專利名稱：用于復合釬焊料覆層的稀土鋁合金及其制備方法
技術領域：
本發明涉及的是一種金屬材料技術領域的合金及其制備方法，具體是一種用于復合釬焊料覆層的稀土鋁合金及其制備方法。
背景技術：
近年來，國內外汽車行業發展迅速，造成了整車廠對汽車熱交換器的巨大需求。汽車熱交換器多采用復合釬焊鋁帶或鋁箔材料制成。其中通過鑄造、熱軋、冷軋和退火等工藝制造的3003A1合金被大量用作復合鋁帶箔的芯材，4343A1和7072A1等合金則被廣泛應用于釬焊覆層。由于汽車熱交換器的工作條件惡劣，對材料強度、塑性、抗腐蝕性能的要求日益提高。因此，通過合金化設計開發出新型覆層合金以滿足未來多樣化和高性能設計要求成為熱傳輸材料的發展趨勢。大量文獻表明向鋁合金中添加稀土元素Ce或混合稀土元素可以有效改善鋁合金的鑄造性能、改善力學性能或加工性能。到目前為止，關于稀土元素對于Ai-ai系合金尤其是7072A1合金(低硅鋁鋅合金)組織與性能影響的報道還不多。經過對現有技術的檢索發現，美國專利US7^6701公開了一種鋁合金釬焊帶制備方法，該合金的覆層合金為添加稀土元素或其他貴金屬元素的Al-(4-15%) Si合金。中國發明專利“熱交換器翅片用鋁合金箔材及其制造方法”(專利公開號CN 1861823A)也記載了添加混合稀土元素的低硅低錳鋁合金，該合金具有較好的力學性能尤其是沖制性能。以上發明專利均未涉及稀土元素對7072A1這種熱交換器覆層合金性能的影響。

發明內容
本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種用于復合釬焊料覆層的稀土鋁合金及其制備方法，通過向低硅含鋅鋁合金中添加稀土元素來調控復合釬焊料覆層合金的顯微組織和力學性能，采用鑄造、熱軋、冷軋工藝制備了相應的板帶材。本發明是通過以下技術方案實現的
本發明涉及一種用于復合釬焊料覆層的稀土鋁合金，其組分和重量百分比為Ζη: 0. 7 1. 3%、Fe 0. 2 0. 5%、Si :0. 1 0. 4%、Ce或主要成分為Ce元素的稀土 0. 06 0. 4%、Mn 0 0. 1%、Cu 0 0. 1%、雜質元素含量小于0. 05%、其余為Al。上述用于復合釬焊料覆層的稀土鋁合金的制備方法，包括以下步驟 (1)依次選取々1、211、!^、5丨、(^或主要成分為Ce元素的稀土，或選取含有Al、&i、Fe、Si
和Ce元素的合金，采用惰性氣體保護，在熔煉爐或火焰反射熔煉爐中將合金原料于710 900°C下熔化均勻后澆注入模具內，冷卻獲得厚度為30 400mm的鑄造合金坯；將鑄造合金坯銑面后在450 550°C的加熱爐中預熱，然后熱軋得到厚度為3 5mm的合金板帶； 其中Zn、!^e、Si、Ce或主要成分為Ce元素的稀土、Mn和Cu分別占總重量的0. 7 1. 3%、 0. 2 0. 5%、0. 1 0. 4%、0· 06 0. 4%、0 0. 1%、0 0. 1%、雜質元素含量控制在0. 05%以內，其余為Al。
(2)將所述合金板帶進行多道次冷軋并經中間退火后獲得用于復合釬焊料覆層的冷軋合金帶材或者箔材。所述的多道次冷軋是指將合金板帶軋制成厚度為0. 08 20mm的合金帶材。所述的中間退火是指在250 320°C的溫度環境中退火。本發明通過以下方式進行力學性能評價將冷軋鋁合金帶材經過模擬釬焊熱處理 (在600°C下保溫5分鐘后出爐冷卻至室溫)，其后在電子拉伸試驗機上進行拉伸性能測
試ο采用本發明制備的稀土鋁合金焊后屈服強度可達25MPa以上，延伸率為10%以上，通過控制稀土元素含量可以調控合金的電化學腐蝕電位，可適用于復合釬焊料覆層或其他相關制造領域。
具體實施例方式下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。實施例1
本實施例采用熔煉和鑄造方法首先制備含Sil. 15%、SiO. 25%、FeO. 35%、CeO. 25%、余量為Al的合金板坯，采用惰性氣體保護熔煉爐將合金原料在750°C下熔化，澆注入模具內冷卻獲得厚度為40mm的鑄造合金坯。所述合金坯經過銑面并在500°C加熱后熱軋成4mm厚度的板材，其后多道次冷軋至0. 15mm厚度，在400°C退火后冷精軋至0. 08mm厚度，將箔材模擬釬焊熱處理后用Zwick電子拉伸試驗機測試了合金的力學性能，合金的抗拉強度為78MPa、 延伸率為10%。將本實施例制備的釬焊處理合金箔材在ASTM G69標準所述的H202/NaCl溶液中測量電化學腐蝕電位，該合金箔材的腐蝕電位約為_795mV。實施例2
