专利名称：高传导性散热片坯料合金、制造方法和得到的产品的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及铝合金散热片材料，更特别地，涉及用于具有期望钎焊(braze)后强度、导热性和自身耐蚀性的组合的用于钎焊热交换器的铝合金散热片(finstock)坯料。本发明还涉及由散热片坯料制成的散热片和使用散热片坯料的钎焊热交换器。本发明还涉及散热片坯料的制造方法。
背景技术：
诸如图1中所示的钎焊铝合金汽车散热器2的热交换器一般包括设置在多个平板载流导管6之间的多个冷却散热片4。载流导管6的端部对集管(header)板8和箱体10开放(图1中示出导管6的一端、一个集管板8和一个箱体10)。冷却剂从箱体10穿过载流导管6循环到另一箱体(未示出)中。冷却散热片4从载流导管6将热转移走，以便促进热交换器工作由此冷却其中的流体。然后冷却的流体在散热器作为其中一个构件的闭合回路中再循环。
用于钎焊热交换器的散热片材料或散热片坯料一般是从诸如AA3003或AA3003+Zn的3XXX系列铝合金制造的。在钎焊后，由于在固溶体中捕获的大量的Mn，因此这些合金具有导热率相当低的特征(通过电导率测量)。由于热交换器制造商不断致力于降低热交换器构件的重量例如通过减小载流导管6和冷却散热片4的规格(down-gauge)，因此这日益成为问题。冷却散热片4的导热率直接影响热交换器的效率。为了冷却载流导管6中的流体，冷却散热片4需要有效地从载流导管6将热传导掉。
因此，如果热交换器构件的效率和寿命不受到损害，那么减小冷却散热片4的规格需要适当增加导热率，同时仍保持有效的最低水平的钎焊后强度和自身耐蚀性。
已通过铝散热片坯料合金组合物和制造方法不同的实验进行了若干已知的尝试，以满足例如汽车工业中对于热交换器的日益严格的尺寸和重量要求。
美国专利No.6165291(Jin等)公开了具有定制的腐蚀电位(tailored corrosion potential)和高传导性的铝散热片合金的制造方法。散热片合金组成将Mn限制为最多0.6％。
美国专利No.6620265(Kawahara等)公开了用于钎焊的铝合金散热片材料的制造方法，其中，合金中的Fe含量限于最多2.0％。
因此，需要提供表现出希望的钎焊后强度、导热性和自身耐蚀性的组合的重量轻、规格小(reduced-gauge)的铝合金散热片坯料，并且需要这种散热片坯料的制造方法。
在用于钎焊热交换器的铝合金散热片坯料和用于钎焊热交换器的散热片坯料的制造方法的技术中存在改善的余地。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于提供具有希望的钎焊后强度、导热性和自身耐蚀性的组合的铝合金散热片坯料。这种性能组合使得能够减小用于诸如汽车热交换器(例如散热器)中的散热片的规格，同时不会对热交换器的性能或使用寿命产生负面影响。
本发明的另一目的在于提供具有上述品质的散热片坯料的制造方法。
本发明的另一目的在于，改善包含Si、Fe、Mn和Zn的散热片坯料的导热性，同时实现足够的钎焊后强度、自身耐蚀性和导热性。
本发明的另一目的在于，为了基本上避免形成粗大金属间化合物或中心线偏析形式的金属间化合物的团簇，通过仔细选择和控制诸如熔融金属温度、铸造速率、铸件规格、冷却速率和铸机供给末端(casting machine feeding tip)的位置的铸造参数的连续铸造工艺，提供制造上述改进的铝合金散热片坯料的方法。
本发明的另一目的在于，为了产生产品属性的上述希望的组合，在铸造后使用特定的轧制压延和退火步骤的组合。
本发明的另一目的在于，提供由上述散热片坯料制成的散热片。
本发明的另一目的在于，提供具有由上述散热片坯料制成的散热片的钎焊铝质热交换器。
通过提供除了其它方面还具有较轻的重量、钎焊后强度、导热性和耐蚀性的理想组合的铝合金散热片坯料，本发明满足了这些需要和其它需要。本发明还提供新发现的通过以下步骤制造这种散热片坯料的方法用仔细选择和控制的诸如熔融金属温度、冷却速率、铸造速率、铸件规格和铸造机器供给末端位置的铸造参数进行连续铸造，然后用特定的冷轧压延和退火步骤的组合处理铸造带坯。
