專利名稱:一種釬焊用耐熱鋁/鋼復合材料的制作方法
技術領域:
本發明涉及新材料的金屬層狀復合材料技術領域,尤其是涉及用于高溫釬焊(6000C ± 10°C)的鋁/鋼復合材料,具體為一種釬焊用耐熱鋁/鋼復合材料。
背景技術:
鋁/鋼復合 材料是一種金屬層狀結構復合材料,其廣泛應用于電力、汽車和裝飾領域,制造蒸汽發電中風冷蒸汽冷凝器、汽車發動機隔熱罩等的主要材料多是鋁/鋼復合材料。傳統的鋁/鋼復合材料的基體材料一般采用低碳鋼,如08A1、08F鋼;覆層材料一般采用1000系工業純鋁。傳統的鋁/鋼復合材料使用溫度低,高溫釬焊時(600°C ±10°C),鋼和鋁的界面極易生成粗大連續的鐵鋁金屬間脆性化合物,造成鋁層與鋼層分離。
發明內容
針對上述問題,本發明提供了一種釬焊用耐熱鋁/鋼復合材料,其可以在較高的溫度對鋁/鋼復合帶進行高溫釬焊(600°C ±10°C),鋼和鋁的界面不會生成粗大連續的鐵鋁金屬間脆性化合物,保證焊后界面結合良好。其技術方案是這樣的,其特征在于:其由鋼層和鋁合金層軋制復合而成,所述鋁合金層包括總質量份數為100份的以下材料:硅(Si)為0.9份 1.2份,鐵(Fe) ^0.8份,銅(Cu) ( 0.10 份,錳(Mn) ( 0.05 份,鎂(Mg) ( 0.05 份,鋅(Zn) ( 0.05 份,其余為鋁及不可避免的雜質元素。其進一步特征在于:
所述鋼層為非合金超深沖鋼,其包括總質量份數為100份的以下材料:碳(C) ( 0.02份,硅(Si)彡0.03份,錳(Mn)為0.15份 0.25份,磷(P)彡0.02份,硫(S)彡0.005份,鋁(Al) < 0.005份,其余為鐵及不可避免的雜質元素。其更進一步特征在于:
所述鋁合金層、鋼層中所述的不可避免的雜質元素總和均不大于0.15份,且單個雜質元素均不大于0.05份。本發明一種釬焊用耐熱鋁/鋼復合材料,其力學性能抗拉強度Rm≥ 280 MPa,規定非比例延伸強度Rpa2≥250 MPa,斷后伸長率A5tlmm≥20 %。本發明的耐高溫熱脆性的鋁/鋼復合材料,其增大了鋁合金層中硅元素(Si)含量,在高溫釬焊時,在界面復合微合金化的作用下,界面生成的鐵鋁硅三元化合物可以有效抑制鐵鋁間的相互擴散,減緩界面鐵鋁脆性化合物的生成,界面不會生成粗大連續的鐵鋁金屬間脆性化合物,故能有效避免基體鋼帶與覆層鋁帶分離,保證鋁/鋼復合材料高溫釬焊時,界面結合牢固。
具體實施例方式實施例一:一種耐高溫熱脆性的鋁/鋼復合材料,其由鋼層和鋁合金層軋制復合而成,其中鋁合金層包括總質量份數為100份的以下材料:硅(Si)為0.95份,鐵(Fe)為0.25份,銅(Cu)為
0.1份,錳(Mn)為0.02份,鎂(Mg)為0.03份,鋅(Zn)為0.02份,其余為鋁及不可避免的雜質元素,其中不可避免的雜質元素總和不大于0.15份,且單個雜質元素不大于0.05份;鋼層包括總質量份數為100份的以下材料:碳(C)為0.013份,硅(Si)為0.02份,錳(Mn)為
0.25份,磷(P)為0.01份,硫(S)為0.005份,鋁(Al)為0.003份,其余為鐵及不可避免的雜質元素,其中不可避免的雜質元素總和不大于0.15份,且單個雜質元素不大于0.05份。實施例二:
一種耐高溫熱脆性的鋁/鋼復合材料,其由鋼層和鋁合金層軋制復合而成,其中鋁合金層包括總質量份數為10 0份的以下材料:娃(Si)為1.0份,鐵(Fe)為0.60份,銅(Cu)為
0.02份,錳(Mn)為0.03份,鎂(Mg)為0.02份,鋅(Zn)為0.03份,其余為鋁及不可避免的雜質元素,其中不可避免的雜質元素總和不大于0.15份,且單個雜質元素不大于0.05份;鋼層包括總質量份數為100份的以下材料:碳(C)為0.02份,硅(Si)為0.01份,錳(Mn)為
0.15份,磷(P)為0.015份,硫(S)為0.003份,鋁(Al)為0.002份,其余為鐵及不可避免的雜質元素,其中不可避免的雜質元素總和不大于0.15份,且單個雜質元素不大于0.05份。實施例三:
一種耐高溫熱脆性的鋁/鋼復合材料,其由鋼層和鋁合金層軋制復合而成,其中鋁合金層包括總質量份數為100份的以下材料=^(Si)S 1.20份,鐵(Fe)為0.4份,銅(Cu)為
