專利名稱：一種微通道換熱器用集流管材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微通道換熱器，具體地說(shuō)，涉及一種微通道換熱器用集流管材料 及其制備方法，屬于金屬材料加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
節(jié)能是空調(diào)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，換熱器作為空調(diào)的重要部件，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展， 隨著對(duì)空調(diào)節(jié)能的要求越來(lái)越高，對(duì)換熱器用材料的要求也越來(lái)越高，單一的鋁合金材料 已不能滿足對(duì)節(jié)能更高的要求，復(fù)合材料制成的微通道換熱器成為最佳選擇，微通道換熱 器集流管材料用于生產(chǎn)微通道換熱器集流管，該材料技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)是(1)研發(fā)高強(qiáng)度材料，保證釬焊后具有高的耐壓性能，高溫釬焊時(shí)具有良好的抗塌 陷性能，可將材料減薄，減輕重量，降低成本以及良好的導(dǎo)熱性能和耐腐蝕性能；( 釬焊 后表面要光亮光滑，降低微通道換熱器結(jié)霜的可能性，降低其結(jié)霜的頻率和除霜的時(shí)間，提 高熱效率。目前，微通道換熱器用集流管材料由二層復(fù)合而成，附圖示出了二層復(fù)合材料的 結(jié)構(gòu)，包括底部的基體合金2和上層的釬焊層合金1，釬焊層合金1用作釬焊，基體合金2起 強(qiáng)度支撐和散熱作用。該材料具有良好的釬焊性能，熱傳輸性能，抗腐蝕性能及加工性能； 制造該材料的關(guān)鍵為釬焊層合金1成分的選擇調(diào)整，釬焊層厚度的設(shè)計(jì)控制，釬焊層增加 潤(rùn)濕性、流動(dòng)性、晶粒細(xì)化的處理。芯材合金成分的選擇調(diào)整，熱處理及軋制工藝的優(yōu)化技 術(shù)。如何獲得具有釬焊后表面光滑、焊接良好、強(qiáng)度高、耐壓高、導(dǎo)熱性能優(yōu)良、耐腐蝕 性能良好的材料，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)難題。申請(qǐng)?zhí)枮?004800208146的中國(guó)專利申請(qǐng)文件于2006年8月30日公開了一種 高強(qiáng)度鋁合金釬焊薄板，該專利申請(qǐng)文件公開了以下內(nèi)容該釬焊薄板包含Al-Cu基體和 至少一個(gè)包覆層，所述基體包含下列組成(以重量百分比計(jì))Cu 1. 2-4. 0，Mn :0. 06-1. 5， Mg 0. 06-1. 5，Si ^ 0. 5，Zn ^ 0. 4，F(xiàn)e ^ 0. 5，以及可選下列的一種或多種 Zr ^ 0. 25， Cr 0. 25，V 0. 25，Ti 0. 25，余量基本上是鋁和附帶元素及雜質(zhì)，所述包覆層包含 Al-Si基填料合金并將該包覆層施用到基體的至少一側(cè)上，該釬焊薄板的強(qiáng)度比較高，但不 適合高頻焊接后做微通道換熱器用集流管材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)以上問題，提供一種容易焊接、釬焊后表面光 滑、強(qiáng)度高的微通道換熱器用集流管材料及其制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種微通道換熱器用集流管材料， 集流管材料由釬焊層合金和基體合金兩層復(fù)合而成，其特征在于所述釬焊層合金包含以下質(zhì)量百分比的成份Si :9-11%, Fe 0. 2-0.4%, Cu 0. 005-0. 05%, Mn :0. 005-0. 05%, Mg :0. 005-0. 05 %, Cr :0. 005-0. 05%, Zn :0. 3-0. 7%、Zr 0. 005-0. 05%和 Ti :0. 05-0. 10%，其余為 Al。本發(fā)明上述技術(shù)方案進(jìn)一步優(yōu)化的方案如下所述基體合金包含以下質(zhì)量百分比的成份Si :0. 