(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号0.7(22)申请日2022.05.27(71)申请人中铝材料应用研究院有限公司地址102209北京市昌平区北七家镇未来科技城南区(72)发明人张文静潘琰峰赵丕植王国军张晶王海彬张云龙徐宏大纪艳丽陈雨楠(74)专利代理机构中国有色金属工业专利中心11028专利代理师(51)Int.Cl.B23K35/28(2006.01)B23K35/40(2006.01)B21B1/28(2006.01)B21B1/46(2006.01)B21B3/00(2006.01)B21B37/56(2006.01)B21B37/74(2006.01)C22C21/02(2006.01)C22F1/043(2006.01)C21D9/46(2006.01)(54)发明名称一种单层自钎焊铝合金材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种新型单层自钎焊铝合金材料及制备方法，铝合金的组分及其质量百分含量为：Si：2.5～3.0wt％，Mn+Fe：1.3～1.9wt％且Mn/Fe：2，Zr+Er：0.3～0.6wt％且Er/Zr：2～3，余量为Al和不可避免的杂质，还可以含有Zn：2wt％，Ti：0.1wt％中的一种或两种。通过合金成分的调整、铸轧、一次冷轧、中间退火、二次冷轧、连续中间退火、精轧等各工艺环节的优化，制备出自钎焊性能好、具备优秀能力高温承载能力的单层自钎焊铝合金材料。铝合金材料钎焊后抗拉强度为140MPa～200MPa、屈服强度为55MPa～70MPa，钎焊下垂值8mm。权利要求书1页说明书5页附图2页CN1151066771.一种单层自钎焊铝合金材料，其特征是，所述铝合金材料的组分及其质量百分含量为：Si：2.5％～3.0％、Mn+Fe：1.3％～1.9％、Zr+Er：0.3％～0.6％、余量为Al和不可避免的杂质，其中，Mn与Fe的质量比不小于2，Er与Zr的质量比为2～3；所述铝合金材料内部平均尺寸200nm的弥散相面密度为5102.根据权利要求1所述的单层自钎焊铝合金材料，其特征是，所述铝合金材料的组分还包括Zn、Ti中的一种或两种，其中，Zn的质量百分含量小于等于2％，Ti的质量百分含量小于等于0.1％。3.一种基于权利要求1或2所述的单层自钎焊铝合金材料的制备方法，其特征是，所述制备方法有如下步骤：(1)将所述铝合金材料来铸造，得到铸轧板坯；铸造的工艺条件为：铸轧温度为680～730、铸轧速度为500mm/min～1500mm/min；(2)将铸轧板坯进行一次冷轧，得到一次冷轧板；一次冷轧加工率控制在80％～90％；(3)将一次冷轧板进行中间退火，得到退火后的一次冷轧板；一次冷轧板进行中间退火的工艺条件为：以30/h～70/h的速率升温至300～480保温0.5h～10h；(4)将退火后的一次冷轧板进行二次冷轧，得到二次冷轧板；(5)将二次冷轧板进行中间退火，得到退火后的二次冷轧板；二次冷轧板进行中间退火的工艺条件为：以5/s～100/s的速率升温到350～500保温5s～180s再以5/s～200/s的速度冷却到100以下，或者以30/h～70/h的速率升温至300～480保温0.5～3h；(6)将退火后的二次冷轧板进行精轧，得到单层自钎焊铝合金材料；精轧加工率控制在20％～35％。4.依据权利要求3所述的单层自钎焊铝合金材料的制备方法，其特征是，步骤(1)中将所述铝合金材料采取使用双辊连续铸轧方式来进行铸造，铸轧板坯厚度为2mm～10mm。5.依据权利要求3所述的单层自钎焊铝合金材料的制备方法，其特征是，步骤(3)中一次冷轧板进行中间退火的工艺条件为：以30/h～70/h的速率升温至400～450保温1h～3h。6.