用于热交换器的高强度铝散热片坯料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及材料科学、材料化学、冶金学、侣合金、侣制造领域和相关领域。本发明 提供用于制造热交换器散热片的新型侣合金，所述热交换器散热片又用于各种热交换器装 置例如机动车散热器、冷凝器、蒸发器和相关装置中。
【背景技术】
[0002] 需要用于各种热交换器应用（包括汽车散热器）中的具有高强度的侣合金散热片 巧料。此外需要获得用于高性能热交换器应用中的侣合金散热片巧料，其具有强烈的硬针 焊前机械性能、在硬针焊期间的良好行为即增强的硬针焊材料抗下垂性，和降低的散热片 侵蚀，W及在硬针焊后良好的强度和传导特性。
【发明内容】
[0003] 本发明提供用于热交换器应用如汽车热交换器中的侣合金散热片巧料。运种侣合 金散热片巧料合金材料是通过直接激冷(DC)铸造制造的。根据本发明的实施方案的侣合金 散热片巧料具有一种或多种W下特性:高强度、所希望的硬针焊后机械性能、所希望的抗下 垂性、所希望的耐腐蚀性和所希望的传导性。根据本发明的一些实施方案的侣合金散热片 巧料在硬针焊前显示较大的晶粒分散质和改进的强度。所述侣合金散热片巧料的一些实施 方案是在所希望的硬针焊前回火例如化4中制造的。
[0004] 改进的侣合金散热片巧料可用于各种应用，例如热交换器中。在一个实施方案中， 所述侣合金散热片巧料可用于汽车热交换器如散热器、冷凝器和蒸发器中。在一些实施方 案中，所述侣合金散热片巧料可用于高性能轻质汽车热交换器。在一些其他实施方案中，侣 合金散热片巧料可用于其他硬针焊应用，包括(但不限于)HVAC应用。根据本发明的实施方 案的W下详细说明，本发明的其他目的和优点将是显而易见的。
【具体实施方式】
[0005] 本发明提供侣合金散热片巧料。运种侣合金散热片巧料合金材料是通过直接激冷 (DC)铸造制造的。所述侣合金散热片巧料的一些实施方案具有改进的强度、改进的耐腐蚀 性或改进的抗下垂性中的一种或多种。在一些实施方案中，所述侣合金散热片巧料展现所 希望的硬针焊前化14)回火机械性能和所希望的硬针焊后机械性能、抗下垂性、耐腐蚀性和 传导性。在一些其他实施方案中，所述侣合金散热片巧料显示在硬针焊后更大的晶粒尺寸 和在硬针焊前改进的强度。所述侣合金散热片巧料可用于各种应用，例如热交换器中。在一 个实施例中，所述侣合金散热片巧料可用于汽车热交换器如散热器、冷凝器和蒸发器中。
[0006] 侣合金散热片巧料的组合物处在本发明的范围内。下文描述所述侣合金散热片巧 料组合物的一些示例性实施方案。下文和在整个本文件中关于侣合金散热片巧料组合物的 成分量使用的所有％值都是W重量％ (wt % )计。
[0007] 在一个实施方案中，所述侣合金散热片巧料包含约0.8-1.4%Si、0.4-0.8%Fe、 0.05-0.4%Cu、1.2-1.7%Mn 和 1.2-2.3%化，余量为侣。
[000引在另一个实施方案中，侣合金散热片巧料包含约0.9-1.3% Si、0.45-0.75%Fe、 0.10-0.30%Cu、1.3-1.7%Mn 和 1.30-2.2%化，余量为侣。
[0009] 在另一个实施方案中，所述侣合金散热片巧料包含约0.9-1.2 % Si、0.50-0.75 % Fe、0.15-0.30%Cu、1.4-1.6%Mn和 1.4-2. l%Zn，余量为侣。
[0010] 在一个实施方案中，所述DC散热片泌料包含0.9-1.1 %Si、0.10-0.25%Cu、0.45- 0.7%化、1.4-1.6%]?11和1.4-1.7%化，余量为八1。
[0011] 在另一个实施方案中，所述侣合金散热片巧料包含0.90-1.0% Si、0.15-0.25 % 〇1、0.5-0.6%化、1.5-1.6%]?11和1.5-1.6%化，余量为八1。
[0012] 在另一个实施方案中，所述侣合金散热片巧料包含0.9-1 %Si、0.2%Cu、0.5- 0.6%化、1.5-1.6%]?11和1.5-1.6%化，余量为八1。