1-0.9%, Fe :0. 1-0.5%, Cu 0. 2-0. 3%, Mn 0. 9-1. 3%, Mg :0. 005-0. 05%, Cr :0. 005-0. 05%, Zn :0. 005-0. 05%, Zr 0. 005-0. 05%和 Ti 0. 05-0. 10%，其余為 Al。所述釬焊層合金包含以下質(zhì)量百分比的成份Si :10.2%,Fe :0. 3%、Cu :0. 03%、 Mn 0. 03%, Mg 0. 03%, Cr 0. 03%, Zn 0. 5%, Zr 0. 03%, Ti 0. 08%禾口 Al :88. 77% ；所 述基體合金包含以下質(zhì)量百分比的成份Si :0. 5%, Fe :0. 3%, Cu :0. 26%, Mn :1. l%,Mg 0. 03%, Cr :0. 03%, Zn :0. 03%, Zr :0. 03%, Ti :0. 08%禾口 Al :97. 64%。微通道換熱器用集流管材料的制備方法，包括釬焊層合金的制備方法和基體合金 的制備方法，釬焊層合金的制備方法包括熔鑄、變質(zhì)處理和鑄造工序，基體合金的制備方法 包括熔鑄、鑄造和均質(zhì)化處理工序，釬焊層合金、基體合金經(jīng)復(fù)合、熱軋、冷軋和中間退火工 序后得到集流管材料。所述釬焊層合金的熔鑄工藝為將鋁錠熔化為鋁液，按照所述質(zhì)量百分比控制鋁 液中成份，然后進(jìn)行初步精煉。所述釬焊層合金的變質(zhì)處理工藝為將初步精煉后的鋁液轉(zhuǎn)入保溫爐，在保溫爐 內(nèi)精煉30-60min，鋁液溫度控制在740_770°C，加入相對(duì)鋁錠重量為0. 25-0. 35%的變質(zhì) 劑，再精煉15-25min，靜置10-15min后鑄造成型，得到釬焊層合金。所述基體合金的熔鑄工藝為將鋁錠熔化為鋁液，按照所述質(zhì)量百分比控制鋁液 中成份，然后鑄造成型。所述基體合金的均質(zhì)化處理工序?yàn)殍T造成型后再進(jìn)行均質(zhì)化處理，溫度 560-5800C，時(shí)間5h，得到基體合金。所述復(fù)合工藝為將釬焊層合金、基體合金焊合，得到焊合的集流管材料，釬焊層 合金的包覆率為8% -10%。將焊合的集流管材料進(jìn)行熱軋、冷軋?zhí)幚?，冷軋?zhí)幚砗蟮牟牧线M(jìn)行中間退火處理， 金屬溫度控制在380°C _420°C、保溫2-3h，中間退火處理后的材料以25% -35%的加工率進(jìn) 行冷加工，得到成品集流管材料。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)釬焊層合金的變質(zhì)處理工藝中，鋁液溫度在740-770°C，加入變質(zhì)劑后，合金 的變質(zhì)效果隨變質(zhì)溫度的提高而提高，鋁液溫度在740°C時(shí)提高較快，由于在熔煉過(guò)程中合 金的氧化吸氣隨溫度提高加大，溫度超過(guò)760°C時(shí)合金的氧化吸氣增加較快。為解決吸氣問 題，加入變質(zhì)劑后再精煉15-25min，靜置10-15min后鑄造，釬焊層合金晶粒細(xì)化效果良好， 可使材料釬焊時(shí)具有良好的流動(dòng)性、潤(rùn)濕性、間隙填充能力。(2)基體合金鑄造成型后再進(jìn)行均質(zhì)化處理，能提高材料的綜合機(jī)械性能。(3)復(fù)合工藝中，釬焊層合金、基體合金焊合后得到焊合的集流管材料，釬焊層合 金的包覆率為8% _10%，既能保證釬焊效果又能提高材料釬焊后表面光亮光滑程度。(4)中間退火處理后的材料以25%-35%的加工率進(jìn)行冷加工，該加工率可使材 料制管時(shí)成型性能良好，集流管釬焊時(shí)釬焊層流動(dòng)性良好。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