依据权利要求3所述的单层自钎焊铝合金材料的制备方法，其特征是，步骤(4)中将退火后的一次冷轧板进行二次冷轧的冷轧加工率控制在68％～75％。7.依据权利要求3所述的单层自钎焊铝合金材料的制备方法，其特征是，步骤(5)中二次冷轧板进行中间退火的工艺条件为：以5/s～100/s的速率升温到380～420保温40s～55s再以5/s～200/s的速度冷却到100以下。8.依据权利要求3所述的单层自钎焊铝合金材料的制备方法，其特征是，步骤(6)中单层自钎焊铝合金材料钎焊后抗拉强度为140MPa～200MPa、屈服强度为55MPa～70MPa、钎焊过程中下垂值8mm。CN115106677一种单层自钎焊铝合金材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于铝合金材料技术领域，具体涉及一种单层自钎焊铝合金材料及其制备方法。背景技术[0002]铝合金由于具有较高的比强度、优异的传热性能、丰富的储量和成本较低等特点，在热交换器领域得到了广泛的应用，热交换器的全铝化已成为发展的必然趋势。近年来，工程应用领域轻量化的需求日益强烈，铝热交换器朝着更小、更轻、更高效、更环保、更长寿命方向持续不断的发展，对材料也提出了更高的要求，开发更轻更薄且综合性能优良的铝热交换器成为重要的研究方向。[0003]目前世界各国生产的铝合金钎焊复合材料大多是包覆层和芯层采用不一样铝合金进行复合轧制制备，生产的基本工艺相对复杂，材料成材率较低，生产所带来的成本较高，性能不稳定，且当复合材厚度减薄至0.05mm，给复合轧制带了很大的困难和挑战。[0004]抗下垂性能是衡量钎焊铝合金材料综合性能的重要指标，能够有效反映钎焊铝合金材料抵抗高温变形的能力，钎焊过程中厚度较薄(0.05mm‑0.1mm)的钎焊材料在高温及很多压力的环境下易发生塌陷，造成热交换器报废，逐步的提升钎焊铝合金材料的高温承载能力是成功实现其厚度减薄的前提。[0005]因此，急需一种改进的技术来解决现存技术中存在的问题，来满足市场条件下对材料和应用提出的各方面要求。发明内容[0006]针对上述技术中存在的问题，本发明提供一种能够明显降低生产所带来的成本和材料成本、具有高性能的单层自钎焊铝合金材料及其制备方法。[0007]本发明采用以下技术方案：[0008]一种单层自钎焊铝合金材料，其特征是，所述铝合金材料的组分及其质量百分含量为：Si：2.5％～3.0％、Mn+Fe：1.3％～1.9％、Zr+Er：0.3％～0.6％、余量为Al和不可避免的杂质，其中，Mn与Fe的质量比不小于2，Er与Zr的质量比为2～3；所述铝合金材料内部平均尺寸200nm的弥散相面密度为510[0009]根据上述的单层自钎焊铝合金材料，其特征是，所述铝合金材料的组分还包括Zn、Ti中的一种或两种，其中，Zn的质量百分含量小于等于2％，Ti的质量百分含量小于等于0.1％。[0010]一种基于上述的单层自钎焊铝合金材料的制备方法，其特征是，所述制备方法有如下步骤：[0011](1)将所述铝合金材料来铸造，得到铸轧板坯；铸造的工艺条件为：铸轧温度为 680～730、铸轧速度为500mm/min～1500mm/min； [0012] (2)将铸轧板坯进行一次冷轧，得到一次冷轧板；一次冷轧加工率控制在80％～ CN115106677 90％；[0013] (3)将一次冷轧板进行中间退火，得到退火后的一次冷轧板；一次冷轧板进行中间 退火的工艺条件为：以30/h～70/h的速率升温至300～480保温0.5h～10h； [0014] (4)将退火后的一次冷轧板进行二次冷轧，得到二次冷轧板； [0015] (5)将二次冷轧板进行中间退火，得到退火后的二次冷轧板；二次冷轧板进行中间 退火的工艺条件为：以5/s～100/s的速率升温到350～500保温5s～180s再以5/ s～200/s的速度冷却到100以下，或者以30/h～70/h的速率升温至300～480 保温0.5～3h； [0016] (6)将退火后的二次冷轧板进行精轧，得到单层自钎焊铝合金材料；精轧加工率控 制在20％～35％。 [0017] 根据上述的单层自钎焊铝合金材料的制备方法，其特征是，步骤(1)中将所述铝 合金材料采取使用双辊连续铸轧方式来进行铸造，铸轧板坯厚度为2mm～10mm。 [0018] 根据上述的单层自钎焊铝合金材料的制备方法，其特征是，步骤(3)中一次冷轧 板进行中间退火的工艺条件为：以30/h～70/h的速率升温至400～450保温1h～ 3h。 [0019] 根据上述的单层自钎焊铝合金材料的制备方法，其特征是，步骤(4)中将退火后 的一次冷轧板进行二次冷轧的冷轧加工率控制在68％～75％。 [0020] 根据上述的单层自钎焊铝合金材料的制备方法，其特征是，步骤(5)中二次冷轧 板进行中间退火的工艺条件为：以5/s～100/s的速率升温到380～420保温40s～ 55s再以5/s～200/s的速度冷却到100以下。 [0021] 根据上述的单层自钎焊铝合金材料的制备方法，其特征是，步骤(6)中单层自钎 焊铝合金材料钎焊后抗拉强度为140MPa～200MPa、屈服强度为55MPa～70MPa、钎焊过程中 下垂值8mm。 [0022] 本发明的有益技术效果：本发明进行了合金成分设计以及全流程制备工艺开发， 摒弃了钎料复合材料的传统工艺，突破自钎焊的原理及成分组织控制技术，利用在钎焊温 度下铝合金内部生成微量的液相实现焊接结合，本发明能够明显降低生产所带来的成本和材料成 本，获得具有高性能的新型单层自钎焊铝合金材料。(1)通过Er、Zr的复合添加，在退火过程 中形成细小均匀分布的Al (ErZr)核壳结构复合相，起到弥散强化作用，强化钎焊材料的强度；并有利于钎焊过程中形成粗大的长条状晶粒组织，减少熔蚀的扩散通道，提高钎焊抗下 垂性能；同时添加Bi元素增加Si液相对铝材表面的润湿性，改善焊接性能。(2)第一次退火 采用30/h～70/h的速率升温至300～480保温0.5h～10h的工艺，可以最大限度地 析出更多的细小弥散相，有利于提高合金的拉伸性能和钎焊抗下垂性能。第二次中间退火 工艺能抑制弥散相的长大，通过该工艺组合有利于合金的强度、钎焊，使钎焊时成形尺寸 合适的晶粒，调控合适的晶界数量，保证钎焊过程中有足够的Si液相能沿晶界扩散到表面 进行接合。(3)Al (ErZr)核壳结构复合相强化钎焊材料的强度，减薄材料厚度，有利于轻量化；同时具有较高的耐热性，有利于提高热交换器的工作时候的温度，相比现存技术可以使焊后 屈服强度提高10MPa以上。 CN115106677 附图说明[0023] 图1为本发明实施例1中铝合金材料钎焊界面组织形貌； [0024] 图2为本发明实施例1中铝合金材料弥散相形貌及分布； [0025] 图3为本发明实施例1中铝合金材料钎焊态晶粒形貌； [0026] 图4为本发明对比例2中铝合金材料弥散相形貌及分布； [0027] 图5为本发明对比例2中铝合金材料钎焊态晶粒形貌。 具体实施方式 [0028] 本发明的一种单层自钎焊铝合金材料，组分及其质量百分含量为：Si：2 .5％～ 3.0％、Mn+Fe：1.3％～1.9％、Zr+Er：0.3％～0.6％、余量为Al和不可避免的杂质，其中，Mn 与Fe的质量比不小于2，Er与Zr的质量比为2～3；所述铝合金材料内部平均尺寸200nm 的弥散相面密度为510 。铝合金材料的组分还包括Zn、Ti中的一种或两种，其中，Zn的质量百分含量小于等于2％，Ti的质量百分含量小于等于0.1％。 [0029] 本发明的单层自钎焊铝合金材料的制备方法，包括如下步骤： [0030] (1)铸轧：将所述铝合金材料采取使用双辊连续铸轧方式来进行铸造，得到铸轧板坯，铸

  碟轮修整单层钎焊金刚石砂轮的试验研究---优秀毕业论文 参考文献 可复制黏贴