高铜含量的高强耐蚀稀土铝合金及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及含稀±元素的侣合金及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，交通运输系统、工程冷却系统W及家用商用制冷设备对减排、减耗和环保 的追求越来高，其相关产品及零部件也愈加追求轻量、高效和低成本。特别是用量相当大的 应用于汽车热交换器的针焊薄板或翅片，大部分厂家都在开发更窄（宽度）、更矮(高度）、更 薄(壁厚）的多孔扁管设计，W实现换热器的紧凑高效。而更轻的重量、更高的效率、更低的 成本对针焊薄板和翅片的力学性能、耐蚀性能提出了更高的要求，具有高强度、长使用寿命 的侣合金成为热传输用侣合金的研发热点。
[0003] 增强热传输用侣合金的强度和耐蚀性能是其能够实现轻量、高效和降低成本的技 术关键，只有当热传输用侣合金达到较高的针焊后强度，且不危害在针焊后抗下垂性和耐 蚀性时，才允许使用具有针焊后高强度的更薄的散热片，从而与目前使用的产品相比减轻 重量。目前国内外侣锥合金生产商的产品的针焊后强度和耐蚀性均较差，大部分还是停留 在采用AA3003侣合金生产热传输材料，其针焊后屈服强度值只有45M化左右。
[0004] 专利CN 104271289 A公开了一种新HT侣合金体及其制备方法，此侣合金含有较高 的Mg含量，针焊时，较高的Mg含量易扩散引起材料发黑，不适合于热传输材料，并且耐腐蚀 性能亦未进行相关研究，不能满足热传输产品对合金强度和耐蚀性日益提高的要求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种高铜含量的高强耐蚀稀±侣合金及其制备方法和应用， W克服现有技术存在的上述缺陷。
[0006] 所述高铜含量的高强耐蚀稀±侣合金，其材料组成和重量百分比含量如下：
[0007] 0.3-1.5"1%的51，小于0.7"1%的化，0.8-1.2"1%的〇1，0.8-1.8"1%的胞，0.1-0.3wt%的化，0.15-0.3wt%的Sm或0.15-0.3wt%的Y中的一种或两种，余量为不可避免的 杂质及A1;
[000引优选的，所述高铜含量的高强耐蚀稀±侣合金，其材料组成和重量百分比含量如 下：
[0009] 0.32-1.48wt % 的Si，小于0.7wt % 的Fe，0.96-1.1 Iwt % 的Cu，0.9-1.7wt % 的Μη， 0.13-0.21wt%的Zn，0.18-0.22wt%的Sm或0.17-0.22wt%的Y中的一种或两种，余量为不 可避免的杂质及Al;
[0010] 优选地，所述的A1为纯度大于99.85 %的纯侣，Zn为工业纯锋；
[001。 优选地，所述的Si，Fe为75 %的侣铁中间合金，Cu为50 %的侣铜中间合金，Μη，Sm为 10%的侣衫中间合金，Y为10%中的侣锭中间合金。
[0012]所述高铜含量的高强耐蚀稀±侣合金的制备方法，包括W下步骤：
[001引（1)将合金按照配比，进行配料烙炼，制备铸锭；
[0014] (2)对铸锭在500°c-550°c下均匀化退火12-14h;
[0015] (3)对铸锭切除冒口，然后进行加工锐面；
[0016] (4)锐面后在退火炉中加热至470-500°C，保溫2-化后进行热社，终社溫度310-340 °C，牵L 薄至 3-4mm;
[0017] (5)然后冷社成品道次加工率30-40%，社薄至50-80WI1;
[001引 （6)然后在360-380°C下退火1-化。
[0019] 术语"冷社成品道次加工率"的定义如下：
[0020] 冷社成品社制过程中，某一道次社制前后厚度变化量的计算值。设道次加工率为 S，比如社制前厚度为A，社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)/ A%。
[0021] 本发明的高铜含量的高强耐蚀稀±侣合金，可用于制备热传输用设备。