除非另有规定，这里使用的所有百分比均为重量百分比。这里使用的术语“最多约”显然包含但不限于所指的特定合金化组成的重量百分比为零的可能性。例如，最多约0.05％的In可包含不具有In的合金。
作为本发明的一个实施方案，散热片坯料包含铝合金，该铝合金优选包含约0.7～1.2％的Si，更优选约0.8～1.1％的Si，约1.9～2.4％的Fe，更优选约2.0～2.2％的Fe，约0.6～1.0％的Mn，更优选约0.6～0.8％的Mn，最多约0.5％的Mg，更优选最多约0.2％的Mg，最多约2.5％的Zn，更优选最多约1.5％的Zn，最多约0.10％的Ti，更优选最多约0.05％的Ti，最多约0.05％的In，更优选最多约0.03％的In，余量包含Al和可容许的杂质。
任何附带(incident)元素或可容许杂质优选包含以下元素最多约0.2％的Cu，更优选最多约0.05％的Cu，最多约0.2％的Zr，更优选最多约0.05％的Zr，最多约0.05％的Cr，最多约0.3％的Ni，更优选最多约0.05％的Ni，并且所有的可容许杂质的总量优选不超过约0.4％，更优选不超过约0.10％。
上述散热片坯料优选表现出大于约48％IACS、且优选大于约50％IACS的钎焊后电导率，和优选大于约120MPa、更优选大于约130MPa的钎焊后极限抗拉强度(UTS)。
作为本发明的另一实施方案，用于诸如钎焊铝汽车散热器的热交换器的散热片由铝合金散热片坯料形成，该铝合金散热片坯料优选包含约0.7～1.2％的Si，更优选约0.8～1.1％的Si，约1.9～2.4％的Fe，更优选约2.0～2.2％的Fe，约0.6～1.0％的Mn，更优选约0.6～0.8％的Mn，最多约0.5％的Mg，更优选最多约0.2％的Mg，最多约2.5％的Zn，更优选最多约1.5％的Zn，最多约0.10％的Ti，更优选最多约0.05％的Ti，最多约0.05％的In，更优选最多约0.03％的In，余量包含Al和可容许的杂质。
上述散热片中的任何附带元素或可容许杂质优选包含以下元素最多约0.2％的Cu，更优选最多约0.05％的Cu、最多约0.2％的Zr、更优选最多约0.05％的Zr、最多约0.05％的Cr、最多约0.3％的Ni、更优选最多约0.05％的Ni，并且所有的可容许杂质的总量优选不超过约0.4％，更优选不超过约0.10％。
作为本发明的另一实施方案，一种钎焊铝质热交换器包括被构建用于容纳冷却剂的至少一个箱体；与至少一个箱体连接的集管板，该集管板包含用于接收多个基本上平行的载流导管的多个孔，每个载流导管从集管板中的多个孔中的一个基本上垂直延伸，并且被构建用于接收穿过其中的冷却剂；和设置在多个载流导管之间的多个散热片，散热片与多个载流导管处于热连通(thermal communication)，并且，为了使流体在载流导管中循环时冷却，被构建为从其中将热传导走。多个散热片由铝合金散热片坯料形成，该铝合金散热片坯料包含约0.7～1.2％的Si，更优选约0.8～1.1％的Si，约1.9～2.4％的Fe、更优选约2.0～2.2％的Fe，约0.6～1.0％的Mn，更优选约0.6～0.8％的Mn，最多约0.5％的Mg，更优选最多约0.2％的Mg，最多约2.5％的Zn，更优选最多约1.5％的Zn，最多约0.10％的Ti，更优选最多约0.05％的Ti，最多约0.05％的In，更优选最多约0.03％的In，余量包含Al和可容许的杂质。
