大规格铝合金钎焊材料技术报告 一、前言 铝合金钎焊材料大多数都用在制氧设备和汽车散热器，它因具有重量轻，耐腐蚀、钎焊性好、性能可靠等优点而获得广泛应用。随着我们国家汽车工业快速地发展和空分厂工艺改进，对钎焊材料包覆层厚度均匀性、尺寸、性能等指标有了更新更高的要求。目前，国内生产汽车散热器和空调器用的大规格铝合金钎焊材料大量依赖进口。因而，为满足我国汽车工业发展目标的需要，实现我国汽车工业的轻量化和国产化，并带动其他相关产业的发展，节省外汇，节约能源及增强我国汽车产品在国际市场的竞争力，研究和开发汽车用大规格铝合金钎焊箔和空分设备钎焊板具有很重要的战略意义。 为适应市场的需要，西南铝首先对国内数家大型轿车所用钎焊箔及国内数家空分设备制造厂所用铝合金钎焊板进行广泛调研，并分别针对汽车行业和空分设备用，进行了多次的实验、测试和大量的数据采集分析，理论探索计算和大胆的创新实践，最终成功地开发出可替代进口的大规格铝合金钎焊板（箔）。 二、主要研究内容： 以汽车散热器用大规格铝合金钎焊箔的开发为重点，设计大规格基体铸锭规格、优化成分、开发大规格铸锭一次压延热复合工艺、优化热处理及精整工艺，形成大规格铝合金钎焊复合材料批量化生产的基本工艺。 三、技术指标 1、汽车用铝钎焊复合板（箔） ⑴包复层厚比：10-17% ⑵厚度及公差：0.1-0.2mm，≯5% ⑶力学性能：σ≥120Mpa，δ≥4% 2、制氧设备用钎焊复合材料 每面包复层厚度0.12-0.18mm 四、工艺开发路线 制定最佳的工艺路线，是研究和开发优质的汽车散热器、空调用钎焊铝箔及空分设备散热器用钎焊板的关键。自发以来，查阅和剖析了大量资料和实物，了大量的试验研究工作，通过多次工业性试验对比、优化，形成了目前较为合理的工艺路线。 钎焊板生产的基本工艺路线： 基体和包覆材料制造→复合前的加热→热轧复合→热精轧及冷轧→成品热处理→成品矫直及检查、包装。 钎焊箔生产的基本工艺路线： 基体和包覆材料制造→复合前的加热→热轧复合→热精轧及冷轧→中间热处理→箔材轧制→分切订→成品热处理→成品检查、包装 （一）基体及包覆层金属成份优 基体和包覆层金属成分和冶金质量是影响铝合金钎焊板（箔）焊接性能的重要的条件，必须依据市场的需求，。 1、体材料 从钎焊角度考虑，希望铝合金复合箔的基体与包覆层（钎料）结合性能好,高熔点塑性,钎料对基体扩散不太大的铝合金,即希望不易被熔融钎料浸蚀的铝合金作基体材料。属于这类的铝合金有纯铝、AL-Mn系合金以及含镁量≤1%的Al-Mg-Si-Cu系合金。目前国内外采用真空无熔剂钎焊工艺制作热交换器的基料大多采用3003和6951合金，根据国内轿车厂用户意见并结合我厂生产实际，我们选用3003合金作为基体材料。2、包履材料 用于包覆层材料的合金常用Al-Si系合金，如4004、4045、4047、4343等，600℃左右高温下发生重熔，将3003基体与铝箔翅片焊接在一起。在这样的一个过程中，钎焊层起着至关重要的作用。焊接时，Si元素在高温下熔化，Mg元素发生爆破，促使Si的流动，均匀地填充与基体与铝箔翅片Mg元素发挥了及其重要的作用，包铝板中Mg含量偏低，钎焊层流动性不好，易引起虚焊，Mg含量偏高，爆破剧烈，易造成基体材料破坏，根据大量实验研究，我们得知，Si含量控制在中线较为理想。 （二）生产的基本工艺的研究与确定1、基体及包复板的制1.1包覆层均匀性研究 针对传统二次压延工艺生产的钎焊板，生产的全部过程中，我们切取了大量的试样，包覆率量度的变化进行了分析研究，发现钎焊板中间部位包覆层比较均匀，包覆率偏差在2%以内，距边部60mm以内包复层分布出现不均匀现象，距边部30mm内严重不均匀，包覆率量度变化曲线 钎焊板包覆率量度变化曲线 钎焊板切边量设计 从图1能够准确的看出，钎焊板没有切边的情况下，边部60mm以内，包覆率出现了波动。为确保材料包履层的均匀性，产品单边切边量必须大于60mm以上例：产品宽度为1200mm，考虑到工艺大生产过程中切边对中精确度，正常的情况，我们最终选择基体及全包板宽度为1350mm。