CN113957275A - 一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法 - Google Patents

一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法，包括如下步骤：(1)熔炼、(2)铸轧、(3)粗轧、(4)均匀化退火、(5)切边、(6)皮材制备、(7)冷复合、(8)成品中轧、(9)拉矫清洗、(10)成品退火、(11)成品分切，本方法制造的4045/1060单层复合散热板，生产周期短，工序少，加工成本低，能耗低，在SWAAT盐雾腐蚀试验中，穿透时间超过20天，大于普通铜系16天，耐腐蚀性能高。抗拉强度达70～90Mpa，材质较软，便于生产过程中加工复杂精致的产品，在保证散热板强度质量情况下，4045/1060单层复合散热板材料能取代传统铜系散热板，提高产品竞争力。

Description

一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金的制造方法，更具体的是涉及一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法。
背景技术
家用散热器，主要指在家庭及类似场所中使用的各种暖气和散热器，又称民用散热器。家用散热器使人们从繁重、琐碎、费时的柴木煤炉取火中解放出来，为人类创造了更为舒适优美、更有利于身心健康的生活和工作环境。它是冬日里的家庭供暖***的主要终端设备，已成为现代家庭生活的必需品。
当今散热器的应用和普及，让散热板的发展异常迅速，特别是在家用电器上更是广泛。其中最为常用的就是铜或铝复合散热板，随着铜价逐渐升高，铜系散热板板的价格也越来越高，随之产品价格上涨，降低了产品的竞争力，同时家电用品对外观要求逐渐升高，并且小巧轻便，便于搬运携带。相比与铜，铝质量更轻，价格更便宜。同时在生产中，生产周期短只需15～20天，工序只有9道，加工成本低，低能耗，在SWAAT盐雾腐蚀试验中，穿透时间超过20天，大于普通铜系16天，耐腐蚀性能高。抗拉强度70～90Mpa材质较软，便于生产过程中加工复杂精致的产品。在保证散热板强度质量情况下，4045/1060单层复合散热板材料能取代传统铜系散热板，提高产品竞争力。
发明内容
一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法，具体如下所示：
包括如下步骤：
S1、熔炼：按照厚度为1.3-1.7mm,复合比为8-12％的配比配制皮材芯材铝合金原料，将铝合金原料进行熔炼，精炼去渣后，保温静置；
S2、铸轧：将S1的皮材芯材分别熔炼后的材料加钛硼丝细化晶粒、然后除气过滤处理，最后通过连续铸轧分别得到皮材芯材铸轧坯料；
S3、粗轧：将S2制备的芯材的铸轧坯料经由一道次粗轧轧至复合厚度；
S4、均匀化退火：将S3制备的芯材坯料置于退火炉内进行均匀化退火；
S5、切边：将S4得到的均匀化退火后的坯料进行切边，使宽度达到冷复合要求的芯材宽度；
S6、皮材制备：将S2得到的皮材芯材铸轧坯料，经坯料退火后，轧制1.6mm，中间冷却24h，再轧制到0.7mm，转切边工序切边后，轧制成品厚度0.45mm，经拉矫清洗板料，再进行成品退火得到皮材料卷；
S7、冷复合：对S5切边后芯材料卷以及S6得到的皮材料卷上冷复合轧机进行冷复合轧制得到复合料卷；
S8、成品中轧：将S7冷复合后的复合料卷进行成品道次轧制，轧制成品厚度；
S9、拉矫清洗：将S8制备的成品厚度料上拉弯矫机进行清洗；
S10、成品退火：将S9拉矫清洗后的料卷放置在退火炉内进行成品退火；
S11、成品分切：将S10成品退火后的料卷进行分切得到最终成品。
