[发明专利]一种真空钎焊翅片材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种铝合金复合材料，其包含芯材合金和复合层合金，其中复合层合金和芯材合金中存在的当量圆直径为0.02μm‑0.2μm的颗粒的密度(以个/mm³计)的比值为1.5以上。基于所述芯材合金，所述芯材合金包含：0.3‑1.5重量％的Si、0.1‑1.0重量％的Cu、0.1‑1.0重量％的Mn、0.1‑0.9重量％的Mg、和≤0.35重量％的Fe；以及(i)‑(iii)中的至少一种：(i)0.05‑0.25重量％的Ti、(ii)0.05‑0.25重量％的Zr、(iii)0.02‑0.25重量％的Cr；以及单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其它元素；余量为Al。本发明还涉及所述铝合金复合材料的制备方法。本发明的铝合金复合材料，具有高强度且具有优良抵抗钎料熔蚀能力，适合用作翅片材料，特别是用作真空钎焊的油冷器、水箱等换热器的翅片。

技术领域

本发明涉及一种铝合金复合材料，其具有高强度且具有优良抵抗钎料熔蚀能力，适合用作翅片材料，特别是用作真空钎焊的油冷器、水箱等换热器的翅片。本发明还涉及所述铝合金复合材料的制备方法。

背景技术

铝合金由于质轻且高的热传导性，广泛用作制备应用于各种行业如汽车、工程机械、电力等的换热器。换热器主要通过钎焊法(硬钎焊)来生产，主要包括真空钎焊和可控气氛钎焊。真空钎焊即在具有真空条件的炉子内对铝换热器的部件加热进行接头的连接。真空钎焊的优点在于由于处于真空条件下，氧的含量极低，铝换热器的部件进行加热时不会进一步氧化，从而使氧化膜的厚度控制在一定范围内。随后在升温至接近600℃的条件下，Al-Si钎料合金熔化，表面的氧化膜破裂，通过毛细作用使熔化的钎料流动到钎焊接头处，形成冶金结合的钎焊接头。真空钎焊不需要添加额外的钎剂(助焊剂)等来去除表面氧化膜，因此换热器的内腔非常洁净。内腔的洁净对于某些换热器是非常重要的，比如油冷器。

油冷器是现代汽车、工程机械等其发动机润滑系统或液压系统不可缺少的换热器零部件。主要用于车辆发动机润滑油、液压油或燃油的冷却，冷却方式可以是冷却水或空气。油冷器具有结构紧凑、耐压和耐高温要求高、耐腐蚀性能好、传热效率高、可靠性好等特点。真空钎焊并不使用钎剂，使油冷器可以更加清洁，不容易因为钎剂残留而造成通道堵塞或腐蚀问题等。但是，由于炉子内为真空环境，在真空钎焊过程中仅能通过辐射传递热量，使得钎焊时升温速度很慢，钎焊时间很长，铝钎焊材料在高温下会发生熔蚀及软化变形等问题。

随着排放法规的不断加严，换热器产品也在进行不断更新换代，目前新趋势是更有效地利用材料以降低换热器的重量和成本。对于油冷器而言，其耐压和耐高温要求更高，并进一步向轻量化、紧凑化、模块化发展。这也对真空钎焊用铝材提出了更高的要求，要求材料本身强度，钎焊性能等达到更高的目标，而通过使用更薄的材料，使换热器的重量降低成为可能。而现有的真空钎焊用翅片材料还无法满足换热器减重而提出的材料进一步减薄的要求。对于油冷器来说，普通的真空钎焊翅片材料为了保证其高温下不变形，一般采用较厚的翅片材料，厚度一般大于0.25mm，有的甚至有0.4mm。

CN102554585A公开了一种铝合金钎焊板料的制造方法，该方法包括依次执行的下述步骤：铸造铝合金铸锭；均匀化所述铸锭，然后冷却，并进行常规的铣面；对所述铸锭进行单面或双面复合铝硅钎料层，以形成复合料；加热所述复合料；热轧并冷轧所述加热的复合料，以形成具有第一厚度的冷轧料；对所述冷轧料进行完全软化退火；以及对所述软化退火的板料进行预拉伸，由此获得具有小于所述第一厚度的第二厚度的最终的铝合金钎焊板料。该制造方法获得的材料具有良好的延伸率和芯材熔蚀残余厚度。CN 102357744A公开了一种新型真空钎焊用4A13铝合金，其特征在于：其包含总重量份数为100份的以下材料：硅(Si)大于8.2份-9份，铁(Fe)0份-0.6份，铜(Cu)0份-0.2份，锰(Mn)0份-0.2份，镁(Mg)0.08份-0.2份，锌(Zn)0份-0.2份，钛(Ti)0份-0.15份，其它杂质微量元素0份-0.15份，其余为铝(Al)。