合金元素对Al-Mn合金箔带强度的影响(2)
6.3金相组织 28
7分析与讨论 31
8致谢 32
9参考文献 33
1文献综述
1.1国内外技术进展及展望
1.1.1复合铝箔的应用与技术进展
Al-Mn系合金产品广泛应用于食品、饮料、包装、汽车工业。3003是Al-Mn系具有代表性的合金，因添加了Mn比纯铝强度稍强且耐腐蚀，其广泛用于容器、器物、建材方面。与3003相当的合金，而添加1%Mg的3004、3104合金，强度更大，适用于彩色铝、铝罐体、屋顶板、门板等用途。[1]Al-Mn合金作为耐蚀材料是由于Mn溶于基体中形成固溶体时，能降低了金属间化合物与基体间的电位差，可以提高基体的抗腐蚀性。Al-Mn合金广泛地应用于热交换材料，当它们处在如海水等的环境下时，Zn镀层在有水环境下对Al-Mn合金可进行有效保护。Al-Mn合金具有厚度公差小、平直度高、表面光洁、适当的强度和韧性的配合、内部组织均匀稳定、低制耳率等优势，广泛地应用于罐体材料[2]。
美国有关部门测试结果表明,汽车自重减轻10%,油耗可降低8%,废气排放量可减少2 8%。而数据显示,在基本相同的加工成本上,汽车散热器以复合铝箔代替铜合金,质量可以减轻37%~45%[3]铝成本低、资源丰富,本身具有良好的成形性、耐腐蚀、密度小、比强度和比刚度高等优良特性。防腐铝合金可以延长热交换器寿命,从一般的吹冰年延长到八年左右。铝合金极大地促进了汽车轻量化的发展,在汽车热交换器中得到广泛的应用,成为新一代的制造材料。传统的热交换器基本都是由铜合金制造。20世纪80年代由于真空钎焊技术的成熟,铝合金开始大量运用于汽车热交换器中,并且发展迅速。在90年代主要发达国家复合铝箔的使用覆盖率就达到90%以上,日本和[4]美国的汽车空调器完全采用铝材。其中散热器的铝化率,欧洲达到95%,美国达到80%,日本为55%。
随着汽车工业轻质化和低成本化的发展，铝质热交换器得到了广泛的应用汽车热交换器大多采用三层复合钎焊铝箔弯折成散热组块，并在605℃的高温环境下与热交换管钎焊而成典型三层复合铝箔由Al-Mn合金(如:3003)芯材和Al-Si合金(如:4343)皮材热轧焊合而成但是由于钎焊铝箔的总厚度仅为100m左右，其组成的散热组块非常容易在钎焊过程中发生整体塌陷，产生废品抗下垂性是衡量热交换器用铝箔在钎焊过程中抗塌陷能力的性能指标有研究表明，钎焊过程中的Si元素扩散造成了复合箔的塌陷现象，而芯材晶粒大小是影响Si扩散的主要因素通过冷轧工序和中间退火工序的参数优化，可获得大尺寸晶粒，减少Si元素的扩散通道，提高铝箔抗下垂性[3]。论文网
1.1.2 铝合金在汽车散热器中的优势
从铝的特性看，热交换器是最适合于用铝制造的部件[5]。铝散热器的质量比铜质散热器下降37%～45%，铜材价格约6万元/t，铝材2.8万元/t。而两者的加工费几乎相当。因此，日本和美国的汽车空调器几乎完全采用铝材。散热器的铝化率，欧洲达到90%～100%。美国达到70%～80%，日本达到50%～60%。我国也正在大量使用铝制散热器，铝制冷却器、油冷却器、加热器心部等也在迅速普及[5]。根据轻量化、小型化、提高散热性、保证防蚀等的需要，汽车热交换器在结构上积极进行改进，从带有波纹的蛇型改为薄壁并流型、德朗杯型、单箱型等。在材料方面也在积极进行改进，例如为改善因薄壁化导致的强度降低，采用Al-Cu-Mn-Cr-Zr系合金和Al-Mn-Si-Fe系合金；根据牺牲阳极保护作用改进化学成分来进一步提高耐蚀性；开发了多层复合材料（Al-Mn涂层结构）；用钎焊方法进行成分调整等以达到防蚀目的。这些改进技术已达到实用阶段。随着汽车用散热器朝小型、轻量、高性能、低成本、耐用等方向发展，在铜和铝材的对抗中，铝质散热器已占优势，汽车用各类散热器已向铝制品转化[7]。目前，汽车上各类散热器是变形铝合金用量最多的系统，如发动机散热器、机油散热器、中冷器、空调冷凝器和蒸发器等，主要耗用的铝材有各种规格的板、带、箔、复合带箔）、挤制圆管、扁管和多孔扁管、焊接圆管和扁管，品种规格多，质量要求高。各种铝质热交换器和中冷器结构形式及用材.
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