根据上述研究结果，铸锭及包铝板宽度应选择较成品板材宽150mm，考虑到钎焊板常用型号规格为1200mm宽，则包铝板和铸锭宽度应为1350mm。在实际生产中，熔铸厂铸锭两个侧面呈圆弧形貌，铸锭铣面后有效宽度较名义宽度窄5-10mm，为保证钎焊板焊合效果，基体铸锭应比包铝板宽10mm。 根据多年生产钎焊板积累的经验公式：包复层厚度() =包复层厚比中间值 基体厚度+2 假设铸锭厚度400mm，铣面后厚度380mm，常用1.2和0.8mm钎焊板包覆率为12.5%，则包铝板厚度可通过经验公式计算： X =12.5% X=63 380+2X 通过上述计算结果，基体金属加包铝板厚度为506mm，目前压延厂设备能力能够生产。 钎焊板复合轧制属二种不同变形抗力的金属组元（3003合金和4004合金）三层迭合轧制，它不同于普通的单材轧制，它具有独特的轧制特性和变形规律。 钎焊板在热轧复合过程,随变形程度的增加,基体材料变形速度（μ基）和包的变形速度(μ包)的变动情况如图2所示。 由图2可见，钎焊板合金热轧过程可分为三个阶段：第一阶段为热轧时的前几个道次，该阶段的变形特点是各组元尚未粘接，各自变形，组元界面有相对滑动，此阶段可称为自由变形阶段，在此阶段，包铝板的变形明显快于基体；第二阶段各组元界面已有部分焊合，不再产生相对滑动，轧制时变形量达到了临界变形量，该阶段称为半约束阶段，在此阶段软金属的易变形和硬金属的不易变形使它们因相互粘接而约束，在此阶段包铝板的变形速度增加幅度小于基体；第三阶段是各组元焊合后的轧制阶段，该阶段可视为一整体的轧制，但由于各组元的变形抗力不同，每组元的变形方式仍是不一样，该阶段称为约束变形阶段，在此阶段，两者的变形已趋于一致。 从上述分析能够准确的看出，热轧初期包铝板的变形大于基体,在选择包铝板长度时应稍小于基体长度。 根据金属塑性变形理论，金属在变形过程中有向变形抗力较小方向延伸的趋势。基体和包铝板热复合初期，各组元尚未粘接，各自变形，组元界面有相对滑动，因基体或包铝板有一定的厚度（横向和纵向）偏差，各部位滑动将会出现不一致。这与铸锭长度有直接联系，铸锭长度越大，包铝板偏离基体的现象越明显，因此，铸锭长度不宜过大。 综上，设计基体和包铝板规格为： 基体：400×1360×3000mm 包铝板：63×1350×2900mm 2、包覆作业 从试验分析研究中，我们已知道：包覆作业时基体和包覆材料表面清洁程度直接影响热轧复合强度，以及包覆板是否放置对称将直接影响包覆层的均匀性分布，因此对包覆作业要求如下： 包覆作业先用易挥发的清洁航空汽油人工擦净基体料和包覆板，擦净后的表面不再允许有油痕、乳液痕及其它污迹或异物，待汽油挥发干净后，再将包覆板对称放置于基体料的上下表面，要求两边及两端均放置对称，然后打紧三根铁皮带，防止包覆板错动（热轧前剪开铁皮带）。 3、装炉加热 根据试验分析对4004合金包覆板和3003合金基体在不同轧制温度条件下，界面结合强度的试验分析，选择铸锭加热温度450-520℃，并为了确认和保证基体和包覆板轧制变形时各部位更趋均匀，要求铸锭出炉温差≤10℃。 4、热粗轧轧制工艺 钎焊板生产的重点和难点是热轧复合工艺，热复合效果直接影响到钎焊板包覆层均匀性，进而对钎焊板使用性能造成影响。通过大量实践，对热粗轧轧制工艺制订如下： 4.1热粗轧道次分配 根据1.3所述，在热轧复合的第一阶段，即自由变形阶段，应采用小压下慢速轧制的方式，并采取不同于普通单一合金的轧制方法，首先应在铸锭的中间施与一定的静压后再分别往两端轧制，其目的是使包铝板和基体稳定慢速结合，尽量减小包铝板和基体相对滑动，确保包覆层的厚比和均匀分布，同时促使包覆与基体间的气体全部碾出，保证焊合质量，其主要轧制参数见表1。 