作为本发明的另一实施方案，一种从优选包含约0.7～1.2％的Si，更优选约0.8～1.1％的Si，约1.9～2.4％的Fe，更优选约2.0～2.2％的Fe，约0.6～1.0％的Mn，更优选约0.6～0.8％的Mn，最多约0.5％的Mg，更优选最多约0.2％的Mg，最多约2.5％的Zn，更优选最多约1.5％的Zn，最多约0.10％的Ti，更优选最多约0.05％的Ti，最多约0.05％的In，更优选最多约0.03％的In，余量包含Al和可容许的杂质的合金制造铝合金散热片坯料的方法包括以下步骤通过具有大于约300℃/秒的平均冷却速率的受控连续带坯铸造，将合金铸造成厚度优选为约2～10mm、更优选为5～9mm的带坯，同时，在熔融金属传送和供给系统中基本上避免使得在熔融金属离开铸造机末端之前金属间化合物能够形核的温度，并基本上消除粗大共晶中心线偏析的形成；在一个或更多个道次中将带坯冷轧到约1～4mm的第一中间退火规格；在约300～450℃的温度下对带坯施加第一中间退火约1～10小时，更优选在约330～400℃的温度下退火约1～6小时；将带坯冷轧到约0.05～0.2mm的最终中间退火规格；在优选约300～450℃的温度下对带坯施加最终中间退火约1～10小时，更优选在约330～400℃的温度下退火约1～6小时；用优选约15～50％、更优选约15～35％的压缩率将带坯冷轧到最终规格。
本发明制造方法在施加第一中间退火以及在该第一中间退火之后进一步冷压延带坯的步骤之后且在将带坯冷轧到最终中间退火规格的步骤之前还可包含至少一次附加中间退火。例如，可以在第一中间退火后用至少约70％的压缩率将带坯冷轧到第二中间退火规格，将其在约300～450℃的温度下退火1～10小时、更优选在约330～400℃的温度下退火1～6小时，然后通过使用至少70％的压缩率将其再次冷轧到最终中间退火规格，然后是在约300～450℃的温度下、更优选在约330～400℃的温度下最终中间退火约1～6小时，然后冷轧到最终规格。
作为制造工序中的另一选择，可以在最终规格材料上执行称为后退火(back-anneal)的最终部分退火。这种后退火的一种可能的目的是可能使散热片坯料具有更好的可加工性。这种可选的最终后退火优选包含在约150～240℃的温度下加热带材卷(coil)约1～12小时。
通过结合附图阅读优选实施方案的以下说明，可以得到对本发明的全面理解，其中，图1是钎焊热交换器的一部分的等距视图。
图2是表示根据本发明的散热片坯料的制造方法的步骤的流程图。
具体实施例方式
已发现根据本发明的制造方法制造的散热片坯料和得到的诸如热交换器散热片和钎焊热交换器的产品表现出期望的钎焊后强度、导热性和自身耐蚀性的组合，这种组合是当前用于钎焊铝质热交换器中的常规散热片坯料材料所不具备的。
由于汽车制造商致力于减轻他们制造的车辆的重量，因此诸如图1中所示的汽车散热器2的钎焊铝质热交换器受到日益平格的尺寸和重量要求。降低这种热交换器的重量的最普通的方式是减小它们的构件的尺寸，包括减小规格并因此减轻热交换器冷却散热片4的重量。但在本领域中公知，减小散热片4的规格导致载热能力降低，因而导致热交换器效率降低。因此，如果要使热交换器的效率和寿命不受到损害，减小散热片4的规格需要适当增加导热率同时保持足够水平的钎焊后强度和自身耐蚀性。
在本发明中发现，通过仔细选择散热片坯料合金组成并控制包括铸造方法、铸造参数和随后的加工工艺的制造方法，可以制造出表现出这些期望的改良钎焊后特性的散热片坯料。如图1所示，冷却散热片4和使用多个由这种散热片坯料制成的冷却散热片4的钎焊铝质热交换器2同样表现出上述期望的特性。
如图1所示，根据本发明的钎焊铝质热交换器2包含多个载流导管6。载流导管6的端部对集管板8和箱体10开放(图1中示出载流导管6的一端、一个集管板8和一个箱体10)。冷却剂从箱体10穿过载流导管6循环到另一箱体(未示出)中。如图所示，为了从以下的示例性散热片坯料制成的多个冷却散热片4将热转移走由此促进冷却其中的流体的热交换，这些冷却散热片4被设置在载流导管6之间。
示例性散热片坯料合金的组成优选包含约0.7～1.2％的Si，更优选约0.8～1.1％的Si，约1.9～2.4％的Fe，更优选约2.0～2.2％的Fe，约0.6～1.0％的Mn，更优选约0.6～0.8％的Mn，最多约0.5％的Mg，更优选最多约0.2％的Mg，最多约2.5％的Zn，更优选最多约1.5％的Zn，最多约0.10％的Ti，更优选最多约0.05％的Ti，最多约0.05％的In，更优选最多约0.03％的In，余量包含Al和可容许的杂质。
