一种散热器用复合材料的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种散热器用复合材料的制备方法，其具有工艺简便，操作方便，成本低廉，成材率高等优势，界面几乎没有熔层、扩撒现象，外表面无烧损，结合强度高、复合率控制好。
【专利说明】一种散热器用复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属复合材料加工【技术领域】，具体为一种散热器用复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着汽车工业的崛起，汽车上将大量使用到热交换器技术，如汽车空调冷凝器、蒸发器、水箱散热器、油冷却器等部件，其成本低、轻量化、高效率、耐腐蚀、钎焊容易的铝制热交换器逐步取代了传统的铜制热交换器，成为热交换器的应用主流。
[0003]4104合金含Si质量百分比为10%，含Mg质量百分比为1.6%，在真空钎焊中由于Mg的蒸汽压较高，在真空中容易挥发，与铝母材表面的氧化膜发生还原反应而有利于去除氧化膜，增加Al-Si钎料的流动性，同时Mg与真空中残留的O2和H2O反应，消除了它们对铝钎焊的有害作用；1060为工业纯铝合金，具有优异导热性，比传统的3系铝合金导热性能好，耐腐蚀，因此，皮材采用4104，芯材采用1060的三层复合板，将具有优良的真空钎焊性能和良好的散热性能，而对于大面积金属复合板的制备方法，其工业生产中主要有:(1)热轧复合法、(2)填芯连铸复合法；则对于皮材4104为含镁量较高的4系Al-Si合金，强度、硬度较高，延伸率较小，且高温下表面Mg极容易氧化，芯材1060为I系纯铝合金，强度、硬度较低，延伸率较高，因此很难用传统的热轧法成形，而对于填芯连铸复合法，由于I系、4系金属流动性差异较大，界面扩散严重，复合率较难控制，且工艺繁琐，设备要求高，因此也很难用该方法成形。
【发明内容】
[0004]针对上述现有复合板坯制备技术之不足，本发明提供了一种散热器用复合材料的制备方法，其具有工艺简便，操作方便，成本低廉，成材率高等优势，界面几乎没有熔层、扩撒现象，外表面无烧损，结合强度高、复合率控制好。
[0005]本发明的技术方案是这样的:其特征在于:其包括以下步骤:
第一步，原材料表面处理:
取长宽一致的芯材铸锭及皮材热轧板，对芯材铸锭预复合表面进行铣面处理，皮材热轧板预复合表面进行打磨、滚刷至露出新鲜金属；
第二步，爆炸复合:
首先将底座固定放置于沙堆中，然后将上述第一步所得的所述皮材热轧板，围绕所述芯材铸锭竖直放置于所述底座上，放置时预复合表面相向接触，所述皮材热轧板与芯材铸锭间的间隙为15mm-35mm ;将预先备好的两炸药框放到所述皮材热轧板外表面，在所述炸药框内均匀布入厚度30mm-150mm的炸药，两个所述炸药框采用引线连接，所述引线中间布置雷管，然后引爆，经过爆炸复合得到散热器用三层复合板坯料；
第二步，加热:
将所得复合板坯料，悬空放置于加热炉内，炉内采用风机强制循环，加热温度为400°C _550°C，保温时间为5小时-10小时，进行再结晶软化退火，同时为热轧作准备； 第四步，轧制:
将所得复合板出炉，开轧温度不低于400°C，进行至少15道次热轧，待轧制到复合板厚4mm-8mm收卷,打上打包钢带,焊接端面外侧和内侧,放至存放区采用风机强制冷却，待卷料温度低于50°C，采用不低于4道次带张力冷轧至厚度2.0mm复合铝带。
[0006]其进一步特征在于:所述芯材铸锭采用I系1060铸锭，所述芯材铸锭采用长度为3000mm-5000mm、宽为800mm-1200mm、厚度为300mm-400mm ;所述皮材热轧板采用4系4104合金热轧板，所述皮材热轧板采用长度为3000 mm-5000mm、宽为800mm -1200mm、厚度为30mm-50mm ；
所述炸药采用2号岩石乳化炸药或者2号岩石粉状炸药；
所述滚刷采用钢丝刷进行；
所述热轧压下量前3道次压下量为5mm-20mm,待第4道次后压下量调至20 mm-30mm,后三道次压下量为3mm-10mm ；
所述冷轧压下量为0.8mm-2mm。
