1、STUDY oN MICRoSTRCTURE ANDPRoPE RrTY oF ALUMINUM ALLoYS FoRAUToMoTE HEAT EXCHANGERSA Thesis Submitted toSoutheast UniversityFor the Academic Degree of Master of EngineeringBYHe WeiQiaoSupervised by：5uoervlSed19yProfessor Pan YeSchool of Materials Science and EngineeringSoutheast UniversityMarch 2013
2、东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，
3、可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。摘要摘要铝质热交换器的快速发展对热交换器用铝合金的力学性能提出了更高的要求，而中冷器等热交换器又要求铝合金具有一定的耐高温性能。本论文以热交换器复合铝合金板材的芯材为研究对象，在典型A1Mn系3003合金的基础上添加Ni、Cu、Mg等元素，研究这些元素对合金的室温力学性能及高温力学性能影响。同时对现使用的三层复合板材进行分析，研究现产品上涉及的合金元素对芯材合金的组织及复合铝合金板材的性能的影响，并模拟钎焊工艺过程中涉及到的热处理过程，研究其对复合铝合金板材的组织与性能的影响。主要结果如下：同时加入Cu和
4、Mg的合金综合力学性能最好。加入O4 wtCu和04 wtMg后，铸态下Cu和Mg产生M92Si、AIMgCuSi相等。均匀化处理后Mg和Cu固溶与基体中。人工时效过程中时效析出产生大量时效强化Q和B相。模拟钎焊并人工时效状态下，其室温屈服强度高达1099MPa(比3003合金提高164)，抗拉强度高达1873MPa(比3003合金提高43)。250下屈服强度高达88MPa(比3003合金提高148)，抗拉强度高达1077MPa(比3003合金提高101)，35MPa载荷下稳态蠕变速率为22210。s(远小于3003合金)。Ni明显提高合金的高温力学性能，Ni主要形成AIMnFeNiSi、A1
5、3Ni、A19FeNi等析出相。加入06 wtNi后，模拟钎焊并人工时效状态下，250高温抗拉强度增加12MPa，35MPa载荷下稳态蠕变速率由47110巧s降低到38910s。加入Cu铸态下形成A12Cu和AIMnFeCuSi等相。均匀化退火后Cu主要固溶在基体中。加入07 wtCu后，模拟钎焊并人工时效状态下，室温抗拉强度提高375MPa。250时高温抗拉强度提高6SMPa，高温延伸率增加13，但35MPa载荷下稳态蠕变速率由47110巧s增加到l10-4s，只加入Cu对抗蠕变性能不利。在加入Cu的基础上继续加入06 wtNi，高温抗拉强度进一步增加。而且Ni抵消Cu对合金抗蠕变性能的副作
6、用，与只加Cu的合金相比，35MPa载荷下稳态蠕变速率大幅度下降，由l10-4s降至11l10。6s。Mg大幅度提高合金的力学性能，铸态下Mg形成MgESi，经过均匀化退火后Mg固溶在基体中。含04 wtMg合金在人工时效过程中析出B相。模拟钎焊并人工时效状态下，加入04 wtMg后，室温抗拉强度增幅为621MPa，250高温抗拉强度增加314MPa，35MPa载荷下稳态蠕变速率由47110巧s降低到528107s。对于复合铝合金板材，Zr元素的加入使得合金模拟钎焊后仍保持长条状形貌，可一定程度提高合金的强度。Si稍微提高合金的强度。3003合金经过模拟钎焊后，面材熔化从而对芯材合金产生熔蚀现
7、象，芯材与面材界面附近Si含量呈梯度分布且界面附近的AlMnFeSi相中Si含量明显较高。轧制态经过模拟钎焊后，芯材合金发生完全再结晶，而退火态经过模拟钎焊后，芯材合金的晶粒发生长大现象。关键诃：铝合金，合金元素，微观组织，力学性能，高温稳态蠕变速率，制备工艺东南大学硕士学位论文AB STRACTRapid development of aluminum heat exchangers requires that aluminum alloy should havesuperior mechanical propertiesAir coolers should also be of high-
