热交换翅板用高塑性铝合金及其加工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种热交换翅板用高塑性铝合金其含有的元素质量分数：0.05～0.10wt%的硅、0.55～0.60wt%的铁、0.08～0.15wt%的铜、小于等于0.01的锰、小于等于0.01的锌、小于等于0.01的镁、小于等于0.03wt%的钛和不可避免的杂质，余量为铝；其中Fe的含量为Si含量的6倍以上。其采用连续铸轧→冷轧生产工艺，并采用中间高温均匀化退火技术，制得的热交换翅板用高塑性铝合金，延展性好。
【专利说明】热交换翅板用高塑性铝合金及其加工工艺
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及铝合金材料及铝合金板材的加工工艺，具体涉及一种热交换翅板用高塑性铝合金及其加工工艺。
【背景技术】
[0002]进入21世纪后，大量的强化传热技术应用于工业装置，我国换热器产业在技术水平上获得了快速提升，板式换热器日渐崛起。随着我国工业化和城镇化进程的加快，以及全球发展中国家经济的增长，国内市场和出口市场对换热器的需求量将会保持增长，客观上为我国换热器产业的快速发展提供了广阔的市场空间。目前，我国换热器产业的市场规模大概为360亿人民币。基于石油、化工、电力、冶金、船舶、机械、食品、制药等行业对换热器稳定的需求增长，我国换热器产业在未来一段时期内将保持稳定增长。预计2013年至2020 年期间，我国换热器产业将保持年均10?15%左右的速度增长。到2015年，我国换热器产业规模将突破880亿元；到2020年我国换热器产业规模有望达到1500亿元。
[0003]热交换器(Heat exchanger)是将两种不同性质的热或冷的流体介质，输送到两个不同界面温度专门板(或管)的间壁，通过导热和对流来实现热冷交换的装置。
[0004]通常由隔板、翅片、封条、导流片组成。在相邻两隔板间放置翅片、导流片以及封条组成一夹层，称为通道，将这样的夹层根据流体的不同方式叠置起来，钎焊成一整体便组成板束，板束是板翅式换热器的核心，配以必要的封头、接管、支撑等就组成了板翅式换热器。
[0005]铝制板翅式热交换器是在数层平金属板之间紧密地放置波纹状的金属导热翅片， 并在每一层的四周加上封条，于温度近600°C的盐溶液炉中整体铅焊而成。铝具有良好的低温性能、重量又轻，故铝制板翅式换热器特别适用于制氧、乙烯和氦液化等深低温设备， 也可用于动力装置中。铝制板翅式换热器一般用于设计压力小于6.3兆帕、设计温度为 +200?-270°C的场合。翅片的主要作用是强化传热，也有增强两金属板强度的作用，在这种热交换器中相邻两通道之间的热交换，一部分通过平板传递热量，但绝大部分热量是通过波纹翅中传递的，因为平板之间均有波纹翅片，因而大大增加了传热面积，所以它的单位体积内的传热面积比一般管式热交换器大10倍以上，达到4000?5000m2/m3。通过各通道之间的不同组合，可得到逆流、错流等形式的热交换器。它具有单位体积传热面积大、传热效率高、流体阻力小、热容量小、结构紧凑及同时允许几种介质进行热交换等优点。
[0006]热交换翅板用高塑性铝合金要求含铝量99.0%以上的变形铝合金。不可热处理强化；强度较低，但具有良好的延展性，成形性、焊接性和耐蚀性；阳极氧化后可进 一步提高其耐蚀性，同时获得美观的表面。现有的铝合金板材均达不到要求。
【发明内容】
[0007]本发明的目的之一在于克服上述不足，提供一种具有良好的延展性的热交换翅板用高塑性铝合金材料。
[0008]本发明的目的之二在于提供一种具有良好的延展性的热交换翅板用高塑性铝合金的加工工艺。
[0009]本发明的目的是这样实现的:
【权利要求】
1.一种热交换翅板用高塑性铝合金，其特征在于，其含有的元素质量分数:0.05- 0.10wt%的硅、0.55-0.60 wt %的铁、0.08-0.15 wt%的铜、小于等于0.01的锰、小于等于0.01的锌、小于等于0.01的镁、小于等于0.03被％的钛和不可避免的杂质，余量为铝；其中Fe的含量为Si含量的6倍以上。
2.根据权利要求1所述的热交换翅板用高塑性铝合金，其特征在于，其中含:0.05- 0.08wt% 的硅、0.55 -0.60 wt % 的铁、0.08 -0.12 wt% 的铜。