[0007]本发明采用的一种散热器用复合材料的制备方法，其有益效果在于，其通过爆炸复合制备的三层复合板坯料，其三层复合板坯料为4104-1060-4104形式复合板坯，界面几乎没有熔层、扩撒现象，外表面无烧损，所得复合板结合强度高、复合比控制好，且配合多道次热轧、冷轧技术，最终制备出具有良好真空钎焊性能和优良的散热性能的汽车用散热器材料，该材料皮材厚度均匀，结合强度较高，真空钎焊性能稳定，散热性能优异，克服了传统复合板坯制备困难、成材率低，界面扩散严重，复合率难控制，工艺繁琐等缺点。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明的爆炸复合组装结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合实施例描述本发明一种散热器用复合材料的制备方法:
实施例1
如图1所示，一种散热器用复合材料的制备方法，其包括以下步骤:
第一步，原材料表面处理:
取长度为3000mm、宽为800mm、厚度为300 mm的芯材铸锭3，芯材铸锭3采用I系1060铸锭，以及长度为3000mm、宽为800mm、厚度为30mm的皮材热轧板5，皮材热轧板5采用4系4104合金热轧板，对芯材铸锭3预复合表面进行铣面处理，至表面无铸造偏析瘤、微裂纹、小面突起、弯曲等缺陷，皮材热轧板5预复合表面进行打磨、滚刷至露出新鲜金属；
第二步，爆炸复合:
首先将底座7固定放置于沙堆8中，然后将上述第一步所得的皮材热轧板5，围绕芯材铸锭3竖直放置于底座7上,放置时预复合表面相向接触,皮材热轧板5与芯材铸锭3间的间隙4为15mm ;将预先备好的两炸药框放到皮材热轧板5外表面，在炸药框内均匀布入厚度30mm的炸药6,炸药6选用2号岩石乳化炸药或者2号岩石粉状炸药,两个炸药框米用引线2连接，引线2中间布置雷管1，然后引爆，经过爆炸复合得到散热器用三层复合板坯料，也就是4104-1060-4104形式复合板还料；
第二步，加热:
将所得复合板坯料，悬空放置于加热炉内，炉内采用风机强制循环，加热温度为400°C，保温时间为5小时，进行再结晶软化退火，同时为热轧作准备；
第四步，轧制:
将所得复合板出炉，开轧温度不低于400°C，进行16道次热轧，前3道次压下量为5mm，待第4道次后压下量调至20mm，后三道次压下量为3mm，待轧制到复合板厚4mm收卷，打上打包钢带，焊接端面外侧和内侧，放至存放区采用风机强制冷却，待卷料温度低于50°C，采用4道次带张力冷轧，冷轧压下量为0.8mm，轧至厚度2.0mm复合铝带。
[0010]实施例2
如图1所示，一种散热器用复合材料的制备方法，其包括以下步骤:
第一步，原材料表面处理:
取长度为4000mm、宽为1000mm、厚度为350 mm的芯材铸锭3，芯材铸锭3采用I系1060铸锭，以及长度为4000mm、宽为1000mm、厚度为40mm的皮材热轧板5，皮材热轧板5采用4系4104合金热轧板，对芯材铸锭3预复合表面进行铣面处理，至表面无铸造偏析瘤、微裂纹、小面突起、弯曲等缺陷，皮材热轧板5预复合表面进行打磨、滚刷至露出新鲜金属；第二步，爆炸复合:
首先将底座7固定放置于沙堆8中，然后将上述第一步所得的皮材热轧板5，围绕芯材铸锭3竖直放置于底座7上,放置时预复合表面相向接触,皮材热轧板5与芯材铸锭3间的间隙4为20mm ;将预先备好的两炸药框放到皮材热轧板5外表面，在炸药框内均匀布入厚度50mm的炸药6,炸药6选用2号岩石乳化炸药或者2号岩石粉状炸药,两个炸药框米用引线2连接，引线2中间布置雷管1，然后引爆，经过爆炸复合得到散热器用三层复合板坯料，也就是4104-1060-4104形式复合板还料；
第二步，加热:
将所得复合板坯料，悬空放置于加热炉内，炉内采用风机强制循环，加热温度为470°C，保温时间为8小时，进行再结晶软化退火，同时为热轧作准备；
第四步，轧制:
将所得复合板出炉，开轧温度不低于400°C，进行18道次热轧，前3道次压下量为17mm,待第4道次后压下量调至25mm,后三道次压下量为5mm,待轧制到复合板厚7mm收卷，打上打包钢带，焊接端面外侧和内侧，放至存放区采用风机强制冷却，待卷料温度低于50°C，采用5道次带张力冷轧，冷轧压下量为1.0mm，轧至厚度2.0mm复合铝带。
[0011]实施例3
如图1所示，一种散热器用复合材料的制备方法，其包括以下步骤:
第一步，原材料表面处理:
取长度为5000mm、宽为1200mm、厚度为400 mm的芯材铸锭3，芯材铸锭3采用I系1060铸锭，以及长度为5000mm、宽为1200mm、厚度为50mm的皮材热轧板5，皮材热轧板5采用4系4104合金热轧板，对芯材铸锭3预复合表面进行铣面处理，至表面无铸造偏析瘤、微裂纹、小面突起、弯曲等缺陷，皮材热轧板5预复合表面进行打磨、滚刷至露出新鲜金属；第二步，爆炸复合: 首先将底座7固定放置于沙堆8中，然后将上述第一步所得的皮材热轧板5，围绕芯材铸锭3竖直放置于底座7上,放置时预复合表面相向接触,皮材热轧板5与芯材铸锭3间的间隙为35mm ;将预先备好的两炸药框放到皮材热轧板5外表面，在炸药框内均匀布入厚度150mm的炸药6,炸药6选用2号岩石乳化炸药或者2号岩石粉状炸药,两个炸药框米用引线2连接，引线2中间布置雷管1，然后引爆，经过爆炸复合得到散热器用三层复合板坯料，也就是4104-1060-4104形式复合板还料；
第二步，加热:
将所得复合板坯料，悬空放置于加热炉内，炉内采用风机强制循环，加热温度为550°C，保温时间为10小时，进行再结晶软化退火，同时为热轧作准备；
第四步，轧制:
将所得复合板出炉，开轧温度不低于400°C，进行20道次热轧，前3道次压下量为20mm,待第4道次后压下量调至30mm,后三道次压下量为IOmm,待轧制到复合板厚8mm收卷，打上打包钢带，焊接端面外侧和内侧，放至存放区采用风机强制冷却，待卷料温度低于50°C，采用6道次带张力冷轧，冷轧压下量为2mm，轧至厚度2.0mm复合铝带。
【权利要求】
1.一种散热器用复合材料的制备方法，其特征在于:其包括以下步骤: 第一步，原材料表面处理: 取长宽一致的芯材铸锭及皮材热轧板，对芯材铸锭预复合表面进行铣面处理，皮材热轧板预复合表面进行打磨、滚刷至露出新鲜金属； 第二步，爆炸复合: 首先将底座固定放置于沙堆中，然后将上述第一步所得的所述皮材热轧板，围绕所述芯材铸锭竖直放置于所述底座上，放置时预复合表面相向接触，所述皮材热轧板与芯材铸锭间的间隙为15mm-35mm ;将预先备好的两炸药框放到所述皮材热轧板外表面，在所述炸药框内均匀布入厚度30mm-150mm的炸药，两个所述炸药框采用引线连接，所述引线中间布置雷管，然后引爆，经过爆炸复合得到散热器用三层复合板坯料； 第二步，加热: 将所得复合板坯料，悬空放置于加热炉内，炉内采用风机强制循环，加热温度为4000C _550°C，保温时间为5小时-10小时，进行再结晶软化退火，同时为热轧作准备； 第四步，轧制: 将所得复合板出炉，开轧温度不低于400°C，进行至少15道次热轧，待轧制到复合板厚4mm-8mm收卷,打上打包钢带,焊接端面外侧和内侧,放至存放区采用风机强制冷却，待卷料温度低于50°C，采用不低于4道次带张力冷轧至厚度2.0mm复合铝带。
2.根据权利要求1所述的一种散热器用复合材料的制备方法，其特征在于:所述芯材铸锭采用I系1060铸锭，所述芯材铸锭采用长度为3000mm-5000mm、宽为800mm-1200mm、厚度为300mm-400mm ;所述皮材热轧板采用4系4104合金热轧板,所述皮材热轧板采用长度为 3000mm-5000mm、宽为 800mm -1200mm、厚度为 30mm-50mm。
3.根据权利要求1所述的一种散热器用复合材料的制备方法，其特征在于:所述炸药采用2号岩石乳化炸药或者2号岩石粉状炸药。
4.根据权利要求1所述的一种散热器用复合材料的制备方法，其特征在于:所述滚刷采用钢丝刷进行。
5.根据权利要求1所述的一种散热器用复合材料的制备方法，其特征在于:所述热轧压下量前3道次压下量为5mm-20mm,待第4道次后压下量调至20后三道次压下量为 3mm-10mm。
6.根据权利要求1所述的一种散热器用复合材料的制备方法，其特征在于:所述冷轧压下量为0.8mm-2mm。
【文档编号】B23P15/26GK103551825SQ201310542597
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月6日 优先权日:2013年11月6日
【发明者】陈伟, 曹磊, 杜晓磊, 刘二磊 申请人:银邦金属复合材料股份有限公司