CN103122428A

CN103122428A - 钎焊用铝合金复合管材及其制造方法

Info

Publication number: CN103122428A
Application number: CN2011103689243A
Authority: CN
Inventors: 张斌; 高凤华; S·哈勒
Original assignee: Sapa Heat Transfer Shanghai Ltd
Current assignee: Granges Aluminium Shanghai Co Ltd
Priority date: 2011-11-18
Filing date: 2011-11-18
Publication date: 2013-05-29

Abstract

本申请涉及钎焊用铝合金复合管材的芯材合金，其特征在于，所述芯材合金基本上不含Cr。本发明另一方面还涉及所述钎焊用铝合金复合管材的芯材合金的制造方法，其中基于原料的总重，使用至少20至60重量％的铝钎焊合金废料作为原料，并通过熔铸法制得所述芯材合金。本发明再一方面还涉及钎焊用铝合金复合管材，其由所述钎焊用铝合金复合管材的芯材合金、钎焊侧合金和防水侧合金组成。本发明最后还涉及所述钎焊用铝合金复合管材的制造方法以及钎焊用铝合金复合管材中防水侧合金的制造方法。

Description

钎焊用铝合金复合管材及其制造方法

技术领域

本发明涉及两层以上的铝合金复合材料，特别涉及适合散热器、冷凝器的管材，所述铝合金复合材料是一种高强钎焊铝散热器用材料。

背景技术

铝合金由于质轻且高的热传导性，广泛应用于汽车热交换器，例如散热器、冷凝器、蒸发器、油冷器及中间冷却器等。汽车热交换器主要通过钎焊法生产，主要包括真空钎焊和可控气氛钎焊。通常，钎焊使用Al-Si系合金作为钎料，钎焊温度在600℃左右，此时钎料完全熔化，通过钎料对接头进行冶金结合。

近年来，随着对汽车的轻量化要求，汽车用换热器也要求轻量化，进而要求换热器用铝合金复合材料进行减薄，其厚度减薄对换热器的轻量化具有重要的意义。但是，减薄对钎焊用铝合金复合材料提出了更高的要求，在降低厚度的同时要满足材料强度及腐蚀性能不降低。而管材在使用时如果由于受腐蚀或破坏而穿孔，则会导致内部循环的液体冷却剂的泄漏。因此，为了提高产品的寿命，钎焊后的强度及耐蚀性能优异的铝合金钎焊薄管材是保证散热器性能稳定的关键。

通常用于汽车散热器管材是包含3层的复合管材，即以Al-Mn系AA3003合金等作为芯材，在钎焊侧(大气一侧)复合Al-Si系合金钎料，为了保证铝钎焊用复合材料具有较好的内侧抗腐蚀性能，防水侧(液体接触侧)复合Al-Zn系合金等牺牲阳极材料。然而Al-Zn合金本身的强度很低，该复合层的存在一般会降低材料的强度。使用AA3003合金作为芯材的这种管料钎焊后强度为110MPa左右，强度较低。

一般来说，在生产铝合金钎焊用复合材料的过程中，由于铸锭切头，热轧及冷轧产品的切头和尾以及切边等，会产生30％左右的废料。其中，铸锭的废料通过重熔处理容易利用，而热轧和冷轧产品的切头尾和切边的废料却难以重新利用来生产铝钎焊复合材料。这些废料含有较高的合金元素，如下表所示，尤其是Si的含量很高。

铝合金废料的成分范围(重量％)

Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Zr	Zn	Ti	Al
									0.8-2.3	0.1-0.5	0.08-0.7	0.7-1.5	0.05-0.4	0.01-0.12	0.05-0.3	0.03-0.12	余量