0.05份,錳(Mn)為0.04份,鎂(Mg)為0.05份,鋅(Zn)為0.025份,其余為鋁及不可避免的雜質元素,其中不可避免的雜質元素總和不大于0.15份,且單個雜質元素不大于0.05份;鋼層包括總質量份數為100份的以下材料 碳(C)為0.01份,硅(Si)為0.015份,錳(Mn)為0.21份,磷(P)為0.009份,硫(S)為0.002份,鋁(Al)為0.001份,其余為鐵及不可避免的雜質元素,其中不可避免的雜質元素總和不大于0.15份,且單個雜質元素不大于0.05份。實施例四:
一種耐高溫熱脆性的鋁/鋼復合材料,其由鋼層和鋁合金層軋制復合而成,其中鋁合金層包括總質量份數為100份的以下材料=^(Si)S 1.05份,鐵(Fe)為0.8份,銅(Cu)為
0.08份,錳(Mn)為0.01份,鎂(Mg)為0.01份,鋅(Zn)為0.05份,其余為鋁及不可避免的雜質元素,其中不可避免的雜質元素總和不大于0.15份,且單個雜質元素不大于0.05份;鋼層包括總質量份數為100份的以下材料 碳(C)為0.017份,硅(Si)為0.03份,錳(Mn)為0.2份,磷(P)為0.02份,硫(S)為0.001份,鋁(Al)為0.005份,其余為鐵及不可避免的雜質元素,其中不可避免的雜質元素總和不大于0.15份,且單個雜質元素不大于0.05份。實施例五:
一種耐高溫熱脆性的鋁/鋼復合材料,其由鋼層和鋁合金層軋制復合而成,其中鋁合金層包括總質量份數為100份的以下材料:硅(Si)為0.9份,鐵(Fe)為0.55份,銅(Cu)為
0.03份,錳(Mn)為0.05份,鎂(Mg)為0.025份,鋅(Zn)為0.04份,其余為鋁及不可避免的雜質元素,其中不可避免的雜質元素總和不大于0.15份,且單個雜質元素不大于0.05份;鋼層包括總質量份數為100份的以下材料:碳(C)為0.009份,硅(Si )為0.025份,錳(Mn)為0.18份,磷(P)為0.013份,硫(S)為0.004份,鋁(Al)為0.004份,其余為鐵及不可避免的雜質元素,其中不可避免的雜質元素總和不大于0.15份,且單個雜質元素不大于0.05份。加工本發明鋁/鋼復合材料時,酸洗后的鋼帶經表面滾刷與鋁帶在線軋制復合,軋制速度2 m/min 10m/min,壓下率50%_70%,然后再按照成品狀態進行退火,其力學性能抗拉強度Rm≥280 MPa,規定非比例延伸強度Rpa2 MPa≥250 MPa,斷后伸長率A50mm≥20 %。
權利要求
1.一種釬焊用耐熱鋁/鋼復合材料,其特征在于:其由鋼層和鋁合金層軋制復合而成,所述鋁合金層包括總質量份數為100份的以下材料:硅(Si)為0.9份 1.2份,鐵(Fe)≤0.8份,銅(Cu)≤0.10份,錳(Mn)≤0.05份,鎂(Mg)≤0.05份,鋅(Zn)≤0.05份,其余為鋁及不可避免的雜質元素。
2.根據權利要求1所述的一種釬焊用耐熱鋁/鋼復合材料,其特征在于:所述鋼層為非合金超深沖鋼,其包括總質量份數為100份的以下材料:碳(C)S 0.02份,硅(Si )≤ 0.03份,錳(Mn)為0.15份 0.25份,磷(P)≤0.02份,硫(S)≤0.005份,鋁(Al)≤0.005份,其余為鐵及不可避免的雜質元素。
3.根據權利要求2所述的一種釬焊用耐熱鋁/鋼復合材料,其特征在于:所述鋁合金層、鋼層中所述的不可避免的雜質元素總和均不大于0.15份,且單個雜質元素均不大于.0.05 份。
全文摘要
本發明提供了一種釬焊用耐熱鋁/鋼復合材料,其可以在較高的溫度對鋁/鋼復合帶進行高溫釬焊(600℃±10℃),鋼和鋁的界面不會生成粗大連續的鐵鋁金屬間脆性化合物,保證焊后界面結合良好。其特征在于其由鋼層和鋁合金層軋制復合而成,鋁合金層包括總質量份數為100份的以下材料硅(Si)為0.9份~1.2份,鐵(Fe)≤0.8份,銅(Cu)≤0.10份,錳(Mn)≤0.05份,鎂(Mg)≤0.05份,鋅(Zn)≤0.05份,其余為鋁及不可避免的雜質元素。
文檔編號C22C38/04GK103144371SQ201310099308
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月26日 優先權日2013年3月26日
發明者周德敬, 呂金明 申請人:銀邦金屬復合材料股份有限公司