专利名称：换热器板的铝合金材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铝合金材料，具体的说本发明涉及一种适合用于换热器板的铝合金材料，其具有优异的耐腐蚀性，并且其可加工性能良好。
背景技术：
在蒸发器、冷凝器等换热器中，一直使用轻量且导热性良好的铝合金。通常，这些换热器的制造是按照以下方法进行例如通过将板材弯曲、或者由压力加工成型的板材加以层叠，从而形成作为工作流体的冷却扁管。就耐腐蚀性而言，由于来自外表面和内部的腐蚀，当制冷剂通路管中过早地产生穿通时，制冷剂泄露，无法起到作为换热器的功能，因此，一直在制冷剂通路管的外表面实施防腐蚀处理，由此延长换热器的寿命。以往，采用将Al-Ti系合金作为牺牲阳极材料包覆于板材的外表面，且将该板材成型为偏平管状而使用的方法；或把挤压多孔管作为制冷剂通路管使用的方法。然而，多数换热器的结构是在制冷剂通路管的外表面接合翅片的结构， 由于在该方法中制冷剂通路管的外表面不存在钎料，因此，必须使用包覆了钎料的翅片材。 此时，由于受到残留于翅片表面的钎料的影响，翅片材的自身耐腐蚀性能降低，另外包覆翅片材的制造成本比裸翅片高，因此导致换热器制造成本的上升。在制冷剂通路管的外表面接合的翅片中使用裸材的情况下，能够提高翅片的自身耐腐蚀性，且通过使用高传导材料，还能够提高换热器的性能，与包覆翅片材相比，也能够降低成本，但此时需要在制冷剂通路管的外表面赋予钎料，因此，就要在上述Al-Ti系合金的表面涂覆粉末状的钎料，或者，就要使用外表面包覆有在Al-B系合金钎料中添加了 Ti的物质的板材。前者的情况下，由于粉末钎料的成本高，因此导致换热器制造成本的增加，在后者的情况下，由于钎焊中含有Ti的熔融钎料的流动，因此，造成钎焊后在制冷剂通路管外表面残留的Ti量没有达到作为牺牲阳极材料所需要的Ti量，导致无法得到制冷剂通路管的足够的防腐蚀效果，或者，由于含有Ti的熔融钎料流动到接合部，导致接合部的优先腐蚀。现有技术中，申请号为02828286. 8的专利报道了涉及一种超强、耐久、耐腐蚀性提高的钎焊换热器用铝散热片合金。该合金基于再生的材料。该合金对于小孔腐蚀显示出提高的腐蚀性能、优异的高温抗垂性能和后钎焊强度。通过优化散热片、管子、端板和侧板的材料组合，能够制造在SWAAT中具有足够腐蚀性能的换热器。申请号为02806584. 0的专利报道了一种耐腐蚀的铝合金具有控制量的铁、锰、铬和钛，并且含有铜、硅、镍以及不超过杂质水平的锌。调整所述合金的化学组成，以使晶粒边界的电极电位与合金基体相匹配，从而降低晶间腐蚀。所述合金特别适合于采用挤压和钎焊技术制造热交换器中的管材。
发明内容
本发明的目的是提供一种换热器板的铝合金材料，针对现有技术中的铝合金换热器在强度、耐腐蚀性能、可加工性能尚不能满足换热器板恶劣工作条件的要求，提供一种较高的强度特性、钎焊性、耐蚀性优异并具有良好的可加工性能的冷却扁管的铝合金材料。为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案
一种换热器板的铝合金材料，其特征是其具有以下组分和含量B 0. 3-0. 85 wt%、Mn 0. 5-1. 8 wt%, Ti :0. 5-1. 6 wt%, Cu :0· 20-0. 60 wt%，余量为 Al 及不可避免的杂质构成。下面说明本发明的铝合金材料的合金成分的意义以及限定理由。B
通过向铝合金中添加B能够得到提高强度的效果。优选的含量是B :0. 3-0. 85 wt%，若 B的含量低于0. 3wt%的时候，提高强度的效果不显著，并且B的加入又利于改善合金的润湿性，有利于提高铝合金的加工性能，特别是显著提高了合金的冷加工性能。B的含量超过上限，则对铝合金的耐蚀性产生不利的影响。优选的，B的含量范围为0. 45-0. 75 wt%0
通过向铝合金中添加Mn，能够细化铝合金颗粒，提高合金的强度而又不降低合金的耐蚀性。当Mn的含量低于0.5 wt%的时候，其对铝合金强度的提高不显著；而当Mn的含量高于1. 8wt%的时候，其在合金中的溶解度达到饱和，继续增加Mn的含量，将导致在热加工的过程中降低合金的挤出加工性能。因而，在本发明中将其含量限定在0. 5wt%-l. 5wt%的范围内。优选的，Mn的含量范围为0. 8-1. 5 wt%0更优选的其含量范围为0. 9-1. 2 wt%。Ti
