热处理工艺对钎焊复合带材耐熔蚀性能的影响.pdf
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1、0前言减薄、高强度、长寿命是汽车热交换器用钎焊铝材的发展趋势1。过去,层叠蒸发器管片主要使用0.40.5 mm厚的复合带材,要求材料具有良好的冲压性能,同时又要求材料钎焊性能良好,钎焊后有中等强度、良好的耐腐蚀性能。层叠蒸发器管片用复合带材厚度进一步减薄后,对材料的冲压性能、钎焊耐熔蚀性能、钎焊后强度和耐腐蚀性能等提出了更高的要求2-3。本文通过对两种热处理工艺制得的层叠式蒸发器管片用0.27 mm厚的复合带材进行钎焊前、后力学性能测试、带材和模拟冲杯件钎焊后熔蚀性能测试,对比研究了两种热处理工艺制得的蒸发器管片用0.27 mm厚的复合带材耐熔蚀性能,并对耐熔蚀机理进行了探讨分析。1试验方案1
2、.1 材料制备采用99.7%普通铝锭、速熔硅、Al-Si中间合金、Al-Cu中间合金、锰剂等原材料,熔铸成4343合金钎焊材、Al-Mn-Cu合金芯材等两种板锭,钎焊材板锭经铣面、加热和热轧切板,得到钎焊材板块。钎焊材、芯材合金的化学成分见表1。表1试验材合金成分(质量分数/%)材料种类4343钎焊材Al-Mn-Cu芯材Si7.760.11Fe0.170.19Cu0.010.41Mn0.011.37Zn0.010.03Al余量余量采取两种热处理工艺路线制成0.27 mm厚的复合带材,如下:带材 1(O 态):芯材板锭高温均热处理(600 10 h)铣面与4343合金钎焊材板块焊合成复合板锭(1
3、0%4343/Al-Mn-Cu/10%4343,单 面 复 合 比(102)%)加 热(500 3 h)热轧成6.0 mm厚的带卷冷轧切边冷轧 至 0.27 mm 厚 的 成 品 完 全 再 结 晶 退 火(400 2 h);带材2(H24态):芯材板锭铣面与4343热处理工艺对钎焊复合带材耐熔蚀性能的影响卢紫琼,郭飞跃,桂良宝,杨杰,吴佳丽(乳源东阳光优艾希杰精箔有限公司,韶关 512721)摘要:采用金相显微镜、拉伸试验、模拟冲杯和钎焊试验等手段,研究了两种热处理工艺制得的蒸发器管片料用复合带材钎焊前后的力学性能、断面晶粒组织和微观组织。结果表明:对于0.27 mm厚的蒸发器管片用复合带材
4、,H24态成品钎焊后更容易获得粗大的芯材晶粒组织。带材及模拟冲杯件钎焊时,钎料向芯层渗透主要以晶界渗透为主,熔蚀轻微;而经过芯材高温均热处理的O态成品钎焊后芯材晶粒细小,模拟冲杯件钎焊时,钎料向芯层渗透主要以晶内渗透为主,熔蚀比较严重。关键词:蒸发器;管片;复合带材;热处理;钎焊;耐熔蚀性能中图分类号:TG146.21文献标识码:A文章编号:1005-4898(2023)04-0043-05doi:10.3969/j.issn.1005-4898.2023.04.10资金项目:广东省铝板带箔加工企业研究院项目(2014B090903012)。作者简介:卢紫琼(1979-),女,福建漳州人,大学
5、本科,主要从事高性能铝合金材料技术开发。收稿日期:2022-10-282023年第4期总第273期铝加工深加工及其他 43(a)带材1-钎焊前(b)带材2-钎焊前(c)带材1-钎焊后(d)带材2-钎焊后图3复合带材成品钎焊前、钎焊后断面晶粒组织50m50m50m50m卢紫琼,等:热处理工艺对钎焊复合带材耐熔蚀性能的影响深加工及其他合金钎焊材板块焊合成复合板锭(10%4343/Al-Mn-Cu/10%4343,单面复合比(102)%)加热(500 3 h)热轧成6.0 mm厚的带卷冷轧切边冷轧至0.6 mm厚不完全再结晶退火(265 4 h)冷轧至0.27 mm厚的成品完全再结晶退火(290 4
