專利名稱：爆炸焊接鋁合金復合釬料的制造方法
爆炸焊接鋁合金復合釬料的制造方法本發明屬于制造汽車散熱器等用兩層和三層鋁合金復合釬料材料領域，主要用于制造這種材料的板材、特別是帶(卷)材和箔(卷)材。
上述復合釬料材料由復層鋁合金(釬料層)和基層鋁合金(結構材料層)組成，分兩層(如4343-3003)和三層(如4343-3003-4343)兩種。它適用于釬焊大面積和接頭密集的鋁質換熱零部件。用此復合釬料材料進行釬焊時，還起加固零部件和簡化裝配過程的作用。
兩層或三層復合釬料材料(板、帶和箔材)的制造方法有兩種軋制復合和爆炸焊接(復合)+軋制。
軋制復合法是將銑面和酸(堿)的復板及基板，用螺栓或點焊法固定成一體，然后在加熱爐中加熱，隨后進行熱軋復合和冷軋，其間經過一次或二次中間退火，最后精軋至成品厚度。由此獲得復合釬料的板、帶和箔(卷)材。
本發明的目的在于提供這種兩層和三層鋁合金復合釬料材料[板、帶和箔(卷)材]的爆炸焊接(復合)+軋制的制造方法。兩相比較，軋制復合法有如下許多缺點(1)軋制復合法需要先銑削基板(鑄造板坯)的六個面和復板的待結合面，然后酸(堿)洗它們的待結合面。爆炸復合+軋制法只需用鋼絲刷刷去兩板坯待結合面上的氧化物和污物。
(2)軋制復合前，兩層和三層板坯疊合后，它們之間用螺栓(或點焊法)固定成一體。如此固定的強度不高。于是熱軋開坯過程中有時會軋偏，即復板和基板發生錯位，從而使整塊板坯報廢。爆炸復合+軋制法不會。
(3)軋制復合法時，第一和第二道次的壓下量必須很大，而爆炸復合+軋制法隨意。
(4)爆炸復合工藝能夠消除板坯中的鑄造應力，從而有效地防止軋制復合法有時出現的熱軋過程中板坯開裂的現象。并可縮短均勻化退火的時間。
(5)爆炸復合+軋制法可使軋制后的復合板(帶)的兩側裂邊由軋制復合法的20-30mm減少到5-10mm。
(6)用爆炸復合法+軋制法生產的該復合釬料全面結合且層間結合強度高，不會出現軋制復合法較常出現的“光帶”現象(即釬料層脫落)。
(7)軋制復合法時，疊合的板坯在加熱的過程中，由于板坯之間存在一空氣層，其中的氧、氮和氫在高溫下必然氧化、氮化和氫化空氣層兩側的鋁。界面上這些鋁的中間化合物的存在，必然影響復板和基板之間的結合強度和使用性能(這也許是出現“光帶”的原因之一)。爆炸復合+軋制法不存在這個問題。
(8)爆炸復合+軋制法能將鋁合金板坯的均勻化退火和熱軋加熱兩道工序結合起來一起進行。
本發明所述的復合釬料材料是以釬料型的鋁合金(如4343)為復層、以結構材料型的鋁合金(如3003)為基層，連續和強固地結合在一起，作為釬焊材料使用的鋁合金復合材料。它們先用爆炸焊接技術復合在一起，然后進行熱軋、冷軋和精軋，其間進行一次加熱和兩次中間退火，最后獲得既定尺寸和狀態的帶有釬料層和結構材料層的板、帶和箔(卷)材。
本方法的整個工藝流程如下(1)備料將準備好的復板和基板的待結合面用鋼絲輪刷進行清潔凈化處理。
(2)爆炸焊接然后在野外的爆炸場內用如圖不著1所示的工藝進行爆炸焊接。具體的工藝參數根據復板和基板的強度、厚度及面積確定。
圖1為三層復合板坯的兩次爆炸焊接法(先焊接一面，再翻過來焊接另一面)。它的一次爆炸焊接法、成排爆炸焊接法和成組爆炸焊接法與兩次爆炸焊接法原理相同，僅工藝安裝各異。前三者的生產效率更高和結合質量更好，適用于大批量的生產。
爆炸焊接后的一種三層鋁合金復合板坯的尺寸為(5+40+5)×350×800mm。
(3)復合板坯加熱將上述爆炸焊接的復合板坯在加熱爐中，在460-540℃下加熱2-6h。
(4)復合板坯熱軋將加熱好的復合板坯(總厚度為50mm)在熱軋機上進行熱軋，5-7道次后軋至4-6mm(板、帶材)。
(5)第一次冷軋待熱軋后的復合板(帶)材冷卻后，將其在冷軋機上進行第一次冷軋，一道次地軋至2-3mm(板、帶材)。