优选的，S1熔炼的温度为725～755℃，经过熔体精炼处理后在720～755℃倒入保温炉中静置保温，保温炉温度为720～750℃。
优选的，S2铸轧生产中同时采用板式过滤和管道过滤除去其中的残渣，并通氩气除去残留氢气，铸轧生产前箱温度为702～715℃，铸轧坯料的成品厚度为5.5～6.3mm。
优选的，S3中所述芯材复合厚度为3.8～4.5mm。
优选的，S4均匀化退火工艺条件为：采用炉气温度180～200℃保温3～4h，然后转炉气温度540～560℃保温22～24h。
优选的，S5切边切去边部裂边缺陷，使坯料端面错层≤0.5mm，端面串层≤0.5mm，塔形≤3mm，偏芯≤1mm，塌芯≤3mm，摆动≤5mm。
优选的，S6皮材制备过程中坯料退火工艺条件为：炉气温度1h内快速升温至500～520℃保温15～17h，然后转炉气温度480～500℃保温4～5h，拉矫清洗采用碱洗，PH值为8～8.5，成品退火工艺条件为：炉气温度1h内快速升温至250～260℃然后保温28～30h。
优选的，S7冷复合工艺中皮材宽度要大于芯材宽度40～70mm，冷复合轧机轧制力为：900～920T，速度为：8～12m/min，开卷皮材涨力：880～900t，开卷皮材电流：5～8A，芯材涨力：8500～8700T，开卷芯材电流：80～90A，卷取涨力：6100t，卷取电流：140～160A，主机上电流：220～240A，下电流：280～300A，辊缝值为：1.20～1.30mm，复合后复合板厚度为2.1～2.3mm且皮材包覆率为8％～12％。
优选的，S8中成品中轧轧辊的凸度Cr：1.0mm、粗糙度Ra：0.8，成品轧制道次加工率为25～35％，成品厚度为1.5±0.2mm。
优选的，S9中拉矫清洗采用碱洗，PH值为8～8.5，S10中成品退火工艺为：以1h内快速升温到250～300℃保温时间1.5～3h，后在1h内快速升温到420～500℃保温时间1～3h，再在1h内降温到300～350℃，保温时间1～3h。
有益效果：
区别于现有技术中使用铜作为散热板，4045/1060单层复合散热板在生产中，生产周期短只需15～20天，工序只有9道，加工成本低，能耗低，在SWAAT盐雾腐蚀试验中，穿透时间超过20天，大于普通铜系16天，耐腐蚀性能高。抗拉强度达70～90Mpa材质较软，便于生产过程中加工复杂精致的产品。在保证散热板强度质量情况下，4045/1060单层复合散热板材料能取代传统铜系散热板，提高产品竞争力。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一：
⑴熔炼：按照家电用4045/1060单层复合散热板材料其成分质量百分比为：皮材4045：Si5.2％，Fe0.6％，Cu0.2％，Mn0.02％，Mg0.04％，Zn0.07％，Ti0.1％，其余为铝。芯材1060：Si0.2％，Fe0.27％，Cu0.04％，Mn0.02％，Mg0.02％，Zn0.04％，Ti0.02％，其余为铝，分别将铝合金原料进行熔炼，经精炼去渣后，保温静置。
⑵铸轧：将步骤⑴芯材熔炼后的材料加钛硼丝细化晶粒、然后除气过滤处理，同时除气箱温度在710℃，前箱温度在693℃，最后通过连续铸轧得到芯材6.8mm厚度的芯材铸轧坯料；同理将皮材熔炼后的材料经相同步骤得到皮材7.0mm厚度的皮材铸轧坯料。
⑶粗轧：对步骤⑵制备的芯材的铸轧坯料经一道次粗轧，轧制道次为6.8-4.5mm。
⑷均匀化退火：将步骤⑶中制备的复合厚度坯料置于退火炉内进行均匀化退火，炉气温度200℃保温4h，然后转炉气温度550℃保温23h。
⑸切边：将步骤⑷得到的均匀化退火后坯料进行切边。