散热片坯料中的附带元素或可容许杂质优选包含以下元素最多约0.2％的Cu，更优选最多约0.05％的Cu，最多约0.2％的Zr，更优选最多约0.05％的Zr，最多约0.05％的Cr，最多约0.3％的Ni，更优选最多约0.05％的Ni，并且所有的可容许杂质的总量优选不超过约0.4％，更优选不超过约0.10％。
现在将解释在示例性散热片坯料中使用上述合金组成中的每一种的目的以及限制其中每一种的含量的原因。
硅同时对颗粒强化和固溶强化有贡献。Si含量不足，例如，少于约0.7％，导致强化降低，然而太多的Si，例如，多于约1.2％，导致导热率下降和熔融温度下降，这种降低的熔化温度在钎焊操作中对热交换器造成不利影响。
合金中的铁在铸造过程中形成有助于颗粒强化的相对较小的金属间化合物粒子。少于约1.9％的Fe不能完全利用强化效果，同时，超过约2.4％的Fe导致形成较大的一次金属间化合物粒子，这种较大的一次金属间化合物粒子会限制将合金冷轧成希望的最终规格的能力。Fe在铝中具有非常低的溶度，因此其对传导性的影响相对较小。约2.0～2.2％的铁较好的兼顾了钎焊后强度和易制造性的平衡。
锰对散热片坯料的固溶强化和颗粒强化有贡献。但众所周知，固溶体中的Mn对传导性具有负面影响。在本发明中已发现，在诸如示例性散热片坯料的Fe和Si含量较高的合金中，约0.6～1.0％的Mn水平有益于强化和自身耐蚀性而对传导性没有大的负面影响。约0.6～0.8％的Mn的优选范围提供传导性与其它产品属性的最佳平衡。
镁提高冷却散热片的钎焊后强度，因此，最多约0.5％的Mg水平是可接受并对强化有益的。但是，为了避免对可钎焊性(brazeability)产生不利影响，例如使用诸如5010 North Skiatook Road，Catoosa，Oklahoma的Solvay Fluorides Incorporated生产的NOCOLOK焊剂的常规CAB钎焊焊剂会妨碍钎焊能力，Mg优选保持较低的水平，优选小于约0.2％。
锌影响散热片坯料的腐蚀电位。通过降低散热片坯料的腐蚀电位，Zn具有导致散热片充当牺牲阳极的效果，由此为它们被钎焊到的热交换器的导管提供腐蚀保护。锌对强度和导热性具有可检测但相对较小的影响。为此，添加导管的阴极保护所需要的最少量的Zn。通常情况下这将需要至少约0.3％的Zn。多于约1.5％的Zn将对传导性和自身腐蚀速率产生影响。但在一些情况下，在损失传导性和自身腐蚀性能的条件下可能希望具有例如最多约2.5％的Zn的较高的Zn含量。
铟在散热片坯料中的功能类似于Zn，用于降低散热片坯料的腐蚀电位并由此提供牺牲阳极效果。当与Zn一起使用或代替Zn使用时，In可实现与Zn相同的功能。但是，出于成本和废料循环(scrap loop)的原因，In不如Zn理想。当使用In时，它应处于小于约0.05％的水平，并且，通过使In含量保持小于约0.03％，可以获得最大的益处。
钛可在铸造过程中用作晶粒细化添加剂，以帮助铸造过程并帮助使中心线偏析最小化。但是，固溶体中的Ti对传导性具有负面影响。因此，仅使用晶粒细化所需要的最少的量。它优选少于约0.10％，更优选少于约0.05％。
Cu可提高散热片材料的钎焊后强度，但是，它可对散热片的腐蚀电位以及对散热片自身腐蚀特性具有有害的影响。为此，虽然为了强度可添加最多约0.2％，但Cu含量优选保持在低于约0.05％的水平。
锆可被添加到散热片合金中，以帮助控制钎焊后晶粒尺寸和形状。为此，可以将最多约0.2％的Zr加入本发明的散热片坯料合金中。但是，已发现在这种合金中控制晶粒结构是相当容易的。因此，一般不需要Zr，并且优选少于约0.05％的水平。
Cr可能会增加少量的强度。但是，已知Cr会降低传导性。因此，Cr含量应优选保持低于约0.05％。
Ni已被证明促进强度而对传导性没有大的有害影响。但众所周知对散热片的自身腐蚀特性具有负面影响。可以想象，在一些特定的情况下可容许最多例如约0.3％的Ni，但是，Ni一般应保持少于约0.05％。