D.Sampath等人的WO 2007/131727A1公开了一种钎焊用铝合金复合材料的制造方法，其中用于浇铸芯材合金的原料包含至少25重量％的钎焊板材废料。这虽然节约了成本，但是通常会损害耐腐蚀性并且在钎焊后条件下会增大强度波动的幅度。在此情况下，D.Sampath等人认为将钎焊板材废料的使用与Cr的少量但有意的添加相结合，这提高了合金在钎焊后条件下的机械强度。Cr的添加量优选为0.05至0.20重量％，有意添加Cr的量更优选为至少0.06重量％。

中国专利申请CN 101886195A公开了一种高强度和高抗腐蚀的长寿命铝钎焊管材。为了保证该材料在钎焊后有较好的抗腐蚀性，一般使用含低Si和Fe的合金。所以，生产这种复合管材需要用高品质的纯铝锭作为原料，废料是严禁使用。由于无法消耗铝钎焊复合材料的废料，生产成本很高。

本发明的目的是提供在用作例如热交换器用的管、管板的加热芯体时具有高强度以及良好防水侧(冷却剂侧)及钎焊侧防腐蚀性能的钎焊用铝合金复合材料；同时该管料的生产可以消耗更多的废料，降低的原材料成本和能源消耗，是一种可循环利用的新型铝钎焊复合材料。

发明内容

通过本发明实现了该目的及其优点。

本发明一方面涉及钎焊用铝合金复合管材的芯材合金，其基于所述芯材合金的组成为：

0.15至1.2重量％的Si、

0.5至2.0重量％的Mn、

0.06至0.60重量％的Fe、

0.1至1.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

＜0.25重量％的Zn、

0.02至0.3重量％的Ti、

＜0.2重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝，其特征在于，所述芯材合金基本上不含Cr。

本发明另一方面还涉及所述钎焊用铝合金复合管材的芯材合金的制造方法，其中基于原料的总重，使用至少20至60重量％的铝钎焊合金废料作为原料，并通过熔铸法制得所述芯材合金。

本发明再一方面还涉及钎焊用铝合金复合管材，其由所述钎焊用铝合金复合管材的芯材合金、钎焊侧合金和防水侧合金组成，其中

基于所述钎焊侧合金，所述钎焊侧合金的组成为：

5至12重量％的Si、

＜0.2重量％的Mn、

＜0.5重量％的Fe、

＜0.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

0.5至3.0重量％的Zn、

＜0.1重量％的Ti、

＜0.1重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝；

基于所述防水侧合金，所述防水侧合金的组成为：

＜1.2重量％的Si、

＜2.0重量％的Mn、

＜0.50重量％的Fe、

＜0.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

0.5至5.0重量％的Zn、

＜0.2重量％的Ti、

＜0.2重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝。

本发明另一方面还涉及钎焊用铝合金复合管材中防水侧合金的制造方法，其中基于原料的总重，使用20至60重量％、优选40至50重量％的铝钎焊合金废料作为原料，并通过熔铸法制得所述防水侧合金，

基于所述防水侧合金，所述防水侧合金的组成为：

＜1.2重量％、优选＜1.0重量％的Si、

＜2.0重量％、优选＜1.8重量％的Mn、

＜0.50重量％的Fe、

＜0.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

0.5至5.0重量％、优选1.0至4.0重量％的Zn、

＜0.2重量％的Ti、

＜0.2重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝。本发明最后还涉及所述钎焊用铝合金复合管材的制造方法，其包括以下步骤：

1)根据本发明方法制造芯材合金，提供所述钎焊侧合金，及提供所述防水侧合金；

2)通过轧制使所述芯材合金、所述钎焊侧合金及所述防水侧合金复合。

具体实施方式

0.15至1.2重量％的Si、

0.5至2.0重量％的Mn、

0.06至0.60重量％的Fe、

0.1至1.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

＜0.25重量％的Zn、

0.02至0.3重量％的Ti、

＜0.2重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝，其特征在于，所述芯材合金基本上不含Cr。

在本发明的一个实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Si含量为0.3至1.0重量％。

在本发明的一个实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Mn含量为0.8至1.5重量％。

在本发明的一个实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Fe含量为0.25至0.45重量％。

在本发明的一个实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Cu含量为0.3至1.0重量％。

在本发明的一个实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Zn含量为＜0.10重量％。

在本发明的一个实施方案中，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Ti含量为0.1至0.2重量％。