⑹皮材制备：将步骤⑵中得到的皮材铸轧坯料先经坯料退火：炉气温度1h快速升温至520℃保温17h，然后转炉气温度500℃保温5h；再轧制道次为7.0-5.0-3.3-2.3-1.6-1.0-0.45mm，在轧制到1.6mm时冷却24h再继续轧制到1.0mm转切边切至宽度为1250mm，后轧制复合厚度0.45mm。拉矫清洗采用碱洗，PH值为8，最后的成品退火工艺条件为：炉气温度1h快速升温至260℃然后保温30h。
⑺冷复合：将步骤⑹得到的皮材和步骤⑸得到的芯材在冷复合轧制上复合，冷复合轧机轧制力：920T，速度：12m/min，,开卷皮材涨力：900t，电流：8A，芯材涨力：8700T，电流：90A，卷取涨力：6100T，电流：160A，主机上电流：240A，下电流：300A，辊缝值为1.22mm；复合后复合料卷厚度为2.1mm，皮材包覆率为11.3％。
⑻中所述轧辊的凸度Cr：1.0mm、粗糙度Ra：0.8um，成品轧制道次加工率为29％，成品中轧轧制道次为2.1-1.5mm。
⑼拉矫清洗采用碱洗，PH值为8。
⑽成品退火工艺为：退火炉内通氮气保护，1h快速升温到260℃保温时间3h；后在1h快速升温到450℃保温时间3h；再经过1小时降温到320℃，保温时间3h。
⑾成品分切：将步骤⑨成品退火后的料卷进行分切得到最终成品厚度宽度1150mm。
对实施例一生产的家电用4045/1060单层复合散热板材料进行成品性能检测和包覆率检测，测量结果均值为：抗拉强度76.2MPa，延伸率41.4％，屈服强度43MPa，包覆率11％。对样片SWAAT模拟海水盐雾腐蚀测试腐蚀穿透时间20天，与铜系散热板比，抗拉强度较低易加工，且耐腐蚀性更好。
实施例二：
⑴熔炼：按照家电用4045/1060单层复合散热板材料其成分质量百分比为：皮材4045：Si5.2％，Fe0.6％，Cu0.2％，Mn0.02％，Mg0.04％，Zn0.07％，Ti0.1％，其余为铝。芯材1060：Si0.2％，Fe0.27％，Cu0.04％，Mn0.02％，Mg0.02％，Zn0.04％，Ti0.02％，其余为铝，分别将铝合金原料进行熔炼，经精炼去渣后，保温静置。
⑵铸轧：将步骤⑴芯材熔炼后的材料加钛硼丝细化晶粒、然后除气过滤处理，同时除气箱温度在710℃，前箱温度在693℃，最后通过连续铸轧得到芯材6.8mm厚度的芯材铸轧坯料；同理将皮材熔炼后的材料经相同步骤得到皮材7.0mm厚度的皮材铸轧坯料。
⑶粗轧：对步骤⑵制备的芯材的铸轧坯料经两道次粗轧，轧制道次为6.8-5.3-4.5mm。
⑷均匀化退火：将步骤⑶中制备的复合厚度坯料置于退火炉内进行均匀化退火，炉气温度200℃保温4h，然后转炉气温度550℃保温23h。
⑸切边：将步骤⑷得到的均匀化退火后坯料进行切边，切边后芯材宽度为1190mm。
⑹皮材制备：将步骤⑵中得到的皮材铸轧坯料先经坯料退火：炉气温度1h快速升温至520℃保温17h，然后转炉气温度500℃保温5h；再轧制道次为7.0-5.0-3.3-2.3-1.6-1.0-0.45mm，在轧制到1.6mm时冷却24h再继续轧制到1.0mm转切边切至宽度为1250mm，后轧制复合厚度0.45mm。拉矫清洗采用碱洗，PH值为8，最后的成品退火工艺条件为：炉气温度1h快速升温至260℃然后保温30h。
⑺冷复合：将步骤⑹得到的皮材和步骤⑸得到的芯材在冷复合轧制上复合，冷复合轧机轧制力：920T，速度：12m/min，,开卷皮材涨力：900t，电流：8A，芯材涨力：8700T，电流：90A，卷取涨力：6100T，电流：160A，主机上电流：240A，下电流：300A，辊缝值为1.22mm；复合后复合料卷厚度为2.1mm，皮材包覆率为11.2％。
⑻中所述轧辊的凸度Cr：1.0mm、粗糙度Ra：0.8um，成品轧制道次加工率为29％，成品中轧轧制道次为2.1-1.5mm。
⑼拉矫清洗采用碱洗，PH值为8。
⑽成品退火工艺为：退火炉内,炉气温度1h快速升温到260℃保温时间3h；后在1h快速升温到430℃保温时间3h；再经过1小时降温到300℃，保温时间3h。
