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冷轧复合对铝合金复合箔组织与性能的影响

某某某1,某某1,某某1,2

(1.吉林大学材料与冶金学院,吉林长春130022,2.燕山大学材料与冶金学院,河北秦皇岛066004,)

摘 要:研究了采用冷轧复合法生产汽车散热器用铝合金复合箔的工艺,主要研究了冷轧首道次压下率,包覆层厚度及成品前退火制度对复合箔组织与性能的影响.结果表明:皮材A4045和芯材A3003在30%~50%的首道次压下率下可以实现良好的初结合,冷轧工艺生产的复合箔上,下包覆层的厚度基本一致.最后一道次的精轧压下率在25%~35%左右时,复合箔成品的抗下垂性能最佳.复合箔成品前的退火温度应控制在320~400℃,退火温度为400℃时,退火时间以不超过80min为宜.

关 键 词:冷轧复合,复合箔,压下率,抗下垂性,退火

中图分类号:TG335.58文献标志码:A

EffectofCold-RollingCladdingonMicrostructureandPropertiesofCompositeAluminumAlloyFoil

MOUMou-mou1,MOUMou1,MOUMou1.2

(1.SchoolofMaterials&,Metallurgy,JilinUniversity,Changchun130022,China,2.SchoolofMaterials&,Metallurgy,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004,China.Correspondingauthor:MOUMou-mou,E-mail:Moumou@163.)

Abstract:Thecold-rollingcladdingprocessofpositealuminumalloyfoilforautomobileheatexchangerwasinvestigated,aswellastheeffectsofpercentagereductionoffirstpass,cladsheetthicknessandfinalannealingscheduleonthemicrostructureandpropertiesofthefoil.TheresultsshowedthatbondingthecladsheetsA4045tothecorematerialA3003onbothsidessucceedsinitiallywhenthepercentagereductionis30%~50%offirstpassduringcoldrolling,andthethicknessofboththecladsheetsofthepositefoilarebasicallythesame.Thebestsaggingresistanceisavailablewhenthepercentagereductionoffinalpassis25%~35%.Theannealingtemperatureshouldbecontrolledintherangefrom320to400℃beforefinishrolling,andtheannealingtimeshouldcontrolwithin80minuteswhenannealedat400℃.

Keywords:cold-rollingcladding,positefoil,percentagereduction,saggingresistance,annealing

世界汽车工业的发展方向为轻量化[1],其中,铝及铝合金以比强度高,耐腐蚀性佳,热稳定性好,易成型和简化结构等特点成为了最理想的汽车轻量化材料[2-4].在汽车的诸多部件中,散热器的铝化是各国学者研究的热点[5].Al-Si/Al-Mn/Al-Si三层复合箔是汽车铝散热器的关键材料,这种复合箔现多采用热轧复合法制备,存在生产效率及成材率低,产品质量不稳定等缺点.相比之下,冷轧复合工艺生产效率高,产品性能稳定,非常适合高精度多层金属复合轧制.目前,日本,美国等国家已经主要采用冷轧复合法生产汽车铝散热器用复合箔[6],有效地提高了生产效率和产品质量,而我国在这方面的研究及应用尚处于起步阶段[7].

本实验中,作者采用冷轧复合工艺完成了A4045/A3003/A4045三层复合箔的实验室制备,摸索出了合理的轧制规程及退火制度.所制备复合箔材料的抗下垂性,分层厚度等指标均可达到相关标准要求.与热轧复合箔相比,冷轧复合箔上,下包覆层厚度更为均匀,焊接性能明显提高.

1实验材料和实验方法

实验选用Al-Si合金A4045和Al-Mn合金A3003做为复合原料,A3003为芯材,A4045为包覆层,也称为皮材,采用双面包覆复合.A3003的主要化学成分(质量分数/%)为Mn1.2,Si0.4,Zn1.4,Fe0.6,余量为铝.A4045的主要化学成分(质量分数/%)为Si10,Zn1,Fe0.5,Cu0.2,余量为铝.芯,皮材合金铸锭分别经均匀化退火,热轧开坯后冷轧至实验所需规格.实验采用传统的表面清理,轧制复合,退火热处理三步法复合工艺.首先用丙酮将材料表面的油污洗净,用清水冲洗,烘干,然后在钢丝清刷机上打磨至表面形成砂面效果.冷轧复合时,首道次压下率控制在20%~60%,之后的各单道次压下率控制在20%~30%.累积压下率达到60%~70%时,需进行中间退火,中间退火制度为400℃退火40min.反复循环以上的轧制工艺,直到轧至成品前一道次所需的厚度.成品前道次的退火工艺制度和最后一道次精轧压下率对成品性能有很重要的影响,实验采用的成品前退火工艺制度为:400℃下分别退火20min,40min,60min,80min,100min,320℃至440℃每隔20℃对试样退火40min.最后一道次精轧压下率控制在15%&