【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝钎焊，特别是一种多层钎焊复合材料及其制造方法。
技术介绍
1、现在全球每年大约生产一亿吨铝，其中35％来自于废料，但其中的40％在生产制造的环节成为废料。对于可持续发展，铝是个具有双面性的材料。一方面，对于铝制产品和零件的低密度特性有助于降低能耗；而另一方面，铝从矿砂到金属的生产是能源温室密集型行业，是最大的温室气体(greenhouse gas，ghg)的制造者之一。
2、铝是可以循环使用的材料，通过重熔生产的再生铝的能耗和排放仅仅是利用铝土矿生产原铝的5％。这意味着铝的循环使用将从根本上改变铝行业的能源和排放状况，向更可持续发展的道路前进。
3、铝换热器的轻量化，是汽车轻量化的重要组成部分之一，不但减少了在车辆运行过程种的能耗和排放，同时可以通过减少铝用量实现生产过程中的能耗和排放的降低。铝换热器轻量化的一个可行的方式是降低换热器中管壁厚度。
4、通常，随着管壁厚度的降低，换热器的耐腐蚀性能和抗疲劳性能也会下降，进而可能影响换热器的可靠性。而作为汽车热管理系统主要组成部分的钎焊铝制换热器，其在使用过程的可靠性对汽车的安全性具有重要影响，特别是在以电池为动力的电动汽车中，换热器的可靠性会显著影响电动汽车的安全性。
5、以散热器扁管为例，考虑其外腐蚀/内腐蚀性能和热循环/热冲击疲劳性能，对同一材料，通常材料的腐蚀性能降低的速率远大于其厚度降低的速率。以铝的点腐蚀为例，其穿孔时间与厚度的立方成正比。从铝合金的疲劳曲线可以发现，由于厚度减薄导致的应力增加，在低周疲劳阶段
6、为了同时满足高耐腐蚀和抗热冲击疲劳性能的要求，高强度长寿命合金就成为首选。由于mg对f-al-k钎剂的毒化作用，在铝管厚度较厚时，采用不含mg的长寿命合金，可以满足抗热冲击疲劳性能的要求。但随着铝管管壁下降，为了满足可靠性要求，使得对的管壁材料的性能(特别是热冲击疲劳性能)的要求增高，因此，逐步转变为采用含mg的长寿命合金。
7、采用含mg的长寿命合金可能会存在如下问题：1.由于长寿命合金只能采用低si(<0.1wt.％)，因而只能采用原铝生产，碳排放比较高。2.由于厚度减薄，mg在钎焊过程中向表层的扩散增加，mg对f-al-k钎剂的毒化作用[文献1]导致钎焊缺陷的产生或者良率的下降。提高钎剂量消除mg的有害作用又将导致残余钎剂量太大与冷却液相互作用产生沉淀和腐蚀问题[文献2]。3.由于长寿命含mg的si含量很低，时效作用并不显著，mg的提高又受限于钎焊性能，没有进一步提高力学性能的空间。
8、文献1：tadashi takemoto,akira matsunawa,toshihiro shibutan,“reactionand brazeability of magnesium containing aluminum alloys with non-corrosiveflux,”in journal of the japan electric welding society,1997,15(2),241-246
9、文献2：c.alverson,m.ranger,and h.j.debaun,"the effects of residualcontrolled atmospheric brazing flux on engine coolants,"in global testing ofextended service engine coolants and related fluids,ed.e.eaton(westconshohocken,pa:astm international,2014),175-194
技术实现思路
1、为了克服上述采用含mg长寿命合金的问题，并解决现有技术中因铝换热器的轻量化而导致的腐蚀性能和疲劳性能下降的缺陷，本申请创造性地提出一种高耐腐蚀、高抗疲劳性能的材料，通过对芯材层的合理设计实现高使用强度，并且通过引入合理设计的中间层，实现优秀的钎焊性能和腐蚀性能。本申请的复合材料通过各层间的合理搭配，特别是芯材层和中间层之间的合理搭配，取得可轻量化、力学性能好、高耐腐蚀的优势。
2、本申请的复合材料即使在较低厚度的情况下，同样具有非常好的耐腐蚀、抗疲劳性能。通过本专利技术材料制得的铝合金管，能够兼具薄管壁、高耐腐蚀、力学性能好的优势。相比于现有技术，本申请可实现铝换热器的进一步轻量化并保证其良好的可靠性。