4.2滚边工艺 滚边工艺对边部包覆层的均匀性影响很大，一方面4004合金包铝板裂边倾向性较大，轧制过程中非常易产生裂边，需要滚边加以控制；另一方面，滚边使边部金属的流动和扩展复杂化，因为不滚边时上下表面边部包覆层金属朝轧件侧面流动和扩展，而滚边及其后的轧制使得轧件侧面金属一部分将朝表层 表1 钎焊板热轧轧制参数 道次数 道次压下量（mm） 轧件厚度（mm） 备 注 1 3 506 干 2 3 503 干 3 3 500 干 4 5 495 干 5 5 490 干 6 10 480 少量喷乳液 7 10 470 少量喷乳液 8 16 454 喷乳液正常轧制 9 25 429 喷乳液正常轧制 10 25 404 喷乳液正常轧制 11 25 379 喷乳液正常轧制 12 30 349 喷乳液正常轧制 滚边 13 25 324 喷乳液正常轧制 14 22 302 喷乳液正常轧制 滚边 15 23 279 喷乳液正常轧制 16 25 254 喷乳液正常轧制 滚边 17 30 224 喷乳液正常轧制 18 25 199 喷乳液正常轧制 滚边 19 24 175 喷乳液正常轧制 20 25 150 喷乳液正常轧制 21 25 125 喷乳液正常轧制 22 25 100 喷乳液正常轧制 23 25 75 喷乳液正常轧制 切头尾 24 17 58 喷乳液正常轧制 25 19 39 喷乳液正常轧制 26 11 28 喷乳液正常轧制 27 10 18 喷乳液正常轧制 中间方向翻转，这两种边部金属运作时的状态形成了边部包覆层厚比中间波动大，且波动程度及宽度直接受滚边厚度和滚边量的影响。 通过一直在优化，选取多次少量滚边工艺，滚边厚度为350mm至200mm厚度范围，每次滚边量在5mm左右，从热精轧毛料和取样分析包覆层横断面情况看，边部包覆层厚比不合格范围一般在60mm以内。 4.3板型控制 热粗轧各道次板形平直，特别是终轧板厚横向对称。 中凸度：0.5±0.3% 5、热精轧及冷轧 钎焊板生产的重点和难点是在热轧复合工艺上，热粗轧复合后，热精轧、冷轧的轧制工艺可类似3003单材轧制工艺，但由于包覆层随板带厚度逐渐变薄而变薄，而钎焊板不允许有包覆层过薄或脱落，因此，精轧及冷轧的工作重点就放在可能会影响包覆层厚度的辊型及板形控制上。因为轧制过程中辊型及板形的控制不当会造成带材内部严重应力失衡，从而使包覆变形不均，并可能因板形不好（波动）造成擦划伤或包覆层脱落，为此，热轧复合后的工艺主要配置如下：5.1 热精轧 轧辊初始辊型选择：-0.15mm 3道次压下分配：18→11.5→7.5→5.0mm 轧制速度：120米/分 轧后板形平直：板厚横向对称，中凸0.5±0.3% 第3道次切边，要求对称切边，每边切边量：40-50mm 5.2 2800mm冷轧机冷轧 轧辊初始辊型选择 +0.07mm 5道次压下分配如下：5.0→4.0→3.1→2.3→1.6→1.2（成品厚度） 轧制速度120米/分 轧后板形平直，中凸0.5±0.3% 6、钎焊箔生产的基本工艺 6.1 毛料的制作 由2800mm冷轧机为铝箔轧机提供毛料，毛料厚度为0.45mm。工艺路线mm→拉伸矫直→中间退火→铝箔轧制 6.1.1 拉伸矫直 由于冷轧是带张力轧制，虽然眼视板形平直，但实际去张力后都有某些特定的程度不平度，在交铝箔轧制前须经拉伸矫直。 从冷轧卷在拉矫开卷情况看，由于前面工序轧制工艺合理，卷材不平度都很小，只须采用0.2-0.5%拉伸变形量即可矫直带卷。 矫直前切边，切边要对称，每面切边量40-50mm。 6.1.2 中间退火 由于冷轧变形量已超过90%，如果不经退火而继续箔轧将很困难，为此须将卷在40卷材炉中间退火，退火工艺如下： 第一次定温450℃，加热时间150分钟，转第二次定温380℃，加热时间240分钟，金属温度330-350℃。 6.2 箔材轧制工艺 3道次压下分配 0.45→0.30→0.20 6.3 破卷及分切工艺安排 1200→550→275→成品退火→分切至成品宽度（22-98mm） 因为大卷径窄幅分切时易打滑不能够确保端面质量，所以在分切至成品宽度前先成品退火。 