除了仔细选择合金组成本身，本发明还依赖于精确选择适于由示例性合金组合物生产散热片坯料的再轧(re-roll)生产所适用的连续铸造参数。这些参数包括例如熔融金属温度、冷却速率、铸造速度、铸造规格和铸造机器供给末端的位置。例如，需要以生产这样一种合金带的方式执行铸造，即，该合金带基本上没有诸如一次含Fe金属间化合物的粗大金属间化合物且没有中心线偏析形式的大的共晶偏析带。
如美国专利No.6620265中讨论的那样，可以认为具有示例性合金组成的铸件坯料(cast stock)会导致不能接受的制造特性，诸如带坯由于例如一次含Fe粒子而在冷轧过程中破裂。另外，美国专利No.6620265指出，根据本发明的散热片坯料会在钎焊热循环中表现出过度下垂(droop)，会具有不能接受的自身腐蚀特性并会在钎焊过程中出现熔化。但是，已发现仔细选择和控制铸造条件并使用根据本发明的制造方法可以克服这些问题，并且，除了别的特性外，能够生产具有钎焊后强度、导热性和耐蚀性的高度希望的组合的散热片坯料。
如图2所示，通过使用包括将示例性合金连续铸造成带坯的第一步骤11的制造方法制造示例性散热片坯料。示例性带坯优选为使用任何已知或适当的双辊铸造机器(twin-roll casting machine)的双辊铸件，该双辊铸造机器在适当选择铸造条件和铸造机轧制脱模剂(caster roll release agent)时将在凝固过程中提供必需的最小冷却速率。优选的最小冷却速率为约300℃/秒。如图所示，通过包括多道次冷轧(pass cold rolling)(参见例如步骤12、可选步骤13A、步骤14和步骤16)并使用一次或更多次中间部分退火(参见例如步骤13、任选的步骤13B和步骤15)和可选的最终部分退火(参见步骤16A)从该双辊铸件带坯制造得到散热片坯料。
图2中示出的示例性制造方法从将示例性合金铸造为厚度优选为约2～10mm、更优选约5～9mm的带坯的步骤11开始。在仔细控制从炉子到铸造机的熔融金属温度同时，连续铸造示例性带坯。为了便于说明，没有示出炉子和铸造机。
根据特定的合金组成，控制从炉子到铸造机的熔融金属温度会要求将熔融金属的最低温度保持在约695～750℃的范围内。以基本上避免形成粗大一次含铁金属间化合物或大的共晶偏析带的方式执行示例性带坯铸造步骤11。为了使合金固化同时不以会导致富溶质液体在带坯的中面(mid-plane)附近偏析的方式使半固态金属变形，这至少需要控制诸如规格、速度和末端(tip)位置的铸造条件。
继续参照图2，示例性制造方法的下一个步骤包括在一个或更多个道次中将铸件带坯冷轧成第一中间退火规格12。该规格的厚度优选为约1～4mm。下一个步骤是施加第一中间退火13。第一中间退火优选在约300～450℃的温度下保温约1～10小时，更优选在约330～400℃的温度下保温约1～6小时。
在一个实施方案中，然后在几个道次中将带坯冷轧成优选约0.05～0.2mm的最终中间退火规格14。然后施加最终中间退火15，条件同样为，优选在约300～450℃的温度下保温约1～10小时，更优选在约330～400℃的温度下保温约1～6小时。最后，将合金带坯冷轧成最终规格16。示例性最终冷轧步骤优选使用约15～50％的压缩率，更优选使用约15～35％的压缩率。如示出的那样，可以在冷轧到最终规格16的步骤之后使用可选的最终部分退火16A。该最终部分退火16A优选由在约150～240℃的温度下将产品加热约1～12小时构成。
除了连续带坯铸造11、冷轧到第一中间退火规格12、施加第一中间退火13、冷轧到最终中间退火规格14和施加最终中间退火15的步骤之外，制造方法的替代实施方案还可选进一步包括冷轧到至少一种附加的中间退火规格13A和带坯的至少一次附加中间退火13B的另外步骤。如果使用，这些制造步骤出现在施加第一中间退火13的步骤之后、将带坯冷轧到最终中间退火规格14的步骤之前。使用这些附加的制造步骤的优选实施方案将包括在第一中间退火13之后，用至少约70％的优选压缩率将带坯冷轧到第二中间退火规格13A，和优选在约300～450℃的温度下施加第二中间退火13B约1～10小时，更优选在约330～400℃的温度下保温约1～6小时。第二中间退火之后优选冷压延(cold reduction)至少约70％到最终中间退火规格14。