在本发明的范畴内，所述芯材合金“基本上不含Cr”是指在所述芯材合金的制造过程中，没有有意地添加Cr或含有Cr的原料，Cr仅有可能作为不可避免的杂质引入。在此情况下，基于所述芯材合金，所述芯材合金中Cr含量为＜0.04重量％，优选为＜0.03重量％，更优选为＜0.02重量％。所述芯材合金特别优选完全不含Cr。

在本发明的一个实施方案中，所述熔铸法是直接水冷半连续铸锭法、连续铸锭法、薄铸锭法或薄带法。

在本发明的一个实施方案中，在所述熔铸法中，先将铝钎焊合金废料和工业纯铝锭熔化，取样分析，按照预定的合金组成加入合金元素，通过铸造制得所述芯材合金。

在本发明的一个实施方案中，在熔炼过程中所述铝钎焊合金废料的添加量为原料总重的40至50重量％。

在熔铸时使用废料可以减少合金元素的添加量，减少纯铝锭的消耗，明显降低成本。如铸造一炉20吨的合金，当废料添加量为50％时，可以节约大约20％的成本。

废料的添加受到合金成分范围的限制。铝钎焊材料是多层复合材料，至少有一层是Al-Si合金，废料中含有很高的Si，高的Si含量会导致合金熔点降低，而铝钎焊材料一般需要在600℃进行钎焊，所以100％废料生产的合金不可能再用作铝钎焊材料的芯材。如果用作铝钎焊材料，废料的添加量一般不太可能超过80％。

本发明另一方面还涉及钎焊用铝合金复合管材，其由所述钎焊用铝合金复合管材的芯材合金、钎焊侧合金和防水侧合金组成，其中

基于所述钎焊侧合金，所述钎焊侧合金的组成为：

5至12重量％的Si、

＜0.2重量％的Mn、

＜0.5重量％的Fe、

＜0.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

0.5至3.0重量％的Zn、

＜0.1重量％的Ti、

＜0.1重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝；

基于所述防水侧合金，所述防水侧合金的组成为：

＜1.2重量％的Si、

＜2.0重量％的Mn、

＜0.50重量％的Fe、

＜0.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

0.5至5.0重量％的Zn、

＜0.2重量％的Ti、

＜0.2重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝。

在本发明的一个实施方案中，基于所述防水侧合金，所述防水侧合金中Si含量为＜1.0重量％。

在本发明的一个实施方案中，基于所述防水侧合金，所述防水侧合金中Mn含量为＜1.8重量％。

在本发明的一个实施方案中，基于所述防水侧合金，所述防水侧合金中Zn含量为1.0至4.0重量％。

将复合层的厚度占材料总厚度的百分数表示为复合比。例如材料厚度为1mm，复合层厚度为0.1mm，则复合比为10％。

在本发明的一个实施方案中，基于所述钎焊用铝合金复合管材的总厚度，所述钎焊侧合金的复合比为5至15％。

在本发明的一个实施方案中，基于所述钎焊用铝合金复合管材的总厚度，所述防水侧合金的复合比为5至15％。

在本发明的一个实施方案中，所述钎焊用铝合金复合管材的厚度不大于0.3mm。

基于所述防水侧合金，所述防水侧合金的组成为：

＜1.2重量％、优选＜1.0重量％的Si、

＜2.0重量％、优选＜1.8重量％的Mn、

＜0.50重量％的Fe、

＜0.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

0.5至5.0重量％、优选1.0至4.0重量％的Zn、

＜0.2重量％的Ti、

＜0.2重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝。

本发明最后还涉及所述钎焊用铝合金复合管材的制造方法，其包括以下步骤：

在本发明的一个实施方案中，所述钎焊用铝合金复合管材的制造方法的步骤2)包括：任选实施的均匀化、铣面、复合、加热、热轧、冷轧以及退火。最后，将轧制获得的薄板卷成管材。

