專利名稱：鋁合金釬焊板料及其制造方法、散熱器部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁合金釬焊板料及其制造方法，以及利用上述鋁合金釬焊板料制造的散熱器部件。
背景技術(shù)：
目前鋁合金釬焊板料已被廣泛地用來制作輕型的釬焊熱交換器，其エ藝可以是無腐蝕性釬劑的可控氣氛釬焊或者不使用釬劑的諸如真空釬焊等。一些散熱器的部件，如蒸發(fā)器板料、主板、中冷器板料以及油冷氣板料，通常要求板料本身具有良好的成型性能，以滿足必要的彎折、沖壓等成型要求。為了獲得這種板料， 通常要求對均勻化、加熱和退火等生產(chǎn)エ藝進(jìn)行控制，使板料具有細(xì)小的晶粒組織和高的延伸率。這種完全軟化退火的板料在隨后的使用中因?yàn)榻?jīng)歷了彎曲、沖壓等成型操作，會產(chǎn)生一定量的形變。此范圍內(nèi)的形變在釬焊時通常會帶來ー些熔蝕問題。這是因?yàn)檫@些隨后引入的形變量剛好在鋁合金再結(jié)晶臨界形變量范圍之內(nèi)，在釬焊時，變形的部分在釬料融化前不容易完成再結(jié)晶，這樣，融化的釬料就會沿著變形的位置滲透到板材的芯材部分， 改變芯材的成分和組織。這種現(xiàn)象通常稱為釬焊熔蝕。此現(xiàn)象一旦發(fā)生，就會嚴(yán)重降低材料的耐腐蝕性能。它還會引起釬焊部件泄露、收縮等一系列問題。為了適應(yīng)散熱器輕型化的發(fā)展，板料還在不斷地減薄，在這種情況下，如果出現(xiàn)熔蝕問題，會產(chǎn)生更大的負(fù)面影響。因此，板料的芯材不但要求具有良好的成型性，還要具有良好的耐熔蝕性能。目前已有ー些避免熔蝕的方法。譬如采用非完全軟化的半硬態(tài)材料，但這些材料的成型性能都不高，在后續(xù)成型時容易出現(xiàn)開裂等問題。也可以對軟態(tài)材料施加小的變形，來有效減少熔蝕，但在材料減薄后，這種小的變形仍然影響了其成型性能。在線連續(xù)退火可以生產(chǎn)出非常細(xì)小晶粒的板材，然后施加一個更小的變形量來解決熔蝕問題。但同常規(guī)的退火爐相比，連續(xù)退火生產(chǎn)線的成本過高。因此，本技術(shù)領(lǐng)域中需要制造出能夠解決上述問題的鋁合金釬焊板料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是至少部分地解決上面描述的現(xiàn)有鋁合金釬焊板料制造過程中存在的問題。為此，本發(fā)明提供了ー種制造鋁合金釬焊板料的方法，所述制造方法包括依次執(zhí)行的下述步驟a)鑄造鋁合金鑄錠；b)均勻化所述鑄錠，然后冷卻，并進(jìn)行常規(guī)的銑面；c)對所述鑄錠進(jìn)行單面或雙面復(fù)合鋁硅釬料層，以形成復(fù)合料；d)加熱所述復(fù)合料；e)熱軋并冷軋所述加熱的復(fù)合料，以形成具有第一厚度的冷軋料；
f)對所述冷軋料進(jìn)行完全軟化退火；以及g)對所述軟化退火的板料進(jìn)行預(yù)拉伸，由此獲得具有小于所述第一厚度的第二厚度的最終的鋁合金釬焊板料。本發(fā)明還涉及利用上述方法制成的鋁合金釬焊板料。本發(fā)明還涉及ー種散熱器部件，其由利用上述方法制成的鋁合金釬焊板料制成。所述散熱器部件包括下述元件中的至少ー種蒸發(fā)器板料，主板，邊板，中冷器板料，以及油冷器板料。采用本發(fā)明的制造方法獲得的鋁合金釬焊板料具有很高的延伸率和釬焊后芯材熔蝕殘余厚度比，從而可以同時滿足良好的成型性能和釬焊性能。


