然Si元素含量越低越好,但是随着Si元素含量降低会显著增加铝合金成本,因此,所述Si元素的质量百分数为0.05%~0.2%。Zr在铝合金中形成Al3Zr,成为α固溶体的外来异质结晶核心,可阻碍再结晶过程,使结晶晶粒细化,提高合金的高强度,Zr还能与合金液中的氢反应,生成ZrH,溶于合金液中起除气作用,减少针孔、疏松等缺陷。因此添加适量的Zr元素,能够提高铝合金的钎焊性能,尤其显著提升铝合金的耐腐蚀性能和耐压爆破压力。Zr元素含量增加,相应地铝合金的成本也会随着升高,因此,所述Zr元素的质量百分数为0.002%~0.10%,优选的为0.002%~0.04%。钛是铝合金基体的强烈细化剂,钛与铝形成Al3Ti相,成为结晶时的非自发核心,起细化铸造组织和焊缝组织的作用。根据相图可知,Ti是通过包晶反应发挥晶粒细化作用的,在665℃时发生包晶反应。其中,Al3Ti颗粒起非均质生核衬底作用。当Ti含量低于包晶点时,成分过冷及Ti对晶粒长大的强烈抑制作用,使得Ti对合金晶粒仍有较强的细化能力。Ti元素的加入不仅可以细化圆铸锭的晶粒,改善铝合金组织结构,同时对铝合金的塑性、强度、韧性、耐磨性、抗疲劳性能及热稳定性均有所提高,这主要是由于钛含量增加后,生成Al3Ti粒子,结晶核心增多,并且Ti能提高熔体的过冷度,晶粒变细给铝合金带来的效果。理论上,铝合金晶粒尺寸越细小,强度就越高。晶粒越细小,相同体积内的晶界也就越多,材料发生变形时,位错滑移时绕过晶界所需的能量也就越高,位错就不容易滑动,反应在宏观上就是材料的抗拉强度提高。这是因为在相同外力的作用下,细小晶粒的晶粒内部和晶界附近的应变程度相差较小,变形较均匀,相对来说,因应力集中引起开裂的机会也较小,这就有可能在断裂之前承受较大的变形量,所以可得到较大的延伸率和断面收缩率。这对提高合金的强度和韧性有很大益处。一般认为Ti的作用主要从三方面考虑:一是晶粒细化作用,铝合金材料细化后可获得较高的强度和延伸率,热膨胀系数小,铸造性能好;二是Ti可在合金中形成中间化合物,使合金的组织发生复杂性变化;三是经过设定的热处理工艺能使Ti一定程度溶入α-固溶体中,并在时效处理后产生沉淀强化,提高合金的强度。因此,结合生产实践,所述Ti元素的质量百分数为0.06%~0.12%,优选为0.10%~0.12%。本发明提供的铝合金除了上述元素外,余量为Al以及不可避免的杂质元素。铝合金中包括以下元素:Si、Fe、Cu、Mn、Ti、Zr等,在铝合金基体中,各种合金元素不是孤立存在,而是相互有机结合,其影响是相互关联的,其中一种元素含量变化均会对合金各做种性能带来变化,元素之间发挥协同作用,通过调整元素成分及加工工艺,使铝合金的挤压加工性能、机械强度、钎焊性能、耐腐蚀性能以及防爆破性能均得到有效提高。本发明通过对铝合金中元素种类和含量的控制和优化,使得本发明提供的铝合金同时具有优异的挤压加工性能、较高的机械强度、稳定的钎焊性能、优异的耐腐蚀性能以及防爆破性能,用于制备微通道铝扁管时能够提高微通道铝扁管生产的平稳性和连续性,提高产品质量和生产效率,满足市场对具有更高性能的微通道铝扁管的需要。本发明还提供一种微通道铝扁管,其由上述任意一项所述的铝合金制备而成,所述微通道铝扁管的外表面有喷锌层,喷锌层提高耐腐蚀性能的同时也提高钎焊性能,至于除此之外的微通道铝扁管的规格、形状可是本领域常规的规格、形状,可以根据其实际应用环境或者领域灵活选择。本发明提供的微通道铝扁管由上述任意一项所述的铝合金制备而成,因此,其同样具有优异的挤压加工性能、较高的机械强度、稳定的钎焊性能、优异的耐腐蚀性能以及防爆破性能,尤其是耐腐蚀性能得到显著提高,同时钎焊操作对爆破压力影响不大。