本發(fā)明涉及一種芯材合金及其制備方法，具體涉及一種高抗下垂性高強復合鋁箔芯材合金及其制備方法。
背景技術：
復合釬焊鋁箔是被廣泛應用于汽車熱交換器、電站空冷島熱交換器等領域，并逐步向高強輕量化方向發(fā)展；由芯材層(3系al-mn合金)和雙面/單面厚度為8～12％的低熔點包覆層(近共晶al-si合金)構成的復合釬焊鋁箔，其在釬焊成型過程中，被加熱至580～610℃，包覆層(熔點565℃～575℃)熔化，在表面張力、重力和其它效應的作用下通過毛細管運動流到結合的縫隙處，浸潤、擴展，隨著溫度的降低，釬料凝固，最終形成釬焊接頭。而在釬焊過程中，熔融包覆層將侵蝕芯材層，降低芯材的支撐強度，造成熱交換器整體塌陷或產生虛焊、脫焊等現象；
研究表明，芯材的再結晶晶粒尺寸增大可有效抑制熔融焊料的侵蝕，而長條狀再結晶晶?？梢蕴岣邚秃箱X箔的抗下垂性。然而，在實際生產中，經過高溫均質處理的復合釬焊鋁箔芯材難以獲得粗大的長條狀再結晶晶粒。
技術實現要素：
技術問題：本發(fā)明的目的是提供一種抗下垂性能優(yōu)異的復合釬焊鋁箔芯材合金；本發(fā)明還提供了該高抗下垂性復合釬焊鋁箔芯材合金的制備方法。
技術方案：本發(fā)明的高抗下垂性高強復合鋁箔芯材合金，按重量百分比其組分為：鐵0.15～0.40％，硅0.05～0.25％，錳0.6～1.6％，銅0.4～0.8％，鉻0.1～0.4％，其余為鋁。
本發(fā)明的一種高抗下垂性高強復合鋁箔芯材合金的制備方法包括以下步驟：
1)選配工業(yè)純鋁錠、鋁鐵合金、鋁錳合金、鋁銅合金、速溶硅進行熔煉，確保鋁液中各元素按重量百分比其組分為：鐵0.15～0.40％，硅0.05～0.25％，錳0.6～1.6％，銅0.4～0.8％，鉻0.1～0.4％，其余為鋁，合金熔化后加入速溶硅，待熔化后攪拌、凈化精煉、靜置鋁熔體，并清理鋁熔體表面熔渣；
2)往步驟1)處理后的鋁熔體中添加鉻劑，確保鋁熔體中鉻按重量百分比其組分為：0.1～0.4％，攪拌、靜置鋁熔體，然后將鋁液澆鑄成芯材鋁合金板；
3)將步驟2)處理得到的芯材鋁合金板加熱進行均質處理，保溫后出爐空冷，再經過表面處理得到光潔的高抗下垂性高強復合鋁箔芯材合金板后進行軋制工序。
其中：
步驟1)中，所述熔煉合金的溫度為700～760℃，熔煉速溶硅及添加cr劑時合金液溫度為760～780℃。
步驟2)中，所述鋁熔體采用鐵模澆鑄成鋁合金板，鐵模預熱達到250℃.
步驟3)中所述進行均質處理，是將所述芯材鋁合金板放入馬弗爐進行均質處理，均質溫度為550～600℃，保溫2～4小時。
步驟1)中，所述合金熔化攪拌靜置鋁熔體后，向鋁熔體中加入占鋁熔體總重量0.5～0.8％的精煉劑，
所述精煉劑按重量百分比其組分為：15～25％的氯化鈉、30～40％的氯化鉀、5～12％的六氯甲烷、3～7％的氟硼酸鉀、12～16％的氟鋁酸鈉與10～20％的木炭粉混合而成。
在步驟1)或2)中的攪拌，是采用吹入氮氣或惰性氣體的方法攪拌鋁熔體。
步驟1)中，所述合金中各合金元素含量按重量百分比，鋁鐵合金中含鐵20.0％，鋁錳合金中含錳9.85％，鋁銅合金中含銅50.0％，速溶硅的純度為95％，燒損率以10％計算。
步驟2)中，鉻劑中含鉻重量百分比75％，其余為助熔劑，添加時用鋁箔包裹加入，防止表面燒損過多，燒損率以5％計算。
有益效果：本發(fā)明與現有技術相比，通過優(yōu)化復合鋁箔芯材合金的配比，結合上述的制造方法中澆鑄、軋制及熱處理工藝，可制得抗下垂性能優(yōu)異的復合鋁箔。其顯著優(yōu)點為：1、通過優(yōu)化復合鋁箔芯材合金的配比，結合上述制造工藝，獲得的芯材合金具有粗大的長條狀再結晶晶粒組織，晶粒軋向尺寸150微米、晶粒長寬比2.9，且有細長條組織出現，可有效抑制熔融焊料的侵蝕，顯著提高復合釬焊鋁板的抗下垂性；2、同時將模擬釬焊后的上述鋁板制成拉伸標準件，用cmt4503萬能拉伸試驗機測試該合金樣的力學性能，可發(fā)現其抗拉強度達194mpa，且較一般三系合金高得多；3、本發(fā)明方法簡單易行，容易實現，適用于工業(yè)化生產。