除非另外定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员通常理解的相同的含义。若存在矛盾，则以本申请提供的定义为准。

除非另外说明，本文中所有的百分比、份数、比值等均是按重量计。

本文的材料、方法和实施例均是示例性的，并且除非特别说明，不应理解为限制性的。

以下详细描述生产铝合金钎焊复合材料的方法和根据所述方法生产的铝合金钎焊复合材料。

铝合金钎焊复合材料的组成

1、芯材合金

本发明中的芯材合金的组成为：

0.15至1.2重量％的Si、

0.5至2.0重量％的Mn、

0.06至0.60重量％的Fe、

0.1至1.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

＜0.25重量％的Zn、

0.02至0.3重量％的Ti、

＜0.2重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝。

2、钎焊侧合金的组成

本发明中的钎焊侧合金铝锭的组成为：

5至12重量％的Si、

＜0.2重量％的Mn、

＜0.5重量％的Fe、

＜0.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

0.5至3.0重量％的Zn、

＜0.1重量％的Ti、

＜0.1重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝。

3、防水侧合金的组成

本发明中的防水侧合金的组成为：

＜1.2重量％的Si、

＜2.0重量％的Mn、

＜0.50重量％的Fe、

＜0.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

0.5至5.0重量％的Zn、

＜0.2重量％的Ti、

＜0.2重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝。

以下对芯材、钎焊侧和防水侧合金元素的添加理由和添加范围进行说明。

1、芯材合金

Si

在本发明中，Si是一个非常重要的元素。Si与Fe、Mn一起形成AlFeMnSi系化合物，起到弥散强化的作用，或者固溶于基体中通过固溶强化来提高强度。另外，通过与Mg反应形成Mg₂Si化合物可提高强度。Si的含量为0.15至1.2％的范围，如果低于0.15，其效果小；超过1.2％时，固溶在合金中可以形成低熔点的共晶相，而显著降低芯材合金的固相线温度。芯材熔点的降低会使熔融的可能性变高。优选的Si含量为0.3至1.0％。较高含量的Si表明该材料中可以添加更多的合金废料。

Mn

Mn具有提高强度和钎焊性、耐蚀性，以及提高电位的效果。Mn的含量为0.3至1.8％。低于0.3％时，其效果小，超过1.8％时，容易在铸造过程中形成巨大的金属间化合物，使塑性加工性降低，优选的Mn含量为0.8至1.5％，该范围可以保证材料有稳定的性能。合金废料的添加会改变金属间化合物的成分，对于高含量的Mn，防止巨大的Mn-Fe金属间化合物的形成是非常重要的。所以，Mn含量不应超过1.8％。

Mg

Mg显著提高合金的强度，具有通过析出Mg₂Si来提高强度的效果。Mg的含量为0.01至0.5％。低于0.1％时，其强化效果小；高于0.5％时，因为易于与使用的氟化物钎剂进行反应，对可控气氛钎焊有不利的影响。优选的Mg含量为0.1至0.35％。

Fe

Fe是铝合金中普遍存在的杂质元素。Fe的含量0.1至0.8％可以保证材料有较好成形性和腐蚀性表现。为了保证材料钎焊后的强度，合适的Fe最低含量为0.2％；为了保证不降低腐蚀性能和成形性，合适的Fe最高含量为0.7％。为了保证钎焊后的强度和抗腐蚀性能很好的平衡，而且利用废料生产合金不太困难，优选的Fe含量为0.2至0.6％。

