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合材料，具有重量輕、耐腐蝕、釬焊性好、熱導性好等優點，被廣泛應用于汽車、電子電器、化工、柴油機械等領域制造熱交換器，如水箱散熱器、蒸發器、空調冷凝器、暖風機、電器元件散熱器等。熱軋復合是目前生產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生的劇烈塑性變形作用和高溫熱效應，使兩種或多種異類金屬板坯產生冶金結合， 獲得鋁合金釬焊板。

關鍵詞：釬焊板；性能研究

由于熱軋復合所使用的原料較厚，生產出的復合釬焊鋁箔的包覆層厚度波動較大，影響了產品的釬焊性能，造成產品的成材率降低。鋁基冷軋復合技術在20世紀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處理、軋制復合、等溫擴散處理，三步解決了軋制復合簡化了生產流程，提高了生產效率，降低了成本，并且組元層間的包覆比極其均勻，尺寸精確，性能穩定，可以稱之為是一種多快好省的加工技術。目前，日本、美國等國家已經主要采用冷軋復合法生產汽車鋁散熱器用復合箔。今后國內采用冷軋復合法取代熱軋復合法已是必然。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致金屬的橫向斷裂和變形不穩定。

1、試驗材料與方法

冷軋復合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合生產工藝步驟如下：

（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℃進行軋制復合，控制壓下率為40%，得到3.6mm 厚的鋁合金復合帶；

（3）對鋁合金復合帶于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 厚的成品鋁合金復合箔。

對4343/3003/7072鋁合金釬焊板取金相試樣，試樣經磨制、拋光和腐蝕后，在金相顯微鏡上進行顯微組織觀察，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準矩形拉伸試樣，如圖2 所示，在電子拉伸試驗機上進行室溫拉伸，拉伸速度為2 mm/ min，檢測鋁合金釬焊板的抗拉強度和伸長率。

2、實驗結果與分析

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，鋁合金釬焊板的復合界面平整，包覆層厚度均勻，表明鋁合金釬焊板的復合質量良好。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的復合界面清晰，界面結合良好，沒有裂紋、夾渣、孔洞等缺陷。

冷軋復合前，對基體3003 鋁合金和包覆層4343鋁合金、7072 鋁合金卷帶材都進行了均勻化處理和表面預處理。均勻化處理可以緩解鑄軋應力，改善鑄軋組織，減輕板坯內部成分偏析，并降低變形抗力。表面預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，便于原子擴散，實現冶金復合。

3、結論

（1）4343/3003/7072 鋁合金釬焊板的復合界面平整，界面結合良好，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度為215MPa，伸長率為3.2%。

（3）直接采用冷、溫軋復合法，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行在線連續冷、溫軋復合，省去了常規生產工藝中的鑄錠、熱軋開坯、組坯焊接，熱軋復合等復雜工藝過程，節能降耗，同時也避免了熱軋復合過程給產品質量帶來的不良影響；

（4）在對復合帶進一步軋薄過程中，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、化學性能的鋁合金復合箔。

（作者單位：江蘇鼎勝新能源材料股份有限公司）