7 成品退火工艺合金板是制造空分设备的主要原材料，用户对材料的力学性能要求不高，所以本课题重点研究合金复合箔的处理工艺。 由于箔是制造汽车空调系统蒸发器、冷凝器及发动机冷却系统中散热器的主要原材料，用户还须先滚压、冲切等手段加工成波纹形再与冷却剂管入炉焊合，如果箔材强度不够，太软，入炉后箔片会塌陷；如果强度过于偏高，延伸率达不到要求，则滚压冲剪过程中会开裂，为满足箔材后续工艺流程中有良好的加工性和成形性，必须制订出合理的成品退火工艺以满足多种用户特殊的力学性能要求，这是本次开发的又一难点和重点。 在实验室的电阻炉中进行小试验，，为工业性试验及大生产的退火工艺的制定奠定基础。b和δ％均相对变化不大，曲线比较平缓，说明材料处于回复阶段，而在260℃－360℃时，其σb急剧降低，而δ％则上升，说明材料处于再结晶过程，当退火温度在400℃左右时，其σb又会降低，而δ％略有上升。从上述实验结果综合分析可看出，要使复合铝箔的力学性能达到σb≥175Mpa，δ≥4.5％，其最适合的热处理工艺为180℃－260℃。 在实验室工艺试验的基础上，经过几轮的小型的工业性试验，从而确定了生产时的热处理工艺制度（其金属温度控制在180℃－250℃）。但因该产品处于开发阶段，各使用厂的设备及工艺的配置不同，对材料的力学性能要求也不完全一样，鉴于此，用同一个热处理退火制度进行成品退火已不能完全适用用户的使用上的要求，因此，在生产中，按照每个用户的不一样的要求进行单独控制，其基本工艺制度确定为180℃－250℃，保温4－8小时，能完全满足多种用户的要求。 （三）产品最终包覆厚比及力性能 产品最终包覆厚比及力学性能能否使用户得到满足要求，是衡量本次开发是否成功的关键所在。 生产过程中我们随机抽取了钎焊板及钎焊箔三个批次产品进行检测，表：通过对LQ2-1合金钎焊箔取样检测，包覆层厚度比满足课题要求的10-17%范围内，力学性能也达到课题要求，LQ3合金钎焊板、包覆层厚度也达到课题要求，力学性能满足用户想要。批号 合金状态 规格（mm） 包覆层厚度 （mm） σb (Mpa) δ (%) 045471 LQ2-1M 0.2×300×C 0.0216—0.0236 128-132 20-21 04546 LQ2-1M 0.2×67×C 0.022—0.0256 123-125 20-23 04547 LQ2-1M 0.2×77×C 0.0212—0.0236 121-123 19-22 04536 LQ3Y2 1.2×1000×6000 0.13—0.18 151-182 15-23 04654 LQ3Y2 1.2×1200×5500 0.13—0.17 172-179 13-17 045362 LQ3Y2 1.2×1000×6000 0.146—0.179 165-173 14-17 五、 2、铸锭铣面：3003铸锭每面铣削10mm，铣面后横向厚差≤mm，纵向厚差≤mm，铣面后表面平滑清洁，不允许有粘铝、起皮、气孔、夹渣、疏松、表面裂纹等缺陷430-450℃ 5、热轧：小压下焊合轧制，多道次少量滚边，焊合完成后按3003普通板材轧制 6、冷轧：合理的安排道次压下量，控制成品板型；对H14工艺产品，控制好板型的同时，注意控制表面上的质量，避免产生粘伤、划伤等缺陷。 六、结论 （一）（二）在整个轧制过程中，复合材料包覆层厚度沿板宽方向存在不均匀性，边部变化大，中间变化小，这种不均匀性有一定的遗传性。 （三）钎焊板（箔）包覆层厚度及力学性能达到课题目标要求，也满足使用厂家的要求。 （）西南铝已完全具备生产钎焊板（箔）的能力，可替代进口产品,满足市场要求。 七、结论语 本课题研制和开发，西南铝现已进入大批量生产钎焊板（箔），产品质量达到国际水平，可替代进口同种类型的产品，满足国内市场的需求，200年以来共生产出钎焊板300T，钎焊箔0T，实现出售的收益00万元，为此，我们将加强完善生产的基本工艺，提升产品质量，以满足市场需求。 1 μ包/μ基 压下率，%图 LQ3钎焊板热轧过程μ包/μ基随压延率的变化

