一种用于制造高强耐腐蚀汽车蒸发器管板材料的制备方法与流程

本发明涉及铝合金及用于铝合金热交换器的材料加工技术领域，具体是涉及一种用于制造高强耐腐蚀汽车蒸发器管板材料的制备方法。

背景技术：

随着中国汽车工业迅猛发展，国内汽车产销量均突破三千万量，铝合金作为汽车铝合金蒸发器管板的主要材料，在激烈市场竞争中为了推荐汽车轻量化，进一步降低生产制造成本，急需开发一款强度更高、寿命更长的蒸发器用铝合金材料。在铝合金蒸发器中，铝合金复合管板材料经过冲压和钎焊构成冷却介质的流通管道。传统蒸发器管板材料芯材是普通aa3003铝合金，该合金特点是用于适中的强度，良好的耐腐蚀性能和冲压性能，但是在使用过程中随着汽车工业不断发展、质量的持续提高及市场竞争的愈发加剧，对材料自身强度和耐腐蚀性能等技术指标提出了更高的要求，传统的aa3003铝合金已经无法满足新的技术要求。

为了提高蒸发器的耐压和耐腐蚀性能，作为铝合金管板材料要求钎焊后强度提高，钎焊后耐腐蚀性能更好，同时要求材料拥有良好的冲压性能，避免冲压过程中减薄现象，尽可能降低钎焊过程中皮材对芯材的溶蚀。

因此解决这一类的问题显得尤为重要，此技术是在制造汽车蒸发器的材料工艺的设计和使用过程中予以考虑并解决的问题。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的各种问题，本发明的目的在于提供一种最终厚度为0.4-0.5mm的汽车蒸发器用铝合金管板材料及其制造方法，能够有效解决现有铝合金管板材料钎焊后耐腐蚀和强度不够的问题。

本发明的技术解决方案是：一种用于制造高强耐腐蚀汽车蒸发器管板的材料，所述材料包括芯材和皮材，两层所述皮材通过复合等步骤设置在所述芯材的两面，材料厚度在0.4-0.5mm，所述芯材包含如下质量百分数的化学成分（wt%）：si：<0.2%，fe：0.1-0.3%，cu：0.25-0.5%，mn：1.0-1.7%，mg：0.<0.05%，zn：<0.2%，ti：0.1-0.2%，余量是al及不可避免的杂质，所述皮材包含如下质量百分数的化学成分（wt%）：si：6.8-8.2%，fe：<0.3%，cu：<0.3%，mn：<0.1%，mg：<0.05%，zn：<0.1%，ti：<0.05%，余量是al及不可避免的杂质；所述皮材中钎焊层占材料总厚度的8%-12%。

本发明的进一步改进在于：一种如上述内容的用于制造高强耐腐蚀汽车蒸发器管板的材料制备方法，具体步骤如下：

步骤一:原料选择,选取热轧工艺复合而成的多层复合铝合金板带材作为管板材料；

步骤二:管板材料成形，利用冲压成型机通过冲压技术将多层复合铝合金板带材冲压成装配用蒸发器管板叠片；

步骤三：利用钎焊炉将步骤二中的管板叠片和翅片进行钎焊，完成蒸发器芯体部件制造。

本发明的进一步改进在于：一种铝合金板带材的生产方法的具体步骤如下：熔铸、锯切、均热、铣面、复合、加热、热粗轧、热精轧、冷轧、成品退火和精密分切。

本发明的进一步改进在于：对皮材进行熔炼，所述熔炼温度为680--740℃，铸造后的皮材铸锭还要经过锯切、铣面、加热和热轧后，再分切到需要的规格。

本发明的进一步改进在于：所述复合步骤中，将所述芯材铸锭和所述皮材铸锭进行复合加热，加热前，将即将要加热的复合锭的头中尾各打一根钢带。

本发明的进一步改进在于：所述均热步骤中，所述芯材铸锭加热至580-630℃，保温8-12小时，降温时采用控温冷却的方法，铸锭温度在400-620℃，控制冷却时间控制在10-15h，然后出来自然冷却。

本发明的进一步改进在于：所述热粗轧步骤中，采用热粗轧在470--500℃开坯，三层复合的铝材经过15或16道次轧制，坯料厚度15--25mm，中间坯温度为380--420℃，再使用热精轧，经过3道次轧制到5mm热轧卷，终轧温度控制在280--340℃，自然冷却；所述冷轧步骤中，把5.0mm热轧卷冷轧到0.44mm-0.5mm，在300-400℃实施成品退火，所述成品退火步骤中，成品退火的退火工艺为退火金属温度300-400℃，保温时间1-2h，获得细小均匀的晶粒组织，晶粒尺寸在15-30um。

本发明的进一步改进在于：所述精密分切步骤中，采用高精度刀具和合理刀具间隙对材料进行分切，从而达到优异的边部剪切质量，最终成品宽度、力学性能、复合率、杯凸检验都合格后，进行包装入库。

本发明的进一步改进在于：所述芯材铸锭的规格为445*1346*540mm，所述皮材铸锭的规格52*1310*5000mm。

本发明的突出特点在于：

(1)本发明中对铝合金材料中si、fe、cu、mn、ti成分进行了严格控制，质量分数0.1%-0.2%钛ti元素加入铝合金中形成al3ti化合物，起到细化晶粒和改变腐蚀形貌的作用，质量分数0.25%-0.5%铜cu元素加入铝合金中可以提高芯材自腐蚀电位，提高材料耐腐蚀性能，且能起到一定的强化作用，质量分数1.0%-1.7%锰mn元素加入铝合金中经过固溶提高了材料强度，经过均匀化析出大量al6mn弥散质点，降低了材料的再结晶温度且对再结晶晶粒长大起到阻挡作用，保证在成品退火避免出现粗大晶粒，低含量的si、fe有利于提高材料的耐溶蚀性能；