具體實施方式
下面結合實例對本發(fā)明進行詳細的描述：
本發(fā)明實施例所選用的中間合金、速溶硅及cr劑由常熟某鋁業(yè)公司提供。
實施例1：
首先，采用1290克工業(yè)純鋁錠、16克鋁鐵合金、256克鋁錳合金、23克鋁銅合金、2克速溶硅和5克cr劑進行熔煉；熔煉溫度720℃，中間合金熔化后攪拌2分鐘，保溫30min后進行精煉凈化處理，接著升溫至780℃后添加速溶硅和鋁箔包裹的鉻劑，待其熔化后降溫至720℃，清理鋁液表面鋁渣；保溫30min后澆入已250℃預熱的板模中，待其冷卻后，出爐鑄成20mm厚的鋁合金板；取樣，用直讀光譜分析鋁合金板各合金元素重量百分含量分別為：鐵0.21％，硅0.15％，錳1.57％，銅0.69％，鉻0.19％，其余為鋁；最后，將獲得的芯材合金板進行均質處理，均質溫度550℃，保溫4小時，出爐空冷，然后經過處理獲得表面光潔的18mm芯材合金板。
檢測：1、將本實施例制得的釬焊后芯材合金經機械研磨、拋光后，進行陽極覆膜處理(陽極覆膜液配方h3bo325g+去離子水1l；電壓：25v；電流密度：0.20～0.30a/cm2；時間：3～4min)，并在偏光金相顯微鏡下進行觀察，檢測表明其再結晶組織為粗大的長條狀晶粒組織，晶粒軋向尺寸152微米、晶粒長寬比2.9，觀察到大量細長條組織；釬焊后，其芯材可獲得粗大的長條狀再結晶晶粒組織，增大的芯材再結晶晶?？捎行б种迫廴诤噶系那治g，提高復合鋁箔的抗下垂性2、測試該合金的力學性能，發(fā)現其抗拉強度達201mpa，較一般三系合金高得多；
實施例2：
首先，采用1300克工業(yè)純鋁錠、18克鋁鐵合金、260克鋁錳合金、25克鋁銅合金、3克速溶硅和1.5克cr劑進行熔煉；熔煉溫度720℃，中間合金熔化后攪拌2分鐘，保溫30min后進行精煉凈化處理，接著升溫至780℃后添加速溶硅和鋁箔包裹的鉻劑，待其熔化后降溫至720℃，清理鋁液表面鋁渣；保溫30min后澆入已250℃預熱的板模中，待其冷卻后，出爐鑄成20mm厚的鋁合金板；取樣，用直讀光譜分析鋁合金板各合金元素重量百分含量分別為：鐵0.23％，硅0.21％，錳1.59％，銅0.61％，鉻0.07％，其余為鋁；最后，將獲得的芯材合金板進行均質處理，均質溫度550℃，保溫4小時，出爐空冷，然后經過處理獲得表面光潔的18mm芯材合金板。
檢測：1、將本實施例制得的釬焊后芯材合金經機械研磨、拋光后，進行陽極覆膜處理并在偏光金相顯微鏡下進行觀察，檢測表明其再結晶組織為粗大的長條狀晶粒組織，晶粒軋向尺寸141微米、晶粒長寬比2.7，觀察到大量細長條組織；釬焊后，其芯材可獲得粗大的長條狀再結晶晶粒組織，增大的芯材再結晶晶?？捎行б种迫廴诤噶系那治g，提高復合鋁箔的抗下垂性2、測試該合金的力學性能，可發(fā)現其抗拉強度達194mpa，較一般三系合金高得多；
實施例3：
首先，采用1290克工業(yè)純鋁錠、15克鋁鐵合金、240克鋁錳合金、20克鋁銅合金、3克速溶硅和2.5克cr劑進行熔煉；熔煉溫度720℃，中間合金熔化后攪拌2分鐘，保溫30min后進行精煉凈化處理，接著升溫至780℃后添加速溶硅和鋁箔包裹的鉻劑，待其熔化后降溫至720℃，清理鋁液表面鋁渣；保溫30min后澆入已250℃預熱的板模中，待其冷卻后，出爐鑄成20mm厚的鋁合金板；取樣，用直讀光譜分析鋁合金板各合金元素重量百分含量分別為：鐵0.19％，硅0.18％，錳1.42％，銅0.57％，鉻0.11％，其余為鋁；最后，將獲得的芯材合金板進行均質處理，均質溫度550℃，保溫4小時，出爐空冷，然后經過處理獲得表面光潔的18mm芯材合金板。
檢測：1、將本實施例制得的釬焊后芯材合金經機械研磨、拋光后，進行陽極覆膜處理并在偏光金相顯微鏡下進行觀察，檢測表明其再結晶組織為粗大的長條狀晶粒組織，晶粒軋向尺寸146微米、晶粒長寬比2.6，觀察到大量細長條組織；釬焊后，其芯材可獲得粗大的長條狀再結晶晶粒組織，增大的芯材再結晶晶粒晶?？捎行б种迫廴诤噶系那治g，提高復合鋁箔的抗下垂性2、測試該合金的力學性能，可發(fā)現其抗拉強度達198mpa，較一般三系合金高得多；