本申请还提供了一种上述的微通道铝扁管的制备方法,包括以下步骤:1)将Al源加入熔化炉熔化得到铝熔液,然后搅拌均匀,在铝熔液温度为725℃~750℃时按照配比将Cu源以及Mn源投入铝熔液,然后焖炉8min~10min,然后再次搅拌均匀得到铝合金熔液;2)将步骤1)得到的铝合金熔液进行精炼处理,所加精炼剂的质量占铝熔液质量的3‰~5‰,精炼时间为10min~15min,然后再用除气剂精炼10min~15min,控制所述除气剂的质量占铝熔液质量的1.8‰~3‰,精炼过程中在铝合金熔液的温度为740℃~760℃时按照配比将Ti源投入铝合金熔液,精炼均匀后取样化验,成分合格后静置40min~50min;3)将静置后的铝合金熔液通过溜槽流入铸造机进行铸造,期间向溜槽中的铝合金熔液中匀速加入钛硼丝,且同时对溜槽中的铝合金熔液进行在线除气处理,控制经在线除气处理后的铝合金熔液中氢含量在0.2ml/100g以下,然后在溜槽中利用70目过滤板进行过滤,且控制铸造盘中的铝合金熔液温度为690℃~720℃,铸造完成后得到铝棒;4)将步骤3)得到的铝棒进行均质热处理,所述均质热处理的保温温度为575℃~605℃,所述均质热处理的保温时间为6h~7h;5)预先对经步骤4)均质热处理后的铝棒进行梯度加热处理,控制初始加热温度为490℃~510℃,控制加热速度为110℃/m~130℃/m,另外提前把挤压模具加热到465℃~500℃且保温6h,然后将经梯度加热处理后的铝棒进行挤压成型处理,控制平均挤出速度为80m/min~100m/min,控制挤出速度差的最大值不大于30m/min,随后对挤压成型处理产出的挤压扁管进行喷锌处理,覆盖率补偿不超过65%,得到微通道铝扁管半成品;6)将步骤5)得到的微通道铝扁管半成品进行定尺切割,得到微通道铝扁管成品。在本发明的一个实施例中,所述挤压成型的温度为450℃~530℃。本发明对上述方法中未提及的处理设备及工艺参数没有限制,采用本
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内技术人员熟知的处理设备及工艺参数即可。由于该制备方法采用上述同时具有优异的挤压加工性能、较高的机械强度、稳定的钎焊性能、优异的耐腐蚀性能以及防爆破性能的铝合金作为原材料生产微通道铝扁管,使得在制备过程中,易于挤压成型,从而提高了微通道铝扁管生产的平稳性和连续性,提高了产品质量和生产效率,简化了生产工序,降低了生产成本。本发明在优化制备微通道铝扁管所用的铝合金中元素的种类和含量的基础上,进一步的对制备微通道铝扁管的工艺步骤及工艺参数进行了优化,元素强化和工艺强化相配合,进一步提高了所制得的微通道铝扁管的挤压加工性能、机械强度、钎焊性能、耐腐蚀性能以及防爆破性能。本发明按照《GB/T20975.25-2008铝及铝合金化学分析方法第25部分:电感耦合等离子发射》检测铝合金的化学成分;铝合金的挤压加工性能通过下述方式检测:按照所述铝合金元素配比熔炼铝合金基体,然后热密顶铸造成直径为228mm的铸锭,按照同一种常规工艺进行均匀化退火后,在3200吨卧式挤压机上进行挤压管材,正常合格出成品管材的实际挤压速度定义为合金实际的可挤压性能,进一步定义为100%;对微通道铝扁管的喷锌结果通过下述方式检测:利用超景深三维显微镜检测锌覆盖率,利用荧光X射线测量仪检测喷锌含量;对上述合金制备的管材进行性能测试,模拟钎焊采用600℃×10min,拉伸性能按《金属材料室温拉伸试验方法》GB228-2002进行检测;最大耐压爆破试验采用T241-2007《金属管液压试验方法》进行;SWAAT耐腐蚀试验按照《改性盐雾试验方法》ASTMG85-1998A3(海水酸化循环试验)进行。