一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法，其具有工藝簡便，操作方便，成本低廉，成材率高等優(yōu)勢，界面幾乎沒有熔層、擴撒現(xiàn)象，外表面無燒損，結(jié)合強度高、復(fù)合率控制好。
【專利說明】一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬復(fù)合材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的崛起，汽車上將大量使用到熱交換器技術(shù)，如汽車空調(diào)冷凝器、蒸發(fā)器、水箱散熱器、油冷卻器等部件，其成本低、輕量化、高效率、耐腐蝕、釬焊容易的鋁制熱交換器逐步取代了傳統(tǒng)的銅制熱交換器，成為熱交換器的應(yīng)用主流。
[0003]4104合金含Si質(zhì)量百分比為10%，含Mg質(zhì)量百分比為1.6%，在真空釬焊中由于Mg的蒸汽壓較高，在真空中容易揮發(fā)，與鋁母材表面的氧化膜發(fā)生還原反應(yīng)而有利于去除氧化膜，增加Al-Si釬料的流動性，同時Mg與真空中殘留的O2和H2O反應(yīng)，消除了它們對鋁釬焊的有害作用；1060為工業(yè)純鋁合金，具有優(yōu)異導(dǎo)熱性，比傳統(tǒng)的3系鋁合金導(dǎo)熱性能好，耐腐蝕，因此，皮材采用4104，芯材采用1060的三層復(fù)合板，將具有優(yōu)良的真空釬焊性能和良好的散熱性能，而對于大面積金屬復(fù)合板的制備方法，其工業(yè)生產(chǎn)中主要有:(1)熱軋復(fù)合法、(2)填芯連鑄復(fù)合法；則對于皮材4104為含鎂量較高的4系A(chǔ)l-Si合金，強度、硬度較高，延伸率較小，且高溫下表面Mg極容易氧化，芯材1060為I系純鋁合金，強度、硬度較低，延伸率較高，因此很難用傳統(tǒng)的熱軋法成形，而對于填芯連鑄復(fù)合法，由于I系、4系金屬流動性差異較大，界面擴散嚴(yán)重，復(fù)合率較難控制，且工藝繁瑣，設(shè)備要求高，因此也很難用該方法成形。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有復(fù)合板坯制備技術(shù)之不足，本發(fā)明提供了一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法，其具有工藝簡便，操作方便，成本低廉，成材率高等優(yōu)勢，界面幾乎沒有熔層、擴撒現(xiàn)象，外表面無燒損，結(jié)合強度高、復(fù)合率控制好。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的:其特征在于:其包括以下步驟:
第一步，原材料表面處理:
取長寬一致的芯材鑄錠及皮材熱軋板，對芯材鑄錠預(yù)復(fù)合表面進(jìn)行銑面處理，皮材熱軋板預(yù)復(fù)合表面進(jìn)行打磨、滾刷至露出新鮮金屬；
第二步，爆炸復(fù)合:
首先將底座固定放置于沙堆中，然后將上述第一步所得的所述皮材熱軋板，圍繞所述芯材鑄錠豎直放置于所述底座上，放置時預(yù)復(fù)合表面相向接觸，所述皮材熱軋板與芯材鑄錠間的間隙為15mm-35mm ;將預(yù)先備好的兩炸藥框放到所述皮材熱軋板外表面，在所述炸藥框內(nèi)均勻布入厚度30mm-150mm的炸藥，兩個所述炸藥框采用引線連接，所述引線中間布置雷管，然后引爆，經(jīng)過爆炸復(fù)合得到散熱器用三層復(fù)合板坯料；
第二步，加熱:
將所得復(fù)合板坯料，懸空放置于加熱爐內(nèi)，爐內(nèi)采用風(fēng)機強制循環(huán)，加熱溫度為400°C _550°C，保溫時間為5小時-10小時，進(jìn)行再結(jié)晶軟化退火，同時為熱軋作準(zhǔn)備； 第四步，軋制:
將所得復(fù)合板出爐，開軋溫度不低于400°C，進(jìn)行至少15道次熱軋，待軋制到復(fù)合板厚4mm-8mm收卷,打上打包鋼帶,焊接端面外側(cè)和內(nèi)側(cè),放至存放區(qū)采用風(fēng)機強制冷卻，待卷料溫度低于50°C，采用不低于4道次帶張力冷軋至厚度2.0mm復(fù)合鋁帶。
[0006]其進(jìn)一步特征在于:所述芯材鑄錠采用I系1060鑄錠，所述芯材鑄錠采用長度為3000mm-5000mm、寬為800mm-1200mm、厚度為300mm-400mm ;所述皮材熱軋板采用4系4104合金熱軋板，所述皮材熱軋板采用長度為3000 mm-5000mm、寬為800mm -1200mm、厚度為30mm-50mm ；
所述炸藥采用2號巖石乳化炸藥或者2號巖石粉狀炸藥；
所述滾刷采用鋼絲刷進(jìn)行；
所述熱軋壓下量前3道次壓下量為5mm-20mm,待第4道次后壓下量調(diào)至20 mm-30mm,后三道次壓下量為3mm-10mm ；
所述冷軋壓下量為0.8mm-2mm。
[0007]本發(fā)明采用的一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法，其有益效果在于，其通過爆炸復(fù)合制備的三層復(fù)合板坯料，其三層復(fù)合板坯料為4104-1060-4104形式復(fù)合板坯，界面幾乎沒有熔層、擴撒現(xiàn)象，外表面無燒損，所得復(fù)合板結(jié)合強度高、復(fù)合比控制好，且配合多道次熱軋、冷軋技術(shù)，最終制備出具有良好真空釬焊性能和優(yōu)良的散熱性能的汽車用散熱器材料，該材料皮材厚度均勻，結(jié)合強度較高，真空釬焊性能穩(wěn)定，散熱性能優(yōu)異，克服了傳統(tǒng)復(fù)合板坯制備困難、成材率低，界面擴散嚴(yán)重，復(fù)合率難控制，工藝繁瑣等缺點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的爆炸復(fù)合組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合實施例描述本發(fā)明一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法:
實施例1
如圖1所示，一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法，其包括以下步驟:
第一步，原材料表面處理:
取長度為3000mm、寬為800mm、厚度為300 mm的芯材鑄錠3，芯材鑄錠3采用I系1060鑄錠，以及長度為3000mm、寬為800mm、厚度為30mm的皮材熱軋板5，皮材熱軋板5采用4系4104合金熱軋板，對芯材鑄錠3預(yù)復(fù)合表面進(jìn)行銑面處理，至表面無鑄造偏析瘤、微裂紋、小面突起、彎曲等缺陷，皮材熱軋板5預(yù)復(fù)合表面進(jìn)行打磨、滾刷至露出新鮮金屬；
第二步，爆炸復(fù)合:
首先將底座7固定放置于沙堆8中，然后將上述第一步所得的皮材熱軋板5，圍繞芯材鑄錠3豎直放置于底座7上,放置時預(yù)復(fù)合表面相向接觸,皮材熱軋板5與芯材鑄錠3間的間隙4為15mm ;將預(yù)先備好的兩炸藥框放到皮材熱軋板5外表面，在炸藥框內(nèi)均勻布入厚度30mm的炸藥6,炸藥6選用2號巖石乳化炸藥或者2號巖石粉狀炸藥,兩個炸藥框米用引線2連接，引線2中間布置雷管1，然后引爆，經(jīng)過爆炸復(fù)合得到散熱器用三層復(fù)合板坯料，也就是4104-1060-4104形式復(fù)合板還料；
第二步，加熱:
將所得復(fù)合板坯料，懸空放置于加熱爐內(nèi)，爐內(nèi)采用風(fēng)機強制循環(huán)，加熱溫度為400°C，保溫時間為5小時，進(jìn)行再結(jié)晶軟化退火，同時為熱軋作準(zhǔn)備；
第四步，軋制:
將所得復(fù)合板出爐，開軋溫度不低于400°C，進(jìn)行16道次熱軋，前3道次壓下量為5mm，待第4道次后壓下量調(diào)至20mm，后三道次壓下量為3mm，待軋制到復(fù)合板厚4mm收卷，打上打包鋼帶，焊接端面外側(cè)和內(nèi)側(cè)，放至存放區(qū)采用風(fēng)機強制冷卻，待卷料溫度低于50°C，采用4道次帶張力冷軋，冷軋壓下量為0.8mm，軋至厚度2.0mm復(fù)合鋁帶。
[0010]實施例2
如圖1所示，一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法，其包括以下步驟:
第一步，原材料表面處理:
取長度為4000mm、寬為1000mm、厚度為350 mm的芯材鑄錠3，芯材鑄錠3采用I系1060鑄錠，以及長度為4000mm、寬為1000mm、厚度為40mm的皮材熱軋板5，皮材熱軋板5采用4系4104合金熱軋板，對芯材鑄錠3預(yù)復(fù)合表面進(jìn)行銑面處理，至表面無鑄造偏析瘤、微裂紋、小面突起、彎曲等缺陷，皮材熱軋板5預(yù)復(fù)合表面進(jìn)行打磨、滾刷至露出新鮮金屬；第二步，爆炸復(fù)合:
首先將底座7固定放置于沙堆8中，然后將上述第一步所得的皮材熱軋板5，圍繞芯材鑄錠3豎直放置于底座7上,放置時預(yù)復(fù)合表面相向接觸,皮材熱軋板5與芯材鑄錠3間的間隙4為20mm ;將預(yù)先備好的兩炸藥框放到皮材熱軋板5外表面，在炸藥框內(nèi)均勻布入厚度50mm的炸藥6,炸藥6選用2號巖石乳化炸藥或者2號巖石粉狀炸藥,兩個炸藥框米用引線2連接，引線2中間布置雷管1，然后引爆，經(jīng)過爆炸復(fù)合得到散熱器用三層復(fù)合板坯料，也就是4104-1060-4104形式復(fù)合板還料；
第二步，加熱:
將所得復(fù)合板坯料，懸空放置于加熱爐內(nèi)，爐內(nèi)采用風(fēng)機強制循環(huán)，加熱溫度為470°C，保溫時間為8小時，進(jìn)行再結(jié)晶軟化退火，同時為熱軋作準(zhǔn)備；
第四步，軋制:
將所得復(fù)合板出爐，開軋溫度不低于400°C，進(jìn)行18道次熱軋，前3道次壓下量為17mm,待第4道次后壓下量調(diào)至25mm,后三道次壓下量為5mm,待軋制到復(fù)合板厚7mm收卷，打上打包鋼帶，焊接端面外側(cè)和內(nèi)側(cè)，放至存放區(qū)采用風(fēng)機強制冷卻，待卷料溫度低于50°C，采用5道次帶張力冷軋，冷軋壓下量為1.0mm，軋至厚度2.0mm復(fù)合鋁帶。
[0011]實施例3
如圖1所示，一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法，其包括以下步驟:
第一步，原材料表面處理:
取長度為5000mm、寬為1200mm、厚度為400 mm的芯材鑄錠3，芯材鑄錠3采用I系1060鑄錠，以及長度為5000mm、寬為1200mm、厚度為50mm的皮材熱軋板5，皮材熱軋板5采用4系4104合金熱軋板，對芯材鑄錠3預(yù)復(fù)合表面進(jìn)行銑面處理，至表面無鑄造偏析瘤、微裂紋、小面突起、彎曲等缺陷，皮材熱軋板5預(yù)復(fù)合表面進(jìn)行打磨、滾刷至露出新鮮金屬；第二步，爆炸復(fù)合: 首先將底座7固定放置于沙堆8中，然后將上述第一步所得的皮材熱軋板5，圍繞芯材鑄錠3豎直放置于底座7上,放置時預(yù)復(fù)合表面相向接觸,皮材熱軋板5與芯材鑄錠3間的間隙為35mm ;將預(yù)先備好的兩炸藥框放到皮材熱軋板5外表面，在炸藥框內(nèi)均勻布入厚度150mm的炸藥6,炸藥6選用2號巖石乳化炸藥或者2號巖石粉狀炸藥,兩個炸藥框米用引線2連接，引線2中間布置雷管1，然后引爆，經(jīng)過爆炸復(fù)合得到散熱器用三層復(fù)合板坯料，也就是4104-1060-4104形式復(fù)合板還料；
第二步，加熱:
將所得復(fù)合板坯料，懸空放置于加熱爐內(nèi)，爐內(nèi)采用風(fēng)機強制循環(huán)，加熱溫度為550°C，保溫時間為10小時，進(jìn)行再結(jié)晶軟化退火，同時為熱軋作準(zhǔn)備；
第四步，軋制:
將所得復(fù)合板出爐，開軋溫度不低于400°C，進(jìn)行20道次熱軋，前3道次壓下量為20mm,待第4道次后壓下量調(diào)至30mm,后三道次壓下量為IOmm,待軋制到復(fù)合板厚8mm收卷，打上打包鋼帶，焊接端面外側(cè)和內(nèi)側(cè)，放至存放區(qū)采用風(fēng)機強制冷卻，待卷料溫度低于50°C，采用6道次帶張力冷軋，冷軋壓下量為2mm，軋至厚度2.0mm復(fù)合鋁帶。
【權(quán)利要求】
1.一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:其包括以下步驟: 第一步，原材料表面處理: 取長寬一致的芯材鑄錠及皮材熱軋板，對芯材鑄錠預(yù)復(fù)合表面進(jìn)行銑面處理，皮材熱軋板預(yù)復(fù)合表面進(jìn)行打磨、滾刷至露出新鮮金屬； 第二步，爆炸復(fù)合: 首先將底座固定放置于沙堆中，然后將上述第一步所得的所述皮材熱軋板，圍繞所述芯材鑄錠豎直放置于所述底座上，放置時預(yù)復(fù)合表面相向接觸，所述皮材熱軋板與芯材鑄錠間的間隙為15mm-35mm ;將預(yù)先備好的兩炸藥框放到所述皮材熱軋板外表面，在所述炸藥框內(nèi)均勻布入厚度30mm-150mm的炸藥，兩個所述炸藥框采用引線連接，所述引線中間布置雷管，然后引爆，經(jīng)過爆炸復(fù)合得到散熱器用三層復(fù)合板坯料； 第二步，加熱: 將所得復(fù)合板坯料，懸空放置于加熱爐內(nèi)，爐內(nèi)采用風(fēng)機強制循環(huán)，加熱溫度為4000C _550°C，保溫時間為5小時-10小時，進(jìn)行再結(jié)晶軟化退火，同時為熱軋作準(zhǔn)備； 第四步，軋制: 將所得復(fù)合板出爐，開軋溫度不低于400°C，進(jìn)行至少15道次熱軋，待軋制到復(fù)合板厚4mm-8mm收卷,打上打包鋼帶,焊接端面外側(cè)和內(nèi)側(cè),放至存放區(qū)采用風(fēng)機強制冷卻，待卷料溫度低于50°C，采用不低于4道次帶張力冷軋至厚度2.0mm復(fù)合鋁帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述芯材鑄錠采用I系1060鑄錠，所述芯材鑄錠采用長度為3000mm-5000mm、寬為800mm-1200mm、厚度為300mm-400mm ;所述皮材熱軋板采用4系4104合金熱軋板,所述皮材熱軋板采用長度為 3000mm-5000mm、寬為 800mm -1200mm、厚度為 30mm-50mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述炸藥采用2號巖石乳化炸藥或者2號巖石粉狀炸藥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述滾刷采用鋼絲刷進(jìn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述熱軋壓下量前3道次壓下量為5mm-20mm,待第4道次后壓下量調(diào)至20后三道次壓下量為 3mm-10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種散熱器用復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:所述冷軋壓下量為0.8mm-2mm。
【文檔編號】B23P15/26GK103551825SQ201310542597
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】陳偉, 曹磊, 杜曉磊, 劉二磊 申請人:銀邦金屬復(fù)合材料股份有限公司