⑾成品分切：将步骤⑨成品退火后的料卷进行分切得到最终成品厚度宽度1150mm。
对实施例二生产的家电用4045/1060单层复合散热板材料进行成品性能检测和包覆率检测，测量结果均值为：抗拉强度82.2MPa，延伸率39.4％，屈服强度46.7MPa，包覆率11％。对样片SWAAT模拟海水盐雾腐蚀测试腐蚀穿透时间20天，与铜系散热板比，抗拉强度较低易加工，且耐腐蚀性更好。
实施例三：
一种家电用4045/1060单层复合散热板材料其成分质量百分比为：皮材4045：Si5.2％，Fe0.6％，Cu0.2％，Mn0.02％，Mg0.04％，Zn0.07％，Ti0.1％，其余为铝。芯材1060：Si0.2％，Fe0.27％，Cu0.04％，Mn0.02％，Mg0.02％，Zn0.04％，Ti0.02％，其余为铝，分别将铝合金原料进行熔炼，经精炼去渣后，保温静置。
其他步骤同实施例一、二类似。
⑽成品退火工艺为：退火炉内,炉气温度1h快速升温到260℃保温时间3h；后在1h快速升温到400℃保温时间3h；再经过1小时降温到270℃，保温时间3h。
⑾成品分切：将步骤⑨成品退火后的料卷进行分切得到最终成品厚度宽度1150mm。
对实施例三生产的家电用4045/1060单层复合散热板材料进行成品性能检测和包覆率检测，测量结果均值为：抗拉强度91.7MPa，延伸率34.3％，屈服强度54MPa，包覆率10.8％。对样片SWAAT模拟海水盐雾腐蚀测试腐蚀穿透时间21天，抗拉强度，屈服强度偏高，对产品冲压成型有不良影响。
实施例四：
一种家电用4045/1060单层复合散热板材料其成分质量百分比为：皮材4045：Si5.2％，Fe0.6％，Cu0.2％，Mn0.02％，Mg0.04％，Zn0.07％，Ti0.1％，其余为铝。芯材1060：Si0.2％，Fe0.27％，Cu0.04％，Mn0.02％，Mg0.02％，Zn0.04％，Ti0.02％，其余为铝，分别将铝合金原料进行熔炼，经精炼去渣后，保温静置。
其他步骤同实施例一、二类似。
⑽成品退火工艺为：退火炉内,炉气温度1h快速升温到260℃保温时间3h；后在1h快速升温到420℃保温时间3h；再经过1小时降温到290℃，保温时间3h。
⑾成品分切：将步骤⑨成品退火后的料卷进行分切得到最终成品厚度宽度1150mm。
对实施例四生产的家电用4045/1060单层复合散热板材料进行成品性能检测和包覆率检测，测量结果均值为：抗拉强度86.1MPa，延伸率36.5％，屈服强度52MPa，包覆率11％。对样片SWAAT模拟海水盐雾腐蚀测试腐蚀穿透时间20天，与铜系散热板比，抗拉强度较低易加工，且耐腐蚀性更好。
作为进一步改进，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、熔炼：按照厚度为1.3-1.7mm,复合比为8-12％的配比配制皮材芯材铝合金原料，将铝合金原料进行熔炼，精炼去渣后，保温静置；
S2、铸轧：将S1的皮材芯材分别熔炼后的材料加钛硼丝细化晶粒、然后除气过滤处理，最后通过连续铸轧分别得到皮材芯材铸轧坯料；
S3、粗轧：将S2制备的芯材的铸轧坯料经由一道次粗轧轧至复合厚度；
S4、均匀化退火：将S3制备的芯材坯料置于退火炉内进行均匀化退火；
S5、切边：将S4得到的均匀化退火后的坯料进行切边，使宽度达到冷复合要求的芯材宽度；
S6、皮材制备：将S2得到的皮材芯材铸轧坯料，经坯料退火后，轧制1.6mm，中间冷却24h，再轧制到0.7mm，转切边工序切边后，轧制成品厚度0.45mm，经拉矫清洗板料，再进行成品退火得到皮材料卷；
S7、冷复合：对S5切边后芯材料卷以及S6得到的皮材料卷上冷复合轧机进行冷复合轧制得到复合料卷；