为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种铝合金、微通道铝扁管及其制备方法进行详细说明,本发明的保护范围不受以下实施例的限制。实施例1一种微通道铝扁管的制备方法,包括以下步骤:1)将Al源加入熔化炉熔化得到铝熔液,然后搅拌均匀,在铝熔液温度为725℃时按照配比将Cu源以及Mn源投入铝熔液,然后焖炉8min,然后再次搅拌均匀得到铝合金熔液;2)将步骤1)得到的铝合金熔液进行精炼处理,所加精炼剂的质量为40kg,精炼时间为10min,然后再用除气剂精炼12min,控制除气剂的质量为25kg,精炼过程中在铝合金熔液的温度为740℃时按照配比将Ti源投入铝合金熔液,精炼均匀后取样化验,成分合格后静置40min;3)将静置后的铝合金熔液通过溜槽流入铸造机进行铸造,期间向溜槽中的铝合金熔液中匀速加入钛硼丝,且同时对溜槽中的铝合金熔液进行在线除气处理,控制经在线除气处理后的铝合金熔液中氢含量在0.2ml/100g以下,然后在溜槽中利用70目过滤板进行过滤,且控制铸造盘中的铝合金熔液温度为690℃,铸造完成后得到铝棒,铝棒的成分列于表1;4)将步骤3)得到的铝棒进行均质热处理,均质热处理的保温温度为580℃,均质热处理的保温时间为6h;5)预先对经步骤4)均质热处理后的铝棒进行梯度加热处理,控制初始加热温度为490℃,控制加热速度为110℃/m,另外提前把挤压模具加热到465℃且保温6h,然后将经梯度加热处理后的铝棒进行挤压成型处理,控制平均挤出速度为100m/min,控制挤出速度差的最大值不大于30m/min,挤压成型的温度为460℃,随后对挤压成型处理产出的挤压扁管进行喷锌处理,覆盖率补偿不超过65%,得到微通道铝扁管半成品;6)将步骤5)得到的微通道铝扁管半成品进行定尺切割,得到微通道铝扁管成品。按照上述试验方法对本实施例得到铝合金铝棒或微通道铝扁管进行性能检测,结果见表2、表3以及表4。实施例2一种微通道铝扁管的制备方法,包括以下步骤:1)将Al源加入熔化炉熔化得到铝熔液,然后搅拌均匀,在铝熔液温度为730℃时按照配比将Cu源以及Mn源投入铝熔液,然后焖炉10min,然后再次搅拌均匀得到铝合金熔液;2)将步骤1)得到的铝合金熔液进行精炼处理,所加精炼剂的质量为35kg,精炼时间为12min,然后再用除气剂精炼10min,控制除气剂的质量为10Kg,精炼过程中在铝合金熔液的温度为745℃时按照配比将Ti源投入铝合金熔液,精炼均匀后取样化验,成分合格后静置45min;3)将静置后的铝合金熔液通过溜槽流入铸造机进行铸造,期间向溜槽中的铝合金熔液中匀速加入钛硼丝,且同时对溜槽中的铝合金熔液进行在线除气处理,控制经在线除气处理后的铝合金熔液中氢含量在0.2ml/100g以下,然后在溜槽中利用70目过滤板进行过滤,且控制铸造盘中的铝合金熔液温度为710℃,铸造完成后得到铝棒,铝棒的成分列于表1;4)将步骤3)得到的铝棒进行均质热处理,均质热处理的保温温度为575℃,均质热处理的保温时间为7h;5)预先对经步骤4)均质热处理后的铝棒进行梯度加热处理,控制初始加热温度为500℃,控制加热速度为130℃/m,另外提前把挤压模具加热到470℃且保温6h,然后将经梯度加热处理后的铝棒进行挤压成型处理,控制平均挤出速度为90m/min,控制挤出速度差的最大值不大于28m/min,挤压成型的温度为480℃,随后对挤压成型处理产出的挤压扁管进行喷锌处理,覆盖率补偿不超过65%,得到微通道铝扁管半成品;6)将步骤5)得到的微通道铝扁管半成品进行定尺切割,得到微通道铝扁管成品。按照上述试验方法对本实施例得到铝合金铝棒或微通道铝扁管进行性能检测,结果见表2、表3以及表4。