汽车热交换器用钎焊铝箔的组织与性能

摘要

近年来，由于全球范围的能源危机和环境危机，汽车的轻量化已经成为全世界范围内汽车工业发展的基本趋势。汽车热交换器作为汽车工作部件长期以来一直采用铜箔来生产。而用钎焊铝箔制造的汽车热交换器的重量可减少20％～40％，并且由于铝的价格比铜低，因此汽车热交换器的铝化不但可以减轻汽车自重，而且还能降低生产成本。在发达国家汽车热交换器的铝化率已经相当的普及，而在我国才刚起步。因此生产出高质量低成本的汽车热交换器用钎焊铝箔就具有重要的意义。 汽车热交换器的加工工艺和工作环境要求焊铝箔必须具有适合的强度，良好的抗下垂性和导热性能。本文通过分析现有产品3Z03的组织和性能，得到提高钎焊铝箔性能的组织控制要素。研究了Fe、si、Mn等元素对铸锭组织和性能的影响，中间退火工艺以及成品退火对材料组织和性能的影响，开发生产出了高质量的汽车热交换器用钎焊铝箔3209。实验结果表明： 大晶粒和细小弥散分布的第二相化合物颗粒有利于钎焊铝箔性能的提高。当Fe含量控制在0.3％附近，Si含量控制在1.0％附近，Mn含量控制在1.5％～2.0％时合金的铸态组织中第二相化合物以骨骼状的α(Al(FeMn)Si)相为主，具有良好的力学性能。半成品箔材在320℃中间退火2小时即发生完全再结晶，且具有大晶粒组织；提高退火温度晶粒尺寸变小，材料的强度和硬度升高；随着退火时间的延长，铝箔晶粒尺寸和力学性能未有显著变化；在中温退火，材料内发生了似Al(FeMn)Si)相的析出，以及富Si的p(Al(FeMn)Si)相向贫Si的α(Al(FeMn)Si)相的转变过程。冷轧至H14状态的成品箔经过中温成品退火后，材料内部亚晶和位错结构消失，析出大量弥散分布的第二相颗粒，抗下垂性显著提高。新开发出的产品3209在成品态(H14状态)的抗拉强度达到了190MPa，电导率为51％IACS，605℃保温三分钟后下垂距离为23mm。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1 .1铝箔的生产工艺

1 .1 .1铸锭热轧法

1 .1 .2 连续铸轧法

1 .2汽车热交换器铝制化

1 .2 .1汽车热交换器的结构和加工方法

1 .2 .2汽车热交换器用钎焊铝箔的性能要求

1 .3钎焊铝箔的研究现状

1 .4本课题研究的内容

第二章试验材料与方法

2 .1 研究路线

2 .2实验材料

2 .3成分优化实验

2 .3 .1成分设计方案

2 .3 .2铸锭浇注工艺

2 .4 3Z09 工艺优化实验

2 .5性能试验

2 .5 .1力学性能测试

2 .5 .2抗下垂性测试

2 .5 .3电导率测试

2 .6材料微观组织分析

2 .6 .1铸锭微观组织的分析

2 .6 .2铝箔微观组织的分析

第三章3Z03钎焊铝箔的组织和性能

3 .1 3Z03铸态组织

3 .2 3Z03中间退火态的组织和性能

3 .3 3Z03成品的组织和性能

3 .4本章小结

第四章合金含量对钎焊铝箔铸态组织和性能的影响

4 .1 Fe与Si含量对钎焊铝箔铸态组织和性能的影响

4 .1 .1 Fe含量对合金组织和性能的影响

4 .1 .2 Si含量对合金组织和性能的影响

4 .1 .3 Fe／Si 值对合金组织和性能的影响

4 .2 Mn含量对钎焊铝箔铸态组织和性能的影响

4 .3本章小结

第五章 3Z09钎焊铝箔的组织和性能

5 .1 3Z09的铸态组织

5 .2 中间退火工艺对3Z09组织和性能的影响

5 .2 .1中间退火温度对3Z09组织的影响

5 .2 .2中间退火温度对3Z09力学性能的影响

5 .2 .3 中间退火时间对3Z09组织的影响

5 .2 .4 中间退火时间对3Z09力学性能的影响

5 .2 .5 中间退火过程中发生的相变

5 .3成品退火对材料组织和性能的影响

5 .4 3Z09和3Z03产品性能和组织的对比

5 .5本章小结

第六章结论

参考文献

读硕士学位期间发表的论文

致谢