通过参照下面的实施例，该实施例概括了与常规的散热片坯料相比根据本发明制造的散热片坯料的钎焊后强度、导热性和腐蚀特性，可以证实并进一步说明和理解本发明的意想不到的、有利的属性。提供该实施例是为了解释，决不是为了限制。
(实施例)在商业的双锟铸造机上铸造这些合金。仔细控制铸造条件，以最大程度上减少会对轻型规格制造有害的粗大金属间化合物或中心线偏析形式的金属间化合物的团簇的产生。在整个铸件上，铸造末端(tip)的入口处的熔融金属温度保持在700℃或700℃以上。合金被铸成厚度为约7mm、宽度为约1070mm的板材。板材的铸造速率为约760mm/min。
在表1中以重量百分比给出三种合金中每一种的成分。
表1
然后，通过以下制造工艺在商业铝板轧机中将三种铸造板材中的每一种处理成0.05mm规格的散热片坯料
1)在几个道次中从约7mm冷轧到1.8mm；2)在约360℃的温度下退火约3小时；3)在几个道次中从约1.8mm冷轧到0.062mm；4)在约360℃的温度下退火约5小时；5)冷轧到0.05mm。
这些材料然后进行两个不同的钎焊热循环。一个是常规型的钎焊热循环(称为循环A)。循环A包含在高于约590℃的温度下保温(soak)约4-1/4分钟，其峰值金属温度为约595℃，在低于约500℃的温度下冷却速率为约70℃/分钟。第二钎焊热循环是更短的钎焊循环(称为循环B)。循环B包含在高于约590℃的温度下保温约3分钟，其峰值金属温度为约598℃，在低于约500℃的温度下冷却速率为约190℃/分钟。
在这两个循环后测量这些材料的钎焊后拉伸强度、电导率和腐蚀特性。通过使用ASTM E345 B型试样沿纵向测量拉伸数据。通过使用本领域中常用的电位降技术从电阻率的测量计算电导率。根据ASTMG69进行腐蚀电位测量。在ASTM B117中性盐雾室(neutral saltspraycabinet)中暴露一周后，通过测量重量损失进行自身腐蚀测量。在表2中报告这些试验中的每一个的结果。
表2
可以看出，这些材料的钎焊后传导性依赖于使用的钎焊循环，对这一点这样理解从钎焊温度的冷却速率影响保留在固溶体中的元素的量，使得更高的冷却速率捕获更多的溶质并降低传导性。该数据证实这样一种事实，即，通过本发明发现的散热片坯料和制造方法对诸如AA3003+1.4 Zn型散热片坯料的常规散热片坯料材料提供改进。例如，钎焊热循环A后的典型AA3003+1.4Zn型散热片坯料具有约128MPa的UTS、约52MPa的YS，但仅有约40％IACS的传导性。典型的AA3003+1.4Zn合金的自身腐蚀速率大致与本发明合金的相同，并且AA3003+1.4Zn散热片的溶体势(solution potential)为约-760mV。并且，本发明的粗大晶粒尺寸可用于抵抗钎焊操作中散热片的下垂。
总之，该实验清楚地表明，与常规的3003+Zn散热片坯料相比，由本发明的制造方法和得到的散热片坯料制成的用于钎焊热交换器的散热片表现出更加吸引人的钎焊后强度、导热性和耐蚀性的组合。
虽然已详细说明了本发明的具体实施方案，但本领域技术人员可以理解，除了以上讨论的以外，可以根据本公开的总体教导发展这些细节的各种变更和替代方案。因此，公开的特定配置仅是为了举例说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明的范围是由所附的权利要求书及其所有的等同物的全部范围给出。
权利要求
1.一种散热片坯料，包含铝合金，该铝合金包含约0.7～1.2％的Si，约1.9～2.4％的Fe，约0.6～1.0％的Mn，最多约0.5％的Mg，最多约2.5％的Zn，最多约0.10％的Ti，最多约0.05％的In，余量包含Al和可容许的杂质。
