超薄高强度铝合金翅片材料及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种热交换器用含错侣合金超薄耐高溫高强度翅片材料W及制备方 法。
【背景技术】
[0002] 对于由侣针焊薄板制成的产品，特别是用于热交换器，尤其是汽车应用的针焊薄 板或翅片，存在日益增加的减轻重量和减少成本的要求。侣热交换器由针焊在形成工作流 体通道的侣合金材料上的侣合金翅片料等组成，为了改善热交换器性能特性，作为该侣合 金翅片材料基本特性，要求其具有牺牲阳极作用，W及防止形成工作流体通道材料的腐蚀。 此外，为了避免由于高溫针焊加热和针焊料的渗透引起的变形，要求其有优异的抗下垂性 和耐腐蚀性。
[0003] 为了满足W上基本特性，翅片料中添加有儘和铁，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儘形成大颗粒，克服了高儘和高铁易形成 大颗粒带来的不利影响。传统的直接急冷铸造值C)工艺往往给高儘高铁的侣合金带来粗 大的大颗粒化合物析出，运些粗大的含铁儘化合物一方面容易成为再结晶形核晶核，导致 针焊过程中再结晶发生，从而影响合金强度和塑形；另一方面运些大颗粒化合物在侣锥减 薄加工时，极易导致侣锥穿孔，大大限制了DC铸造方法在高铁高儘侣合金翅片材料中的使 用。
[0004] 发明专利CN201280045064. 2公开了一种单层高娃可针焊材料，包含管料、翅片 料，其娃含量达到2. 5 %W上，利用娃形成共晶娃，共晶娃在烙点480°C，在针焊溫度下，含 娃成分大部分液化，液化部分扩到材料表面，达到针焊连接两个部件目的。该专利在材料中 加入一定量铁，主要目的是形成高烙点化合物，使共晶娃在液化的条件下基体仍保持固体， 使材料不发生变形。另外，专利中锋是W喷涂形式喷到材料表面，而不是W合金的形式加入 合金里面。该专利产品受液相率及针焊时间影响，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。 阳0化]发明专利CN200580034986. 3公开了一种多层复合热传输材料，其忍层要求是： 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%重量的化，少于3%重量的化，0-0. 3%重量的Ti 和少于0. 3%重量的Zr，还可W添加其他少量元素。该专利为多层复合产品，忍层合金加入 过量儀，对针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儀元素挥发、扩散，同时用内衬克服高铜带来的不利影响，但运种 材料只能用在多层复合材料，单层翅片料就不能克服儀，铜带来的不利影响，并且该专利没 有描述如何克服儀和铜带来的不利。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种超薄高强度侣合金翅片材料及其制备方法和应用，W克 服现有技术存在的上述缺陷。
[0007] 所述超薄耐高溫高强度侣合金翅片材料，其材料组成和重量百分比含量如下：
[0008] Si：0. 5-1. 5wt%,Fe：0. 7-1. 5wt%,Μη：1.〇-l. 5wt%,Zn：1.〇-l. 5wt %, Zr： 0. 05-0. 3wt%，余量为不可避免的杂质和Al，所述的杂质含量《0. 05wt% ;
[0009] 优选的，所述超薄耐高溫高强度侣合金翅片材料，其材料组成和重量百分比含量 如下：
[0010] Si：0. 6-1. 5wt%,Fe：0. 8-1. 3wt%,Μη：1.〇-l.5wt%,Zn：1.〇-l.5wt%,Zr： 0. 06-0. 2wt%，余量为不可避免的杂质和Al，所述的杂质含量《0. 05wt%;
[0011] 所述超薄耐高溫高强度翅片材料，其厚度为50~80μm;
[0012] 所述超薄耐高溫高强度翅片材料的制备方法，包括W下步骤：
[0013] (1)将合金按照配比，进行烙炼，采用直接急冷铸造方法，诱注成铸锭；
[0014] (2)将步骤（1)的产物，热处理退火后热社，退火后再冷社；
[0015] (3)退火，得到翅片材料的使用状态。
[0016]其中，
[0017] 步骤（1)中，铸锭引铸速度为在40-55mm/min，铸锭冷却水流速设定，铸锭头部水 流速为750~850mVh，铸锭尾部水流速2000~3000mVh，中间铸锭水流速逐步增加，达到 均匀冷却的目的； 阳01引步骤似中，在480-500°C热处理退火2-4小时；
[0019] 步骤似中，热处理退火后，在480~500°C下进入社机热社，终社溫度为 310-340°C，热社最终厚度为3-5mm，360-380°C退火1-4小时再冷社；
[0020] 步骤（3)中，在200-380°C退火1-3小时；
[0021] 冷社成品道次加工率30-40%，终社制厚度为50-80μπι; 阳02引术语"直接急冷铸造方法"，也称为DC铸造方法，是指烙体金属连续地通过结晶 器，实现凝固结晶并成型的锭巧生产工艺；
[0023] 术语"冷社成品道次加工率"的定义如下：
[0024] 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： 阳0巧]S=(A-B)/A%。
[00%] 本发明的产品，可用于制备热交换器，尤其用于制备汽车用的热交换器针焊薄板 或翅片。
[0027] 本发明在高儘高铁的基础上，加入相当量兼具固溶强化和弥散析出强化作用的错 元素，利用错对侣合金再结晶行为的抑制，使变形过程中高密度位错和显微结构得W保留 下来，同时在铸造过程中，控制铸模不同部位的冷却水流速度和铸锭的移动速度，成功克服 了高铁高儘合金对高铁薄型翅片合金加工的难点和不利影响，控制了高铁高儘侣合金粗大 颗粒化合物的析出，实现了高铁高儘薄型翅片材料高强，耐热目标，从而使高铁、高儘翅片 材料有创新性的突破。
[0028] 本专利通过加入错元素，形成亚稳定的AlsZr相，采用合适的热处理工艺，使固溶 在基体中错元素基体均匀析出，此类颗粒细小弥散，与基体有良好的共格关系，且颗粒稳定 性好，对合金性能极为有利，提高了针焊循环抗逆转性能。同时错元素协同娃元素一起增加 了Μ-(Fe.Μη)-Si颗粒体积分数，且利用急冷工艺提高了也相应提高Al-(化.Μη)-Si颗粒 体积分数。
[0029] 本发明通过改变热处理工艺、社制工艺W及加入错元素，改变大颗粒和晶粒尺寸， 利用错元素改变纤维织构结构，使大颗粒和晶粒尺寸减小，克服大颗粒化合物带来的不利 影响，使翅片材料利用铸造方法结合错的优良性质，在只改变工艺参数条件下达到最薄化， 并且该翅片产品厚度小于传统铸造方法生产的厚度。市场上传统铸造方法生产翅片料厚