8、temperature resistanceThisthesis focuses mainly on the core of exchanger materialTo be specific，Ni，Cu and Mg used asalloying elements are added into the standard 3003 AIMn alloy to investigate the evolution of roomand high temperature mechanical propertiesAlternatively,three-layer composite aluminum
9、 platesale analyzed to elucidate the effect of the heat treatment during brazing simulation and the additionof alloying elements on microstructure and propertiesThe main conclusions ale summarized asdescribed belowThe alloy has best comprehensive mechanical performances when both Cu and Mg ale added
10、simultaneouslyIf 04 wtCu and 04 wtMg are added，M92Si and AIMgCuSi form in thematrixAfter homogenizing process，Mg and Cu are dissolved into AI matrixFor comprehensiveinvestigation，the further heat treatments are performedQand p，formed after braze simulationand artificial aging，lead to improvement of
11、yield strength of the alloy up to 1 099 MPa(1 64higher than 3003 alloy)and tensile strength up to 1 873 MPa(43higher than 3003 alloy)at roomtemperatureFurthermore，at 250 oC，the yield strength and the tensile strength of alloy Can achieve88MPa(1 48higher than 3003 alloy)and 1 077MPa(1 0 1higher than
12、3003 alloy)，respectivelyAt the load of 35 MPa，steady-state creep rate is strongly reduced to 222 X 1 0叫s(far lower than3003 alloy)Ni Can improve high temperature mechanical property of the alloyAIMnFeNiSi，A13Ni andA19FeNi form in the matrix due to addition ofNiIf 06 wtNi is addedat 250 oC，tensile st
13、rengthof alloy increases by 1 2 MPa compared with the 3003 alloy，and steady-state creep rate decreasesfrom 471 X 10。s to 38910。7s at the load of35 MPa after brazing simulation and artificial agingIf Cu is added，A12Cu and AIMnFeCuSi precipitated from the matrixThrough homogenizingtreatmenL Cu dissolv