实施例3一种微通道铝扁管的制备方法,包括以下步骤:1)将Al源加入熔化炉熔化得到铝熔液,然后搅拌均匀,在铝熔液温度为735℃时按照配比将Cu源以及Mn源投入铝熔液,然后焖炉9min,然后再次搅拌均匀得到铝合金熔液;2)将步骤1)得到的铝合金熔液进行精炼处理,所加精炼剂的质量为45Kg,精炼时间为14min,然后再用除气剂精炼13min,控制除气剂的质量为35kg,精炼过程中在铝合金熔液的温度为750℃时按照配比将Ti源投入铝合金熔液,精炼均匀后取样化验,成分合格后静置50min;3)静置后的铝合金熔液通过溜槽流入铸造机进行铸造,期间向溜槽中的铝合金熔液中匀速加入钛硼丝,且同时对溜槽中的铝合金熔液进行在线除气处理,控制经在线除气处理后的铝合金熔液中氢含量在0.2ml/100g以下,然后在溜槽中利用70目过滤板进行过滤,且控制铸造盘中的铝合金熔液温度为695℃,铸造完成后得到铝棒,铝棒的成分列于表1;4)将步骤3)得到的铝棒进行均质热处理,均质热处理的保温温度为590℃,均质热处理的保温时间为6.5h;5)预先对经步骤4)均质热处理后的铝棒进行梯度加热处理,控制初始加热温度为495℃,控制加热速度为120℃/m,另外提前把挤压模具加热到485℃且保温6h,然后将经梯度加热处理后的铝棒进行挤压成型处理,控制平均挤出速度为85m/min,控制挤出速度差的最大值不大于25m/min,挤压成型的温度为450℃,随后对挤压成型处理产出的挤压扁管进行喷锌处理,覆盖率补偿不超过65%,得到微通道铝扁管半成品;6)将步骤5)得到的微通道铝扁管半成品进行定尺切割,得到微通道铝扁管成品。按照上述试验方法对本实施例得到铝合金铝棒或微通道铝扁管进行性能检测,结果见表2、表3以及表4。实施例4一种微通道铝扁管的制备方法,包括以下步骤:1)将Al源加入熔化炉熔化得到铝熔液,然后搅拌均匀,在铝熔液温度为740℃时按照配比将Cu源以及Mn源投入铝熔液,然后焖炉9min,然后再次搅拌均匀得到铝合金熔液;2)将步骤1)得到的铝合金熔液进行精炼处理,所加精炼剂的质量为35kg,精炼时间为13min,然后再用除气剂精炼15min,控制除气剂的质量为28kg,精炼过程中在铝合金熔液的温度为760℃时按照配比将Ti源投入铝合金熔液,精炼均匀后取样化验,成分合格后静置50min;3)将静置后的铝合金熔液通过溜槽流入铸造机进行铸造,期间向溜槽中的铝合金熔液中匀速加入钛硼丝,且同时对溜槽中的铝合金熔液进行在线除气处理,控制经在线除气处理后的铝合金熔液中氢含量在0.2ml/100g以下,然后在溜槽中利用70目过滤板进行过滤,且控制铸造盘中的铝合金熔液温度为700℃,铸造完成后得到铝棒,铝棒的成分列于表1;4)将步骤3)得到的铝棒进行均质热处理,均质热处理的保温温度为590℃,均质热处理的保温时间为6.5h;5)预先对经步骤4)均质热处理后的铝棒进行梯度加热处理,控制初始加热温度为500℃,控制加热速度为130℃/m,另外提前把挤压模具加热到480℃且保温6h,然后将经梯度加热处理后的铝棒进行挤压成型处理,控制平均挤出速度为88m/min,控制挤出速度差的最大值不大于30m/min,挤压成型的温度为500℃,随后对挤压成型处理产出的挤压扁管进行喷锌处理,覆盖率补偿不超过65%,得到微通道铝扁管半成品;6)将步骤5)得到的微通道铝扁管半成品进行定尺切割,得到微通道铝扁管成品。按照上述试验方法对本实施例得到铝合金铝棒或微通道铝扁管进行性能检测,结果见表2、表3以及表4。