一种三层铝合金复合板材的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及一种铝合金复合板材，尤其涉及一种用于加工汽车油冷器底板的三层铝合金复合板材。
【背景技术】
[0002]油冷器是汽车体的重要零配件，是保障汽车发动机安全运行及其寿命的重要零件，其结构复杂，如今市场上销售的主流油冷器，多是采用由多层密集排列的锯齿型错列翅片同底板连接而成的铝合金整体焊接结构。其主要生产工艺为钎焊一次成形。铝合金复合板材重量轻、耐腐蚀性能好、钎焊性好、性能可靠，因此被广泛应用于汽车冷却系统中。
[0003]油冷器在高温钎焊炉中钎焊后，各部分构件焊合应牢固，各构件在高温下不能变形，否则将产生虚焊或脱焊现象，影响油冷器的散热效果。复合铝合金板材作为油冷器底板的主要材料，其物理力学性能、化学成分及焊接性能等直接影响油冷器的质量。
[0004]复合铝合金板材是将钎焊材料(皮材)与基体金属(芯材)按一定的包覆比，经一定的复合工艺层状复合在一起。为了适应不同材料的需求，人们发展了多种复合技术，使复合后的材料性能更优异，每一层材料充分发挥其不同的性能，这样复合材料具有更多更好的性能，以及更低的成本。
[0005]为了满足焊后的油冷器整体使用功能的需求以及良好的综合力学性能，需要对复合铝合金板材的皮材和芯材进行合理的选择，选择时主要考虑:芯材选择时，由于焊接时要保证待焊的部件有足够的强度不发生塌陷下垂，而且焊后的焊缝要达到一定的强度，而复合板的芯材作为支撑复合板的主要部分，必须选择强度较好的材料;为了保证复合板材乳制成所要求的规格，需要有优异的加工成形性能等。皮材选择时，因皮材在最外层因而必须有较好的耐蚀性;皮材在钎焊焊接时直接提供部分钎料须具有良好的焊接性等。
[0006]传统汽车油冷器底板是采用3系铝合金及其改性铝合金板，钎焊后屈服强度一般都较低，不能满足油冷器底板对焊后强度的要求。为了满足油冷器底板对焊后强度的要求，目前采用具有一定时效强化的6A02铝合金板。时效强化是指在固溶了合金元素以后，在常温或加温的条件下，使在高温固溶的合金元素以某种形式析出(金属间化合物之类)，形成弥散分布的硬质质点，对位错切过造成阻力，使材料强度增加。然而，6A02铝合金板材由于含有0.45-0.9%的Mg元素，在保护性气氛钎焊过程中Mg元素会形成Mg蒸汽，与炉体中的O2、CO2、N2反应后在零件表面生成黑色的反应产物，严重影响零件表面质量，并且钎剂对零件表面的MgO的溶解有一定的限度。此外，Mg和MgO与钎剂反应生成MgF2,使得钎剂熔点升高失去活性，严重影响钎焊质量，使6A02铝合金板材在做油冷器底板时不能采用保护性气氛钎焊，只能采用真空钎焊来焊接组装好的油冷器零件，降低了油冷器的生产效率，并增加了生产成本。
[0007]为了满足油冷器底板对焊后强度的要求，可仍采用6A02铝合金板来加工油冷器底板，但要解决6A02铝合金在保护性气氛钎焊的过程中Mg元素形成Mg蒸汽而带来的一系列问题，即如何使6A02铝合金板在钎焊过程中Mg蒸汽不会从合金中溢出至合金表面或是炉体中。
【发明内容】
[0008]针对上述问题，本发明的目的是提供一种三层铝合金复合板材，使得由此种复合板材制成的油冷器在保护性气氛钎焊过程中，铝合金复合板芯材6A02中的Mg元素变成Mg蒸汽后，被上下表面的皮材3003铝合金阻断而不能挥发至零件表面，使Mg蒸汽不能与炉体中其他气体发生反应，也不会与零件表面的钎剂发生反应。
[0009]本发明的三层铝合金复合板材，包括上皮材3003铝合金、芯材6A02铝合金和下皮材3003铝合金，三种铝合金顺次叠加复合而成，其特征在于，该三种铝合金的厚度比例为1:(8-15):1。
[0010]上述的三层铝合金复合板材，三种铝合金顺次叠加复合时，所述3003铝合金、6A02铝合金和3003铝合金板材经热乳复合至7.0mm厚。
[0011]上述的三层铝合金复合板材，所述3003铝合金、6A02铝合金和3003铝合金板材热乳复合后进行冷乳，冷乳至所需的复合板厚度。
[0012]上述的三层铝合金复合板材，所述3003铝合金、6A02铝合金和3003铝合金板材形成的复合板冷乳后再进行成品退火。
[0013]上述的三层铝合金复合板材，所述形成上皮材3003铝合金、芯材6A02铝合金和下皮材3003铝合金的三层铝合金复合板的抗拉强度为95-150MPa，屈服强度不小于85MPa，伸长率不小于20%。此种三层铝合金复合板材经钎焊后抗拉强度大于120MPa，屈服强度大于50MPa，伸长率不小于20%。