Cu

在铝合金中Cu作为一个强化或硬化的组分通过固溶强化来提高强度，另外，还可以通过固溶提高电位，增大与牺牲阳极材料、翅片材料的电位差，使由牺牲阳极效果产生的防腐蚀效果提高。Cu的含量为0.1至1.2％的范围，如果低于0.1％，其效果小；超过1.2％时，发生晶间腐蚀的可能性变高和工业用尺寸铸锭的热开裂倾向变大。为了保证较高的钎焊后强度、抗腐蚀性能及可钎焊性，优选的Cu含量为0.3至1.0％。

Zn

Zn的添加量保持在0.25％以内，以避免太高的均匀腐蚀敏感性。优选Zn含量不大于0.10％，以进一步降低均匀腐蚀的倾向。

Ti

Ti通过固溶强化提高合金强度，提高合金的钎焊后耐蚀性能。优选的Ti含量为0.02至0.3％。低于0.02时，得不到其效果，超过0.3％时，容易形成巨大的金属间化合物，使塑性加工性降低，Ti含量优选0.1至0.2％。

Zr

Zr作为合金元素的添加范围可达到0.2％，以进一步提高合金在钎焊后的强度。而且，该元素可以平衡一些杂质元素的影响。

2、防水侧合金

Zn

可以降低电位，通过形成牺牲阳极材料和芯材的电位差，可以提高由牺牲阳极效果产生的耐蚀性。Zn的含量为0.5至5.0％，低于0.5％时，其效果不充分，超过5.0％时，腐蚀速度变快，牺牲阳极材料在初期就消失，耐腐蚀性降低。优选1.0至4.0％。

Si

与Fe、Mn一起形成Al-Fe-Mn-Si系化合物，起到弥散强化的作用，或者固溶于基体中通过固溶强化来提高强度。优选的含量为1.2％以下。超过1.2％时，防水侧合金的熔点降低，引起熔融的可能性变高。另外，由于Si的添加会使牺牲阳极材料的电位增高，因此阻碍牺牲阳极效果，耐蚀性下降。更加优选1.0％以下。

Mn

可以提高合金材料的强度和耐蚀性。优选的含量为2.0％以下。超过2.0％时，容易在铸造时形成巨大的金属间化合物，使塑性加工性降低。另外，由于牺牲阳极材料的电位增高，因此阻碍牺牲阳极效果，耐蚀性下降。更加优选1.8％以下。

根据需要，这些Si、Mn可以在牺牲阳极材料中添加至少一种。

3、钎焊侧合金

Si

通过向钎焊侧合金中添加Si，降低钎焊侧合金的熔点，使得钎焊时产生含Al-Si的液相，能够在外表面结合翅片材料形成接头。而且，Si的添加量会影响钎焊时液相的体积，一般来说，在13％以内，Si含量越高，钎焊时液相体积越多，而体积越大，更多液体会流动到钎焊接头处，使接头的冶金结合效果变好，但是，过多的液相会与管料芯材或翅片进行固液间的反应，而使芯材或翅片部分熔融，影响材料的性能。Si的含量是5至12％的范围，当含量低于5％时，不能产生足够的液相，在与裸翅片材的接合部无法形成稳定的焊接接头。如含量超过12％，则液相会与芯材或翅片发生部分熔融，导致材料性能降低。进一步优选的含量范围是6至10％。

Zn

在本发明中，钎焊侧合金中添加有Si，Si通过固溶提高电位。通过向钎焊侧合金添加Zn，使钎焊时钎焊侧合金中的Zn向芯材中扩散，在芯材的板厚度方向形成Zn浓度的梯度。由此，钎焊侧合金的电位比芯材的电位低，能够作为牺牲阳极材料起作用，能够抑制腐蚀向板厚方向发展。Zn的含量为0.5至3.0％，低于0.5％时，其效果不充分，超过3.0％时，腐蚀速度变快，钎焊后钎焊侧腐蚀速度过快，导致腐蚀容易到达芯材，使耐腐蚀性降低。更优选1.0至2.0％。