附圖為本發(fā)明實(shí)施例中微通道換熱器用集流管材料的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I-釬焊層合金，2-基體合金。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例，一種微通道換熱器用集流管材料，集流管材料由釬焊層合金1和基體合 金2兩層復(fù)合而成，集流管材料的制備方法包括釬焊層合金1的制備方法和基體合金2的 制備方法，釬焊層合金1的制備方法包括熔鑄、變質(zhì)處理和鑄造工序，基體合金2的制備方 法包括熔鑄、鑄造和均質(zhì)化處理工序，釬焊層合金1、基體合金2經(jīng)復(fù)合、熱軋、冷軋和中間 退火工序后得到集流管材料；釬焊層合金1的熔鑄工藝為將鋁錠熔化為鋁液，用直讀式光譜分析儀進(jìn)行化學(xué) 成份分析，控制鋁液中成份，然后進(jìn)行初步精煉；釬焊層合金1的變質(zhì)處理工藝為將初步精煉后的鋁液轉(zhuǎn)入保溫爐，在保溫爐內(nèi) 精煉30-60min，鋁液溫度控制在740-770°C，加入相對(duì)鋁錠重量為0. 25-0. 35%的變質(zhì)劑， 再精煉15-25min，靜置10-15min后鑄造成型，得到釬焊層合金1 ；基體合金2的熔鑄工藝為將鋁錠熔化為鋁液，用直讀式光譜分析儀進(jìn)行化學(xué)成 份分析，控制鋁液中成份，然后鑄造成型；基體合金2的均質(zhì)化處理工序?yàn)殍T造成型后再進(jìn)行均質(zhì)化處理，溫度 560-580°C，時(shí)間5h，得到基體合金2 ；復(fù)合工藝為將釬焊層合金1、基體合金2焊合，得到焊合的集流管材料，釬焊層合 金1的包覆率為8% -10% ；將焊合的集流管材料進(jìn)行熱軋、冷軋?zhí)幚?，冷軋?zhí)幚砗蟮牟牧线M(jìn)行中間退火處理， 金屬溫度控制在380°C _420°C、保溫2-3h ；中間退火處理后的材料以25% -35%的加工率進(jìn)行冷加工，拉彎矯處理后分切得 到成品集流管材料。釬焊層合金1包含以下質(zhì)量百分比的成份Si :9-11 Fe :0. 2-0.4 %、Cu 0. 005-0. 05%, Mn :0. 005-0. 05%, Mg :0. 005-0. 05 %, Cr :0. 005-0. 05%, Zn :0. 3-0. 7%、 Zr 0. 005-0. 05%和 Ti :0. 05-0. 10%，其余為 Al?；w合金2包含以下質(zhì)量百分比的成份Si :0. 1-0.9%, Fe :0. 1-0.5%, Cu 0. 2-0. 3%, Mn 0. 9-1. 3%, Mg :0. 005-0. 05%, Cr :0. 005-0. 05%, Zn :0. 005-0. 05%, Zr 0. 005-0. 05%和 Ti 0. 05-0. 10%，其余為 Al。按照以上方法進(jìn)行六次試驗(yàn)，試驗(yàn)中釬焊層合金1中各成分的質(zhì)量百分比如表1 所示，基體合金2中各成分的質(zhì)量百分比如表2所示，成品集流管材料的厚度為1. 3mm,所得 微通道換熱器用集流管材料抗拉強(qiáng)度RpO. 2 :145-185Mpa,屈服強(qiáng)度Rm 120-160MPa，延伸 率A50mm :6-8%，該性能適合由制管機(jī)經(jīng)高頻焊接成集流管，焊接成品率高。經(jīng)試驗(yàn)，材料 成品道次壓下率過(guò)大，則材料太硬；壓下率過(guò)小，則材料太軟，都不適合制造微通道換熱器 用集流管。
表 權(quán)利要求
1.一種微通道換熱器用集流管材料，集流管材料由釬焊層合金(1)和基體合金(2)兩 層復(fù)合而成，其特征在于所述釬焊層合金(1)包含以下質(zhì)量百分比的成份Si :9-11%, Fe :0. 2-0.4%, Cu 0. 005-0. 05%, Mn :0. 005-0. 05%, Mg :0. 005-0. 05%, Cr :0. 005-0. 05%, Zn :0. 3-0. 7%、 Zr 0. 005-0. 05%和 Ti :0. 05-0. 10%，其余為 Al。
2.如權(quán)利要求1所述的一種微通道換熱器用集流管材料，其特征在于所述基體合金 (2)包含以下質(zhì)量百分比的成份Si 0. 1-0. 9%, Fe 0. 1-0. 5%, Cu 0. 2-0. 3%,Mn 0. 9-1. 3%,Mg 0. 005-0. 05%, Cr 0. 005-0. 05%, Zn :0. 005-0. 05%, Zr :0. 005-0. 05%和 Ti :0. 05-0. 10%，其余為 Al。
