铝合金复合材料、热交换器管及汽车制造技术

本申请提供一种铝合金复合材料，包括钎焊层、中间层、芯材层和触水层，所述中间层位于所述钎焊层和所述芯材层之间，所述触水层位于所述芯材层的另一侧；其中，所述中间层由以下质量百分比的组分组成：0.5～0.8％的Si、0～0.6％的Fe、1.0～1.85％的Mn、0.8～4.0％的Zn、0.05～0.2％的Zr，其余为Al及单个元素小于0.05％，总量小于0.15％的不可避免杂质。该铝合金复合材料具有更高的力学强度以及更为优异的耐腐蚀性能。

【技术实现步骤摘要】
铝合金复合材料、热交换器管及汽车
本申请涉及金属复合材料领域，具体地，涉及铝合金复合材料、热交换器管及汽车。
技术介绍
由Mn元素作为主要合金元素的3×××系铝合金因其较好的短时耐高温强度，在600～620℃短时高温钎焊条件下不易变形，常常作为热交换器用钎焊铝合金的主体材料，最典型的代表是AA3003铝合金。而随着日新月异的科技进步，热交换器朝着小型化、轻量化、高性能、低成本、长寿命等方向发展，开发更轻更薄的铝热交换器成为了重要的研究方向。由于重量减轻和厚度减薄，这就要求钎焊铝合金复合材料在相同载荷或受力条件下具有更高的强度和耐腐蚀性能，以防止其在后续钎焊过程或使用过程中变形甚至开裂或者腐蚀穿孔。在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本申请提供一种铝合金复合材料，该种铝合金复合材料具有更高的力学强度以及更为优异的耐腐蚀性能。根据本申请一个方面，所述铝合金复合材料，包括钎焊层、中间层、芯材层和触水层，所述中间层位于所述钎焊层和所述芯材层之间，所述触水层位于所述芯材层的另一侧；其中，所述中间层由以下质量百分比的组分组成：0.5～0.8％的Si、0～0.6％的Fe、1.0～1.85％的Mn、0.8～4.0％的Zn、0.05～0.2％的Zr，其余为Al和总量小于0.15％的不可避免杂质。根据本申请一些实施例，所述芯材层由以下质量百分比的组分组成：0.5～1.0％的Si、0.15～0.7％的Fe、0.4～1.0％的Cu、1.4～1.85％的Mn、0.1～0.4％的Mg、0～0.05％的Ti、0～0.3％的Zr，其余为Al及单个元素小于0.05％，总量小于0.15％的不可避免杂质。根据本申请一些实施例，所述触水层由以下质量百分比的组分组成：0.5～0.8％的Si、0～0.6％的Fe、含量为1.0～1.85％的Mn、1.0～5.0％的Zn、0.05～0.2％的Zr，其余为Al及单个元素小于0.05％，总量小于0.15％的不可避免杂质。根据本申请一些实施例，所述钎焊层为4xxx系铝合金。根据本申请一些实施例，所述钎焊层由以下质量百分比的组分组成：Si含量为5.0～15％，Fe含量不大于0.7％，Mn不大于0.3％，Mg不大于0.2％，其余为Al及单个元素小于0.05％，总量小于0.15％的不可避免杂质。根据本申请一些实施例，所述的铝合金复合材料的厚度，还包括：所述钎焊层的厚度占所述铝合金复合材料厚度的5～15％；所述中间层的厚度占所述铝合金复合材料的厚度5～12％；所述触水层的厚度占所述铝合金复合材料的厚度5～12％。根据本申请一些实施例，所述芯材层与触水层的电位差△V在50mv至150mv之间。根据本申请另一方面，还提供一种热交换器管，由如上所述铝合金复合材料制成。根据本申请另一方面，还提供一种汽车，包括如上所述的热交换器管。本申请各个实施例的方案所提供的铝合金复合材料，在采用焊后强度更高的3003mod铝合金替代普通3003铝合金作为芯材的基础上，通过在4系铝合金钎焊层和3003mod铝合金芯材之间增加一层改进型铝合金，另外，以含Zn量更高的3系铝合金替代普通7072铝合金作为管料合金的触水层，以获得一款高强度、寿命长的汽车散热器管用铝合金复合材料。附图说明图1为本申请实施例中的铝合金复合材料的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例，对本申请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申请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，而不是对本申请的限制。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。