S8、成品中轧：将S7冷复合后的复合料卷进行成品道次轧制，轧制成品厚度；
S9、拉矫清洗：将S8制备的成品厚度料上拉弯矫机进行清洗；
S10、成品退火：将S9拉矫清洗后的料卷放置在退火炉内进行成品退火；
S11、成品分切：将S10成品退火后的料卷进行分切得到最终成品。
2.根据权利要求1所述的一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法，其特征在于，S1熔炼的温度为725～755℃，经过熔体精炼处理后在720～755℃倒入保温炉中静置保温，保温炉温度为720～750℃。
3.根据权利要求1所述的一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法，其特征在于，S2铸轧生产中同时采用板式过滤和管道过滤除去其中的残渣，并通氩气除去残留氢气，铸轧生产前箱温度为702～715℃，铸轧坯料的成品厚度为5.5～6.3mm。
4.根据权利要求1所述的一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法，其特征在于，S3中所述芯材复合厚度为3.8～4.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法，其特征在于，S4均匀化退火工艺条件为：采用炉气温度180～200℃保温3～4h，然后转炉气温度540～560℃保温22～24h。
6.根据权利要求1所述的一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法，其特征在于，S5切边切去边部裂边缺陷，使坯料端面错层≤0.5mm，端面串层≤0.5mm，塔形≤3mm，偏芯≤1mm，塌芯≤3mm，摆动≤5mm。
7.根据权利要求1所述的一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法，其特征在于，S6皮材制备过程中坯料退火工艺条件为：炉气温度1h内快速升温至500～520℃保温15～17h，然后转炉气温度480～500℃保温4～5h，拉矫清洗采用碱洗，PH值为8～8.5，成品退火工艺条件为：炉气温度1h内快速升温至250～260℃然后保温28～30h。
8.根据权利要求1所述的一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法，其特征在于，S7冷复合工艺中皮材宽度要大于芯材宽度40～70mm，冷复合轧机轧制力为：900～920T，速度为：8～12m/min，开卷皮材涨力：880～900t，开卷皮材电流：5～8A，芯材涨力：8500～8700T，开卷芯材电流：80～90A，卷取涨力：6100t，卷取电流：140～160A，主机上电流：220～240A，下电流：280～300A，辊缝值为：1.20～1.30mm，复合后复合板厚度为2.1～2.3mm且皮材包覆率为8％～12％。
9.根据权利要求1所述的一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法，其特征在于，S8中成品中轧轧辊的凸度Cr：1.0mm、粗糙度Ra：0.8，成品轧制道次加工率为25～35％，成品厚度为1.5±0.2mm。
10.根据权利要求1所述的一种家电用4045/1060单层复合散热板材料的制造方法，其特征在于，S9中拉矫清洗采用碱洗，PH值为8～8.5，S10中成品退火工艺为：以1h内快速升温到250～300℃保温时间1.5～3h，后在1h内快速升温到420～500℃保温时间1～3h，再在1h内降温到300～350℃，保温时间1～3h。
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