冷軋釬焊板的組織和性能研究

黎勇 張莉 石玉珍

摘要：鋁合金釬焊板是一種高附加值的層狀金屬復(fù)合材料，具有重量輕、耐腐蝕、釬焊性好、熱導(dǎo)性好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于汽車、電子電器、化工、柴油機(jī)械等領(lǐng)域制造熱交換器，如水箱散熱器、蒸發(fā)器、空調(diào)冷凝器、暖風(fēng)機(jī)、電器元件散熱器等。熱軋復(fù)合是目前生產(chǎn)鋁合金釬焊板的主要方法，該方法將兩種或多種異類金屬板坯互相疊軋，通過大軋制變形量產(chǎn)生的劇烈塑性變形作用和高溫?zé)嵝?yīng)，使兩種或多種異類金屬板坯產(chǎn)生冶金結(jié)合， 獲得鋁合金釬焊板。

關(guān)鍵詞：釬焊板；性能研究

由于熱軋復(fù)合所使用的原料較厚，生產(chǎn)出的復(fù)合釬焊鋁箔的包覆層厚度波動較大，影響了產(chǎn)品的釬焊性能，造成產(chǎn)品的成材率降低。鋁基冷軋復(fù)合技術(shù)在20世紀(jì)50年代由英、美、德率先開始研究，主要流程有組元金屬表面預(yù)處理、軋制復(fù)合、等溫擴(kuò)散處理，三步解決了軋制復(fù)合簡化了生產(chǎn)流程，提高了生產(chǎn)效率，降低了成本，并且組元層間的包覆比極其均勻，尺寸精確，性能穩(wěn)定，可以稱之為是一種多快好省的加工技術(shù)。目前，日本、美國等國家已經(jīng)主要采用冷軋復(fù)合法生產(chǎn)汽車鋁散熱器用復(fù)合箔。今后國內(nèi)采用冷軋復(fù)合法取代熱軋復(fù)合法已是必然。但對于冷軋來說，常遇到的問題是板型控制困難，軋件易邊裂，首道次壓下量大以及由于變形抗力大導(dǎo)致金屬的橫向斷裂和變形不穩(wěn)定。

1、試驗材料與方法

冷軋復(fù)合4343/3003/7072鋁合金釬焊板用材料為3003、4343和7072鋁合金鑄軋卷。

4343/3003/7072鋁合金釬焊板的熱軋復(fù)合生產(chǎn)工藝步驟如下：

（1）對4343皮材、7072皮材鋁合金帶卷和3003 芯材鋁合金帶卷分別進(jìn)行冷軋，得到0.5mm 厚的4343 皮材鋁合金冷軋帶，0.5mm 厚的7072皮材鋁合金冷軋帶，5.0mm 厚的3003 芯材鋁合金冷軋帶，對冷軋后的皮材鋁合金和芯材鋁合金軋帶于400℃退火2h ；

（2）將退火后的4045 皮材鋁合金和3003 芯材鋁合金軋帶的表面清洗去油，用沙帶或鋼絲刷清理干凈，將清洗后的皮材鋁合金和芯材鋁合金軋帶加熱到250℃進(jìn)行軋制復(fù)合，控制壓下率為40%，得到3.6mm 厚的鋁合金復(fù)合帶；

（3）對鋁合金復(fù)合帶于350℃退火處理4h，控制冷軋總壓下率為95.2%，冷軋4道次，得到0.3mm 厚的成品鋁合金復(fù)合箔。

對4343/3003/7072鋁合金釬焊板取金相試樣，試樣經(jīng)磨制、拋光和腐蝕后，在金相顯微鏡上進(jìn)行顯微組織觀察，測量鋁合金釬焊板包覆層的厚度，并計算包覆率，即單面包覆層厚度占鋁合金釬焊板總厚度的百分比（ 包覆率= A/ B ×100%） ，如圖1 所示。在鋁合金釬焊板上沿軋制方向取樣并加工成標(biāo)準(zhǔn)矩形拉伸試樣，如圖2 所示，在電子拉伸試驗機(jī)上進(jìn)行室溫拉伸，拉伸速度為2 mm/ min，檢測鋁合金釬焊板的抗拉強(qiáng)度和伸長率。

2、實驗結(jié)果與分析

2.1 鋁合金釬焊板的包覆率

鋁合金釬焊板的基體金屬為3003 鋁合金，包覆層分別為4343 鋁合金和7072 鋁合金。從圖3 可見，鋁合金釬焊板的復(fù)合界面平整，包覆層厚度均勻，表明鋁合金釬焊板的復(fù)合質(zhì)量良好。鋁合金釬焊板的總厚度為0.3mm，其中4343 鋁合金和7072 鋁合金的包覆厚度分別為0.029mm 和0.028mm，對應(yīng)的包覆率分別為9.6%和9.3%。

2.2 鋁合金釬焊板的顯微組織

從圖4 可見，鋁合金釬焊板中4343/3003、3003/7072的復(fù)合界面清晰，界面結(jié)合良好，沒有裂紋、夾渣、孔洞等缺陷。

冷軋復(fù)合前，對基體3003 鋁合金和包覆層4343鋁合金、7072 鋁合金卷帶材都進(jìn)行了均勻化處理和表面預(yù)處理。均勻化處理可以緩解鑄軋應(yīng)力，改善鑄軋組織，減輕板坯內(nèi)部成分偏析，并降低變形抗力。表面預(yù)處理清洗板坯表面油污，用沙帶或鋼絲刷清理干凈，形成了良好的平直金屬界面，有利于冷軋復(fù)合時基體金屬和包覆層金屬形成緊密的物理接觸，便于原子擴(kuò)散，實現(xiàn)冶金復(fù)合。

3、結(jié)論

（1）4343/3003/7072 鋁合金釬焊板的復(fù)合界面平整，界面結(jié)合良好，包覆層厚度均勻，其中4343 和7072 鋁合金的包覆率分別為9. 6%和9.3%；

（2）4343/3003/7072 鋁合金釬焊板的抗拉強(qiáng)度為215MPa，伸長率為3.2%。

（3）直接采用冷、溫軋復(fù)合法，即將皮材鋁合金和芯材鋁合金在室溫或略高于室溫的條件下進(jìn)行在線連續(xù)冷、溫軋復(fù)合，省去了常規(guī)生產(chǎn)工藝中的鑄錠、熱軋開坯、組坯焊接，熱軋復(fù)合等復(fù)雜工藝過程，節(jié)能降耗，同時也避免了熱軋復(fù)合過程給產(chǎn)品質(zhì)量帶來的不良影響；

（4）在對復(fù)合帶進(jìn)一步軋薄過程中，通過控制成品前熱處理工藝和冷軋成品道次變形率來獲得高的厚度精度和高的物理、化學(xué)性能的鋁合金復(fù)合箔。

（作者單位：江蘇鼎勝新能源材料股份有限公司）