铝合金钎焊复合材料的制造

1、铝合金材料的熔炼和铸造

(1)芯材合金的制造

通过水冷半连续铸造(DC铸造)方法制造芯材铝锭，其包括以下步骤：将原料熔炼、扒渣、取样分析、按照本发明所述的芯材合金组成加入合金元素后静置、搅拌、精炼、扒渣，调整成分后倒入静置炉，加入钛硼剂再次搅拌、精炼、扒渣、经过在线变质处理、除气、过滤、进入铸造机铸造成铸锭，其中所述原料熔炼过程包括将合金废料和工业纯铝锭加入熔炼炉熔化，熔炼温度730至760℃，铸锭尺寸为330×1470mm。熔炼时，铝钎焊废料的添加量至少为原料总重的20至60重量％。

(2)钎焊侧合金的制造

通过水冷半连续铸造方法制造钎焊侧铝锭，其包括以下步骤：将工业纯铝锭加入熔炼炉熔化，熔炼温度730至760℃，扒渣、取样分析、按照本发明所述的钎焊侧合金组成加入合金元素后静置、搅拌、精炼、扒渣，调整成分后倒入静置炉，再次搅拌、精炼、扒渣，经过在线变质处理、除气、过滤进入铸造机进行铸造成铸锭，铸锭尺寸：410×1450mm。

(3)防水侧合金的制造

按照本发明所述的防水侧合金组成，以与芯材合金相同的制造方法制造所述防水侧合金铝锭，其中铝钎焊废料的添加量至少为原料总重的20至60重量％。

2、锯切

将如上制得的芯材合金、钎焊侧合金和防水侧合金铸锭的底部锯掉300至500mm。

3、任选的均匀化

将芯材合金铸锭放置在500至610℃的加热炉内保温10至20小时。

4、铣面

将任选均匀化后的芯材合金铸锭的两面各铣掉5至20mm；将钎焊侧和防水侧合金铸锭的两面各铣掉5至20mm。

5、制备钎焊侧/防水侧合金复合板

将铣面后的钎焊侧和防水侧合金铸锭各放置在450至520℃的加热炉内保温5至20小时，并在热轧机上轧制成规定尺寸的钎焊侧/防水侧合金复合板。

6、复合

在芯材的一侧复合一定厚度的钎焊侧合金，其复合比为4至20％；在芯材的另一侧复合一定厚度的防水侧合金，其复合比为5至25％；所述复合比定义为复合层的厚度占钎焊复合材料总厚度的百分数。

7、加热

芯材及两侧复合层的复合铸锭在400至520℃间加热1至25小时之后准备热轧。

8、热轧

把该复合材料从初始厚度热轧至2至6mm，并卷曲成卷。

9、冷轧

待冷却后，将热轧卷在冷轧机上轧制成厚度为0.3mm左右以内的冷轧复合卷材。

10、成品退火

将冷轧复合卷材放在退火炉内进行成品退火，退火温度200至360℃，退火时间1至3小时。退火后的产品即可用作本发明的铝合金钎焊复合材料。

因此，根据本发明还可提供一种铝合金钎焊薄板。该铝合金钎焊薄板为壁薄、高钎焊后强度且钎焊性优异。而且，由于该钎焊薄板的壁薄，因此，作为汽车用热交换器时，可以轻量化，而且在大气侧，制冷剂侧的耐蚀性均为良好，可以进一步延长热交换的使用寿命。