3.制备如权利要求1或2的热交换翅板用高塑性铝合金的工艺，其特征在于，所述工艺包括如下加工步骤:51:配料，按配比将原料配置好；52:熔炼，将上述比例备好的炉料加入到火焰反射炉中，熔化并升温，温度达到750- 760 °C时分析并调整成份，然后进行氮气喷粉精炼，时间15-20分钟、永磁搅拌20分钟、扒渣、调温，得到铝合金熔体；53:静置炉精炼，炉温温度控制在730-740°C，将铝合金熔体转注至静置炉静置10分钟后再精炼，精炼时间10-15min ；54:晶粒细化，在除气箱入口加入铝钛硼细化剂进行晶粒细化，加入量为2kg-3 kg / 吨招；55:在线除气除渣，将铝合金熔体通过除气箱内的氮气精炼排除杂质气体，并且每隔两小时扒渣一次；56:过滤除渣，将铝合金熔体经过滤箱，用双通道双级陶瓷过滤板进行过滤除渣；57:连续铸轧，在铸轧区内实现铸造、轧制变形，将液态金属铝合金熔体铸轧成6.5-7.0mm的板带，再经过板形的调整、剪切、卷取得到稳定铸轧坯料；58:冷轧，通过冷轧机将7.0mm铸轧坯料轧制至成厚度为3.0-4.0mm的冷轧坯料， 然后进行第一次中间均匀化退火，第一次中间均匀化退火冷却后，再将冷轧坯料轧制成 0.3-0.4mm厚冷乳成品料，然后再进彳丁弟_次成品退火；S9:精整、分卷将0.3-0.4mm厚的冷轧成品退火带卷进行拉伸弯曲矫直并分卷；SlO:包装，将0.3-0.4mm精整坯料进行包装。
4.根据权利要求3所述热交换翅板用高塑性铝合金的加工工艺，其特征在于，所述S8 步骤的第一次中间均匀化退火是在炉气温度540°C下处理22h，降温Ih至340°C，出炉自然冷却。
5.根据权利要求3所述热交换翅板用高塑性铝合金的加工工艺，其特征在于:所述第二次成品退火是在炉气温度280°C下处理20h，出炉自然冷却。
6.根据权利要求3所述热交换翅板用高塑性铝合金的加工工艺，其特征在于，在所述铸轧区内通过铸轧机铸嘴，所述熔体流向两个相向转动且内部通有循环冷却水的铸轧辊。
7.根据权利要求3所述热交 换翅板用高塑性铝合金的加工工艺，其特征在:在所述连续铸轧步骤中，铸轧机按钛丝进给速度280-380mm/min ;前箱内熔体温度685-688°C ； 主机速度1.0-1.10 m/min;辊缝4.8-4.9 mm ;铸轧区长度58-62 mm;铸嘴开口度 10.5-12 mm;嘴棍间隙上棍0.5-0.8_ ,下棍0.3-0.5mm ;冷却水流量600- 850L ;冷却水压力3-5Kg ;冷却水入口温度≤30°C，冷却水出口温差≤3°C ;精炼氮气纯度≥99.995% ;除气箱温度720-730°C;除气箱扒渣2h —次；预载力330-430 T ;卷取张力35?38 kN ;铸轧生产成6.5?7.0mm板带，要求板带两边厚差≤0.02mm ;中凸度0.01? 0.06mm;纵向厚差< 0.1mm;厚度公差±0.2mm;宽度偏差0?15mm ;经过板形调整、剪切、 卷取，轧出工艺参数范围铸轧坯料。
8.根据权利要求3所述热交换翅板用高塑性铝合金的加工工艺，其特征在:所述第一次中间均匀化退火步骤中，待炉温≤100°C时装炉，升温1.5h至540°C，保温22h，降温Ih 至340°C，出炉自然冷却；第二次成品完全退火步骤中，待炉温≤100°C装炉，升温1.5h至 280 V，保温20h，出炉自然冷却。
9.根据权利要求3所述热交换翅板用高塑性铝合金的加工工艺，其特征在:所述第一次中间均匀化退火后，冷轧轧制至成品的总加工率> 90%。
10.根据权利要求5所述热交换翅板用高塑性铝合金的加工工艺，其特征在:所述第二次中间均匀化退火后成品力学性能O态抗拉强度75?90Mpa ；延伸率≤35% ； 0.35mm 重量 0.835±0.028KG/m2 ;热导率 225(20°C )/ff.(m.K) 10
【文档编号】C22C1/02GK103436747SQ201310340126
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】白杰, 黄善球, 范文慧, 朱东年, 李跃初, 任志峰, 曾荣华 申请人:江阴新仁科技有限公司