實施例4：
首先，采用1290克工業(yè)純鋁錠、26克鋁鐵合金、270克鋁錳合金、23克鋁銅合金、3克速溶硅和10克cr劑進行熔煉；熔煉溫度720℃，中間合金熔化后攪拌2分鐘，保溫30min后進行精煉凈化處理，接著升溫至780℃后添加速溶硅和鋁箔包裹的鉻劑，待其熔化后降溫至720℃，清理鋁液表面鋁渣；保溫30min后澆入已250℃預熱的板模中，待其冷卻后，出爐鑄成20mm厚的鋁合金板；取樣，用直讀光譜分析鋁合金板各合金元素重量百分含量分別為：鐵0.31％，硅0.24％，錳1.71％，銅0.69％，鉻0.47％，其余為鋁；最后，將獲得的芯材合金板進行均質處理，均質溫度550℃，保溫4小時，出爐空冷，然后經過處理獲得表面光潔的18mm芯材合金板。
檢測：1、將本實施例制得的釬焊后芯材合金經機械研磨、拋光后，進行陽極覆膜處理并在偏光金相顯微鏡下進行觀察，檢測表明其再結晶組織為粗大的長條狀晶粒組織，晶粒軋向尺寸154微米、晶粒長寬比2.7，觀察到大量細長條組織；釬焊后，其芯材可獲得粗大的長條狀再結晶晶粒組織，增大的芯材再結晶晶?？捎行б种迫廴诤噶系那治g，提高復合鋁箔的抗下垂性2、測試該合金的力學性能，可發(fā)現其抗拉強度達190mpa，較一般三系合金高得多；
實施例5：
首先，采用1350克工業(yè)純鋁錠、30克鋁鐵合金、220克鋁錳合金、23克鋁銅合金、2克速溶硅和4克cr劑進行熔煉；熔煉溫度720℃，中間合金熔化后攪拌2分鐘，保溫30min后進行精煉凈化處理，接著升溫至780℃后添加速溶硅和鋁箔包裹的鉻劑，待其熔化后降溫至720℃，清理鋁液表面鋁渣；保溫30min后澆入已250℃預熱的板模中，待其冷卻后，出爐鑄成20mm厚的鋁合金板；取樣，用直讀光譜分析鋁合金板各合金元素重量百分含量分別為：鐵0.41％，硅0.15％，錳1.62％，銅0.63％，鉻0.16％，其余為鋁；最后，將獲得的芯材合金板進行均質處理，均質溫度550℃，保溫4小時，出爐空冷，然后經過處理獲得表面光潔的18mm芯材合金板。
檢測：1、將本實施例制得的釬焊后芯材合金經機械研磨、拋光后，進行陽極覆膜處理并在偏光金相顯微鏡下進行觀察，檢測表明其再結晶組織為粗大的長條狀晶粒組織，晶粒軋向尺寸139微米、晶粒長寬比2.5，觀察到大量細長條組織；釬焊后，其芯材可獲得粗大的長條狀再結晶晶粒組織，增大的芯材再結晶晶粒可有效抑制熔融焊料的侵蝕，提高復合鋁箔的抗下垂性2、測試該合金的力學性能，可發(fā)現其抗拉強度達203mpa，較一般三系合金高得多；
實施例6：
首先，采用1380克工業(yè)純鋁錠、25克鋁鐵合金、240克鋁錳合金、21克鋁銅合金、3克速溶硅和3.5克cr劑進行熔煉；熔煉溫度720℃，中間合金熔化后攪拌2分鐘，保溫30min后進行精煉凈化處理，接著升溫至780℃后添加速溶硅和鋁箔包裹的鉻劑，待其熔化后降溫至720℃，清理鋁液表面鋁渣；保溫30min后澆入已250℃預熱的板模中，待其冷卻后，出爐鑄成20mm厚的鋁合金板；取樣，用直讀光譜分析鋁合金板各合金元素重量百分含量分別為：鐵0.33％，硅0.23％，錳1.58％，銅0.61％，鉻0.14％，其余為鋁；最后，將獲得的芯材合金板進行均質處理，均質溫度550℃，保溫4小時，出爐空冷，然后經過處理獲得表面光潔的18mm芯材合金板。
檢測：1、將本實施例制得的釬焊后芯材合金經機械研磨、拋光后，進行陽極覆膜處理并在偏光金相顯微鏡下進行觀察，檢測表明其再結晶組織為粗大的長條狀晶粒組織，晶粒軋向尺寸140微米、晶粒長寬比2.6，觀察到大量細長條組織；釬焊后，其芯材可獲得粗大的長條狀再結晶晶粒組織，增大的芯材再結晶晶?？捎行б种迫廴诤噶系那治g，提高復合鋁箔的抗下垂性2、測試該合金的力學性能，可發(fā)現其抗拉強度達191mpa，較一般三系合金高得多。