下面将结合本申请实施例中的附图，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做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。本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，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。下面参考具体实施例，对本申请进行说明。下述实施例中所取工艺条件数值均为示例性的，其可取数值范围如前述申请内容中所示，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。下述实施例所用的检测方法均为本行业常规的检测方法。经过几十年的研究和开发，3003铝合金的生产工艺已趋于成熟稳定，通过工艺的改进已难以进一步提高合金的性能，合金成分优化和新型材料结构设计成为提高热交换用铝合金耐蚀性能和焊后强度有效途径。现有技术中，通过添加多元微合金元素，如Cr、Zr、Ti、V及RE元素，虽能提高合金材料的某些性能，但添加RE等元素会使成本明显增加，在实际生产过程中应用范围有限。通过增加6xxx合金多层结构设计，利用其时效强化作用虽能提高材料的强度及抗塌性能，但未解决普通3003铝合金中间层(隔离层)耐腐蚀性能较差的问题。热交换器的工作环境普遍比较恶劣，抗腐蚀性能是考验合金材料优良的一项重要指标。普通汽车热交换器管用4xxx/3003/7072三层铝合金，通过含Zn的7072层与3003芯材之间的电位差，优先腐蚀低电位的7072层，达到延缓对3003芯材的腐蚀，从而实现延长整个铝合金管材使用寿命的目的。但是在实际钎焊过程中，由于Zn原子易向芯材扩散，导致7072触水层中Zn含量降低，而芯材3003合金层中Zn元素含量升高，这时芯材层与触水层(牺牲层)的电位差△V小于50mv。实验发现，只有当芯材层与触水层的电位差满足50mv＜△V＜150mv时，才能充分发挥牺牲阳极触水层、保护阴极芯材的作用。实施例1图1为本申请实施例中的铝合金复合材料的结构示意图。参见图1，本申请示例实施例中，一种铝合金复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金复合材料，其特征在于，包括钎焊层、中间层、芯材层和触水层，所述中间层位于所述钎焊层和所述芯材层之间，所述触水层位于所述芯材层的另一侧；/n其中，所述中间层由以下质量百分比的组分组成：0.5～0.8％的Si、0～0.6％的Fe、1.0～1.85％的Mn、0.8～4.0％的Zn、0.05～0.2％的Zr，其余为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】
1.一种铝合金复合材料，其特征在于，包括钎焊层、中间层、芯材层和触水层，所述中间层位于所述钎焊层和所述芯材层之间，所述触水层位于所述芯材层的另一侧；
其中，所述中间层由以下质量百分比的组分组成：0.5～0.8％的Si、0～0.6％的Fe、1.0～1.85％的Mn、0.8～4.0％的Zn、0.05～0.2％的Zr，其余为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所述的铝合金复合材料，其特征在于，所述芯材层由以下质量百分比的组分组成：0.5～1.0％的Si、0.15～0.7％的Fe、0.4～1.0％的Cu、1.4～1.85％的Mn、0.1～0.4％的Mg、0～0.05％的Ti、0～0.3％的Zr，其余为Al及单个元素小于0.05％，总量小于0.15％的不可避免杂质。


3.根据权利要求1所述的铝合金复合材料，其特征在于，所述触水层由以下质量百分比的组分组成：0.5～0.8％的Si、0～0.6％的Fe、含量为1.0～1.85％的Mn、1.0～5.0％的Zn、0.05～0.2％的Zr，其余为Al及单个元素小于0.05...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍波，郭耿锋，唐友增，夏承东，
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