14、es into AI matrixAfter brazing simulation and artificial aging，alloy with 07、矾Cu has a higher tensile strength，increased by 375 MPa at room temperature and 68 MPa at250 oCUnfomately，the elongation of alloy increases by 1 3，and steadystate creep rate increasesfrom 47 1 x 1 0。5s to 1 x 1 04s at 250。C
15、and the load of 35 MPa，suggesting that adding only Cudeteriorates creep resistance property of the alloyWhen 06 wtNi and 07 wtCu ale addedtogether,compared with the alloy with only 07 wtCu added，high temperature strength increasesmore obviouslyNi Can reduce the opposite effect of Cu on creep resista
16、nt propertyConsequently,at the load of 35VPR，the steady-state creep rate of alloy containing Ni decreases from 1 x 1 04s to11lxl0_6sMg improves mechanical property obviouslyM92Si precipitated due to addition of Mg andWas dissolved into A1 matrix during homogenizing processThe alloy with 04 wtMg form
17、s DTTABSTRACTphase during artificial agingAfter brazing simulation and artificial aging，the alloy with 04 wtMg displays a increase of tensile strength at both room temperature and 250*(2，increased by621MPa and 3 14MPa,respectivelyAt the salTle load of 35 MPa,steady-state creep rate decreasesfrom 471
18、10。5s to 528X 10。7sIn view of composite aluminum plate，Zr is added to make grain elongatedAddition of Zr alsobrings the higher strength of the alloySi increases strength slightlyIn addition，when compositeplate using 3003 aluminum as core is addressed by brazing simulation，the face AI-Si alloy isre-m
19、elted and thus produces corrosionMoreove5 the content of Si near the interface displaysgradient distribution and the Si content of A1MnFeSi phase is relatively higher,because of thediffusion of SiWhen the alloy addressed via brazing simulation，recrystallization OCCURS in corealloy at asrolled state，