(2)本发明采用470-500℃粗轧开坯，经过15或16道次轧制，坯料厚度15-25mm，中间坯温度为380-420℃，再使用热精轧，经过3道次轧制到5mm热轧卷，这是利用适当温度和变形速度来控制第二相化合物的均匀细小析出和保证铸造组织充分破碎，有利于改善合金内部组织；

(3)热轧生产的坯料，终轧温度控制在280--340℃，自然冷却，热轧坯料整体性能稳定，保证冷轧在目标加工率轧制后，最终成品退火的产品性能稳定，该产品焊前力学性能抗拉强度达到135-150mpa，屈服强度大于65mpa，钎焊后力学性能抗拉强度达到140-150mpa，屈服强度大于60mpa，比传统aa3003芯材平均高出10-20mpa。使用该铝合金板材带制成的汽车蒸发器能满足传统冲压设备的使用，材料钎焊后强度高，耐腐蚀性能好。

附图说明

附图1为成品性能和晶粒组织图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，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。

本实施例提供一种用于制造高强耐腐蚀汽车蒸发器管板的材料，所述材料包括芯材和皮材，两层所述皮材通过复合等步骤设置在所述芯材的两面，材料厚度在0.4-0.5mm，所述芯材包含如下质量百分数的化学成分（wt%）：si：<0.2%，fe：0.1-0.3%，cu：0.25-0.5%，mn：1.0-1.7%，mg：0.<0.05%，zn：<0.2%，ti：0.1-0.2%，余量是al及不可避免的杂质，所述皮材包含如下质量百分数的化学成分（wt%）：si：6.8-8.2%，fe：<0.3%，cu：<0.3%，mn：<0.1%，mg：<0.05%，zn：<0.1%，ti：<0.05%，余量是al及不可避免的杂质。

一种如上述内容所述的用于制造高强耐腐蚀汽车蒸发器管板的材料制备方法，具体步骤如下：

步骤一:原料选择,选取热轧工艺复合而成的多层复合铝合金板带材作为管板材料；

步骤二:管板材料成形，利用冲压成型机通过冲压技术将多层复合铝合金板带材冲压成装配用蒸发器管板叠片；

步骤三：利用钎焊炉将步骤二中的管板叠片和翅片进行钎焊，完成蒸发器芯体部件制造。

本实施例具体提供一种4343/3003mod/4343铝合金板带材及其生产方法：具体包括如下步骤：熔铸、锯切、均热、铣面、复合、加热、热粗轧、热精轧、冷轧、成品退火和精密分切。

所述熔铸步骤中，熔铸后的芯材3003mod铸锭的化学成分的质量百分数为：si：<0.2%，fe：0.1-0.3%，cu：0.25-0.5%，mn：1.0-1.7%，mg：<0.05%，zn：<0.2%，ti：0.1-0.2%，余量是al及不可避免的杂质；其中熔炼温度为700--750℃，精炼温度700--730℃，铸造温度680--700℃，铸造速度50--55mm/min，并使用覆盖剂，之后使用氯气和氩气的混合气体对熔体进行精炼，并加入al-ti-b进行晶粒细化，同时采用除气装置进行熔体在线除气，采用30/50ppi双级陶瓷过滤板进行过滤，半连续铸造成扁锭，然后将铸锭经过均热、锯切和铣面的步骤。

所述熔铸步骤中，皮材的熔炼温度为680--740℃，并使用在线除气除渣，半连续铸造成扁锭，铸造后的皮材铸锭还要经过锯切、铣面、加热和热轧到设计厚度后，再切成需要的长度规格，与芯材进行复合。

所述均热步骤中，所述芯材铸锭加热温度设定炉温630℃，保温时间12h出炉，降温时采用控温冷却的方法，铸锭温度在400-620℃，控制冷却时间控制在10-15h，然后出来自然冷却。

所述铣面步骤是采用铣床对铸锭的大面进行铣削，铣削量为10mm。

所述复合步骤中，将4343皮材、芯材3003mod、4343皮材捆扎一起，将即将要加热的复合锭的头中尾各打一根钢带，将所述芯材铸锭和所述皮材铸锭进行复合加热。

所述加热步骤中，铸锭加热温度设定炉温540℃，保温时间10h出炉轧制。

所述热粗轧步骤中，采用热粗轧在470--500℃开坯，三层复合的铝材经过15或16道次轧制，坯料厚度24mm*1346，中间坯温度为380--420℃，再使用热精轧，经过3道次轧制到5mm热轧卷，终轧温度控制在280--340℃，自然冷却。

所述冷轧步骤中，经过5个道次冷轧至目标厚度，把5.0mm热轧卷冷轧到0.4mm-0.5mm，在300-400℃实施所述成品退火。

所述成品退火步骤中，成品退火的退火工艺为退火金属温度300-400℃，保温时间1-2h，最终获得细小均匀的晶粒组织，晶粒尺寸在15-30um。

所述精密分切步骤中，根据产品需求规格，将得到的成品在薄纵剪上采用高精度刀具和合理刀具间隙对材料进行分切，得到需要宽度的小卷，从而达到优异的边部剪切质量，力学性能、复合率、杯凸检验都合格后，进行包装入库。

所述芯材铸锭的规格为445*1346*540mm，所述皮材铸锭的规格52*1310*5000mm。

根据上述方法，重复两次，最终产品分别为试验卷一和试验卷二，成品性能和晶粒组织图如附图1。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。