铝合金、中冷器管用复合材料及制备方法、中冷器及车辆技术

本申请提供了铝合金、中冷器管用复合材料及制备方法、中冷器及车辆。该铝合金由以下质量百分比的组分组成：Si 0.6％～1.0％、Fe 0.5％～1.2％、Cu 0.2％～1.0％、Mn 0.8％～1.8％、Mg 0.05％～0.3％、Ni 0.5％～1.5％、Zr 0.05％～0.2％、Ti≤0.05％，余量为Al及单个元素小于0.05％，总量小于0.15％的不可避免杂质；该复合材料的制备方法包括芯材的熔铸、铣面、热轧、高温退火与打磨；皮材的熔铸、铣面、热轧、冷轧、高温退火与打磨；将打磨后的芯材与皮材冷轧复合，冷轧至成品厚度，制得半成品；半成品退火并拉矫制得复合材料。以该铝合金为芯材，使用该方法制得的中冷器管用复合材料在钎焊后于高温下具有优越的屈服强度，有效解决了高温下中冷器发生变形甚至坍塌的问题，明显延长中冷器的寿命，明显降低因表面起泡、起皮等缺陷引起的不良率。

【技术实现步骤摘要】
铝合金、中冷器管用复合材料及制备方法、中冷器及车辆
本申请属于铝合金领域，具体涉及一种铝合金、中冷器管用复合材料及制备方法、中冷器及车辆。
技术介绍
中冷器作为涡轮增压汽车散热系统的重要组成部分，用于降低增压后的高温气体温度、以降低发动机的热负荷，提高进气量，进而增加发动机的功率。如果缺少中冷器而让增压后的高温空气直接进入发动机，则会因空气温度过高导致发动机爆震甚至损伤熄火的现象。中冷器一般由铝合金制成，按照冷却介质不同，可分为空-空中冷器和水-空中冷器，无论是那种冷却介质的中冷器都要承受增压后的气体高温，因此中冷器对铝材的耐高温性能要求要高于普通散热器铝材。一种汽车中冷器用多层铝合金管，其由4343标准铝合金或4045标准铝合金作为钎料，并与以3003标准铝合金作为的芯材复合而成的复合带通过高频焊或者搭接的形式制得，该铝合金管再与铝合金外翅片和铝合金内翅片通过钎焊的形式焊接成整体，其中3003标准铝合金的质量百分比的组分为Si≤0.65％、Fe≤0.7％、Cu0.05％～0.2％、Mn1％～1.5％、Mg≤0.05％、Zn≤0.1％，其余为Al及不可避免杂质元素。该铝合金中冷器管在使用过程中由于作为芯材的3003铝合金在室温和工作温度(约250℃)下强度较低，导致中冷器发生变形甚至是坍塌现象，严重影响中冷器的使用寿命。现有技术中，制备中冷器管的复合材料几乎均需要采用轧制复合工艺。而现有的普通热轧复合工艺中，芯材和皮材铸锭需从数百毫米厚经过十几道次甚至是数十道次轧制以轧至几毫米。在这个过程中，若芯材铸锭与皮材铸锭之间的残留空气没有及时排出，或是在芯材与皮材的界面完全闭合前，热轧时使用的热乳液进入芯材与皮材的缝隙中没有及时排出，这些残留在铸锭层之间的空气或乳液受高温汽化后形成的起泡会随着热轧道次的增加，沿着轧制方向不断地拉长、碎化，造成热轧卷的表面出现大的鼓包，导致整个热轧卷的报废。即使一些层间气体的残留未能被及时发现，也会在后续冷轧中间退火过程中形成气泡，再经后续冷轧，造成复合料发生分层起皮；或是在成品退火时，形成表面气泡缺陷，导致成材率降低甚至是整个卷材报废。通过使用现有技术热轧复合制得的中冷器管用铝合金复合材料，因表面起泡、起皮等缺陷引起的不良率高达5％。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术提供了一种铝合金、中冷器管用复合材料及制备方法、中冷器及车辆。本专利技术的一个目的在于提供一种铝合金，这种铝合金由以下质量百分比的组分组成：Si0.6％～1.0％、Fe0.5％～1.2％、Cu0.2％～1.0％、Mn0.8％～1.8％、Mg0.05％～0.3％、Ni0.5％～1.5％、Zr0.05％～0.2％、Ti≤0.05％，余量为Al及单个元素小于0.05％，总量小于0.15％的不可避免杂质。根据本公开的一个方面，这种铝合金由以下质量百分比的组分组成：Si0.7％～0.9％、Fe0.9％～1.1％、Cu0.7％～0.9％、Mn1.1％～1.3％、Mg0.15％～0.25％、Ni0.8％～0.2％％、Zr0.08％～0.12％、Ti0.02％～0.04％，余量为Al及单个元素小于0.05％，总量小于0.15％的不可避免杂质。本专利技术的另一个目的在于提供一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：芯材的熔铸、铣面、热轧、高温退火与打磨；皮材的熔铸、铣面、热轧、冷轧、高温退火与打磨；将打磨后的芯材与皮材进行冷轧复合，并冷轧至成品厚度，制得半成品；对半成品退火并拉矫后制得复合材料；其中所述芯材为上述铝合金。根据本公开的一个方面，在这种方法中，芯材熔铸时的浇铸温度为700～720℃；芯材的铣面量为0～10mm；芯材热轧时的开轧温度不低于480℃，终轧温度不低于320℃，芯材热轧后得到的热轧卷厚度为5～10mm；芯材的高温退火为热轧卷在450～500℃下保温2～10h；皮材熔铸时的浇铸温度为680～700℃；皮材的铣面量为0～10mm；皮材热轧时的开轧温度不低于400℃；皮材冷轧后得到的冷轧卷厚度为0.25～2.0mm；皮材的高温退火为冷轧卷在430～480℃下保温2～10h。