另外，对本发明的铝合金钎焊薄板的厚度、各层的复合比没有特别限制。通常，在作为使冷却水或制冷剂循环的管材使用时，可以制成0.3mm左右以下的薄壁钎焊薄板。

实施例

以下根据实施例以更详细的说明本发明，但本发明不限于此。

将具有表1、2、3所示组成的芯材、钎焊侧合金和防水侧合金材料分别通过如上所述的DC铸造方法制备工业尺寸的铸锭，然后对铸锭进行铣面，通过在500℃热轧来生产规定厚度的钎焊侧及防水侧复合板。按照表4所示的合金组成，将芯材与钎焊侧、防水侧合金在500℃下进行热轧压延复合，制成3.5mm的3层金属复合材料。然后将该金属复合材料冷轧，最终板厚为0.25mm，然后在260℃进行2h的退火处理并出炉空冷。其中表1中的对比例B1为AA3003合金，该合金具有较好成形性和耐腐蚀性能以及中等强度，因其综合性能较好，广泛用作铝钎焊材料的芯材合金。

其后，将上述制得的板材作为试验材料，按照以下所示的方法进行评价，结果示于表5。

(1)钎焊模拟

从室温经过约1小时升温至600℃，并保温3分钟，在氮气保护下冷却10分钟后空冷。

(2)钎焊后样品制备和强度测试

把以上钎焊模拟后的试验材料按照EN10002-1标准制备拉伸试验样品，标距为50mm。在室温以20mm/分钟拉伸速度进行拉伸实验。

(3)外部腐蚀性测试(SWAAT实验)

在与上述同样的钎焊条件下制造试验材料之后，将防水侧(牺牲阳极材料)进行密封，按ASTM G85(A3)实施实验，测定材料腐蚀穿孔的时间。

(4)内部腐蚀性(OY实验)

将钎焊侧密封，在含有195ppm Cl^-、60ppm SO₄ ^2-、1ppm Cu²⁺、30ppm Fe³⁺的88℃高温水中放置8小时，再于室温放置16小时，以进行内腐蚀循环试验，测试时间为14天。实验结束后，测定20个最大深度腐蚀孔的深度，然后取其平均值。

表1芯材合金成分

表2钎焊侧合金成分

表3防水侧合金成分

表4管材的组成

表5管材的性能

由表5可以明确，即使在不包含元素Cr的情况下，作为本发明实施例的试验材料1、3、5和7在钎焊后的拉伸强度高达160MPa以上，而对比例的试验材料9仅为116MPa。另外，钎焊侧(相当于热交换器的空气侧)、防水侧(相当于制冷剂侧)的耐腐蚀性能均良好。

实施例与对比例的测试结果相比，本发明合金材料的抗拉强度和外腐蚀性能明显优于对比例，内腐蚀可达到相同水平，虽然本发明合金材料的延伸率低于对比例，但是本领域技术人员应该理解在本发明的应用范围中，一般延伸率达到10％即可满足产品制备中的需求。

本发明的铝合金钎焊复合材料由于在熔铸时使用铝合金废料可以减少合金元素的添加量，减少纯铝锭的消耗，明显降低生产成本。例如，铸造一炉20吨的合金，当铝合金废料的添加量为50％时，可以节约大约20％的生产成本。此外，本发明所生产的铝合金钎焊复合材料作为使冷却水或制冷剂循环的管材使用时，可以制成0.3mm左右以下的薄壁钎焊薄板，并具有钎焊后高强度的性质，同时保持良好的钎焊侧和防水侧的耐腐性能。

