一种芯材、包含该芯材的复合管板材料及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种芯材、包含该芯材的复合管板材料及其制作方法，所述芯材的组成包括：Si 0.02‑0.12wt％，Fe 0.04‑0.3wt％，Cu 0.4‑0.7wt％，Mn 1.5‑1.8wt％，其余为铝及不可避免的杂质；所述不可避免的杂质中Zn≤0.1wt％，其它杂质元素总含量≤0.15wt％。包含本发明专利技术提供芯材的复合管板材料的断后伸长率A

【技术实现步骤摘要】
一种芯材、包含该芯材的复合管板材料及其制作方法
本专利技术属于材料
，涉及一种铝合金材料，尤其涉及一种芯材、包含该芯材的复合管板材料及其制作方法。
技术介绍
多层铝合金复合材料被广泛地应用于热交换器系统中，如汽车散热器、中冷器，空调冷凝器以及蒸发器等。对于管板材料而言，通常需要进行冲压成型，所以管板材料必须具有较好的成形性。目前大多数的管板材料为了保证良好的成型性都完全退火至O态，但这样会导致管板材料在钎焊时产生严重的熔蚀而大大降低其耐腐蚀性能，所以，同时平衡管板材料的成形性、熔蚀性和耐腐蚀性具有重要的意义。目前，我国汽车热交换管板材料用钎焊铝合金是由三层复合结构组成，其芯材多为AA3003或其改良合金，钎焊后强度较低，耐腐蚀性能较差，在使用过程中容易发生疲劳断裂以及腐蚀泄露等不良情况。孙国君等人的CN101545062A公开了一种蒸发器管板料用铝合金复合带及其制造方法，该铝合金复合带的芯材采用长寿命合金，具有较强的耐腐蚀性能，其成品退火是完全退火至O态，具有较强的成型性能，但是该材料在钎焊后容易才生严重的熔蚀，会降低材料的强度且容易在熔蚀严重的地方发生腐蚀。曹琦等人的CN103695725A公开了一种长寿命汽车热交换器用铝合金复合带材及其制造方法，该铝合金复合带材的芯材采用长寿命合金且含有0.15-0.3wt％的Mg，具有较强的耐腐蚀性能和焊后力学性能。但是Mg容易扩散至铝合金复合带材的皮材层，导致钎焊不良等问题。而且，该铝合金复合带材的退火温度为280-320℃，退火后具有较强的耐熔蚀性能，但是退火温度过低会使材料成型性能不高，作为管板材料时冲压成型容易开裂。因此，需要提供一种良好耐腐蚀性能，既能保证材料的冲压性能，又能够具备良好抗熔蚀性能的复合管板材料。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种芯材、包含该芯材的复合管板材料及其制作方法；所述芯材具有良好的抗熔蚀性能，复合管板材料具有良好的冲压性能以及抗熔蚀性能，且钎焊后的复合管板材料寿命较长。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种芯材，所述芯材的组成包括：Si0.02-0.12wt％，Fe0.04-0.3wt％，Cu0.4-0.7wt％，Mn1.5-1.8wt％，其余为铝及不可避免的杂质；所述不可避免的杂质中Zn≤0.1wt％，其它杂质元素总含量≤0.15wt％。以质量百分含量计，本专利技术所述芯材中Si的含量为0.02-0.12wt％，例如可以是0.02wt％、0.03wt％、0.04wt％、0.05wt％、0.06wt％、0.07wt％、0.08wt％、0.09wt％、0.1wt％、0.11wt％或0.12wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。本专利技术所述芯材中的Si能够改善芯材合金的流动性，提高芯材的铸造性能，同时还具有一定的固溶强化作用，能够提高钎焊后的性能。当Si含量＜0.02wt％时，所述芯材的铸造性及强度较差；当Si含量＞0.12wt％时，包含本专利技术所述芯材的复合管板材料无法形成长寿命带，使复合管板材料的耐腐蚀性能降低。以质量百分含量计，本专利技术所述芯材中Fe的含量为0.04-0.3wt％，例如可以是0.04wt％、0.05wt％、0.1wt％、0.12wt％、0.15wt％、0.18wt％、0.2wt％、0.24wt％、0.25wt％、0.27wt％、0.28wt％或0.3wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。本专利技术所述芯材中的Fe能够促进固溶元素的析出，从而提高芯材的电导率。当Fe含量＜0.04wt％时，促进固溶元素的析出效果不足；当Fe含量＞0.3wt％时，容易形成针状化合物和/或片状化合物，从而割裂芯材合金，降低芯材合金的强度和韧性。以质量百分含量计，本专利技术所述芯材中Cu的含量为0.4-0.7wt％，例如可以是0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％、0.65wt％或0.7wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。本专利技术所述芯材中的Cu具有固溶强化的作用，可显著提高芯材合金的强度；但当Cu含量＜0.4wt％时，所得芯材的强度较低；当Cu含量＞0.7wt％时，过多的Cu容易在晶界处析出，从而使芯材产生晶界腐蚀，降低了芯材的耐腐蚀性能。以质量百分含量计，本专利技术所述芯材中Mn的含量为1.5-1.8wt％，例如可以是1.5wt％、1.55wt％、1.6wt％、1.65wt％、1.7wt％、1.75wt％或1.8wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。本专利技术所述芯材中的Mn同样能够起到固溶强化的作用，但当Mn的含量＜1.5wt％时，所得芯材的强度较低；当Mn含量＞1.8wt％时，芯材中析出的Mn化合物粗大，使芯材的电导率降低，不仅不利于提高芯材的强度，还增加了芯材的制造成本。Zn元素的存在会降低芯材的腐蚀电位，导致钎焊后形成的长寿命带无法起到良好的保护作用，因此需要降低芯材中的Zn元素的含量。从制造成本以及工艺难度的角度考虑，使本专利技术所述芯材中的Zn≤0.1wt％。优选地，所述芯材中Si、Fe与Mn元素的总含量为1.7-2wt％。本专利技术所述芯材中的Si、Fe以及Mn相互协同，使所述芯材具有较高的强度、成型性以及耐腐蚀性能。作为优选地技术方案，当芯材中中Si、Fe与Mn元素的总含量为1.7-2wt％时，所得芯材具有最优化的强度、成型性以及耐腐蚀性。当Si、Fe与Mn元素的总含量＜1.7wt％时，芯材的固溶强化效果降低，所得芯材的强度下降；且芯材的过饱和过低，使包含所述芯材的复合管板材料的退火温度下降，降低了复合管板材料的成型性能；对包含所述芯材的复合管板材料进行钎焊时，AlMnFeSi化合物不能阻碍再结晶过程，导致晶粒细小，降低了复合管板材料的抗熔蚀性能与耐腐蚀性能。当Si、Fe与Mn元素的总含量＞2wt％时，AlMnFeSi化合物过饱和过高而提前析出，一定程度上会影响包含所述芯材的复合管板材料在钎焊过程中长寿命带质量，耐腐蚀性能降低。第二方面，本专利技术提供了一种包含第一方面所述芯材的复合管板材料，所述复合管板材料包括依次层叠设置的上层皮材合金、芯材与下层皮材合金。所述芯材为第一方面所述芯材。优选地，所述上层皮材合金包括铝合金AA4343和/或铝合金AA4045。优选地，所述下层皮材合金包括铝合金AA4343和/或铝合金AA4045。优选地，所述上层皮材合金的厚度为复合管板材料厚度的5-20％，例如可意思5％、8％、10％、12％、15％、16％、18％或20％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。优选地，所述下层皮材合金的厚度为复合管板材料厚度的5-20％，例如可意思5％、8％、10％、12％、15％、16％、18％或20％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯材，其特征在于，所述芯材的组成包括：Si 0.02-0.12wt％，Fe0.04-0.3wt％，Cu 0.4-0.7wt％，Mn 1.5-1.8wt％，其余为铝及不可避免的杂质；/n所述不可避免的杂质中Zn≤0.1wt％，其它杂质元素总含量≤0.15wt％。/n