3、此外，由于本申请的复合材料各层的设计，特别是对芯材层的设计，使得本申请复合材料可以通过消耗大量废料进行制备，这有利于进一步降低碳排放，具有可持续的优势。
4、在一方面，本申请涉及一种多层钎焊复合材料，其包含：芯材层，钎焊层，和位于芯材层和钎焊层之间的中间层，其中，芯材层的合金包含：si 0.4-0.8重量％，优选0.4-0.75重量％，更优选0.4-0.7重量％，cu 0.4-1.2重量％，优选0.5-1.1重量％，更优选0.6-1.0重量％，mn 1.0-2.0重量％，优选1.2-1.8重量％，mg 0.1-0.6重量％，优选0.15-0.55重量％，zn≤0.5重量％，优选≤0.4重量％，更优选≤0.2重量％，fe≤0.7重量％，zr<0.15重量％，ti<0.15重量％，cr<0.15重量％，各自含量小于0.05重量％且总含量小于0.2重量％的不可避免的杂质，和余量的al；中间层的合金包含：si 0.2-1.0重量％，优选0.3-0.9重量％，更优选0.35-0.85重量％，cu≤0.2重量％，mn 1.0-2.0重量％，优选1.2-1.8重量％，mg≤0.1重量％，优选≤0.05重量％，更优选不包含mg，zn≤2重量％，优选≤1重量％，更优选≤0.5重量％，fe≤0.7重量％，zr<0.15重量％，ti<0.15重量％，cr<0.15重量％，各自含量小于0.05重量％且总含量小于0.2重量％的不可避免的杂质，和余量的al。
5、在另一方面，本申请涉及一种铝合金管，其由本申请的多层钎焊复合材料制成。
6、在又一方面，本申请涉及一种热交换器，其包含本申请的多层钎焊复合材料。
7、在又一方面，本申请涉及一种制备本申请的多层钎焊复合材料的方法，其包括以下步骤：制备芯材层合金、中间层合金、钎焊层合金和任选存在的防水层合金；对中间层合金进行热处理后轧制成板状，以获得板状中间层合金；对芯材层合金任选进行热处理；将钎焊层合金和任选存在的防水层合金进行热处理后轧制成板状，以获得板状钎焊层合金和任选存在的板状防水层合金；将板状中间层合金、芯材层合金、板状钎焊层合金和任选存在的板状防水层合金按顺序堆叠后，复合以获得复合体；将所述复合体进行热处理后轧制至目标厚度；软化退火。
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1.一种多层钎焊复合材料，其包含：
2.权利要求1所述的多层钎焊复合材料，其中，
3.权利要求1或2所述的多层钎焊复合材料，其中，
4.权利要求1-3中任一项所述的多层钎焊复合材料，其中，
5.权利要求1-4中任一项所述的多层钎焊复合材料，其中，
6.权利要求1-5中任一项所述的多层钎焊复合材料，其中，
7.权利要求1-6中任一项所述的多层钎焊复合材料，其中，
8.权利要求1-6中任一项所述的多层钎焊复合材料，其还包含：
9.权利要求1-8中任一项所述的多层钎焊复合材料，其中，
10.权利要求1-8中任一项所述的多层钎焊复合材料，其中，
11.一种铝合金管，其由权利要求1-10中任一项所述的多层钎焊复合材料制成。
12.一种热交换器，其包含1-10中任一项所述的多层钎焊复合材料。
13.一种制备权利要求1-10中任一项所述的多层钎焊复合材料的方法，其包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种多层钎焊复合材料，其包含：
2.权利要求1所述的多层钎焊复合材料，其中，
3.权利要求1或2所述的多层钎焊复合材料，其中，
4.权利要求1-3中任一项所述的多层钎焊复合材料，其中，
5.权利要求1-4中任一项所述的多层钎焊复合材料，其中，
6.权利要求1-5中任一项所述的多层钎焊复合材料，其中，
7.权利要求1-6中任一项所述的多层钎焊复合材料，其中，
8.权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：马伟增，黄炳强，高凤华，李东飞，
申请(专利权)人：格朗吉斯铝业上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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