3.如權(quán)利要求2所述的一種微通道換熱器用集流管材料，其特征在于所述釬焊層合 金(1)包含以下質(zhì)量百分比的成份:Si :10. 2%, Fe :0. 3%, Cu :0. 03%, Mn :0. 03%, Mg 0. 03%, Cr 0. 03%, Zn 0. 5%, Zr 0. 03%, Ti 0. 08%和 Al :88. 77% ；所述基體合金( 包含以下質(zhì)量百分比的成份Si 0. 5%, Fe 0. 3%, Cu :0. 26%,Mn :1. l%,Mg :0. 03%, Cr :0. 03%, Zn :0. 03%, Zr 0. 03%, Ti 0. 08%和 Al :97. 64%。
4.如權(quán)利要求1-3其中之一所述微通道換熱器用集流管材料的制備方法，其特征在 于所述制備方法包括釬焊層合金(1)的制備方法和基體合金( 的制備方法，釬焊層合金 (1)的制備方法包括熔鑄、變質(zhì)處理和鑄造工序，基體合金O)的制備方法包括熔鑄、鑄造 和均質(zhì)化處理工序，釬焊層合金(1)、基體合金( 經(jīng)復(fù)合、熱軋、冷軋和中間退火工序后得 到集流管材料。
5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述釬焊層合金(1)的熔鑄工藝為將 鋁錠熔化為鋁液，按照所述質(zhì)量百分比控制鋁液中成份，然后進(jìn)行初步精煉。
6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述釬焊層合金(1)的變質(zhì)處理 工藝為將初步精煉后的鋁液轉(zhuǎn)入保溫爐，在保溫爐內(nèi)精煉30-60min，鋁液溫度控制存 740-770°C，加入相對(duì)鋁錠重量為0. 25-0. 的變質(zhì)劑，再精煉15-25min，靜置10-15min 后鑄造成型，得到釬焊層合金(1)。
7.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述基體合金(2)的熔鑄工藝為將鋁 錠熔化為鋁液，按照所述質(zhì)量百分比控制鋁液中成份，然后鑄造成型。
8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于所述基體合金O)的均質(zhì)化處理工序 為鑄造成型后再進(jìn)行均質(zhì)化處理，溫度560-580°C，時(shí)間證，得到基體合金(2)。
9.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于所述復(fù)合工藝為將釬焊層合金(1)、 基體合金( 焊合，得到焊合的集流管材料，釬焊層合金(1)的包覆率為8% -10%。
10.如權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于將焊合的集流管材料進(jìn)行熱軋、冷軋 處理，冷軋?zhí)幚砗蟮牟牧线M(jìn)行中間退火處理，金屬溫度控制在380°C -420°C、保溫2-3h，中 間退火處理后的材料以25% -35%的加工率進(jìn)行冷加工，得到成品集流管材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微通道換熱器用集流管材料，集流管材料由釬焊層合金和基體合金兩層復(fù)合而成，釬焊層合金包含以下質(zhì)量百分比的成份Si9-11％、Fe0.2-0.4％、Cu0.005-0.05％、Mn0.005-0.05％、Mg0.005-0.05％、Cr0.005-0.05％、Zn0.3-0.7％、Zr0.005-0.05％和Ti0.05-0.10％，其余為Al，釬焊層合金的制備方法包括熔鑄、變質(zhì)處理和鑄造工序，基體合金的制備方法包括熔鑄、鑄造和均質(zhì)化處理工序，釬焊層合金、基體合金經(jīng)復(fù)合、熱軋、冷軋和中間退火工序后得到集流管材料，釬焊層合金晶粒細(xì)化效果良好，可使材料釬焊時(shí)具有良好的流動(dòng)性、潤(rùn)濕性、間隙填充能力，中間退火處理后的材料以25％-35％的加工率進(jìn)行冷加工，該加工率可使材料制管時(shí)成型性能良好，集流管釬焊時(shí)釬焊層流動(dòng)性良好。
文檔編號(hào)C22C21/04GK102134669SQ20111000022
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者吳中泰, 孔德慶, 張佐強(qiáng), 李全忠, 林世麗 申請(qǐng)人:濰坊三源鋁業(yè)有限公司