圖1示出了測量釬焊熔蝕后芯材殘余厚度比的方法。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了ー種具有良好的成型性能和釬焊性能的AA3XXX鋁錳系列的鋁合金釬焊板料及其制造方法。此板料可以用于諸如蒸發(fā)器、主板、邊板、中冷器和油冷氣等散熱器部件。根據(jù)本發(fā)明的鋁合金釬焊板料制造方法包括依次執(zhí)行的下述步驟a)鑄造鋁合金鑄錠；b)均勻化所述鑄錠，然后冷卻，并進(jìn)行常規(guī)的銑面；c)對所述鑄錠進(jìn)行單面或雙面復(fù)合鋁硅釬料層，以形成復(fù)合料；d)加熱所述復(fù)合料；e)熱軋并冷軋所述加熱的復(fù)合料，以形成具有第一厚度的冷軋料；f)對所述冷軋料進(jìn)行完全軟化退火；以及g)對所述軟化退火的板料進(jìn)行預(yù)拉伸，由此獲得具有小于所述第一厚度的第二厚度的最終的鋁合金釬焊板料。為了評估上述方法制成的最終鋁合金釬焊板料的釬焊熔蝕情況，圖1示出了釬焊后測量釬焊熔蝕后芯材殘余厚度比的方法。圖1的左半部分為釬焊前的雙面復(fù)合鋁合金釬焊板料，其中，中間的部分為由鋁合金鑄錠最終形成的厚度為t。的芯材，其上下兩面為釬焊前的復(fù)合鋁硅釬料層。圖1的右半部分為鋁合金釬焊板料釬焊后的情形，其中，中間的部分為釬焊后的芯材，其上下兩面為釬焊后的鋁硅釬料層，其中鋁硅釬料熔蝕到芯材中，使得芯材的厚度由t。減小到、。釬焊熔蝕后芯材殘余厚度比的計(jì)算公式為芯材殘余厚度比=tr/t。X 100 %根據(jù)上述計(jì)算公式，采用本發(fā)明的制造方法獲得的板料在釬焊后芯材熔蝕殘余厚度比可以很高，例如可能達(dá)到大于90%，甚至大于95%，如后面提供的數(shù)據(jù)中詳細(xì)展示。在本發(fā)明的上述方法中，在步驟g)中對經(jīng)過了軟化退火后的板料進(jìn)行預(yù)拉伸，就獲得了最終的鋁合金釬焊板料，而不需要對預(yù)拉伸后的板料進(jìn)行任何后續(xù)的熱處理(例如退火)。這就減少了加工步驟和加工時間。
在本發(fā)明的上述方法中，上述鑄錠的鋁合金可以包含以下成分銅的重量百分比為0. 05-0. 8%，錳的重量百分比為0. 5-1. 6%，硅的重量百分比為最大0. 5%，鎂的重量百分比為最大0. 3%，鋅的重量百分比為最大0. 2%，鋯的重量百分比為最大0. 25%，鐵的重量百分比為最大0. 7%，鈦的重量百分比為最大0. 3%，余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)，每種雜質(zhì)的重量百分比小于0. 05%，總量小于0. 15%。在步驟b)中，所述鋁合金鑄錠的均勻化溫度可以為500-620°C，時間可以為1到 24小時；優(yōu)選地，均勻化溫度可以為590-610°C，時間可以為10到M小吋。所述鋁硅釬料中硅的重量百分比可以為6_11%。所述鋁硅釬料層的復(fù)合比可以為 6-15%。在步驟d)中，可以在450_520°C間加熱上述所述復(fù)合料1_40小吋。在步驟f)中，可以在300-450°C間對所述冷軋料進(jìn)行10個小時以上的完全軟化退火。在步驟g)中，對所述完全軟化退火板料的預(yù)拉伸溫度可以為室溫到250°C之間。在步驟g)中，對所述完全軟化退火板料的預(yù)拉伸量可以為4%到7%。所述釬焊板料在釬焊前的平均晶粒尺寸為20到70微米，在釬焊后的平均晶粒尺寸為40到1000微米。所述釬焊板料在釬焊后的芯材熔蝕殘余厚度比大于90%，優(yōu)選大于 95%。通過在一定溫度下對軟化退火的材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)拉伸，可以有效避免芯材熔蝕問題，同時又能保留材料較高的成型性能，避免開裂等問題。本發(fā)明采用帶加熱元件的拉カ機(jī)對板材進(jìn)行預(yù)拉伸模擬。然后做相應(yīng)的釬焊模擬，在600°C下保溫3分鐘。并計(jì)算釬焊后芯材熔蝕殘留厚度，如圖1所示。所述合金中銅的含量(重量百分比)更優(yōu)地為0. 1-0. 5%。銅可以有效提高合金的強(qiáng)度，増加芯材的腐蝕電位。但太高的銅會降低芯材的熔點(diǎn)，并引起晶間腐蝕等問題。所述合金中錳的含量(重量百分比)更優(yōu)地為0. 8-1. 5%。錳可以有效地提高芯材的強(qiáng)度和耐腐蝕性能。但太高含量的錳會產(chǎn)生粗大顆粒，破壞材料的成型性能。所述合金中硅的含量(重量百分比)更優(yōu)地小于0. 2%0硅可以提高材料的強(qiáng)度。 