2.根据权利要求1的散热片坯料，其特征在于，所述可容许的杂质包含以下元素中的至少一种最多约0.2％的Cu，最多约0.2％的Zr，最多约0.05％的Cr和最多约0.3％的Ni，所述可容许的杂质的总量不超过约0.4％。
3.根据权利要求2的散热片坯料，其特征在于，所述可容许的杂质包含最多约0.05％的Cu，最多约0.05％的Zr，最多约0.05％的Cr和最多约0.05％的Ni，所述可容许的杂质的总量不超过约0.10％。
4.根据权利要求2的散热片坯料，其特征在于，所述铝合金包含约0.8～1.1％的Si，约2.0～2.2％的Fe，约0.6～0.8％的Mn，最多约1.5％的Zn，最多约0.2％的Mg，最多约0.05％的Ti和最多约0.03％的In。
5.根据权利要求4的散热片坯料，其特征在于，所述可容许的杂质包含最多约0.05％的Cu，最多约0.05％的Zr，最多约0.05％的Cr和最多约0.05％的Ni，所述可容许的杂质的总量不超过约0.10％。
6.根据权利要求1的散热片坯料，具有大于约48％IACS的钎焊后电导率。
7.根据权利要求6的散热片坯料，其特征在于，所述钎焊后电导率大于约50％IACS。
8.根据权利要求6的散热片坯料，具有大于约120MPa的钎焊后极限抗拉强度。
9.根据权利要求8的散热片坯料，其特征在于，所述钎焊后极限抗拉强度大于约130MPa。
10.一种用于热交换器的散热片，包含铝合金散热片坯料，该铝合金散热片坯料包含约0.7～1.2％的Si，约1.9～2.4％的Fe，约0.6～1.0％的Mn，最多约0.5％的Mg，最多约2.5％的Zn，最多约0.10％的Ti，最多约0.05％的In，余量包含Al和可容许的杂质。
11.根据权利要求10的散热片，其特征在于，所述可容许的杂质包含以下元素中的至少一种最多约0.2％的Cu，最多约0.2％的Zr，最多约0.05％的Cr和最多约0.3％的Ni，所述可容许的杂质的总量不超过约0.4％。
12.根据权利要求11的散热片，其特征在于，所述可容许的杂质包含最多约0.05％的Cu，最多约0.05％的Zr，最多约0.05％的Cr和最多约0.05％的Ni，所述可容许的杂质的总量不超过约0.10％。
13.根据权利要求11的散热片，其特征在于，所述铝合金包含约0.8～1.1％的Si，约2.0～2.2％的Fe，约0.6～0.8％的Mn，最多约1.5％的Zn，最多约0.2％的Mg，最多约0.05％的Ti和最多约0.03％的In。
14.一种钎焊铝质热交换器，包括构建用于容纳冷却剂的至少一个箱体；与所述至少一个箱体连接的集管板，所述集管板包含多个孔；多个基本上平行的载流导管，每个载流导管从所述集管板中的所述多个孔中的一个基本上垂直延伸，并且构建用以接收穿过其中的冷却剂；和设置在所述多个载流导管之间的多个散热片，所述散热片与所述多个载流导管处于热连通，并且构建用于从载流导管中将热传导走，以便在冷却剂在载流导管中循环时使冷却剂冷却，所述多个散热片包含铝合金散热片坯料，该铝合金散热片坯料包含约0.7～1.2％的Si，约1.9～2.4％的Fe，约0.6～1.0％的Mn，最多约0.5％的Mg，最多约2.5％的Zn，最多约0.10％的Ti和最多约0.05％的In，余量包含Al和可容许的杂质。
15.根据权利要求14的热交换器，其特征在于，所述可容许的杂质包含以下元素中的至少一种最多约0.2％的Cu，最多约0.2％的Zr，最多约0.05％的Cr和最多约0.3％的Ni，所述可容许的杂质的总量不超过约0.4％。
16.根据权利要求15的热交换器，其特征在于，所述可容许的杂质包含最多约0.05％的Cu，最多约0.05％的Zr，最多约0.05％的Cr和最多约0.05％的Ni，所述可容许的杂质的总量不超过约0.10％。
17.根据权利要求15的热交换器，其特征在于，所述铝合金包含约0.8～1.1％的Si，约2.0～2.2％的Fe，约0.6～0.8％的Mn，最多约1.5％的Zn，最多约0.2％的Mg(可选)，最多约0.05％的Ti和最多约0.03％的In。