[0013] 在另一个实施方案中，所述侣合金散热片巧料包含0.9-0.95%Si、0.2%Cu、0.5- 0.6%化、1.5-1.6%Mn和1.5-1.6%al，余量为Al。
[0014] 在另一个实施方案中，所述侣合金散热片巧料包含0.90-0.95 % Si、0.15-0.20 % 〇1、0.55%化、1.5%]?11和1.5%211，余量为八1。
[0015] 在另一个实施方案中，所述侣合金散热片巧料包含0.95%Si、0.15%Cu、0.55% Fe、1.5%Mn和1.5%Zn，余量为Al。
[0016] 在另一个实施方案中，所述侣合金散热片巧料包含0.90-0.95 % Si、0.15-0.20 % 〇1、0.5-0.6%化、1.5%]?11和1.5%化，余量为八1。
[0017] 在另一个实施方案中，所述侣合金散热片巧料包含1.0-1.2%Si、0.2-0.3%Cu、 0.5-0.6%化、1.4-1.55%]?11和1.9-2.1%化，余量为八1。
[0018] 在另一个实施方案中，所述侣合金散热片巧料包含0.95%±0.0551、0.2%± 0.05化、0.6%±0.1尸6、1.45%±0.05111和1.55%±0.1211，余量为八1。
[0019] 在另一个实施方案中，所述侣合金散热片巧料包含1.15%±0.05Si、0.25%± 0.05化、0.6%±0.1化、1.5%±0.05111和2.0%±0.1211，余量为八1。
[0020] 任选地，Cr和/或Zr或其他晶粒尺寸控制元素可W各自高达0.2%、各自高达 0.15%、各自高达0.1 %、各自高达0.05%或各自高达0.03 %的量存在于侣合金散热片巧料 组合物中。应理解，本文所述的侣合金散热片巧料组合物可含有其他次要元素，有时被称为 无意元素，含量通常低于0.05%。
[0021] 本发明的侣合金散热片巧料的一些实施方案显示更高的固相线溫度，称为烙融起 始，运导致改进的忍收缩，即其中硬针焊侣合金单元不具有所希望形状的现象。虽然不希望 受到W下陈述的束缚，但据信，基于差示扫描量热（DSC)测量和Thermo-Calc'i软件 (Stoc化olm，Sweden)模拟，降低侣合金散热片巧料组合物中的Si含量和化含量并增加 Μη含 量可W导致烙融溫度(固相线）的较高起始，运有助于降低忍收缩。在一个实施例中，根据本 发明的实施方案的侣合金散热片巧料组合物显示高于617Γ的固相线溫度和约400WI1的粗 粒硬针焊后晶粒尺寸。在另一个实施例中，将合金的Si含量限制为0.9-1 % (优选为0.9- 0.95 % )并且将化含量限制为1.5-1.6 %，同时维持Μη含量相对较高(例如，约1.5 % )使合金 的固相线溫度升高，运又使材料在硬针焊溫度下加强，W使得它可W抵抗下垂或高溫蠕变， 运可能导致忍收缩。
[0022] 本发明的一些实施方案设及具有限定组成并通过包括限定工艺步骤和条件的方 法获得的侣合金散热片巧料。限定组成和制造方法的组合可导致侣合金散热片巧料的特性 改进。运些改进特性的一个实例是改进的硬针焊前机械性能。改进的硬针焊前机械性能(也 称为"在硬针焊前条件中"的特性)导致在装配期间改进的散热片抗压性，同时维持在硬针 焊之后(硬针焊后)合适的抗下垂性和导热性。
[0023] 制造根据本发明的实施方案的侣合金散热片巧料的方法设及通过直接激冷(DC) 铸造方法制造锭料的步骤，所述方法通常用于整个侣工业中，由此从大保溫炉铸造约1.5m X0.6mX4m的大锭料，所述大保溫炉向供应有冷却水的一个或多个浅模具供应金属。将固 化锭料通过冷却水的直接冲击连续冷却并且从模具底部慢慢取出直至完成一个或多个完 整锭料。一旦从铸造过程中冷却，就对锭料社制表面进行加工W除去表面偏析和不规则性。 将经过加工的锭料预热W用于热社。将预热溫度和持续时间控制为低水平W在成品散热片 巧料被硬针焊后保持大的晶粒尺寸和高强度。将若干锭料(约8至30