根据本公开的一个方面，在这种方法中，打磨后的芯材的面积最大面及对面，和打磨后的皮材的打磨面进行对应复合，进行复合时，首道次压下量不低于30％；成品厚度为0.35～0.80mm；半成品退火的温度为240～280℃，时间为2～4h。本专利技术还提供了一种使用上述制备方法制备得到的复合材料，这种复合材料的皮材包覆在芯材的两侧；单侧皮材厚度占整个复合铝材厚度的5～15％。根据本公开的一个方面，在这种复合材料中，皮材包括4xxx系铝合金，4xxx系铝合金由以下质量百分比的组分组成：Si5.0～15.0％、Fe≤0.5％、Cu≤0.3％、Mn≤0.1％、Mg≤0.2％、Zn≤0.1％、Sr0.01～0.2％，余量为Al及单个元素小于0.05％，总量小于0.15％的不可避免杂质；其中Si优选为6.8～12.2％，Sr优选为0.01％～0.05％。本专利技术还提供了一种中冷器管，这种中冷器管包括上述任一的复合材料。本专利技术还提供了一种中冷器，这种中冷器包括上述的中冷器管。本专利技术还提供了一种车辆，这种车辆包括上述的中冷器。使用本专利技术提供制备方法制备得到的中冷器管用复合材料因表面起泡、起皮等缺陷引起的不良率由原来的5％降低至0.5％。以本专利技术提供的铝合金作为芯材，并使用本专利技术提供的制备方法制备得到的中冷器管用复合材料，在钎焊后于高温条件下具有优越的屈服强度，有效地解决了高温条件下中冷器发生变形甚至是坍塌的问题，明显地延长了中冷器的使用寿命，并明显降低了因表面起泡、起皮等缺陷引起的不良率。附图说明图1示出了中冷器管用铝合金复合结构的示意图。具体实施方式下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。本申请的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。下述各实施例和对比例提供的汽车中冷器管用复合材料的制备过程包括：(1)质量配比：根据成分设计，将铝的含量不低于99.7％的原铝锭、金属硅、Al-15Fe中间合金(含Fe量15％，其余为Al)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：/nSi 0.6％～1.0％、Fe 0.5％～1.2％、Cu 0.2％～1.0％、Mn 0.8％～1.8％、Mg0.05％～0.3％、Ni 0.5％～1.5％、Zr 0.05％～0.2％、Ti≤0.05％，余量为Al及单个元素小于0.05％，总量小于0.15％的不可避免杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种铝合金，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：
Si0.6％～1.0％、Fe0.5％～1.2％、Cu0.2％～1.0％、Mn0.8％～1.8％、Mg0.05％～0.3％、Ni0.5％～1.5％、Zr0.05％～0.2％、Ti≤0.05％，余量为Al及单个元素小于0.05％，总量小于0.15％的不可避免杂质。


2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：
Si0.7％～0.9％、Fe0.9％～1.1％、Cu0.7％～0.9％、Mn1.1％～1.3％、Mg0.15％～0.25％、Ni0.8％～1.2％、Zr0.08％～0.15％、Ti0.02％～0.04％，余量为Al及单个元素小于0.05％，总量小于0.15％的不可避免杂质。


3.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
芯材的熔铸、铣面、热轧、高温退火与打磨；
皮材的熔铸、铣面、热轧、冷轧、高温退火与打磨；
将打磨后的所述芯材与所述皮材进行冷轧复合，并冷轧至成品厚度，制得半成品；
对所述半成品退火并拉矫后制得所述复合材料；
其中所述芯材为权利要求1或2所述的铝合金。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述芯材熔铸时的浇铸温度为700～720℃；
所述芯材的铣面量为0～10mm；
所述芯材热轧时的开轧温度不低于480℃，终轧温度不低于320℃，所述芯材热轧后得到的热轧卷厚度为5～10mm；
所述芯材的高温退火为所述热轧卷在450～500℃下...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍波，郭耿锋，李卫东，任峰岩，
申请(专利权)人：银邦金属复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32