專利名稱：散熱器翅片的鋁合金材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金材料，具體的說本發(fā)明涉及一種適合用于散熱器翅片的鋁合金材料，其具有優(yōu)異的耐腐蝕性，并且其可加工性能良好。
背景技術(shù)：
在蒸發(fā)器、冷凝器等換熱器中，一直使用輕量且導(dǎo)熱性良好的鋁合金。通常，這些換熱器的制造是按照以下方法進(jìn)行例如通過將板材彎曲、或者由壓力加工成型的板材加以層疊，從而形成作為工作流體的冷卻扁管。就耐腐蝕性而言，由于來自外表面和內(nèi)部的腐蝕，當(dāng)制冷劑通路管中過早地產(chǎn)生穿通時，制冷劑泄露，無法起到作為換熱器的功能，因此，一直在制冷劑通路管的外表面實(shí)施防腐蝕處理，由此延長換熱器的壽命。以往，采用將Al-Zn系合金作為犧牲陽極材料包覆于板材的外表面，且將該板材成型為偏平管狀而使用的方法；或把擠壓多孔管作為制冷劑通路管使用的方法。然而，多數(shù)換熱器的結(jié)構(gòu)是在制冷劑通路管的外表面接合翅片的結(jié)構(gòu)， 由于在該方法中制冷劑通路管的外表面不存在釬料，因此，必須使用包覆了釬料的翅片材。 此時，由于受到殘留于翅片表面的釬料的影響，翅片材的自身耐腐蝕性能降低，另外包覆翅片材的制造成本比裸翅片高，因此導(dǎo)致?lián)Q熱器制造成本的上升。在制冷劑通路管的外表面接合的翅片中使用裸材的情況下，能夠提高翅片的自身耐腐蝕性，且通過使用高傳導(dǎo)材料，還能夠提高換熱器的性能，與包覆翅片材相比，也能夠降低成本，但此時需要在制冷劑通路管的外表面賦予釬料，因此，就要在上述Al-Zn系合金的表面涂覆粉末狀的釬料，或者，就要使用外表面包覆有在Al-Si系合金釬料中添加了 Zn 的物質(zhì)的板材。前者的情況下，由于粉末釬料的成本高，因此導(dǎo)致?lián)Q熱器制造成本的增加， 在后者的情況下，由于釬焊中含有Zn的熔融釬料的流動，因此，造成釬焊后在制冷劑通路管外表面殘留的Zn量沒有達(dá)到作為犧牲陽極材料所需要的Zn量，導(dǎo)致無法得到制冷劑通路管的足夠的防腐蝕效果，或者，由于含有Zn的熔融釬料流動到接合部，導(dǎo)致接合部的優(yōu)先腐蝕。現(xiàn)有技術(shù)中，申請?zhí)枮?2828286. 8的專利報道了涉及一種超強(qiáng)、耐久、耐腐蝕性提高的釬焊換熱器用鋁散熱片合金。該合金基于再生的材料。該合金對于小孔腐蝕顯示出提高的腐蝕性能、優(yōu)異的高溫抗垂性能和后釬焊強(qiáng)度。通過優(yōu)化散熱片、管子、端板和側(cè)板的材料組合，能夠制造在SWAAT中具有足夠腐蝕性能的換熱器。申請?zhí)枮?2806584. 0的專利報道了一種耐腐蝕的鋁合金具有控制量的鐵、錳、鉻和鈦，并且含有銅、硅、鎳以及不超過雜質(zhì)水平的鋅。調(diào)整所述合金的化學(xué)組成，以使晶粒邊界的電極電位與合金基體相匹配，從而降低晶間腐蝕。所述合金特別適合于采用擠壓和釬焊技術(shù)制造熱交換器中的管材。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種散熱器翅片的鋁合金材料，針對現(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金換熱器在強(qiáng)度、耐腐蝕性能、可加工性能尚不能滿足散熱器翅片惡劣工作條件的要求，提供一種較高的強(qiáng)度特性、釬焊性、耐蝕性優(yōu)異并具有良好的可加工性能的冷卻扁管的鋁合金材料。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案
一種散熱器翅片的鋁合金材料，其特征是其具有以下組分和含量Si 0. 5-1. 2wt%、 Mn :0. 5-1. 8wt%, Zn :0· 25-1. 8 wt%, Cu :0· 30-0. 55 wt%，余量為 Al 及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。下面說明本發(fā)明的鋁合金材料的合金成分的意義以及限定理由。Si
通過向鋁合金中添加Si能夠得到提高強(qiáng)度的效果。優(yōu)選的含量是Si :0. 5-1. 2 wt%, 若硅的含量低于0. 5 wt%的時候，提高強(qiáng)度的效果就小。Si的含量超過上限，則對鋁合金的耐蝕性產(chǎn)生不利的影響，并且如果含量超過上限，則壓延加工性能降低。優(yōu)選的，Si的含量范圍為0. 6-0. 9 wt%0
通過向鋁合金中添加Mn，能夠細(xì)化鋁合金顆粒，提高合金的強(qiáng)度而又不降低合金的耐蝕性。當(dāng)Mn的含量低于0.5 wt%的時候，其對鋁合金強(qiáng)度的提高不顯著；而當(dāng)Mn的含量高于1. 8wt%的時候，其在合金中的溶解度達(dá)到飽和，繼續(xù)增加Mn的含量，將導(dǎo)致在熱加工的過程中降低合金的擠出加工性能。因而，在本發(fā)明中將其含量限定在0. 5wt%-l. 5wt%的范圍內(nèi)。優(yōu)選的，Mn的含量范圍為0. 8-1. 5 wt%0更優(yōu)選的其含量范圍為0. 9-1. 2 wt%。Zn:
通過向鋁合金中添加Zn，能夠增加制造和焊接期間的流動性，能夠提高材料的可加工性，然而如果Zn的含量進(jìn)一步增加將會導(dǎo)致不期望的金屬間相的存在，容易誘晶間腐蝕， 而當(dāng)含量在0. 25-1. 8 wt%,在改善材料可加工性的同時，對材料的耐蝕性能無不利的影響。 Zn的優(yōu)選含量是0. 30-1. 5wt%,更優(yōu)選0. 50-1. 30 wt%。Cu:
通過向鋁合金中添加Cu，能夠得到提高強(qiáng)度的效果，并且在本發(fā)明的合金中能夠協(xié)同改善材料的耐蝕性能。Cu的優(yōu)選含量是0. 30-0. 55 wt%，若含量超過0. 55 wt%，將會顯著降低釬焊性能。另外，本發(fā)明還公開了上述散熱器翅片的鋁合金材料的制備方法，其特征是，將按上述重量百分比配比的Si、Mn、Zn、Cu和Al的合金原料在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下加熱至600-720 °C保溫45-90 min;加入占合金原料總重量0.2-0.8 wt%的MnCl2，攪拌15-50 min ；之后將合金液澆注成型；澆鑄溫度為520-650 °C ；然后在350-450 °C保溫2_10 h進(jìn)行均質(zhì)化處理，并冷卻得到散熱器翅片的鋁合金材料。本發(fā)明所述的鋁合金材料，經(jīng)均勻化退火后，觀察其金相組織，晶粒細(xì)小且均勻?qū)μ岣咪X合金的耐蝕性有好處；并且其組織中沒有發(fā)現(xiàn)大量存在電化學(xué)腐蝕的異質(zhì)相，大大減輕了晶間腐蝕發(fā)生的傾向；采用SWAAT實(shí)驗(yàn)對合金材料的腐蝕行為進(jìn)行測試，表明本發(fā)明的鋁合金耐蝕性有顯著提高；而且材料的強(qiáng)度與普通的鋁合金相比也有了顯著的提高， 本發(fā)明描述的鋁合金材料適合于加工成散熱器翅片。
具體實(shí)施方式
下面本發(fā)明將結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋和說明。按表1所示出的質(zhì)量百分比，制備本發(fā)明所述的鋁合金材料。具體的制備工藝過程為將按表1所示出的百分比配比的Si、Mn、Zn、Cu和Al的合金原料在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下加熱至650 °C保溫60 min;加入占合金原料總重量0. 3wt%的MnCl2，攪拌35 min ；之后將合金液澆注成型；澆鑄溫度為580 °C;然后在420 °C保溫4 h進(jìn)行均質(zhì)化處理，并冷卻得到散熱器翅片的鋁合金材料。表1母材鋁合金的化學(xué)成分
權(quán)利要求
1.一種散熱器翅片的鋁合金材料，其特征是其具有以下組分和含量Si 0. 5-1. 2wt%、 Mn :0. 5-1. 8wt%, Zn 0. 25-1. 8 wt%, Cu 0. 30-0. 55 wt%，余量為 Al 及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
2.權(quán)利要求1所述的鋁合金材料，其特征在于所述的Si的含量范圍為0.6-0. 9 wt%0
3.權(quán)利要求1所述的鋁合金材料，其特征在于所述的Mn的含量范圍為0.8-1. 5 wt%。
4.權(quán)利要求1所述的鋁合金材料，其特征在于所述的Mn的含量是0.9-1. 2 wt%。
5.權(quán)利要求3所述的鋁合金材料，其特征在于所述的Zn的含量是0.30-1. 50 wt%。
6.權(quán)利要求1所述的鋁合金材料，其特征在于所述的Zn的含量是0.50-1. 30 wt%。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的鋁合金材料的制備方法，其特征在于將按鋁合金材料配比的Si、Mn、Zn、Cu和Al的合金原料在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下加熱至600-720 °C保溫45-90 min; 加入占合金原料總重量0. 2-0.8 wt%WMnCl2，攪拌15-50 min ；之后將合金液澆注成型；澆鑄溫度為520-650 °C ；然后在350-450 °C保溫2_10 h進(jìn)行均質(zhì)化處理，并冷卻得到散熱器翅片的鋁合金材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種散熱器翅片的鋁合金材料，其特征是其具有以下組分和含量Si0.5-1.2wt%、Mn0.5-1.8wt%，Zn0.25-1.8wt%，Cu0.30-0.55wt%，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。本發(fā)明的鋁合金材料具有較高的強(qiáng)度特性、釬焊性、耐蝕性優(yōu)異并具有良好的可加工性能，特別適合用作散熱器翅片。
文檔編號C22F1/053GK102330005SQ201110171129
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者楊貽方 申請人:蘇州方暨圓節(jié)能科技有限公司