通过向铝合金中添加Ti，能够增加制造和焊接期间的流动性，能够提高材料的可加工性，并且在本发明限定的范围内，在改善材料可加工性的同时，对材料的耐蚀性能无明显不利的影响。但是当Ti的含量高于1.6 wt%的时候，将会形成大量的金属间化合物，容易导致选择性腐蚀。优选的，Ti的含量为0. 8-1. 3 wt%0Cu:
通过向铝合金中添加Cu，能够得到提高强度的效果，并且在本发明的合金中添加适量含量的Cu，还能够提高合金的自然电位，或多或少能够提高合金的耐蚀性。Cu的优选含量是0. 20-0. 60wt%,但是如果Cu的含量超过0. 60 wt%,含Cu的化合物将选择性的沉积在晶界的周围，导致合金的耐蚀性降低并且还将降低合金的挤出性能。优选的Cu的含量范围为 0.20-0. 45 wt%。另外，本发明还公开了上述换热器板的铝合金材料的制备方法，其特征是，将按上述重量百分比配比的B、Mn、Ti、Cu和Al的合金原料在氮气保护气氛下加热至620-720 V 保温40-90 min;加入占合金原料总重量0.2-0.6 wt%WBaCl2，搅拌30-50 min ；之后将合金液浇注成型；浇铸温度为550-650 °C ；然后在400-480 °C保温2_8 h进行均质化处理， 并冷却得到换热器板的铝合金材料。本发明所述的铝合金材料，经均勻化退火后，观察其金相组织，晶粒细小且均勻对提高铝合金的耐蚀性有好处；并且其组织中没有发现大量存在电化学腐蚀的异质相，大大减轻了晶间腐蚀发生的倾向；采用SWAAT实验对合金材料的腐蚀行为进行测试，表明本发明的铝合金耐蚀性有显著提高；而且材料的强度与普通的铝合金相比也有了显著的提高， 本发明描述的铝合金材料适合于加工成换热器板。
具体实施例方式下面本发明将结合具体的实施例对本发明做进一步的解释和说明。按表1所示出的质量百分比，制备本发明所述的铝合金材料。具体的制备工艺过程为将按表1所示出的百分比配比的B、Mn、Ti、Cu和Al的合金原料在氮气保护气氛下加热至690 °C保温70 min;加入占合金原料总重量0.5 wt%的BaCl2，搅拌50 min ；之后将合金液浇注成型；浇铸温度为630 °C;然后在450 °C保温3 h进行均质化处理，并冷却得到换热器板的铝合金材料。表1母材铝合金的化学成分
权利要求
1.一种换热器板的铝合金材料，其特征是其具有以下组分和含量B:0. 3-0. 85 wt%、 Mn :0. 5-1. 8 wt%,Ti 0. 5-1. 6 wt%, Cu 0. 20-0. 60 wt%，余量为 Al 及不可避免的杂质构成。
2.权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于所述的B的含量范围为0.45-0.75 wt%。
3.权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于所述的Mn的含量范围为0.8-1. 5 wt%。
4.权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于所述的Mn的含量是0.9-1. 2 wt%。
5.权利要求3所述的铝合金材料，其特征在于所述的Ti的含量为0.8-1. 3 wt%0
6.权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于所述的Cu的含量范围为0.20-0.45 wt%。
7.权利要求1-6任一项所述的铝合金材料的制备方法，其特征在于将按铝合金材料配比的B、Mn、Ti、Cu和Al的合金原料在氮气保护气氛下加热至620-720 °C保温40-90 min; 加入占合金原料总重量0. 2-0.6 wt% WBaCl2，搅拌30-50 min ；之后将合金液浇注成型；浇铸温度为550-650 °C ；然后在400-480 °C保温2_8 h进行均质化处理，并冷却得到换热器板的铝合金材料。
8.一种换热器板，其特征在于由权利要求1-6任一项所述的铝合金材料制成。
全文摘要
本发明涉及一种换热器板的铝合金材料，其特征是其具有以下组分和含量B0.3-0.85wt%、Mn0.5-1.8wt%，Ti0.5-1.6wt%，Cu0.20-0.60wt%，余量为Al及不可避免的杂质构成。本发明的铝合金材料具有较高的强度特性、钎焊性、耐蚀性优异并具有良好的可加工性能，特别适合用作换热器板。
文档编号C22F1/04GK102329986SQ201110171130
公开日2012年1月25日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者杨贻方 申请人:苏州方暨圆节能科技有限公司