6、 h)。1.2 试验及检测项目将两种 0.27 mm 厚的复合带材成品在 GBW-60B型杯突机试验机模拟冲杯3 mm高,如图1所示。将两种0.27 mm厚的复合带材成品、冲压3 mm杯 高 样 放 在 小 型 钎 焊 炉 中 模 拟 钎 焊 热 处 理(600 3 min),升温曲线如图2所示。在CMT6104万能拉伸试验机上进行带材钎焊前、后拉伸力学性能测试。分别取两种复合带材钎焊前和钎焊后样品、带材模拟冲杯件钎焊前和钎焊后样品,经镶嵌、机械研磨、混合酸侵蚀后,采用GX51金相显微镜观察断面微观组织;断面晶粒观察样品,经镶嵌、机械研磨、电解抛光、阳极覆膜后,采用GX51金相显微镜观察钎焊前
7、、后断面晶粒组织。图1模拟冲杯示意图图2模拟钎焊升温曲线2试验结果与讨论2.1 拉伸力学性能两种热处理工艺路线制得的0.27 mm厚的复合带材成品钎焊前、后力学性能结果见表2:表2 两种热处理工艺路线制得的0.27 mm厚的复合带材成品钎焊前、后力学性能复合带材种类标准带材1(O态)带材2(H24态)钎焊前力学性能抗拉强度/MPa140145180屈服强度/MPa5056155延伸率/%162418钎焊后力学性能抗拉强度/MPa140147144屈服强度/MPa504855延伸率/%2214从钎焊前和钎焊后力学性能测试结果看,两种热处理工艺路线制得的0.27 mm厚的复合带材成品钎焊前、后力学
8、性能均能满足标准要求。带材1(O 态)钎焊前、后抗拉强度分别为 145 MPa、147 MPa;带材2(H24态)钎焊前、后抗拉强度分别为 180 MPa、144 MPa,钎焊前抗拉和屈服强度明显高于带材1。2.2 带材钎焊前、后断面晶粒组织两种热处理工艺路线制得的0.27 mm复合带材成品钎焊前、钎焊后断面晶粒组织见图3。44从复合带材成品钎焊前的断面晶粒组织看,带材1钎焊前的芯材组织均为典型的O态完全再结晶组织(见图3(a),带材2钎焊前的芯材组织为典型的H24态未完全再结晶纤维组织(见图3(b)。观察复合带材成品钎焊后的断面微观组织,发现带材1钎焊后表面熔蚀较严重,而且芯材组织为完全再结
9、晶组织,晶粒细小(见图3(c);而带材2钎焊后表面熔蚀非常轻微,芯材组织为完全再结晶组织,晶粒非常粗大(见图3(d)。2.3 带材和模拟冲杯件钎焊后断面微观组织两种热处理工艺路线制得的0.27 mm复合带材及模拟冲杯件,钎焊后断面微观组织分别见图4、图5和图6,位置A-G见图1模拟冲压示意图。(a)带材1(b)带材2图4复合带材成品钎焊后断面微观组织从复合带材成品钎焊后的断面微观组织看,带材1钎焊后芯材最厚处厚度为206.3m,芯材最窄处厚度为172.0m(图4(a),对应的最大熔蚀比例为约16.6%;带材2钎焊后芯材最厚处厚度为211.9m,芯材最窄处厚度为188.9m(图4(b),对应的最
10、大熔蚀比例为约10.9%。观察模拟冲杯件钎焊后的断面微观组织,发现带材 1 模拟冲杯件钎焊后整体耐熔蚀性能不好,A、B、C、E、F、G位置多处可见非常明显的熔蚀(a)位置A(b)位置B(c)位置C(d)位置D(e)位置E(f)位置F(g)位置G图5带材1模拟冲杯件钎焊后断面微观组织(a)位置A(b)位置B(c)位置C(d)位置D(e)位置E(f)位置F(g)位置G图6带材2模拟冲杯件钎焊后断面微观组织50m50m100m100m100m100m100m100m100m100m100m100m100m100m100m100m2023年第4期总第273期铝加工深加工及其他 45现象,最严重的一处熔
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