多元微合金化高强度铝合金翅片材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种热交换器用稀土钐、钇和锆多元微合金化铝合金翅片材料以及制 备方法。
【背景技术】
[0002] 对于由铝钎焊薄板制成的产品，特别是用于热交换器，尤其是汽车应用的钎焊薄 板或翅片，存在日益增加的减轻重量和减少成本的要求。铝热交换器由钎焊在形成工作流 体通道的铝合金材料上的铝合金翅片料等组成，为了改善热交换器性能特性，作为该铝合 金翅片材料基本特性，要求其具有牺牲阳极作用，以及防止形成工作流体通道材料的腐蚀。 此外，为了避免由于高温钎焊加热和钎焊料的渗透引起的变形，要求其有优异的焊后抗拉 强度、屈服强度抗下垂性。
[0003] 为了满足以上基本特性，翅片料中添加有锰和铁，但是，近年来工艺上主要采用快 速连续铸造（CC)方法，利用快速凝固防止高铁高锰形成大颗粒，克服了高锰和高铁易形成 大颗粒带来的不利影响。传统的直接急冷铸造（DC)工艺往往给高锰高铁的铝合金带来粗 大的大颗粒化合物析出，这些大颗粒化合物在铝箱减薄加工时，极易导致铝箱穿孔，大大限 制了DC铸造方法在尚铁尚猛错合金翅片材料中的使用。
[0004] 发明专利CN201280045064. 2公开了一种单层高硅可钎焊材料，包含管料、翅片 料，其硅含量达到2. 5 %以上，利用硅形成共晶硅，共晶硅在熔点480°C，在钎焊温度下，含 硅成分大部分液化，液化部分扩到材料表面，达到钎焊连接两个部件目的。该专利在材料中 加入一定量铁，主要目的是形成高熔点化合物，使共晶硅在液化的条件下基体仍保持固体， 使材料不发生变形。另外，专利中锌是以喷涂形式喷到材料表面，而不是以合金的形式加入 合金里面。该专利受液相率，及钎焊时间影响，焊接工艺要求极为苛刻，喷涂工艺复杂，增加 了加工成本，实际应用效果不太明显。
[0005]发明专利CN200580034986. 3公开了一种多层复合热传输材料，其芯层要求是： 含有0. 5-1. 7 %重量的Μη，0. 1-1. 2 %重量的Si，少于2 %重量的Fe，实际应用含量小于 0. 9%，少于2. 5%重量的Mg，少于1. 2%重量的Cu，少于3%重量的Zn，0-0. 3%重量的Ti 和少于0. 3%重量的Zr，还可以添加其他少量元素。该专利为多层复合产品，芯层合金加入 过量镁，对钎焊性能有不利的影响，同时，该专利还加入铜元素，铜的加入严重降低耐蚀性。 该专利利用内衬材料阻挡镁元素挥发、扩散，同时用内衬克服高铜带来的不利影响，但这种 材料只能用在多层复合材料，单层翅片料就不能克服镁，铜带来的不利影响，并且该专利没 有描述如何克服镁和铜带来的不利。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种多元微合金化高强度铝合金翅片材料及其制备方法和 应用，以克服现有技术存在的上述缺陷。
[0007]所述多元微合金化高强度铝合金翅片材料，其组成和重量百分比含量如下：
[0008] Si：0. 6-1. 5wt%,Fe：0. 8-1. 5wt%,Mn：1.〇-l. 5wt%,Zn：1.〇-l. 5wt %, Zr： 0· 05-0. 3wt%，Y :0· 05-0. 3wt%，Sm :0· 05-0. 3wt%，余量为不可避免的杂质和Al，所述的 杂质含量彡〇.〇5wt% ;
[0009] 优选的，所述多元微合金化高强度铝合金翅片材料，其组成和重量百分比含量如 下：
[0010] Si：0. 8-1. 5wt%,Fe：0. 8-1. 3wt%,Μη：1.〇-l. 5wt%,Zn：1.〇-l. 5wt %, Zr： 0· 1-0. 16wt%，Y :0.05-0. lwt%，Sm :0.08-0. 12wt%，余量为不可避免的杂质和Al，所述的 杂质含量彡〇.〇5wt% ;
[0011] 所述的多元微合金化高强度错合金翅片材料，其厚度为50~80μπι;
[0012] 所述的多元微合金化高强度铝合金翅片材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013] (1)将合金按照配比，进行熔炼，并采用直接急冷铸造方法浇注成铸锭；
[0014] (2)将步骤（1)的产物，热处理退火后热乳，再退火，然后再冷乳；
[0015] (3)退火，得到翅片材料的使用状态。
[0016] 步骤（1)中，铸锭引铸速度限定在40-55mm/min，铸锭头部水流速750~850m3/h， 铸锭尾部水流速2000~3000m3/h，中间铸锭水流速逐步增加，达到均匀冷却的目的。加大水 流流速可以加大冷却速度，使铸锭快速凝固，加大水流速。能够抑制铸造使Al-(Fe.Mn)-Si 等粗大金属间化合物结晶析出，可提高Fe、Si、Μη等元素对基体的固溶量。
[0017] 术语"直接急冷铸造方法"，也称为DC铸造方法，为一种公知的方法，是指熔体金 属连续地通过结晶器，实现凝固结晶并成型的锭坯生产工艺；
[0018] 步骤⑵中，在480_500°C热处理退火2~4小时；
[0019] 步骤（2)中，热处理退火后在480~500°C下进入乳机热乳，终乳温度310-340°C， 热乳最终厚度为3-5mm;
[0020] 步骤（2)中，冷乳前再退火的温度为360-380°C，退火时间为l-4h;
[0021] 步骤（3)中，在200_380°C退火1-3小时；
[0022] 冷乳成品道次加工率为30-40%，最终乳制厚度为50-80μm;
[0023] 术语"成品道次加工率"的定义如下：
[0024] 冷乳成品乳制过程中，某一道次乳制前后厚度变化量的计算值。设道次加工率为 S，比如乳制前厚度为A，乳制一个道次后厚度变为B，那么它的道次加工率即为：S= (A-B)/ k%。
[0025] 本发明的多元微合金化高强度铝合金翅片材料，能够用于用于热交换器，尤其是 汽车应用的钎焊薄板或翅片。
[0026] 本发明的多元微合金化高强度铝合金翅片材料厚度为50~80μm，在钎焊后，不 仅具有基本的钎焊性能，在钎焊后抗拉强度和屈服强度高于其它翅片材料，而且钎焊后导 热性能优异，耐蚀性良好，还能承受一定的高温。
【具体实施方式】
[0027] 本发明将借助下面的实施例详细描述，应注意本发明的实施例只是对本发明的内 容予以解释说明，并不构成对本发明技术方案的限制。
[0028] 实施例1-8和对比例9-10
[0029] 按照配制表1所示的实施例1-8合金成分。
[0030] 制备方法：
[0031] (1)将合金按照配比，进行熔