20、and grain growing OCCURS in COre alloy at annealing stateKey words：aluminum alloy,alloying element,microstructure，mechanical property,steadystatecreep rate，processingI东南大学硕士学位论文目录摘要IABSTRACTII第一章绪论l11汽车热交换器简介l111汽车热交换系统1112汽车热交换器材料演变1113汽车热交换器性能要求l12汽车铝质热交换器简介2121汽车铝质热交换器进展2122铝质热交换器材料进展3123铝质热交换器制备
21、工艺613本课题研究意义及研究内容8第二章实验方法与测试1021技术路线1 O22合金板材制备10221 AIMn系合金板材制备lO222复合板材。1123合金板材热处理1l24测试方法12241成分分析。l 2242室温拉伸性能。12243高温拉伸性能12244高温蠕变性能。l 3245杯突试验14246金相显微分析一14247 JMatPro软件相图计算16248扫描电子显微(SEM)分析1 7249透射电子显微镜(TEM)分析1 7第三章合金元素对AIMn系铝合金组织的影响1831铸态组织。l 832均匀化退火组织。3233模拟钎焊和人工时效后组织。3934本章小结46目录第四章AIMn
22、系铝合金的室温与高温性能4841室温性能48411室温拉伸性能一48412成形性5 1413再结晶温度对抗拉强度的影响。52414人工时效对拉伸性能的影响5342高温性能54421高温拉伸性能54422高温蠕变性能。5943本章小结66第五章复合铝合金板材的组织与性能。6851合金元素对芯材合金组织与复合板材力学性能的影响68511合金元素对芯材合金组织的影响68512合金元素对复合板材力学性能的影响。7l52钎焊工艺中热处理过程对复合板材组织与力学性能的影响73521钎焊工艺中热处理过程对复合板材组织的影响。73522钎焊工艺中热处理过程对复合板材力学性能的影响。7553本章小结75结论76
23、参考文献77致谢80攻读硕士期间取得的主要成果8l第一章绪论11汽车热交换器简介第一章绪论帚一旱珀比111汽车热交换系统汽车热交换系统主要包括发动机冷却系统(水箱、加热器和油冷器)、空调系统(冷却器和蒸发器)及涡轮机或增压涡轮机系统(中冷器)。发动机系统的质量决定了汽车的质量。因此发动机冷却系统的重要性可想而知。目前车用发动机普遍采用水冷型冷却系，主要利用水泵提高冷却液的压力，从而使得冷却液在发动机中循环流动。冷却系主要包括水泵、散热器、冷却风扇、补偿水箱、节温器、发动机机体和汽缸盖中的水套以及附属装置等组成。而水箱、加热器和油冷器等部件在冷却系统中起到很好的热传导作用，从而大大增强冷却效果。
24、汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。空调中热交换器主要用来冷却或加热空气，为空调控制车厢温度提供了实质基础。涡轮机或增压涡轮机系统是一种用内燃机运作所产生的废气驱动空气压缩机的技术。其用在汽车引擎中，透过利用排气废气的热量和流量，涡轮增压器能提升内燃机的马力输出。中冷器作为涡轮增压系统的重要组成部件，主要作用在于提高发动机的换气效率，同时也降低发动机的进气温度。增压空气的温度每下降10，发动机功率就能提高3-5。112汽车热交换器材料演变传统的热交换器都使用铜材料，铜具有优良的热传导性能及高耐腐蚀性能。因此早期铜质热交换器广泛使用。而中国的铜资源匮乏，且随着上世
25、纪80年代末到本世纪初，随着铜价不断上涨，使得取代铜质热交换器迫在眉睫【l】。此外，铜的密度较大，汽车的轻量化需求也刺激着汽车研究者寻求新的热交换器材料。铝作为汽车用材的主要材料之一，其热导性仅次于铜，且其大大地降低了热交换器重量，这符合汽车轻量化要求。“以铝代铜”成为汽车行业的惯用术语，企业研发人员以及学术界的探索，使得铜铝管钎焊成为可能，这也推动了铝代铜的不断进展【21。113汽车热交换器性能要求(1)具有良好的导热性，导热性能的好坏决定了散热器散热性能。(2)具有一定的强度，强度是散热器件能支撑外力的依据。此外，强度的增加可以减小热交换器用材(如减小散热片厚度)，从而进一步实现轻量化。热
