CN111347735A - 一种钎焊用复合板材及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钎焊用复合板材，所述复合板材由依次叠置的钎料层、芯层和触水层经冷轧复合而成；所述钎料层为AA4343铝合金，触水层为AA7072铝合金，芯层为DS304铝合金；钎料层及触水层厚度各占复合板材总厚度8～12%。该复合板材的制造方法，包括如下步骤：通过熔炼和连续铸轧分别制作钎料层、芯层、触水层合金坯料；将钎料层、芯层、触水层合金坯料分别轧至中间设定厚度卷并进行对应热处理；将所得钎料层、芯层、触水层中间厚度材料依次叠置并进行冷轧复合；将冷轧复合后坯料进行扩散化退火处理；将扩散化退火后坯料分别进行中轧至成品厚度；然后进行成品退火，出炉后分切制得成品。该制造方法具有设备投资小、生产短流程化、能耗低、成品率高等优势。

Description

一种钎焊用复合板材及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种钎焊用复合板材及其制造方法，特别涉及一种汽车水箱冲压主板用板材及其制造方法，属于铝箔压延制造技术领域。
背景技术
汽车水箱冲压主板钎焊用板材，传统制造方法采用熔炼半连续铸造加热轧复合法生产，由于热轧复合所使用的原料较厚，生产出的复合钎焊铝板的包覆层厚度波动较大，影响了产品的钎焊性能，造成产品的成材率降低。同时，热轧复合面临整体设备投资大、生产周期长、成本高、效率低、能耗高等缺点。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种钎焊用复合板材及其制造方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种钎焊用复合板材，所述复合板材由依次叠置的钎料层、芯层和触水层经冷轧复合而成。
进一步地，所述钎料层为AA4343铝合金，所述触水层为AA7072铝合金，所述芯层为DS304铝合金。
进一步地，所述DS304铝合金由以下质量百分比的组分组成：Fe0.2～0.3%，Si0.1～0.4%，Cu0.45～0.65%，Mn1.3～1.5%，Ti0～0.2%，其余为铝。
进一步地，所述钎料层及触水层厚度各占三层复合板材总厚度8～12%。
一种钎焊用复合板材的制造方法，包括如下步骤：
1）通过铝合金熔炼和连续铸轧分别制作钎料层、芯层、触水层合金坯料；
2）将钎料层、芯层、触水层合金坯料分别轧至中间设定厚度卷并进行对应热处理；
3）将步骤2）中所得钎料层、芯层、触水层中间厚度材料依次叠置并进行冷轧复合；
4）将步骤3）中所得冷轧复合后坯料进行扩散化退火处理；
5）将步骤4）中所得扩散化退火后坯料分别进行中轧至成品厚度；
6）将步骤5）中所得成品厚度材料进行成品退火，出炉后经分切制得成品。
进一步地，所述步骤4）中冷轧复合后坯料厚度为2.5~2.8mm，所述步骤5）中成品厚度为1.5mm。
进一步地，所述步骤2）中所述的钎料层、芯层、触水层合金坯料轧至中间卷对应设定厚度分别为0.5mm、4.5mm、0.5mm，且以上厚度钎料层及触水层卷的宽度需大于芯层卷对应宽度20~70mm。
进一步地，所述步骤4）中扩散退火工艺为炉气全速升温至500℃保温8~10h，后降低至420℃保温2~4h。
进一步地，所述步骤6）中成品退火工艺为炉气温度1h升至260℃保温3h后转炉气500℃保温8~10h，后降至400℃保温2~4h。
有益效果：本发明采用熔炼-连续铸轧-冷轧复合法及后续加工来生产汽车水箱冲压主板钎焊用复合板材，具有设备投资小、生产短流程化、能耗低、成品率高等优势，并且组元层间的包覆比均匀，尺寸精确，性能稳定，是一种多快好省的加工技术。通过本发明生产方法所制造的复合铝板材料，性能抗拉强度约115~155MPa、延伸率>26%，同时稳定包覆率控制在宽度、长度方向上均匀≤±1%，与通过热轧复合方法生产获得的成品相比，具有强度高、冲压性能好、复合比控制更精确等特点，较好的满足了高端汽车水箱对冲压主板高强度、高延伸、精确复合比的要求，从而逐渐替代目前市场上的热轧复合产品。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例一
（1）铝合金原料按照所述焊料层、芯层、触水层的化学组分进行熔炼，经连续铸轧分别制作AA4343钎料层、DS304芯层、AA7072触水层合金坯料；其中芯层DS304成分按照如下组分比例：Fe0.24%，Si0.25%，Cu0.51%，Mn1.42%，Ti0.15%，其余为铝。
