CN103144371B - 一种钎焊用耐热铝/钢复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种钎焊用耐热铝/钢复合材料，其可以在较高的温度对铝/钢复合带进行高温钎焊（600℃±10℃），钢和铝的界面不会生成粗大连续的铁铝金属间脆性化合物，保证焊后界面结合良好。其特征在于：其由钢层和铝合金层轧制复合而成，铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料：硅（Si）为0.9份～1.2份，铁（Fe）≤0.8份，铜（Cu）≤0.10份，锰（Mn）≤0.05份，镁（Mg）≤0.05份，锌（Zn）≤0.05份，其余为铝及不可避免的杂质元素。
Description
技术领域
本发明涉及新材料的金属层状复合材料技术领域，尤其是涉及用于高温钎焊（600℃±10℃）的铝/钢复合材料，具体为一种钎焊用耐热铝/钢复合材料。
背景技术
铝/钢复合材料是一种金属层状结构复合材料，其广泛应用于电力、汽车和装饰领域，制造蒸汽发电中风冷蒸汽冷凝器、汽车发动机隔热罩等的主要材料多是铝/钢复合材料。传统的铝/钢复合材料的基体材料一般采用低碳钢，如08Al、08F钢；覆层材料一般采用1000系工业纯铝。传统的铝/钢复合材料使用温度低，高温钎焊时（600℃±10℃），钢和铝的界面极易生成粗大连续的铁铝金属间脆性化合物，造成铝层与钢层分离。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种钎焊用耐热铝/钢复合材料，其可以在较高的温度对铝/钢复合带进行高温钎焊（600℃±10℃），钢和铝的界面不会生成粗大连续的铁铝金属间脆性化合物，保证焊后界面结合良好。
其技术方案是这样的，其特征在于：其由钢层和铝合金层轧制复合而成，所述铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料：硅（Si）为0.9份～1.2份，铁（Fe）≤0.8份，铜（Cu）≤0.10份，锰（Mn）≤0.05份，镁（Mg）≤0.05份，锌（Zn）≤0.05份，其余为铝及不可避免的杂质元素。
其进一步特征在于：
所述钢层为非合金超深冲钢，其包括总质量份数为100份的以下材料：碳（C）≤0.02份，硅（Si）≤0.03份，锰（Mn）为0.15份～0.25份，磷（P）≤0.02份，硫（S）≤0.005份，铝（Al）≤0.005份，其余为铁及不可避免的杂质元素。
其更进一步特征在于：
所述铝合金层、钢层中所述的不可避免的杂质元素总和均不大于0.15份，且单个杂质元素均不大于0.05份。
本发明一种钎焊用耐热铝/钢复合材料，其力学性能抗拉强度Rm≥280 MPa，规定非比例延伸强度Rp0.2≥250 MPa，断后伸长率A50mm≥20 %。
本发明的耐高温热脆性的铝/钢复合材料，其增大了铝合金层中硅元素（Si）含量，在高温钎焊时，在界面复合微合金化的作用下，界面生成的铁铝硅三元化合物可以有效抑制铁铝间的相互扩散，减缓界面铁铝脆性化合物的生成，界面不会生成粗大连续的铁铝金属间脆性化合物，故能有效避免基体钢带与覆层铝带分离，保证铝/钢复合材料高温钎焊时，界面结合牢固。
具体实施方式
实施例一：
一种耐高温热脆性的铝/钢复合材料，其由钢层和铝合金层轧制复合而成，其中铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料：硅（Si）为0.95份，铁（Fe）为0.25份，铜（Cu）为0.1份，锰（Mn）为0.02份，镁（Mg）为0.03份，锌（Zn）为0.02份，其余为铝及不可避免的杂质元素，其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份，且单个杂质元素不大于0.05份；钢层包括总质量份数为100份的以下材料：碳（C）为0.013份，硅（Si）为0.02份，锰（Mn）为0.25份，磷（P）为0.01份，硫（S）为0.005份，铝（Al）为0.003份，其余为铁及不可避免的杂质元素，其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份，且单个杂质元素不大于0.05份。
实施例二：
一种耐高温热脆性的铝/钢复合材料，其由钢层和铝合金层轧制复合而成，其中铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料：硅（Si）为1.0份，铁（Fe）为0.60份，铜（Cu）为0.02份，锰（Mn）为0.03份，镁（Mg）为0.02份，锌（Zn）为0.03份，其余为铝及不可避免的杂质元素，其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份，且单个杂质元素不大于0.05份；钢层包括总质量份数为100份的以下材料：碳（C）为0.02份，硅（Si）为0.01份，锰（Mn）为0.15份，磷（P）为0.015份，硫（S）为0.003份，铝（Al）为0.002份，其余为铁及不可避免的杂质元素，其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份，且单个杂质元素不大于0.05份。