26、交换器在制备过程中需要经过钎焊工艺，钎焊温度为600。C左右，因此高温软化会导致热交换器的强度大幅度下降，因自大学硕士学*女此对软化后强度有一定要求。此外对于中冷器用材，由于其用来给燃烧气体降温，因此中冷器的工作温度较高(200“C)。这使得对高温强度有一定的要求。(3)具有良好的耐腐蚀性，热交换器的难点在于耐久性。由于其与水、油、空气等介质接触，随着时间的延长，会因为腐蚀而产生孔洞。因此耐腐蚀性是热交换器的一个比较重要的性能指标。(4)成形性，对于热交换器侧板等。其在生产过程中要经过冲压成形，因此对成形性有一定的要求。(5)具有一定的钎焊性能，由于热交换器在制各过程中需要经过钎焊工艺，钎焊性
27、能的好坏也是衡量热交换器质量的性能指标之一。12汽车铝质热交换器简介1 2l汽车铝质热变换器进展汽车上广泛使用的热交换器的制造技术(包括汽车空调冷凝器、蒸发器、水箱散热器、油冷器等部件)已经经历了铜制热交换器到铝制机械装配式交换器和铝制管带钎焊式热交换器三个阶段的技术进步，并朝着高效率、长寿命、轻量化、环保型的方向发展。铝质热交换器的核心部件是通冷却水的铝管材和起散热作用的散热片组成。图lI为铝质热交换器示意图，分别为水箱和中冷器及管片式结构图。管材一般采用A1050、A1100或3003等挤压、拉拔而成。散热片一般采用A3003轧制而成。按其装配技术分为：机械装配式和管带钎焊式热交换器两类。
28、最早的铝制热交换器是利用液压力将铝管材和散热片机械胀管装配而成p】，与铜制热交换器相比材料成本低，且重量下降35-45。但由于存在的结构宽散、所占空间太、散热性能差、使用效率低等不足之处，限制应用。1钎焊管2一翅片囤l-1铝质热变换器示意图第一章绪论现今几乎采用管带钎焊式热交换器。对于实现管子和散热片的焊接，在两者之间添加一层钎料，国内外常以的硬钎料是A1Si系合金，适用汽车保护焊和NOCOLOK焊接工艺的有4343。4045，4047等，适用于真空钎焊的有4104和4004等合金。目前使用较多的是复合箔和复合管式。A1Mn合金是复合箔的芯材一大选择，两表面层为A1Si合金。复合箔中加入少量锌
29、以降低电极电位，提高热交换器的抗点蚀性能，使热交换器在使用中散热片先发生腐蚀，起到阳极保护的作用。以免管子先腐蚀发生冷却液泄露现象。复合管式是通过表面处理技术在挤压铝合金管材上形成一种既具有耐蚀性又满足钎焊性的钎焊层。122铝质热交换器材料进展随着铝代铜热交换器的出现与发展，铝质热交换器的应用越来越广泛。而对铝质热交换器性能的改善也一直吸引着广大企业研发人员及一些学术研究者。过去的20多年中，铝质热交换器的性能得到不断的提升。与此同时，减小散热器的厚度及尺寸也促使铝质热交换器的不断发展，以满足汽车轻量化需求。而性能的改善主要表现在强度、热导性、耐腐蚀性及成形性等。AIMn系铝合金是铝质热交换器
30、材料的首选之一，图12a为AIMn合金的两元相图，图12b为AIMn合金相图的局部放大图。由相图可以看出，(1)液相线斜率很小，等温结晶间隔甚宽(Mn含量从l143)。(2)共晶点左边(Mn：018)的液相线与固相线垂直结晶间隔很小，仅为O51。(3)在共晶温度，锰在铝中的最大溶解度与共晶点成分相差很小，仅为01013。(4)锰在铝中的固溶度变化很大，随着温度的下降则急剧减小。由于以上特点，且锰在铝中的扩散系数又很小，合金在半连续铸造时产生严重的晶内偏析表现在一个晶粒和枝晶内锰成分的不均匀。由晶界或者枝晶边界到中心，锰的浓度逐渐下降，显微组织呈水波状。即使在缓慢冷却也不能得到平衡状态的组织。该
31、系合金中主要合金元素为Mn、Fe、Si，Mn主要以A16Mn及AIMnFeSi等形式存在。而A16Mn的电极电位与铝基体相当，从而使得该合金的耐腐蚀性能比较好。且与纯铝相比，由于Mn、Fe、Si等合金元素的加入使得强度比纯铝高。此外，热交换器制备过程中涉及高温钎焊处理，钎焊温度高达590以上，因此钎焊温度限制了合金的选择。结合图12a可以看出由于合金中仅存在Mn、Fe、Si等熔点较高的元素，这使得该合金具有相对较高的熔点。由此表明AIMn系铝合金的这些优点使得其成为铝质热交换器用材的首选之一。6604图12aAIMn合金相图O 10 20图1-2bAl-Mn相图局部放大图尽管如此，AIMn系合