[0022] 本发明的产品添加有较高含量的Cu和稀±元素 Sm和Y，可W显著提高合金的强度， 且通过加入稀±元素 Sm和Y与化的合金化，抑制了正电性很高的含铜相的电偶腐蚀作用，使 加入高化含量的侣合金具有高强性能的同时，保持了较好的耐蚀性能。同时，衫和锭除了具 有一般稀±元素所具有的对侣合金脱气，除渣，变质，细晶，提高侣合金强度和耐蚀性的有 益作用，而且Sm和化k其他稀±元素在侣合金中的溶解度大，析出相颗粒细小弥散，不会像 加入一般稀±Ce，La的侣合金会形成较粗大的析出相，能显著减少侣锥材料的针孔，提高了 热交换器侣锥材料的成品率。
[0023] 本发明利用多元微合金化元素稀±Y、Sm元素来克服Μη和Fe含量高易形成大颗粒 化合物带来不利影响。由于合金加入稀±锭、衫元素，运些元素弥散基体内，形成儘、铁化合 物形核核屯、，导致含儘、铁化合物细化，细小的铁儘化合物阻碍再结晶，提高合金强度和塑 形。多余的铁、儘等元素，向高稀±的球状相偏聚，从而使最后凝固的晶界处杂质元素大大 降低，净化了晶界，使得晶界处高铁的脆性相减少，晶界强度提高;而晶界处分布的点链状 化合物为低铁、含稀±的组成相，塑性接近于侣基体的化合物，使塑性得到改善。而加入稀 ±￥和5111形成高烙点稀±锭和衫化合物，运些高烙点稀±化合物腐蚀电位和基体腐蚀电位 接近，稀±化合物和和基体电势比较匹配，减少了微电偶腐蚀，使侣锥材料有了很好的耐蚀 性。此外，由于稀±元素衫和锭微合金化的弥散、固溶、织构强化等综合强化作用，还可W提 高合金抗拉强度、屈服强度W及抗下垂性。
【具体实施方式】
[0024] 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W解释说明，并不构成对本发明技术方案的限制。
[0025] 本发明的实施例和对比例合金的成分如表1所示，符号表示此元素未添加。
[0026] 表1合金成分组成(wt%) Γ00271
[0028] 实施例1
[0029] 制备方法：
[0030] (1)将合金按照表1中实施例1成分进行配比，采用常用侣合金烙炼工艺进行烙炼， 诱铸成板状铸锭；
[0031] (2)然后对铸锭在500°C下均匀化退火14h;
[0032] (3)对所述铸锭进行切割锐面，去除冒口和表皮；
[0033] (4)锐面后在退火炉中加热至470°C，保溫化，进行热社，终社溫度310°C，社薄至 4mm；
[0034] (5)冷社，成品道次加工率30%，社薄至50皿；
[0035] (6)然后在360°C下退火化。
[0036] 实施例2
[0037] (1)将合金按照表1中实施例2成分进行配比，采用常用侣合金烙炼工艺进行烙炼， 诱铸成板状铸锭；
[0038] (2)然后对铸锭在550°C下均匀化退火12h;
[0039] (3)对所述铸锭进行切割锐面，去除冒口和表皮；
[0040] (4)锐面后在退火炉中加热至500°C，保溫化，进行热社，终社溫度％0°C，社薄至 3mm；
[0041 ] (5)冷社，成品道次加工率40%，社薄至sown;
[0042] (6)然后在380°C下退火化。
[0043] 实施例3
[0044] (1)将合金按照表1中实施例3成分进行配比，采用常用侣合金烙炼工艺进行烙炼， 诱铸成板状铸锭；
[0045] (2)然后对铸锭在530°C下均匀化退火13h;
[0046] (3)对所述铸锭进行切割锐面，去除冒口和表皮；
[0047] (4)锐面后在退火炉中加热至480°C，保溫化，进行热社，终社溫度320°C，社薄至 3.5mm；
[004引 （5)冷社，成品道次加工率40%，社薄至60WI1;
[0049] (6)然后在370°C下退火1.化。
[0化0] 对比例1-2
[0051]合金按照表1中对比例1~2的配比，制备方法同实施例1。
[0化2] 对比例3
[0053] 合金按照表1中对比例1~2的配比，制备方法同实施例2。
[0054] 实施例1-2和对比例1-3性能测试结果见表2。