（2）钎料层皮材制备：将步骤（1）中所得钎料层合金坯料先经高温坯料退火，均匀化退火工艺为：炉气温度全速升至520℃保温15h，然后转炉气温度500℃保温4h，坯料出炉冷却后经多道次轧至0.5mm厚度，然后纵剪并过拉矫清洗，继而再进行二次退火，二次退火工艺为：炉气温度全速升至450℃保温8h，然后转炉气温度390℃保温2h，出炉冷却；
芯层制备：将步骤（1）中所得芯层坯料粗轧至4.5mm厚度，进行高温均匀化退火，均匀化退火工艺为：炉气温度1h升至260℃，保温3h进行除油，转炉气580℃保温25h；
触水层皮材制备：将步骤（1）中所得触水层合金坯料轧至0.5mm，然后纵剪并过拉矫清洗，再进行退火，退火工艺为：炉气温度全速升至380℃保温9h，然后转炉气温度320℃保温2h，出炉冷却；
以上热处理需通氮气保护分别进行；钎料层及触水层卷的宽度需大于芯层卷对应宽度20~70mm。
（3）冷轧复合轧制：钎料层皮材、芯层、触水层皮材中间厚度材料依次叠置并进行冷轧复合，冷轧复合后板坯厚度为2.6mm；冷轧复合前对铝板表面进行表面预处理，并采用高粘度的润滑剂对轧辊进行润滑；皮材和芯材组合在一起时进行在线加热，并在轧辊面事先预热后，再进行冷轧复合；
（4）扩散退火处理：将冷轧复合后坯料进行扩散化退火处理，扩散退火工艺为炉气全速升温至500℃保温9h，后降低至420℃保温4h；
（5）中轧：将扩散化退火后坯料分别进行中轧至成品1.5mm厚度，中轧道次按照2.6mm→2.0mm→1.5mm，成品表面吹扫干净，不允许有残留油污；
（6）成品退火：将步骤5中所得成品厚度材料进行成品退火，成品退火工艺为炉气温度1h升至260℃保温3h后转炉气500℃保温9h，后降至400℃保温4h，出炉后经分切制得成品。
对上述工艺过程生产成品复合铝板材料进行成品性能及复合比检测，测量结果均值抗拉强度143MPa、延伸率32%，复合比焊料4343侧10.33%、触水7072侧9.89%，与常规热轧料生产复合板材相比，成品具有强度高、冲压性能好、复合比控制更精确等特点。
实施例二
（1）铝合金原料按照所述焊料层、芯层、触水层的化学组分进行熔炼，经连续铸轧分别制作AA4343钎料层、DS304芯层、AA7072触水层合金坯料；其中芯层DS304成分按照如下组分比例：Fe0.21%，Si0.35%，Cu0.42%，Mn1.33%，Ti0.06%，其余为铝。
（2）钎料层皮材制备：将步骤（1）中所得钎料层合金坯料先经高温坯料退火，均匀化退火工艺为：炉气温度全速升至520℃保温15h，然后转炉气温度500℃保温4h，坯料出炉冷却后经多道次轧至0.5mm厚度，然后纵剪并过拉矫清洗，继而再进行二次退火，二次退火工艺为：炉气温度全速升至450℃保温8h，然后转炉气温度390℃保温2h，出炉冷却；
芯层制备：将步骤（1）中所得芯层坯料粗轧至4.5mm厚度，进行高温均匀化退火，均匀化退火工艺为：炉气温度1h升至260℃，保温3h进行除油，转炉气580℃保温25h；
触水层皮材制备：将步骤（1）中所得触水层合金坯料轧至0.5mm，然后纵剪并过拉矫清洗，再进行退火，退火工艺为：炉气温度全速升至380℃保温9h，然后转炉气温度320℃保温2h，出炉冷却；
以上热处理需通氮气保护分别进行；钎料层及触水层卷的宽度需大于芯层卷对应宽度20~70mm。
（3）冷轧复合轧制：钎料层皮材、芯层、触水层皮材中间厚度材料依次叠置并进行冷轧复合，冷轧复合后板坯厚度为2.55mm；冷轧复合前对铝板表面进行表面预处理，并采用高粘度的润滑剂对轧辊进行润滑；皮材和芯材组合在一起时进行在线加热，并在轧辊面事先预热后，再进行冷轧复合；
（4）扩散退火处理：将冷轧复合后坯料进行扩散化退火处理，扩散退火工艺为炉气全速升温至500℃保温10h，后降低至420℃保温4h；
（5）中轧：将扩散化退火后坯料分别进行中轧至成品1.5mm厚度，中轧道次按照2.55mm→2.0mm→1.5mm，成品表面吹扫干净，不允许有残留油污；
（6）成品退火：将步骤5中所得成品厚度材料进行成品退火，成品退火工艺为炉气温度1h升至260℃保温3h后转炉气500℃保温10h，后降至400℃保温3h，出炉后经分切制得成品。
对上述工艺过程生产成品复合铝板材料进行成品性能及复合比检测，测量结果均值抗拉强度141MPa、延伸率36.1%，复合比焊料4343侧10.49%、触水7072侧10.11%，与常规热轧料生产复合板材相比，成品具有强度高、冲压性能好、复合比控制更精确等特点。
实施例三