  2、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。

  3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。

  4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将按照每个用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档

  金属工艺学_第2篇_热加工工艺基础_01铸造03_LJH - 副本.ppt

  2024年国网北京市电力公司招聘高校毕业生考试(第一批)公开引进高层次人才和急需紧缺人才笔试参考题库（共500题）答案详解版.docx

  2024年太原青创招考聘用太原市杏花岭区综合应急大队工作人员公开引进高层次人才和急需紧缺人才笔试参考题库（共500题）答案详解版.docx

  2024年四川省安州区事业单位招聘55人历年公开引进高层次人才和急需紧缺人才笔试参考题库（共500题）答案详解版.docx

  2024年天津市农机发展服务中心招考事业单位工作人员公开引进高层次人才和急需紧缺人才笔试参考题库（共500题）答案详解版.docx

  2024年安徽亳州蒙城县招募特聘动物防疫专员18人历年公开引进高层次人才和急需紧缺人才笔试参考题库（共500题）答案详解版.docx

  2024年夏福建上杭县事业单位招考拟录人选五公开引进高层次人才和急需紧缺人才笔试参考题库（共500题）答案详解版.docx

  2024年国网英大国际控股集团限公司招聘约4人历年公开引进高层次人才和急需紧缺人才笔试参考题库（共500题）答案详解版.docx

  2024年安徽安庆桐城团市委选调工作人员1人历年公开引进高层次人才和急需紧缺人才笔试参考题库（共500题）答案详解版.docx

  2024年宁波市象山县黄避岙乡人民政府招考编制外人员公开引进高层次人才和急需紧缺人才笔试参考题库（共500题）答案详解版.docx

  2024年安徽合肥肥西县供销社招聘基层单位工作人员12人公开引进高层次人才和急需紧缺人才笔试参考题库（共500题）答案详解版.docx

  U4-U6 Revision 英语期末复习课件 【趣味学英语】人教版三年级下册.pptx

  原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者