[0055] 表2中对发明材料和对比例材料进行模拟针焊后，测试其力学性能及耐蚀性能：
[0056] 屈服强度、抗拉强度采用GB/T228-2002金属材料室溫拉伸试验方法检测；
[0057] 极化电位采用ASTM_G69-97标准检测；
[0058] 失重率测试采用恒溫水浴浸泡试样，试样经过打磨抛光清洗之后，测量出试样的 质量(mo)和尺寸，试样在35°C的恒溫水浴中浸泡14天。实验结束后将试样在30%溶度的硝 酸溶液中浸泡15min，然后用水清洗，烘干，记录剩余质量(mi)，失重率为(mo-虹)/mi。
[0059] 表2实施例和对比例性能测试结果
[0060]
[0062]由上表可见，本发明的实施例1-3与对比例1相比，由于加入了适量的稀±元素衫 和锭，耐腐蚀性能得到显著提高；与对比例2相比，由于加入了较高的化含量，屈服强度和抗 拉强度显著提高；与对比例3相比，由于加入高的铜含量和适量的稀±元素，力学性能得到 了显著提升，并且保持了较好的耐腐蚀性能。
【主权项】
1. 高铜含量的高强耐蚀稀土铝合金，其特征在于，其材料组成和重量百分比含量如下： 0.3-1.5￥七％的51小于0.7￥七％的卩6,0.8-1.2￥七％的〇1，0.8-1.8￥七％的]?11，0.1-0.3￥七％的 Zn，0.15-〇.3wt%的Sm或0· 15-〇.3wt%的Y中的一种或两种，余量为不可避免的杂质及A1。2. 高铜含量的高强耐蚀稀土铝合金，其特征在于，其材料组成和重量百分比含量如下： 0.32-1.48wt% 的Si，小于0.7wt% 的Fe，0.96-1 · llwt% 的Cu，0.9-1.7wt% 的Μη，0· 13- 0.21￥七％的211，0.18-0.22￥七％的5111或0.17-0.22￥七％的￥中的一种或两种，余量为不可避免 的杂质及Al。3. 根据权利要求1或2所述的高铜含量的高强耐蚀稀土铝合金，其特征在于，所述的A1 为纯度大于99.85%的纯铝，Zn为工业纯锌;所述的Si，Fe为75%的铝铁中间合金，Cu为50% 的铝铜中间合金，Mn，Sm为10 %的铝钐中间合金，Y为10 %中的铝钇中间合金。4. 根据权利要求1~3任一项所述的高铜含量的高强耐蚀稀土铝合金的制备方法，其特 征在于，包括以下步骤： (1) 将合金按照配比，进行配料熔炼，制备铸锭； (2) 对铸锭在500°C_550°C下均匀化退火12-14h; (3) 对铸锭切除冒口，然后进行加工铣面； (4) 铣面后在退火炉中加热至470-500°C，保温2-3h后进行热乳，终乳温度310-340°C， 乳薄至3_4mm; (5) 然后冷乳成品道次加工率30-40%，乳薄至50-80μπι; (6) 然后在360-380°C下退火l_2h。5. 根据权利要求1~3任一项所述的高铜含量的高强耐蚀稀土铝合金的应用，其特征在 于，用于制备热传输用设备。
【专利摘要】本发明公开了一种高铜含量的高强耐蚀稀土铝合金及其制备方法和应用，所述铝合金，其材料组成和重量百分比含量如下：0.3-1.5wt％的Si，小于0.7wt％的Fe，0.8-1.2wt％的Cu，0.8-1.8wt％的Mn，0.1-0.3wt％的Zn，0.15-0.3wt％的Sm或0.15-0.3wt％的Y中的一种或两种，余量为不可避免的杂质及Al。本发明的产品能显著减少铝箔材料的针孔，提高了热交换器铝箔材料的成品率。还提高了合金抗拉强度、屈服强度以及抗下垂性。
【IPC分类】C22F1/04, C22C1/02, C22C21/18, C22C21/00, C22F1/043, C22F1/057, C22C21/02
【公开号】CN105506424
【申请号】CN201610014799
【发明人】饶小华, 陈仁宗, 高勇进, 黄元伟, 丁冬雁, 唐劲松, 尤小华
【申请人】上海华峰新材料研发科技有限公司, 华峰日轻铝业股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月11日