（1）铝合金原料按照所述焊料层、芯层、触水层的化学组分进行熔炼，经连续铸轧分别制作AA4343钎料层、DS304芯层、AA7072触水层合金坯料；其中芯层DS304成分按照如下组分比例：Fe0.27%，Si0.17%，Cu0.59%，Mn1.48%，Ti0.11%，其余为铝。
（2）钎料层皮材制备：将步骤（1）中所得钎料层合金坯料先经高温坯料退火，均匀化退火工艺为：炉气温度全速升至520℃保温15h，然后转炉气温度500℃保温4h，坯料出炉冷却后经多道次轧至0.5mm厚度，然后纵剪并过拉矫清洗，继而再进行二次退火，二次退火工艺为：炉气温度全速升至450℃保温8h，然后转炉气温度390℃保温2h，出炉冷却；
芯层制备：将步骤（1）中所得芯层坯料粗轧至4.5mm厚度，进行高温均匀化退火，均匀化退火工艺为：炉气温度1h升至260℃，保温3h进行除油，转炉气580℃保温25h；
触水层皮材制备：将步骤（1）中所得触水层合金坯料轧至0.5mm，然后纵剪并过拉矫清洗，再进行退火，退火工艺为：炉气温度全速升至380℃保温9h，然后转炉气温度320℃保温2h，出炉冷却；
以上热处理需通氮气保护分别进行；钎料层及触水层卷的宽度需大于芯层卷对应宽度20~70mm。
（3）冷轧复合轧制：钎料层皮材、芯层、触水层皮材中间厚度材料依次叠置并进行冷轧复合，冷轧复合后板坯厚度为2.71mm；冷轧复合前对铝板表面进行表面预处理，并采用高粘度的润滑剂对轧辊进行润滑；皮材和芯材组合在一起时进行在线加热，并在轧辊面事先预热后，再进行冷轧复合；
（4）扩散退火处理：将冷轧复合后坯料进行扩散化退火处理，扩散退火工艺为炉气全速升温至500℃保温8.5h，后降低至420℃保温3h；
（5）中轧：将扩散化退火后坯料分别进行中轧至成品1.5mm厚度，中轧道次按照2.71mm→2.0mm→1.5mm，成品表面吹扫干净，不允许有残留油污；
（6）成品退火：将步骤5中所得成品厚度材料进行成品退火，成品退火工艺为炉气温度1h升至260℃保温3h后转炉气500℃保温8h，后降至400℃保温3h，出炉后经分切制得成品。
对上述工艺过程生产成品复合铝板材料进行成品性能及复合比检测，测量结果均值抗拉强度147MPa、延伸率31.5%，复合比焊料4343侧9.79%、触水7072侧9.82%，与常规热轧料生产复合板材相比，成品具有强度高、冲压性能好、复合比控制更精确等特点。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种钎焊用复合板材，其特征在于：所述复合板材由依次叠置的钎料层、芯层和触水层经冷轧复合而成。
2.根据权利要求1所述的钎焊用复合板材，其特征在于：所述钎料层为AA4343铝合金，所述触水层为AA7072铝合金，所述芯层为DS304铝合金。
3.根据权利要求2所述的钎焊用复合板材，其特征在于：所述DS304铝合金由以下质量百分比的组分组成：Fe0.2～0.3%，Si0.1～0.4%，Cu0.45～0.65%，Mn1.3～1.5%，Ti0～0.2%，其余为铝。
4.根据权利要求1所述的钎焊用复合板材，其特征在于：所述钎料层及触水层厚度各占三层复合板材总厚度8～12%。
5.一种权利要求1-4任一项所述钎焊用复合板材的制造方法，包括如下步骤：
1）通过铝合金熔炼和连续铸轧分别制作钎料层、芯层、触水层合金坯料；
2）将钎料层、芯层、触水层合金坯料分别轧至中间设定厚度卷并进行对应热处理；
3）将步骤2）中所得钎料层、芯层、触水层中间厚度材料依次叠置并进行冷轧复合；
4）将步骤3）中所得冷轧复合后坯料进行扩散化退火处理；
5）将步骤4）中所得扩散化退火后坯料分别进行中轧至成品厚度；
6）将步骤5）中所得成品厚度材料进行成品退火，出炉后经分切制得成品。
6.根据权利要求5所述的钎焊用复合板材的制造方法，其特征在于：所述步骤4）中冷轧复合后坯料厚度为2.5~2.8mm，所述步骤5）中成品厚度为1.5mm。
7.根据权利要求5所述的钎焊用复合板材的制造方法，其特征在于：所述步骤2）中所述的钎料层、芯层、触水层合金坯料轧至中间卷对应设定厚度分别为0.5mm、4.5mm、0.5mm，且以上厚度钎料层及触水层卷的宽度需大于芯层卷对应宽度20~70mm。
8.根据权利要求5所述的钎焊用复合板材的制造方法，其特征在于：所述步骤4）中扩散退火工艺为炉气全速升温至500℃保温8~10h，后降低至420℃保温2~4h。
9.根据权利要求5所述的钎焊用复合板材的制造方法，其特征在于：所述步骤6）中成品退火工艺为炉气温度1h升至260℃保温3h后转炉气500℃保温8~10h，后降至400℃保温2~4h。
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