更高的硅能與鋁、錳等結(jié)合生成細(xì)小的顆粒，阻止材料再結(jié)晶的進(jìn)行，產(chǎn)生粗大的晶粒，不利于材料成型性能。過高的硅會顯著降低芯材的熔點(diǎn)。所述合金中鎂的含量(重量百分比)小于0. 3%，鐵的含量更優(yōu)地小于0. 5%，Ti 的含量小于0. 3%,Zn的含量小于0. 2%0合金中的鎂可以顯著提高芯材的強(qiáng)度；太高的鐵會產(chǎn)生大顆粒，破壞成型性能；鈦具有較好的耐腐蝕性能。所述合金中釬料復(fù)合層中硅的含量不是很重要。它可以是任意AA4xxx系列的合金，硅的含量(重量百分比)為6-11%。此外，釬料中可以添加0.15-1.0%的鎂，或者 0. 5-3.0%的鋅以及最多的銅。對于采用本發(fā)明的制造方法獲得的0. 4mm或0. 5mm的板料，延伸率可以大于20%， 更優(yōu)地，延伸率可以大于25%。本發(fā)明還提出了一種散熱器部件，其利用使用上述方法所制造的鋁合金釬焊板料來制成。所述散熱器部件包括下述元件中的至少ー種蒸發(fā)器板料，主板，邊板，中冷器板料，以及油冷器板料。上述各種散熱器部件，以及利用本發(fā)明的鋁合金釬焊板料來制造這些散熱器部件的制造方法都是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的現(xiàn)有產(chǎn)品和技術(shù)方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以使用任何已有和將來的方法，使用本發(fā)明的鋁合金釬焊板料來制造這些散熱器部件。采用本發(fā)明的制造方法獲得的材料具有更多的加工組合，可以同時滿足良好的成型性能和釬焊性能。下面介紹前面描述的鋁合金釬焊板料制造方法的實(shí)施例。采用常規(guī)エ業(yè)規(guī)模的DC鑄造，生產(chǎn)4種芯材合金鑄錠和3種復(fù)合層鋁硅合金鑄錠。本發(fā)明的鋁合金鑄錠成分如下銅的重量百分比為0.05-0.8%，錳的重量百分比為 0. 5-1. 6%，硅的重量百分比為最大0. 5%，鎂的重量百分比為最大0. 3%，鋅的重量百分比為最大0. 2%，鋯的重量百分比為最大0. 25%，鐵的重量百分比為最大0. 7%，鈦的重量百分比為最大0. 3%，余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)，每種雜質(zhì)的重量百分比小于0. 05%，總量小于0. 15%。表1列出了具體的成分，其中A、B、C為采用本發(fā)明的制造方法獲得的合金， D為參考合金。表 權(quán)利要求
1.ー種制造鋁合金釬焊板料的方法，所述制造方法包括依次執(zhí)行的下述步驟a)鑄造鋁合金鑄錠；b)均勻化所述鑄錠，然后冷卻，并進(jìn)行常規(guī)的銑面；c)對所述鑄錠進(jìn)行單面或雙面復(fù)合鋁硅釬料層，以形成復(fù)合料；d)加熱所述復(fù)合料；e)熱軋并冷軋所述加熱的復(fù)合料，以形成具有第一厚度的冷軋料；f)對所述冷軋料進(jìn)行完全軟化退火；以及g)對所述軟化退火的板料進(jìn)行預(yù)拉伸，由此獲得具有小于所述第一厚度的第二厚度的最終的鋁合金釬焊板料。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述鑄錠的鋁合金包含以下成分銅的重量百分比為0. 05-0. 8%，錳的重量百分比為0. 5-1. 6%，硅的重量百分比為最大0. 5%，鎂的重量百分比為最大0. 3%，鋅的重量百分比為最大0. 2%，鋯的重量百分比為最大0. 25%，鐵的重量百分比為最大0. 7%，鈦的重量百分比為最大0. 3%，余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)，每種雜質(zhì)的重量百分比小于0. 05%，總量小于0. 15%。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述鋁合金中銅的重量百分比為0.1-0. 