方法同實施例1，不同的是本實施例采用熔煉和鑄造方法制備了含Sil. 15%、SiO. 25%、 FeO. 35%、CeO. 15%、余量為Al的合金板坯，銑面后在500°C加熱后熱軋成4mm厚度的板材， 其后冷軋至0. 15mm厚度，在40(TC退火后冷精軋至0. 08mm厚度。將箔材模擬釬焊熱處理后用電子拉伸試驗機測試了合金的力學性能，合金的屈服強度為25MPa、延伸率為11%。將本實施例制備的釬焊處理合金箔材在ASTM G69標準所述的H202/NaCl溶液中測量電化學腐蝕電位，該合金箔材的腐蝕電位約為_785mV。作為對比，本實施例還采用相同熔煉、鑄造和軋制方法制備了不添加Ce元素、含 Znl. 15%,SiO. 25%,FeO. 35%、余量為Al的合金箔材(0. 08mm厚度)，將該合金箔材模擬釬焊熱處理后在ASTM G69標準所述的H202/NaCl溶液中測量電化學腐蝕電位，該合金箔材的腐蝕電位約為_803mV。實施例3
方法同實施例1，不同的是本實施例采用熔煉、鑄造和熱軋方法制備了含ail.洲、 SiO. 25%、FeO. 3%、CeO. 16%、MnO. 06%、余量為 Al 的合金板坯，其后冷軋至 0. 15mm，在 400°C 退火后冷精軋至0. 09mm厚度。采用電子拉伸試驗機測試了模擬釬焊熱處理合金箔材的力學性能，合金的抗拉強度可達SOMPa以上。
顯然，向低硅鋁鋅合金添加稀土元素進行稀土合金化可以獲得具有一定釬焊強度和延伸率的鋁合金，在本發明所述的低硅鋁鋅合金中添加稀土元素可以獲得與未添加稀土元素合金不同的電化學腐蝕電位，而且稀土元素含量的不同可導致不同的電化學腐蝕電位，因此通過控制稀土元素含量可以調控本發明合金的電化學腐蝕電位和相關腐蝕性能。 考慮到諸多報道關于稀土元素在改善鋁合金鑄造性能、提高抗沖制性能等方面所能發揮的積極作用，這種稀土鋁合金可用于開發復合釬焊料覆層，包括用于新型熱交換器覆層。
權利要求
1.一種用于復合釬焊料覆層的稀土鋁合金，其特征在于，其組分和重量百分比為Ζη: 0. 7 1. 3%、Fe 0. 2 0. 5%、Si :0. 1 0. 4%、Ce或主要成分為Ce元素的稀土 0. 06 0. 4%、Mn 0 0. 1%、Cu 0 0. 1%、雜質元素含量小于0. 05%、其余為Al。
2.權利要求1所述用于復合釬焊料覆層的稀土鋁合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)依次選取Al、Zn、Fe,Si, Mn、Cu、Ce或主要成分為Ce元素的稀土，或選取含有Al、 Zn、Fe, Si, Mn、Cu和Ce元素的合金，采用惰性氣體保護熔煉爐或火焰反射熔煉爐將合金原料在710 900°C熔化均勻后澆注入模具內冷卻獲得厚度為30 400mm的鑄造合金坯。
3.將鑄造合金坯銑面后在450 550°C的加熱爐中預熱，然后熱軋得到厚度為3 5mm的合金板帶；其中 元素、Fe元素、Si元素、Ce元素或主要成分為Ce元素的稀土、Mn元素和Cu 元素分別占總質量的0. 7 1. 3%、0· 2 0. 5%、0. 1 0. 4%、0· 06 0. 4%、0 0. 1%、0 0. 1%、雜質元素的含量控制在0. 1%以內；(2)將步驟(1)中所述合金板帶進行多道次冷軋后并經中間退火后獲得用于復合釬焊料覆層的冷軋合金帶材或者箔材。
4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的多道次冷軋是指將合金板帶軋制成厚度為0. 08 20mm的合金帶材。
5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的中間退火是指在250 320°C的溫度環境中退火。
全文摘要
本發明公開了一種金屬材料技術領域的用于復合釬焊料覆層的稀土鋁合金及其制備方法，該合金的成分配比為Zn0.7～1.3wt%、Fe0.2～0.5wt%、Si0.1～0.4wt%、Ce或主要成分為Ce元素的稀土0.06～0.4wt%、Mn0～0.1%、Cu0～0.1%、雜質元素含量小于0.05wt%、其余為Al。本發明通過向低硅含鋅鋁合金中添加稀土元素來調控復合釬焊料覆層合金的顯微組織和電化學腐蝕性能，采用鑄造、熱軋、冷軋工藝制備了相應的板帶材。
文檔編號C22C21/10GK102345036SQ20111029450
公開日2012年2月8日 申請日期2011年9月28日 優先權日2011年9月28日
發明者丁冬雁, 尤小華, 張俊超, 陳為高, 陳國楨, 高勇進 申請人:上海交通大學, 華峰鋁業股份有限公司