18.一种由合金制造铝合金散热片坯料的方法，该合金包含约0.7～1.2％的Si，约1.9～2.4％的Fe，约0.6～1.0％的Mn，最多约0.5％的Mg，最多约2.5％的Zn，最多约0.10％的Ti，最多约0.05％的In，余量包含Al和可容许的杂质，该方法包括以下步骤提供金属传送系统和铸造机，所述铸造机具有用于对所述合金进行带坯铸造的铸造机末端；通过具有大于约300℃/秒的平均冷却速率的受控连续带坯铸造，将所述合金铸造成厚度为约2～10mm的带坯，同时，在所述金属传送系统中基本上避免使得在离开所述铸造机末端之前金属间化合物能够形核的温度，并基本上消除粗大共晶中心线偏析的形成；在至少一个道次中将所述带坯冷轧到约1～4mm的第一中间退火规格；在约300～450℃的温度下对所述带坯施加第一中间退火约1～10小时；将所述带坯冷轧到约0.05～0.2mm的最终中间退火规格；在约300～450℃的温度下对所述带坯施加最终中间退火约1～10小时；用约15～50％的压缩率将所述带坯冷轧到最终规格。
19.根据权利要求18的方法，该方法还包括以下步骤施加所述最终规格的部分退火，所述部分退火是在约150～240℃的温度下持续约1～12小时。
20.根据权利要求18的方法，该方法还包括在所述施加所述第一中间退火的步骤后的至少约70％的冷压延之后且在将所述带坯冷轧到所述最终中间退火规格的所述步骤之前的至少一次附加中间退火的步骤，在约300～450℃的温度下实施所述至少一次附加中间退火约1～10小时。
21.根据权利要求20的方法，该方法还包括以下步骤在约330～400℃的温度下施加所述至少一次附加中间退火约1～6小时。
22.根据权利要求21的方法，其特征在于，所述附加中间退火中的所述带坯的所述规格足以通过随后冷压延至少70％达到所述最终中间规格。
23.根据权利要求18的方法，其特征在于，通过所述将所述合金铸造成带坯的步骤铸造的所述带坯的厚度为约5～9mm。
24.根据权利要求18的方法，其特征在于，在约330～400℃的温度下进行所述施加第一中间退火和施加第二中间退火的步骤约1～6小时。
25.根据权利要求18的方法，其特征在于，所述将所述带坯冷轧到最终规格的步骤使用约15～35％的压缩率。
26.根据权利要求18的方法，其特征在于，所述散热片坯料合金中的所述可容许的杂质包含以下元素中的至少一种最多约0.2％的Cu，最多约0.2％的Zr，最多约0.05％的Cr和最多约0.3％的Ni，所述可容许的杂质的总量不超过约0.4％。
27.根据权利要求26的方法，其特征在于，所述散热片坯料是由包含约0.8～1.1％的Si，约2.0～2.2％的Fe，约0.6～0.8％的Mn，最多约1.5％的Zn，最多约0.2％的Mg，最多约0.05％的Ti和最多约0.03％的In，余量包含Al和所述可容许的杂质的合金制造的。
28.根据权利要求27的方法，其特征在于，所述可容许的杂质包含最多约0.05％的Cu，最多约0.05％的Zr，最多约0.05％的Cr和最多约0.05％的Ni，所述可容许的杂质的总量不超过约0.10％。
全文摘要
一种高传导性散热片坯料合金适用于钎焊铝质热交换器。该散热片坯料包含一种铝合金，该铝合包含约0.7～1.2％的Si，约1.9～2.4％的Fe，约0.6～1.0％的Mn，最多约0.5％的Mg，最多约2.5％的Zn，最多约0.10％的Ti和最多约0.05％的In，余量包含Al和可容许的杂质。从上述铝合金制造散热片坯料的方法包括在大于约300℃/秒的平均冷却速率下将合金连续铸造成厚度为约2～10mm的带坯。然后，通过在约300～450℃的温度下使用一次或更多次中间部分退火，对带坯进行多道次冷轧。还公开了由上述散热片坯料制成的散热片。还公开了含有由上述散热片坯料制成的冷却散热片的钎焊铝质热交换器。
文档编号F28F21/08GK1918310SQ200480041711
公开日2007年2月21日 申请日期2004年12月9日 优先权日2004年1月12日
发明者S·鲍曼 申请人:美铝公司