【技术特征摘要】
1.一种芯材，其特征在于，所述芯材的组成包括：Si0.02-0.12wt％，Fe0.04-0.3wt％，Cu0.4-0.7wt％，Mn1.5-1.8wt％，其余为铝及不可避免的杂质；
所述不可避免的杂质中Zn≤0.1wt％，其它杂质元素总含量≤0.15wt％。


2.根据权利要求1所述的芯材，其特征在于，所述芯材中Si、Fe与Mn元素的总含量为1.7-2wt％。


3.一种包含如权利要求1或2所述芯材的复合管板材料，其特征在于，所述复合管板材料包括依次层叠设置的上层皮材合金、芯材与下层皮材合金；
优选地，所述上层皮材合金包括铝合金AA4343和/或铝合金AA4045；
优选地，所述下层皮材合金包括铝合金AA4343和/或铝合金AA4045。


4.根据权利要求3所述的复合管板材料，其特征在于，所述上层皮材合金的厚度为复合管板材料厚度的5-20％；
优选地，所述下层皮材合金的厚度为复合管板材料厚度的5-20％；
优选地，所述上层皮材合金的厚度与下层皮材合金的厚度之差控制在2％以内。


5.根据权利要求3或4所述的复合管板材料，其特征在于，所述复合管板材料的厚度为0.2-0.6mm。


6.根据权利要求3-5任一项所述的复合管板材料，其特征在于，所述复合管板材料的状态为H2X态，晶粒为纤维状结构。


7.一种如权利要求3-6任一项所述复合管板材料的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：
(1)按照配方量进行熔铸，得到芯材铸锭；
(2)对上层皮材铸锭、下层皮材铸锭以及步骤(1)所得芯材铸锭进行切割铣面，对铣面后的上层皮材铸锭、下层皮材...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖永启，高勇进，谢永林，聂存珠，唐劲松，
申请(专利权)人：上海华峰铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31