5%。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，所述鋁合金中錳的重量百分比為0.8-1. 6%。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述鋁合金中硅的重量百分比小于 0. 2%，鐵的重量百分比小于0. 5%。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在步驟b)中，所述鋁合金鑄錠的均勻化溫度為500-620°C，時間為1到M小時；優(yōu)選地，均勻化溫度為590-610°C，時間為10到 24小時。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述鋁硅釬料中硅的重量百分比為 6-11%。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述鋁硅釬料層的復(fù)合比為6-15%。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述釬焊板料在釬焊前的平均晶粒尺寸為20到70微米。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在步驟d)中，在450-520°C間加熱上述所述復(fù)合料1-40小吋。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在步驟f)中，在300-450°C間對所述冷軋料進(jìn)行10個小時以上的完全軟化退火。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在步驟g)中，對所述完全軟化退火板料的預(yù)拉伸溫度為室溫到250°C之間。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在步驟g)中，對所述完全軟化退火板料的預(yù)拉伸量為4%到7%。
14.如權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述釬焊板料在釬焊后的鋁合金芯材熔蝕殘余厚度比大于90 %，優(yōu)選大于95 %。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述釬焊板料在釬焊后的平均晶粒尺寸為40到1000微米。
16.ー種利用權(quán)利要求1-15中的任一項(xiàng)所述的方法制成的鋁合金釬焊板料。
17.一種散熱器部件，其由權(quán)利要求16所述的鋁合金釬焊板料制成。
18.如權(quán)利要求17所述的散熱器部件，其中，所述散熱器部件包括下述元件中的至少 ー種蒸發(fā)器板料，主板，邊板，中冷器板料，以及油冷器板料。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種鋁合金釬焊板料及其制造方法，以及利用上述鋁合金釬焊板料制造的散熱器部件。該方法包括鑄造鋁合金鑄錠；均勻化所述鑄錠，然后冷卻，并進(jìn)行常規(guī)的銑面；對所述鑄錠進(jìn)行單面或雙面復(fù)合鋁硅釬料層，以形成復(fù)合料；加熱所述復(fù)合料；熱軋并冷軋所述加熱的復(fù)合料，以形成具有第一厚度的冷軋料；對所述冷軋料進(jìn)行完全軟化退火；以及對所述軟化退火的板料進(jìn)行預(yù)拉伸，由此獲得具有小于所述第一厚度的第二厚度的最終的鋁合金釬焊板料。采用本發(fā)明的制造方法獲得的板料，具有更多的加工組合，可以以更加靈活的工藝進(jìn)行加工，而同時能夠滿足良好的成型性能和釬焊性能。
文檔編號C22C21/14GK102554585SQ20101062319
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者李東飛, 蔣勇敏 申請人:薩帕鋁熱傳輸(上海)有限公司