实施例5一种微通道铝扁管的制备方法,包括以下步骤:1)将Al源加入熔化炉熔化得到铝熔液,然后搅拌均匀,在铝熔液温度为745℃时按照配比将Cu源以及Mn源投入铝熔液,然后焖炉10min,然后再次搅拌均匀得到铝合金熔液;2)将步骤1)得到的铝合金熔液进行精炼处理,所加精炼剂的质量为33kg,精炼时间为12min,然后再用除气剂精炼14min,控制除气剂的质量为32kg,精炼过程中在铝合金熔液的温度为755℃时按照配比将Ti源投入铝合金熔液,精炼均匀后取样化验,成分合格后静置40min;3)静置后的铝合金熔液通过溜槽流入铸造机进行铸造,期间向溜槽中的铝合金熔液中匀速加入钛硼丝,且同时对溜槽中的铝合金熔液进行在线除气处理,控制经在线除气处理后的铝合金熔液中氢含量在0.2ml/100g以下,然后在溜槽中利用70目过滤板进行过滤,且控制铸造盘中的铝合金熔液温度为705℃,铸造完成后得到铝棒,铝棒的成分列于表1;4)将步骤3)得到的铝棒进行均质热处理,均质热处理的保温温度为595℃,均质热处理的保温时间为7h;5)预先对经步骤4)均质热处理后的铝棒进行梯度加热处理,控制初始加热温度为500℃,控制加热速度为110℃/m,另外提前把挤压模具加热到500℃且保温6h,然后将经梯度加热处理后的铝棒进行挤压成型处理,控制平均挤出速度为95m/min,控制挤出速度差的最大值不大于25m/min,挤压成型的温度为530℃,随后对挤压成型处理产出的挤压扁管进行喷锌处理,覆盖率补偿不超过65%,得到微通道铝扁管半成品;6)将步骤5)得到的微通道铝扁管半成品进行定尺切割,得到微通道铝扁管成品。按照上述试验方法对本实施例得到铝合金铝棒或微通道铝扁管进行性能检测,结果见表2、表3以及表4。实施例6一种微通道铝扁管的制备方法,包括以下步骤:1)将Al源加入熔化炉熔化得到铝熔液,然后搅拌均匀,在铝熔液温度为750℃时按照配比将Cu源以及Mn源投入铝熔液,然后焖炉9min,然后再次搅拌均匀得到铝合金熔液;2)将步骤1)得到的铝合金熔液进行精炼处理,所加精炼剂的质量为50kg,精炼时间为15min,然后再用除气剂精炼12min,控制除气剂的质量为30kg,精炼过程中在铝合金熔液的温度为755℃时按照配比将Ti源投入铝合金熔液,精炼均匀后取样化验,成分合格后静置45min;3)静置后的铝合金熔液通过溜槽流入铸造机进行铸造,期间向溜槽中的铝合金熔液中匀速加入钛硼丝,且同时对溜槽中的铝合金熔液进行在线除气处理,控制经在线除气处理后的铝合金熔液中氢含量在0.2ml/100g以下,然后在溜槽中利用70目过滤板进行过滤,且控制铸造盘中的铝合金熔液温度为695℃,铸造完成后得到铝棒,铝棒的成分列于表1;4)将步骤3)得到的铝棒进行均质热处理,均质热处理的保温温度为585℃,均质热处理的保温时间为7h;5)预先对经步骤4)均质热处理后的铝棒进行梯度加热处理,控制初始加热温度为495℃,控制加热速度为130℃/m,另外提前把挤压模具加热到495℃且保温6h,然后将经梯度加热处理后的铝棒进行挤压成型处理,控制平均挤出速度98m/min,控制挤出速度差的最大值不大于30m/min,挤压成型的温度为490℃,随后对挤压成型处理产出的挤压扁管进行喷锌处理,覆盖率补偿不超过65%,得到微通道铝扁管半成品;6)将步骤5)得到的微通道铝扁管半成品进行定尺切割,得到微通道铝扁管成品。按照上述试验方法对本实施例得到铝合金铝棒或微通道铝扁管进行性能检测,结果见表2、表3以及表4。对比例1一种3102铝合金,包括0~0.05%的Fe、0.08~0.40%的Mn。采用此种铝合金,具体成分见表1,按照本领域技术人员熟知的现有技术中的制备方法制备得到微通道铝扁管。按照上述试验方法对本实施例得到铝合金铝棒或微通道铝扁管进行性能检测,结果见表2、表3以及表4。