32、金也存在着一定的局限性，由于合金中合金元素较少，使得其强度相对较低。此外，对于中冷器等部件需要在较高的温度下工作，因此对热交换器材料的高温性能有一定的要求。而目前在高温力学性能方面的研究报告还很少，仅有很少量的专利及公司对合金的高温性能进行研究。而对于合金的高温蠕变性能的研究也少之又少。现今生产企业针对于产品的性能控制主要还是室温拉伸性能，对高温性能没有相关的控制标准。由此可见，针对这种铝质热交换器用材的研究还需要进一步强化，尤其针对于材料的高温性能。因此有必要对这些性能进行进行仔细研究，以更进一步地促进汽车热交换器用材的发展。目前针对于热交换器用材也有了一定的进展，主要是关于合金的室温力学性
33、能和耐腐蚀性能。针对于耐腐蚀性，AIMn合金是铝质热交换器部件较好的材料。A16Mn的电极电位与铝电极电位相等，因此耐蚀性较好。ACCrossland等人【7】研究了阳极极化时Mn富集层的形成4_-_-_I_-_-_-_-_-I_-_-_l_-_-_-_。一得到双层阳极膜，内层包括A1203和Mn，外层为富集层，外层Mn富集层阻碍Al“的扩散，从而提高耐蚀性。A1Mn系的这一特质为其在散热系统中的应用提供理论基础。此外这种合金易受晶间腐蚀，尤其在富氯环境中。而Si从面材向芯材扩散使得这种晶间腐蚀敏感性更明显。然而，70年代后期到80年代早期开发出一种新型合金，这种合金可以使得面材与芯材在钎焊后
34、形成中间层，从而阻碍Si从面材向芯材的扩散，使得抗晶间腐蚀能力增强。而这种新型的材料称为“长寿命”合金。到了80年代末，在芯材合金中加入Ti，以增强芯材合金的抗腐蚀性能。钛是铝合金中常用的添加元素，对耐蚀性能影响很小，以AlTi或AlTi-B中间合金形式加入，形成T认13相，称为结晶时的非自发核心，起到细化铸造组织和焊缝的作用。钛的加入量一般小于015。在热交换器用铝合金方面，Ti可以有效改善铝合金的耐腐蚀性能。加入量太多则会影响成型性和延展性。至今Ti的加入为何能提高耐腐蚀性能尚未一个明确的解释，曾有人发表文章认为Ti的加入改变了A1MnFeSi相的分布。后来普遍观念认为固溶体中Ti的薄片状
35、分布和区域间形成的微电池是导致耐腐蚀性能改善的原因【4】。铝锰合金中含有少量铜，腐蚀类型基本上保持均匀腐蚀，点腐蚀大大减小，虽然腐蚀重量损失增大，但却延迟了破坏。总的来说，对腐蚀性有利。在铝热交换器中翅片芯材中常加入Zn，其对材料本身的腐蚀性能及力学性能并无明显影响，而加入Zn的目的是降低芯材合金的电极电位，从而保护热交换器中的复合冷却管。而从力学性能角度而言，主要通过颗粒强化、固溶强化及时效强化。Mn是AlMn合金的主要控制成分，含量为1016，过高会影响合金的铸造性能，过低会明显降低合金的力学性能【51。Mn能阻止铝及其合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并显著细化晶粒。Mn一部分存在于固溶
36、体中，另一部分常以A16(Fe，Mn)相存在。当Mn固溶含量相对降低，再结晶温度降低【61。A16(Fe，Mn)相是A1Mn合金中的主要强化相，具有一定的弥散强化作用，故强度比纯Al高。Si是有害杂质，Si与Mn形成杂质三元相T(AIl2Mn3Si2)，若Fe和Si同时存在，则先形成骨骼状c【(All2Fe3Si2)或针状p(A19Fe2Si2)，破坏铁的有利影响。a(All2Fe3Si2)比B(A19Fe2Si2)硬度小，对基体割裂轻，有利于压力加工，可控制铁硅的质量比(3：1)得到a(All2Fe3Si2)相。Alexander等【8】利用一系列电子显微技术研究其转变实质。吴文祥等人【9J
37、研究了铁硅含量(Fe+Si，FeSi)对铝锰合金的影响，Fe+Si含量升高，锰的固溶度降低，ccAI(Fe，Mn)Si相增多。高FeSi比的3003铝合金箔可以获得大量细小均匀分布的第二相粒子。Fe能降低Mn在铝中的溶解度，加速Mn的析出，可使板材在退火时得到较细的晶粒。Fe可以与Mn形成A16(Fe，Mn)，从而增大Mn的析出以减小Mn的偏析。Fe的含量不能太大，否则会形成粗大的A16(Fe，Mn)相，此相不利于轧制。早期在低锰3003铝合金中加入Cr、Zr等元素从而提高合金的强度，钎焊后屈服强度为50MPa。Cr的加入使得合金中产生更多的析出相，从而使得合金的强度增加。Zr主要形成A13Z