[0014]本发明提供的用于加工汽车油冷器底板的三层铝合金复合板材，使得油冷器在保护性气氛钎焊过程中，铝合金复合板的芯材6A02中的Mg元素变成Mg蒸汽后，被上下表面的皮材3003铝合金阻断，不能挥发至零件表面，这样使得Mg蒸汽不能与炉体中其他气体发生反应，也不会与零件表面的钎剂发生反应，从而可以使油冷器组装件顺利完成保护性气氛钎焊。三层铝合金复合板材3003(6-10% )/6A02/3003(6-10% )采用保护性气氛钎焊能大大提高油冷器的生产效率，降低生产成本。同时，由于保护性气氛钎焊的焊后冷却速度比真空钎焊快，能大大提高三层铝合金复合板材3003(6-10% )/6A02/3003(6_10% )中6A02铝合金的固溶度，通过自然时效使该复合板材的焊后强度较单一 6A02合金采用真空钎焊后的强度得到明显提高。同时，由于6A02铝合金除了本身铝材质外，主要含有镁和硅两种元素，具有极佳的加工性，且Mg是能增强铝合金钎焊后强度的一种合金元素;3003铝合金，除了本身铝材质外，主要含有锰元素，具有极好的防锈功能和良好的焊接性。本方案中，三种铝合金的厚度比例为1:(8-15):1，此种比例厚度既使得皮材能够很好的阻隔芯材中挥发出的Mg蒸汽，又能保证整个复合板的强度。该种铝合金复合板结合了芯材的高强度与皮材的耐蚀与良好的焊接性的优点，因而能保证所要加工的汽车油冷器底板质量较佳。
【附图说明】
[0015]图1是三层铝合金复合板芯材中的Mg蒸汽向上下皮材扩散的示意图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的【具体实施方式】和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
[0017]图1是根据本发明实施例的示意图，本发明提供了一种三层铝合金复合板材3003(6-10%)/6A02/3003(6-10%)来加工汽车油冷器底板，即在6A02铝合金上下表面通过热乳分别复合上一层3003铝合金，形成了上皮材3003铝合金1、芯材6A02铝合金2和下皮材3003铝合金3的复合板材，该三种铝合金的厚度比例为I:(8-15): I，优选1:10.5:1S卩2:21: 2。
[0018]复合上述的三层铝合金复合板材时，所述3003铝合金、6A02铝合金和3003铝合金板材先经热乳复合至6-8mm厚，优选7mm。
[0019]接下来，所述3003铝合金、6A02铝合金和3003铝合金板材热乳复合后进行冷乳，冷乳至所需的复合板厚度。
[0020]所述3003铝合金、6A02铝合金和3003铝合金板材形成的复合板冷乳后再进行成品退火。
[0021]经过上述步骤复合的三层铝合金复合板材，形成上皮材3003铝合金、芯材6A02铝合金和下皮材3003铝合金的三层铝合金复合板，其抗拉强度为95-150MPa，屈服强度不小于85MPa，伸长率不小于20%。此种三层铝合金复合板材经钎焊后抗拉强度大于120MPa，屈服强度大于50MPa，伸长率不小于20%。
[0022]本发明在保护性气氛钎焊过程中，当芯材6A02铝合金2中的Mg元素变成Mg蒸汽后，被上下表面的上皮材3003铝合金I和下皮材3003铝合金3阻断而不能挥发至零件表面，这样使得Mg蒸汽不能与炉体中其他气体发生反应，也不会与零件表面的钎剂发生反应，可以使油冷器组装件顺利完成保护性气氛钎焊。
[0023]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【主权项】
1.一种三层铝合金复合板材，包括上皮材3003铝合金、芯材6A02铝合金和下皮材3003铝合金，三种铝合金顺次叠加复合而成，其特征在于，该三种铝合金的厚度比例为1:(8-15):lo2.如权利要求1所述的三层铝合金复合板材，其特征在于，叠加复合时，所述3003铝合金、6A02铝合金和3003铝合金板材热乳复合至7.0mm厚。3.如权利要求2所述的三层铝合金复合板材，其特征在于，所述3003铝合金、6A02铝合金和3003铝合金板材热乳复合后进行冷乳，冷乳至所需的复合板厚度。4.如权利要求3所述的三层铝合金复合板材，其特征在于，所述3003铝合金、6A02铝合金和3003铝合金板材形成的复合板冷乳后再进行成品退火。5.如权利要求4所述的三层铝合金复合板材，其特征在于，所述形成上皮材3003铝合金、芯材6A02铝合金和下皮材3003铝合金的三层铝合金复合板材的抗拉强度为95-150MPa，屈服强度不小于85MPa，伸长率不小于20 % ;此种三层铝合金复合板经钎焊后抗拉强度大于120MPa，屈服强度大于50MPa，伸长率不小于20%。
【专利摘要】本发明涉及一种三层铝合金复合板材，其包括上皮材3003铝合金、芯材6A02铝合金和下皮材3003铝合金，三种铝合金顺次叠加复合而成，其特征在于，该三种铝合金的厚度比例为1：(8-15)：1。该种结构的铝合金复合板材，使得油冷器在保护性气氛钎焊过程中，铝合金复合板芯材6A02中的Mg元素变成Mg蒸汽后，被上下表面的皮材3003铝合金阻断而不能挥发至零件表面，使Mg蒸汽不能与炉体中其他气体发生反应，也不会与零件表面的钎剂发生反应，提高了焊接质量，可以使油冷器组装件顺利完成保护性气氛钎焊，极大提高了油冷器的生产效率，降低了生产成本。
【IPC分类】B32B15/01
【公开号】CN105563933
【申请号】CN201510945872
【发明人】陈琴, 吕金明, 张小军
【申请人】银邦金属复合材料股份有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月16日