基體合金應采用熔點高、高溫強度適宜、釬焊過程中與焊料結合性好、彎曲變形小且焊料對其擴散影響不大,同時在使用中具有適中的強度和耐蝕性的鋁合金。國外大多數(shù)采用3xxx系合金和6xxx系合金做基體。鑒于我國引進設備的釬焊工藝為氣體保護焊、Nocolok釬焊和真空釬焊三種,考慮到3xxx系合金具有力學性能優(yōu)良、釬焊性和耐蝕性好等優(yōu)點,以及多數(shù)使用單位采用3003合金和加Zn的X313合金基體復合板,因此,選定3003和X313作為基體合金。
　　包覆層合金作為包覆基體合金的釬焊料,應該是熔點低、流動性好、浸潤性好。國外常用的包覆層合金是4xxx系合金,如適于氣體保護焊和Nocolok釬焊工藝的X414、4343、4045、4047和4N43合金;適于真空釬焊工藝的4004、4104和4N04合金。為滿足國內各生產線的要求,選擇4043、4045、4N43、X414、4004和4N04六種合金作為包覆層合金。在復合板的釬焊過程中,包覆層合金的流動性、潤濕性、間隙填充能力、熔蝕性和接頭強度等代表著釬焊質量的優(yōu)劣。因此,要嚴格控制包覆層合金的各主要元素的含量,其主要元素的作用如下:
　　Zn元素的作用:一是可使合金的腐蝕電位降低,添加量越大,電位降低越多,沖制后的散熱片作為陽極優(yōu)先腐蝕,從而保護介質通道;二是降低合金表面氧化膜強度,使其表面容易剝落而全面腐蝕,達到抑制點蝕的目的。但是,若Zn含量過高,散熱片腐蝕速度過快,會使散熱片失去散熱效果并降低其使用壽命。
　　Si元素的作用:Al-Si合金在共晶點附近其熔點最低可達到577℃,這是其作為釬焊材料的優(yōu)勢。復合后,Si元素會因濃度梯度而向基體合金擴散,使基體的Mn元素固溶度隨Si含量的增加而降低,并形成富含α[Al(MnFe)Si]彌散體的陽極帶,從而改變了基體中Al和第二相之間的電位差,使腐蝕優(yōu)先發(fā)生在基體的亞表面層,同時Si可以改變釬焊料的流動性,組織均勻細密,提高釬焊質量。
　　Mg元素的作用:包覆層合金中的Mg是保證真空釬焊質量必不可少的金屬活化劑、吸氣劑,同時對復合板的耐蝕性產生一定的影響。腐蝕試驗表明,Mg元素的加入使包覆層合金腐蝕電位降低,腐蝕速度加快,有一定的抗點蝕作用。
　　汽車熱傳輸鋁合金復合帶(箔)生產工藝技術
　　復合鋁板帶箔的軋制及精整與普通板帶箔的軋制的主要區(qū)別是:需分別準備芯材錠坯與軋制包覆皮材板;需對它們進行清洗,采用常規(guī)酸堿浸蝕法,以便徹底清除氧化膜,但也可以用清洗劑清洗,雖不能除去氧化膜,但對環(huán)保更好一些。
　　芯、皮材配對是將Al-Si合金板置于芯材錠坯上,可將它們焊于一起也可以不焊,但還是焊接為好,以提高成品率?？刹捎脷寤『?將前端與左右側面基本通焊起來,但不必焊得嚴密,尾端不焊。熱壓焊的壓下率宜小,以能焊牢最佳。
　　影響三層復合釬焊箔選材的因素很多,其中釬焊方式是影響選材的關鍵。不同牌號的芯、皮材的復合箔各有不同的具體用途,且合金的元素含量根據(jù)不同釬焊工藝而異,材料要滿足多性能要求,性能之間有時又相互制約,需根據(jù)熱交換器的實際使用要求綜合權衡取舍。
　　汽車熱交換器總成的釬焊工序對作為波浪散熱帶使用的三層復合鋁合金箔,除要求具有良好的力學性能、耐蝕性能和釬焊性能外,還應具有良好的抗下垂性能,否則,在600℃左右高溫下釬焊時很容易發(fā)生高溫軟化變形,影響散熱器的性能。
　　國內外尚無統(tǒng)一的復合鋁釬焊箔的抗下垂性試驗標準。試驗證明,在芯材和皮材成分一定條件下,退火后冷加工率是影響復合箔抗下垂能力的主要因素,在芯材合金中加鋯等有助于提高抗下垂能力。
　　汽車熱傳輸鋁復合帶(箔)前景可觀
　　隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展,特別是現(xiàn)代汽車輕量化的進程,我國的車用熱傳輸鋁合金復合帶(箔)也獲得了飛速發(fā)展。在1980年代末期,國內有東輕、西南鋁等幾家企業(yè)開始研制熱傳輸鋁材,但基本上以進口為主。1990年代中期和末期,國內一些高校和企業(yè)開始研發(fā)并取得一定成果。1996年瑞典薩帕的熱傳輸公司在上海建立熱傳輸材料專業(yè)生產基地,使我國走上了規(guī)?；a的道路。此后,薩帕二期、無錫銀邦、美鋁(昆山)、濰坊三源、薩新鋁業(yè)、眾興鋁業(yè)、關鋁鋁業(yè)、運城鋁業(yè)、東北輕合金、西南鋁等公司紛紛建廠或擴大產能。到目前為止,全國已有生產廠家近30家,產能達50萬t/a左右。2010年國內鋁復合帶(箔)逾30萬t/a,基本上能滿足國內汽車工業(yè)的發(fā)展需求,并有部分出口。
　　熱傳輸鋁合金復合帶(箔)主要用于汽車工業(yè),并隨著汽車工業(yè)現(xiàn)代化、輕量化的發(fā)展而發(fā)展。目前,世界汽車產量為8000萬輛/a,保有量為8億輛。中國2010年汽車產量1800萬輛,汽車保有量為8000萬輛,并以8%的速度增長。如果以每輛汽車平均消費鋁合金復合帶(箔)7kg左右,那么世界每年需要100萬t/a以上。而中國則可能超過50萬t/a。加上其它行業(yè)的需求,鋁合金復合帶(箔)的市場前景是十分可觀的。(全文完)

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汽車熱傳輸鋁合金復合材料前景廣闊（一）