Claims

1.钎焊用铝合金复合管材的芯材合金，其基于所述芯材合金的组成为：

0.15至1.2重量％的Si、

0.5至2.0重量％的Mn、

0.06至0.60重量％的Fe、

0.1至1.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

＜0.25重量％的Zn、

0.02至0.3重量％的Ti、

＜0.2重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝，其特征在于，所述芯材合金基本上不含Cr。

2.根据权利要求1所述的芯材合金，其中基于所述芯材合金，Cr含量为＜0.04重量％。

3.根据权利要求1或2所述的芯材合金，其中基于所述芯材合金，Si含量为0.3至1.0重量％。

4.根据权利要求1至3之一所述的芯材合金，其中基于所述芯材合金，Mn含量为0.8至1.5重量％。

5.根据权利要求1至4之一所述的芯材合金，其中基于所述芯材合金，Fe含量为0.25至0.45重量％。

6.根据权利要求1至5之一所述的芯材合金，其中基于所述芯材合金，Cu含量为0.3至1.0重量％。

7.根据权利要求1至6之一所述的芯材合金，其中基于所述芯材合金，Zn含量为＜0.10重量％。

8.根据权利要求1至7之一所述的芯材合金，其中基于所述芯材合金，Ti含量为0.1至0.2重量％。

9.根据权利要求1至8之一所述的芯材合金的制造方法，其中基于原料的总重，使用至少20至60重量％的铝钎焊合金废料作为原料，并通过熔铸法制得所述芯材合金。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述铝钎焊合金废料的添加量为原料总重的40至50重量％。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述熔铸法是直接水冷半连续铸锭法、连续铸锭法、薄铸锭法或薄带法。

12.根据权利要求9至11之一所述的方法，其特征在于，在所述熔铸法中，先将铝钎焊合金废料和工业纯铝锭熔化，取样分析，按照预定的合金组成加入合金元素，通过铸造制得所述芯材合金。

13.钎焊用铝合金复合管材，其由根据权利要求1至8之一所述的芯材合金、钎焊侧合金和防水侧合金组成，其中

基于所述钎焊侧合金，所述钎焊侧合金的组成为：

5至12重量％的Si、

＜0.2重量％的Mn、

＜0.5重量％的Fe、

＜0.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

0.5至3.0重量％的Zn、

＜0.1重量％的Ti、

＜0.1重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝；

基于所述防水侧合金，所述防水侧合金的组成为：

＜1.2重量％的Si、

＜2.0重量％的Mn、

＜0.50重量％的Fe、

＜0.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

0.5至5.0重量％的Zn、

＜0.2重量％的Ti、

＜0.2重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝。

14.根据权利要求13所述的钎焊用铝合金复合管材，其中基于所述防水侧合金，所述防水侧合金中Si含量为＜1.0重量％。

15.根据权利要求13或14所述的钎焊用铝合金复合管材，其中基于所述防水侧合金，所述防水侧合金中Mn含量为＜1.8重量％。

16.根据权利要求13至15之一所述的钎焊用铝合金复合管材，其中基于所述防水侧合金，所述防水侧合金中Zn含量为1.0至4.0重量％。

17.根据权利要求13至16之一的钎焊用铝合金复合管材，其特征在于，基于所述钎焊用铝合金复合管材的总厚度，所述钎焊侧合金的复合比为5至15％。

18.根据权利要求13至17之一的钎焊用铝合金复合管材，其特征在于，基于所述钎焊用铝合金复合管材的总厚度，所述防水侧合金的复合比为5至15％。

19.根据权利要求13至18之一的钎焊用铝合金复合管材，其特征在于，所述钎焊用铝合金复合管材的厚度不大于0.3mm。

20.钎焊用铝合金复合管材中防水侧合金的制造方法，其中基于原料的总重，使用至少20至60重量％的铝钎焊合金废料作为原料，并通过熔铸法制得所述防水侧合金，

基于所述防水侧合金，所述防水侧合金的组成为：

＜1.2重量％、优选＜1.0重量％的Si、

＜2.0重量％、优选＜1.8重量％的Mn、

＜0.50重量％的Fe、

＜0.2重量％的Cu、

＜0.25重量％的Mg、

0.5至5.0重量％、优选1.0至4.0重量％的Zn、

＜0.2重量％的Ti、

＜0.2重量％的Zr、

单种含量≤0.05重量％且总含量≤0.15重量％的其他元素，

余量为铝。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述铝钎焊合金废料的添加量为原料总重的40至50重量％。

22.根据权利要求13至19之一的钎焊用铝合金复合管材的制造方法，其包括以下步骤：

1)根据权利要求9至12之一所述的方法制造芯材合金，提供所述钎焊侧合金，及提供所述防水侧合金；