CN105886842A

CN105886842A - 一种铝合金钎焊散热片材的制备方法

Info

Publication number: CN105886842A
Application number: CN201410724455.8A
Authority: CN
Inventors: 毕祥玉
Original assignee: JIANGSU CAIFA ALUMINUM Co Ltd
Current assignee: JIANGSU CAIFA ALUMINUM Co Ltd
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2016-08-24

Abstract

本发明公开了一种铝合金钎焊散热片材的制备方法，包括通过双辊型连续铸轧法铸造熔融的液体铝合金，冷轧所得锭料板，在冷轧过程中进行两次或更多次中间退火，所述中间退火中的最后一次中间退火是在330～420℃的温度下进行30分钟至4小时，并且最后一次中间退火之后的冷轧的压下率为10～40％，制备散热片材料，本发明所公开的制备方法可以制得抗张强度、导热性、抗自腐蚀性、抗散热片熔化性、抗核心裂缝性、抗散热片断裂性及波纹可成形性都比较好的散热材料。

Description

一种铝合金钎焊散热片材的制备方法

技术领域

本发明涉及一种钎焊材料的制备方法，特别涉及一种铝合金钎焊散热片材的制备方法。

背景技术

近年来，由于要求热交换器的尺寸小重量轻，构成热交换器的散热片材料趋于变薄。因此，散热片的机械强度需要得到提高，因为当散热片材料的机械强度不充分时，散热片可能在装配热交换器的过程中坍塌，或者在使用中破裂。另外，还需要提高散热片材料本身的导热性。

然而，常规的Al-Mn系合金散热片材料的问题在于：提高Mn含量以增强散热片材料的机械强度，将导致导热性大大地降低。另一方面，提高Fe的含量则导致大量的金属间化合物结晶。由于这种良好的重结晶结构包括很多的晶粒边界，结果导致钎焊材料在钎焊步骤中沿晶粒边界扩散进而降低散热片材料的抗下垂性的问题。

有人提出了Al-Si系合金散热片材料以防止疲劳强度降低，其中允许初晶Si通过连续铸轧和冷轧沿厚度方向定位于中心，并且通过防止初晶Si作为重结晶晶核而使重结晶的晶粒粗大，从而抑制钎焊材料侵入晶粒边界。在这种情况下，由于少量Si混入结晶材料，致使中间退火步骤中结晶核(Al-Fe-Mn-Si金属间化合物)减少，或者由于金属间化合物的沉淀受到进一步地抑制无须热轧或间歇式中间退火步骤，Mn在固溶体中的量增加，致使导热性降低。而且，由于Si在散热片材料的中心析出，该散热片材料的抗熔化性变差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种铝合金钎焊散热片材的制备方法，以达到既能提高散热片的机械强度，又能保证材料本身的热导性的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种铝合金钎焊散热片材的制备方法，包括如下操作步骤：

a.通过双辊型连续铸轧法铸造熔融的液体铝合金，熔融液体的温度为750～850℃，辊的压力负荷为每1mm宽的锭料板7000～15000N，浇铸速度为770～1600mm/分钟，形成厚度为2～6mm的锭料板；

b.冷轧所得锭料板，在冷轧过程中进行两次或更多次中间退火，所述中间退火中的最后一次中间退火是在330～420℃的温度下进行30分钟至4小时，并且最后一次中间退火之后的冷轧的压下率为10～40％，制备散热片材料。

优选的，所述中间退火除最后一次退火之外，都是在间歇式加热炉或连续加热炉中进行的。

优选的，所述铝合金中含有质量分数为0.7～1.4％的Mn，1.3～1.8％的Fe，及0.75～1.0％的Si，余量为Al和不可避免的杂质。

优选的，所述铝合金中含有质量分数为0.7～1.4％的Mn，1.3～1.8％的Fe，及0.75～1.0％的Si，小于0.3％的Cu，小于0.15％的Cr，小于0.15％的Ti，小于0.15％的Zr，以及小于0.5％的Mg，余量为Al和不可避免的杂质。

优选的，所述铝合金中含有质量分数为0.7～1.4％的Mn，1.3～1.8％的Fe，及0.75～1.0％的Si，小于0.3％的Zn，小于0.3％的In，小于0.3％的Sn，余量为Al和不可避免的杂质。

通过上述技术方案，本发明提供的铝合金钎焊散热片材的制备方法通过限定熔融液体温度，压辊的压力负荷，以及连续铸轧中的中间退火条件，由具有规定组成的Al-Mn-Fe-Si系合金制备散热片材料，在所得的散热片材料的结构中沉淀大量的精细Mn系化合物(不包含尺寸为0.8m或更大的化合物)，使散热片材料所需的各种性质得以提高。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