对比例2一种1100铝合金,包括0~0.20%的Fe、0.05~0.15%的Cu。采用此种铝合金,具体成分见表1,按照本领域技术人员熟知的现有技术中的制备方法制备得到微通道铝扁管。按照上述试验方法对本实施例得到铝合金铝棒或微通道铝扁管进行性能检测,结果见表2、表3以及表4。对比例3一种3026铝合金,包括0.40~0.60%的Fe、0~0.40%的Ti、0~0.20%的Si。采用此种铝合金,具体成分见表1,按照本领域技术人员熟知的现有技术中的制备方法制备得到微通道铝扁管。按照上述试验方法对本实施例得到铝合金铝棒或微通道铝扁管进行性能检测,结果见表2、表3以及表4。对比例4一种3017铝合金,包括0.20~0.35%的Fe、0.05~0.10%的Mn、0.02~0.20%的Si、0.20~0.40%的Cu。采用此种铝合金,具体成分见表1,按照本领域技术人员熟知的现有技术中的制备方法制备得到微通道铝扁管。按照上述试验方法对本实施例得到铝合金铝棒或微通道铝扁管进行性能检测,结果见表2、表3以及表4。表1实施例和对比例所述铝合金化学成分表(wt.%)化学成分SiFeCuMnZrTiCrZnAl实施例10.060.110.020.950.030.08余量实施例20.080.130.030.970.040.09余量实施例30.100.150.040.990.060.06余量实施例40.070.160.051.000.080.07余量实施例50.080.130.041.200.010.10余量实施例60.090.110.020.960.11余量对比例10.040.050.010.400.010.030.01余量对比例20.040.150.100.010.03余量对比例30.050.060.010.400.010.030.12余量对比例40.080.250.200.080.010.030.03余量表2微通道铝扁管表面锌覆盖率和锌含量检测结果由表2可知,铝扁管表面均匀的锌覆盖率及锌含量不但能提高铝管的耐腐蚀性能,而且还为后续钎焊工艺提供基础。表3实施例和对比例得到的铸锭挤压性能和微通道铝扁管的机械性能检测表由表3可知,本发明所提供的铝合金挤压性能优异,能够确保生产的稳定性和连续性。挤压得到的微通道铝扁机械性能高,经过模拟钎焊之后,机械性能未受到显著不良影响。因此,本发明所提供的微通道铝扁管为后续钎焊、组装等工艺提供了良好的产品性能支持。表4微通道铝扁管的爆破压力和SWAAT下泄漏时间数据表根据表4可知,本发明得到的微通道铝扁管具有较高的耐爆破压力和优异的耐腐蚀性能,并且钎焊对此两项性能没有不良影响。通过各项检测可知,本发明提供的铝合金或微通道铝扁管具有优异的挤压加工性能、高的机械强度、稳定的钎焊性能以及优异的耐腐蚀性能,尤其各项优异的性能并没有受到钎焊工艺的影响,为微通道铝扁管后续工作打下良好的基础。本发明优化了铝合金化学成分,能够满足稳定连续地生产质量合格的微通道铝扁管的需要,提高了微通道铝扁管省的平稳性和连续性,提高了产品质量和生产效率,并且满足了市场对具有较高性能的微通道铝扁管的需要。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及核心思想。应当指出,对于本
技术领域
的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的,本文所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。当前第1页1 2 3 
再多了解一些
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