(6)第二次冷軋隨后在冷軋機上進行第二冷冷軋，多道次地軋至1mm。在軋制過后進行切邊和卷取。卷材尺寸為1×300×Lmm(L為長度)。
(7)第一次中間退火將上述1mm厚的卷材在退火爐中，于400-460℃退火2-6h。
(8)第三次冷軋退火后，將厚度為1mm的卷材在冷軋機上進行冷軋，多道次地軋至0.23mm，卷取。
(9)第二次中間退火在退火爐中，于400-460℃下將0.23mm厚的卷材退火2-6h。
(10)精軋在精軋機上將0.23mm的軟態卷材軋至0.16mm厚，卷取。從而獲得該厚度下的半硬態的成品。
(11)將上述0.16×300×Lmm的成品箔(卷)材，在分條機上分切成0.16×(16、19、22、44、......)×Lmm的箔(卷)材。分卷的寬度按用戶的要求而定。
兩種原材料的化學組成、物理和力學性能如表1至表3所列。
表1 兩種鋁合金的化學組成(wt，％)
表2 4343鋁合金的物理性能
表3 3003鋁合金的力學性能
金相檢驗表明，爆炸焊接后，結合區具有金屬的塑性變形、熔化和原子間相互擴散，以及波形的微觀特征。這些特征是爆炸復合材料強固結合的共同標志。
超聲波探傷表明，爆炸焊接后的結合面積率＞96％，超過國家標準。剪切試驗指出，4343-3003兩層之間的剪切強度＞110MPa。
經爆炸復合+軋制后的上述成品的尺寸和性能如表4所列。
表4 三層鋁合金復合釬料材料成品的尺寸和性能
其余技術指標均達到日本同類產品的標準。本產品經用戶試用后的結果指出，其加工成形、焊接和使用性能均良好。
可以預計，只要軋機和其他設備的能力足夠大，用爆炸復合+軋制技術定能制造出可以與國外同類產品的卷徑(外徑1500mm)相比的卷徑。其余性能也可也進口產品相比美，并可大批量生產。
權利要求
1.一種兩層和三層鋁合金復合釬料材料(板、帶和箔材)的制造方法。包括復板和基板待結合面的機械清潔凈化、爆炸焊接、加熱、熱軋、冷軋、中間退火、精軋和分條等。其特征是復板和基板待結合面的機械清潔凈化→爆炸焊接→加熱→熱軋→冷軋→中間退火→精軋→分條。
2.復板和基板待結合面的機械清潔凈化用鋼絲輪刷進行。
3.復合板坯的熱軋加熱溫度為460-540℃。
4.加熱后的復合板坯在熱軋機上用多道次軋至既定厚度。
5.隨后在冷軋機上進行冷軋，多道次軋制一定厚度，切邊和卷取。
6.因加工硬化，上述卷材在400-460℃下退火。
7.中間退火后再次冷軋至一定厚度，例如0.23mm。
8.在400-460℃下進行第二次中間退火。
9.最后精軋至成品厚度，例如0.16mm，獲得半硬態的產品(卷材)。
10.在分條機上將上述卷材分切成0.16×(16、19、22、44、------)×Lmm的卷材。
11.爆炸焊接技術能將所有的金屬材料兩層、三層或多層地進行組合和強固地焊接在一起，從而制造相應層數的金屬復合材料。所以用本發明的方法也能制造其他用途的任意金屬組合的兩層、三層及多層復合釬料材料。
全文摘要
本發明屬于制造汽車散熱器等用的兩層和三層鋁合金復合釬料[復合板材、復合帶(卷)材和復合箔(卷)材]領域。本發明提供了這種材料的制造方法。主要工藝流程為:復板和基板的待結合面的機械清潔凈化、爆炸焊接(復合)、加熱、熱軋、冷軋、中間退火、精軋和分條。爆炸焊接工序在爆炸場內進行,后續工序在廠房內進行。熱軋加熱溫度460－540℃,中間退火溫度400－460℃。采用本發明制造的復合釬料材料(板、帶和箔材),其兩層或三層間結合強固,厚度比可任意調節,并且與軋制復合法比較成品率幾乎提高一倍。
文檔編號B23K20/06GK1359765SQ0011404
公開日2002年7月24日 申請日期2000年1月27日 優先權日2000年1月27日
發明者鄭遠謀 申請人:鄭遠謀