选取组成如表1所示的铝合金，将其熔化，并通过连续铸轧法，利用直径为880mm的双辊将所得熔融液体浇铸成宽度为1000mm的锭料板，再将该锭料板绕成卷，然后进行冷轧制成散热片材料。

表1 铝合金的组成

实施例	Mn	Fe	Si	Zn	In	Sn	Cu	Cr	Ti	Zr	Mg	Al
													一	0.8	1.6	0.9	0.5	-	-	-	-	-	-	-	余量
二	1.4	1.5	0.95	-	-	-	-	-	-	-	-	余量
													三	1.2	1.8	1.0	0.2	-	-	-	-	-	-	-	余量
四	1.0	1.3	0.8	1.5	-	-	-	-	-	-	-	余量
													五	0.9	1.7	0.75	0.5	0.01	0.01	-	-	-	-	-	余量
六	0.8	1.6	0.95	0.8	-	-	-	-	-	-	-	余量

[0019][0019]

七	1.3	1.4	0.75	1.0	0.01	-	0.05	-	-	-	-	余量
													八	0.7	1.6	0.9	-	-	-	-	0.10	0.02	-	0.04	余量
九	1.0	1.7	1.0	2.0	-	-	0.18	-	-	-	-	余量
													十	0.9	1.5	0.8	0.6	-	-	-	-	-	0.05	-	余量

在连续铸轧法中，制备条件如熔融液体温度，辊的压力负荷，浇铸速度，锭料板厚度；冷轧步骤中途的中间退火次数，温度和时限；最终的冷轧比，及散热片材料的厚度可以在本发明规定条件内作不同的改变，如表2所示。

表2 冷轧工艺

对实施例一至十制得的材料进行抗下垂性测试，具体步骤为，水平固定散热片，使其投影长度为50mm，然后在60℃下加热10分钟，通过测量加热后的下垂长度进行抗下垂性评价。

此外，在将散热片材料于相应的钎焊条件(600℃，4分钟)下加热之后，对抗张强度和导电性进行测量，然后评价抗重复应力性和抗自腐蚀性。

抗张强度根据JIS Z2241进行测量，导电性根据JIS H0505进行测量。

抗重复应力性通过计数试验片断裂之前的重复次数进行评价，其中样品是从上述加热之后的散热片材料上切割下来的，宽度为16mm，长度为50mm，并且以10Hz的频率施加5kgf/mm²的张应力。

为了评价抗自腐蚀性，检查7天的CASS试验之后受腐蚀的样品的重量损失。此外，将冷轧之后的散热片材料切割成宽度16mm的切口，使该切口样品形成波纹状，然后装配到长度为100mm的管材上，并通过钎焊制备5级或10级的小型核心。通过微观观察评价5级小型核心的抗散热片熔化性，同时通过肉眼观察评价10级小型核心的抗核心裂缝性。

上述研究及评价结果示于表3中。

表3 性能测试结果

从上表中可以看出，根据本发明的制备方法，可以得到用钎焊的散热片材料，其具有提高了的减薄散热片材料所必需的特性，如钎焊之后的抗张强度、导热性、抗自腐蚀性、抗散热片熔化性、抗核心裂缝性、抗散热片断裂性及波纹可成形性。因此，本发明是减薄散热片材料以满足制备尺寸小重量轻的热交换器的需要的优选方法。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种铝合金钎焊散热片材的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：

2.根据权利要求1所述的一种铝合金钎焊散热片材的制备方法，其特征在于，所述中间退火除最后一次退火之外，都是在间歇式加热炉或连续加热炉中进行的。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金钎焊散热片材的制备方法，其特征在于，所述铝合金中含有质量分数为0.7～1.4％的Mn，1.3～1.8％的Fe，及0.75～1.0％的Si，余量为Al和不可避免的杂质。

4.根据权利要求1所述的一种铝合金钎焊散热片材的制备方法，其特征在于，所述铝合金中含有质量分数为0.7～1.4％的Mn，1.3～1.8％的Fe，及0.75～1.0％的Si，小于0.3％的Cu，小于0.15％的Cr，小于0.15％的Ti，小于0.15％的Zr，以及小于0.5％的Mg，余量为Al和不可避免的杂质。

5.根据权利要求1所述的一种铝合金钎焊散热片材的制备方法，其特征在于，所述铝合金中含有质量分数为0.7～1.4％的Mn，1.3～1.8％的Fe，及0.75～1.0％的Si，小于0.3％的Zn，小于0.3％的In，小于0.3％的Sn，余量为Al和不可避免的杂质。