实施例三：
一种耐高温热脆性的铝/钢复合材料，其由钢层和铝合金层轧制复合而成，其中铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料：硅（Si）为1.20份，铁（Fe）为0.4份，铜（Cu）为0.05份，锰（Mn）为0.04份，镁（Mg）为0.05份，锌（Zn）为0.025份，其余为铝及不可避免的杂质元素，其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份，且单个杂质元素不大于0.05份；钢层包括总质量份数为100份的以下材料：碳（C）为0.01份，硅（Si）为0.015份，锰（Mn）为0.21份，磷（P）为0.009份，硫（S）为0.002份，铝（Al）为0.001份，其余为铁及不可避免的杂质元素，其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份，且单个杂质元素不大于0.05份。
实施例四：
一种耐高温热脆性的铝/钢复合材料，其由钢层和铝合金层轧制复合而成，其中铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料：硅（Si）为1.05份，铁（Fe）为0.8份，铜（Cu）为0.08份，锰（Mn）为0.01份，镁（Mg）为0.01份，锌（Zn）为0.05份，其余为铝及不可避免的杂质元素，其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份，且单个杂质元素不大于0.05份；钢层包括总质量份数为100份的以下材料：碳（C）为0.017份，硅（Si）为0.03份，锰（Mn）为0.2份，磷（P）为0.02份，硫（S）为0.001份，铝（Al）为0.005份，其余为铁及不可避免的杂质元素，其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份，且单个杂质元素不大于0.05份。
实施例五：
一种耐高温热脆性的铝/钢复合材料，其由钢层和铝合金层轧制复合而成，其中铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料：硅（Si）为0.9份，铁（Fe）为0.55份，铜（Cu）为0.03份，锰（Mn）为0.05份，镁（Mg）为0.025份，锌（Zn）为0.04份，其余为铝及不可避免的杂质元素，其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份，且单个杂质元素不大于0.05份；钢层包括总质量份数为100份的以下材料：碳（C）为0.009份，硅（Si）为0.025份，锰（Mn）为0.18 份，磷（P）为0.013份，硫（S）为0.004份，铝（Al）为0.004份，其余为铁及不可避免的杂质元素，其中不可避免的杂质元素总和不大于0.15份，且单个杂质元素不大于0.05份。
加工本发明铝/钢复合材料时, 酸洗后的钢带经表面滚刷与铝带在线轧制复合，轧制速度2 m/min ～10m/min，压下率50%-70%，然后再按照成品状态进行退火，其力学性能抗拉强度Rm≥280 MPa，规定非比例延伸强度Rp0.2 MPa≥250 MPa，断后伸长率A50mm≥20 %。
Claims (1)
1.一种钎焊用耐热铝/钢复合材料，其特征在于：其由钢层和铝合金层轧制复合而成，所述铝合金层包括总质量份数为100份的以下材料：硅(Si)为0.9份～1.2份，铁(Fe)为0.6份～0.8份，铜(Cu)为0.02份～0.08份，锰(Mn)为0.01份～0.03份，镁(Mg)为0.01份～0.02份，锌(Zn)为0.03份～0.05份，其余为铝及不可避免的杂质元素；所述钢层为非合金超深冲钢，其包括总质量份数为100份的以下材料：碳(C)为0.017份～0.02份，硅(Si)为0.01份～0.03份，锰(Mn)为0.15份～0.2份，磷(P)为0.15份～0.02份，硫(S)为0.001份～0.003份，铝(Al)为0.002份～0.005份，其余为铁及不可避免的杂质元素；所述铝合金层、钢层中所述的不可避免的杂质元素总和均不大于0.15份，且单个杂质元素均不大于0.05份。
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