38、r颗粒，这种颗粒有利于抑制再结晶，且在模拟钎焊后形成较粗大的条形晶粒，有利于抑制面材侵蚀芯材作用。且这些元素的加入主要形成一些硬质颗粒从而阻碍位错运动，从而使得屈服强度有一定幅度的提高。Cu在铝合金中以固溶体形式出现，因此Cu可以增加铝锰合金强度。Cu含量一般不超过1，因Cu含量高会导致熔点下降。Mg的少量存在能显著细化铝锰合金退火后的晶粒并能提高抗拉强度，但损坏了退火材料的表面光泽。镁的加入增加强度，但是在可钎焊性方面具有不利影响，因为其倾向于与钎剂材料相互作用。Mg在铝中以固溶体的形式存在M92Si可以提高强度。热交换器用铝锰合金中Mg含量不能太高，否则会与面材台金反应。以上可见针对合金的
39、力学性能，室温力学性能已经有了一定的进展。而高温性能的研究少见报导，因此有必要探索能提高合金高温性能的元素从而进一步促进热交换器材料的进展。1 23铝质热交换器制备工艺如上所述铝质热交换器采用Alsi系合金与AIMn系合金的复合板材。这种铝合金双金属复台板材具有质量轻、耐腐蚀、比强度和比刚度高、表面易着色和良好的成形性、性能可靠性等特点。因此大量应用于汽车热交换器(汽车水箱散热口、汽车空调冷却器、蒸发器等)，此外还应用于化工用热交换器、工业制氧机和工程机械中。而对于生产这种双金属复合板其中技术核心是层与层之间金属的焊合质量要好其次各层金属的厚度要均匀，从而保证复合板材的力学性能均匀性。铝台金复
40、合钎焊板的显微组织形貌如图10所示。其中面材的包覆率一般为10左右。图1-3双金属复合板材的显微组织图14铝质热交换器的制备工艺流程第一章绪论图14为铝质热交换器的制备工艺流程，对于芯材和面材铸块的处理方式采用传统的铝合金处理手段，主要包括均匀化退火、铣面、表面处理等等。对于复合板材的制备的核心技术在于复合手段，主要包括热轧复合、冷轧复合、反向凝固等。而热轧复合是当前国内广泛采用的生产方法。热轧复合是将芯材与面材以一定的包覆比重叠后周围焊接，加热至某一温度后进行轧制。在高温和压力共同作用下，金属板间形成牢固结合。热轧复合时金属间容易结合，所以需要的压力较低。热轧复合时，首先是板坯的加热温度和保
41、温时间、热轧温度(410-450“C)、轧制道次和总加工率直接影响层与层的金属焊合质量和各层金属的均匀性。其次冷轧加工率和中间退火工艺的合理控制，可获得满意的力学性能和内部组织。热轧复合前的芯材和面材表面处理质量的好坏对热轧复合是金属间结合质量影响极大。为避免其表面残存有油污、灰尘及其他赃物，以保证热轧复合结合质量，表面处理工艺如下【12】：(12-15)NaoH水溶液浸洗争室温水上下多次清洗(200o-30)HN03水溶液浸洗嘲0“C以上热水冲洗叫察干这里主要对热交换器制备工艺流程中两个比较核心的技术做详细的介绍。热轧复合工艺及钎焊工艺。(1)热轧复合热轧复合生产方法，其成品复合板带的包覆层
42、厚度百分比及均匀性是复合板材的重要指标。由于两种金属(芯材合金与面材合金)工艺塑性不同，在变形条件下，因某一合金的塑性较低，在轧制变形时合金流动速度不同，而影响包覆层的均匀性及钎焊质量。所以在生产工艺上要根据不同金属工艺特性，采用合适的轧制方法以得到焊合质量好、表面质量高、各层厚度均匀的双金属板带。热轧复合铝合金的钎焊板带生产方法存在生产效率低、包覆层不均匀、成品率低等缺点，而冷轧复合具有生产效率高、产品性能稳定，适用于高精度多层金属复合轧制，不需对金属预先加热。而是采用较大的压力使得金属一次变形达到60-70，超出了一般轧机的承受能力，所以轧机要求高，投资较大。而目前热轧复合仍被广泛使用。总
43、之，轧制复合工艺复杂、生产成本较高，对复合板的厚度和均匀性及焊合质量影响较大。目前美国某铝业公司开发出了多合金同步连续铸造技术，该技术是将两种或者三种融化的铝合金同时倒入一个DC(水冷)扁锭结晶器中，凝固成一个多合金铸锭，各层之间形成一个非常好的冶金结合。铸锭经过轧制工艺得到所要求的厚度，提高钎焊质量和耐蚀性。合金层在轧制过程中通过合理工艺控制保持各层金属的完整性和各自的特性。同步铸造方法克服了传统方法生产包覆合金(通过热轧方法将包覆合金板与合金芯板轧在一起)中的问题，如表面氧化物或赃物有可能被带入两层合金的结合面上。此工艺还可能导致在随后带材SL$IJ过程出现分层而引起焊合不良问题等缺点，但该工艺减少了工序处理，降低了成本，提高生产效率和成品率。多合金同步连续铸造技术的开发使钎焊板带复合技术又提升到一个新水平。东南大学硕士学位论文(2)钎焊工艺目前针对于汽车铝质热交换器的钎焊广泛使用的钎焊工艺为保护气体NOCOLOK钎焊与真空钎焊【1 31。保护气体钎焊法主要分为两种：还原性气体(H和CO)炉中钎焊和惰性
