高固相线可钎焊铸造铝合金及其制备方法、铸件和制品与流程

专利检索2025-05-30  12


本发明涉及铝合金,具体而言,涉及高固相线可钎焊铸造铝合金及其制备方法、铸件和制品。


背景技术:

1、目前钎焊铝合金材料可应用于制造电动汽车零部件和充电桩,特别是用来制造电动汽车热管理系统。铝合金分为两种,一种是变形铝合金,一种是铸造铝合金。钎焊分为软钎焊和硬钎焊,汽车零部件连接厚度较厚或工作温度较高而通常使用硬钎焊,硬钎焊的温度要求比较高,一般在600℃左右,且硬钎焊的焊接时间一般在30分钟左右,因此硬钎焊要求铝合金的固相线要比较高,而常用的铸造铝合金的固相线低于600℃,无法满足硬钎焊的要求。因此大部分厂家采用变形铝合金(如6063厚铝板)通过cnc机加工出各种形状,再和变形铝合金进行焊接,但这种制造方式存在效率低、耗费时间,cnc加工还浪费材料,制造成本高。


技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高固相线可钎焊铸造铝合金及其制备方法、铸件和制品。

2、本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

3、本发明提供一种高固相线可钎焊铸造铝合金,包括以下质量百分比的组分:mn:1.5-2.5%、zn:2.2-3.5%、fe:0.5-1.0%、ni:1.8-2.5%、ti:0.05-0.10%、zr:0.2-0.5%、cr:0.2-0.35%,si:≤0.2%、余量为铝和不可避免的杂质。

4、本发明还提供一种上述高固相线可钎焊铸造铝合金的制备方法,包括以下步骤:

5、s1、将纯铝锭投炉,升温熔化;

6、s2、向步骤s1得到的铝液中,分批加入铝铁中间合金、铝锰中间合金、铝镍中间合金、铝锆中间合金、铝铬中间合金和铝钛中间合金,充分搅拌直至完全熔化;

7、s3、向步骤s2得到的铝合金液中,加入纯锌锭;

8、s4、对步骤s3得到的铝合金液进行除气、除渣,成分合格后,把超声波振动工具头插入铝液中,进行超声波处理,之后过滤,得到纯净的金属熔体;

9、s5、将步骤s4得到的纯净的金属熔体冷却,得到高固相线可钎焊铸造铝合金锭。

10、本发明还提供一种铸件,铸件采用上述高固相线可钎焊铸造铝合金锭熔融后进行挤压铸造制得,其中,挤压铸造的温度为740-760℃,压力为105mpa,保压时间为15sec。

11、本发明还提供一种制品,制品采用上述铸件与其他金属材料通过硬钎焊进行接合制得。

12、本发明具有以下有益效果:

13、本发明提供的一种高固相线可钎焊铸造铝合金及其制备方法、铸件和制品,本发明提供的高固相线可钎焊铸造铝合金,包括以下质量百分比的组分:mn:1.5-2.5%、zn:2.2-3.5%、fe:0.5-1.0%、ni:1.8-2.5%、ti:0.05-0.10%、zr:0.2-0.5%、cr:0.2-0.35%,si:≤0.2%、余量为铝和不可避免的杂质。本发明提供的上述高固相线可钎焊铸造铝合金具有固液相线高、铸造性能好、抗热裂性好和力学性能优良的特点,可以作为硬钎焊铝合金材料直接进行钎焊,满足市场对于可钎焊铸造铝合金的使用需求。

14、附图说明

15、为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

16、图1为本发明实施例铸造的端板、φ6mm试棒、φ10mm试棒三个类型铸件的照片;

17、图2为本发明实施例6铸造的端板的金相图;

18、图3为本发明实施例4、实施例5和实施例6铸造的铸件盐雾试验后的照片;

19、图4为本发明实施例4铸造的铸件的金相组织图;

20、图5为本发明实施例4、实施例5和实施例6铸造的铸件的电位极化曲线;

21、图6为实施例6铸造的端板与6063变形铝合金钎焊后,零件不同区域钎焊接头状态的取样部位示意图;

22、图7为实施例6铸造的端板与6063变形铝合金钎焊后,b1区域钎焊接头金相组织图;

23、图8为实施例6铸造的端板与6063变形铝合金钎焊后,b2区域钎焊接头金相组织图;

24、图9为实施例6铸造的端板与6063变形铝合金钎焊后,b3区域钎焊接头金相组织图;

25、图10为实施例6铸造的端板与6063变形铝合金钎焊后,b4区域钎焊接头金相组织图;

26、图11为实施例6铸造的端板与6063变形铝合金钎焊后,b5区域钎焊接头金相组织图;

27、图12为实施例6铸造的端板与6063变形铝合金钎焊后,b6区域钎焊接头金相组织图;

28、图13为实施例6铸造的端板与6063变形铝合金钎焊后,b7区域钎焊接头金相组织图;

29、图14为实施例6铸造的端板与6063变形铝合金钎焊后,b8区域钎焊接头金相组织图;

30、图15为实施例6铸造的端板与6063变形铝合金钎焊后,b9区域钎焊接头金相组织图;

31、图16实施例6铸造的端板与6063变形铝合金钎焊接头的熔合区的第一金相组织图;

32、图17为实施例6铸造的端板与6063变形铝合金钎焊接头的熔合区的第二金相组织图;

33、图18为实施例6铸造的端板与6063变形铝合金钎焊接头的熔合区的第三金相组织图;



技术特征:

1.一种高固相线可钎焊铸造铝合金,其特征在于,包括以下质量百分比的组分:mn:1.5-2.5%、zn:2.2-3.5%、fe:0.5-1.0%、ni:1.8-2.5%、ti:0.05-0.10%、zr:0.2-0.5%、cr:0.2-0.35%,si:≤0.2%、余量为铝和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的高固相线可钎焊铸造铝合金,其特征在于,所述高固相线可钎焊铸造铝合金的固相温度≥630℃,液相温度≥650℃,热导率≤50w/m*k。

3.根据权利要求1所述的高固相线可钎焊铸造铝合金,其特征在于,所述高固相线可钎焊铸造铝合金的微观组织的基体中包括一种以上的金属间化合物alx强化相及(al+al9feni)共晶,其中,alx为二至五元金属间化合物,所述金属间化合物alx中的x选自mn、zn、fe、ni、ti、zr、cr元素中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的高固相线可钎焊铸造铝合金,其特征在于,所述高固相线可钎焊铸造铝合金在600℃下退火30min的力学性能如下:抗拉强度rm≥120mpa,屈服强度rp0.2≥60mpa,断后伸长率a≥15%。

5.一种根据权利要求1-4中任一项所述的高固相线可钎焊铸造铝合金的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤s1包括:将纯铝锭投炉,在740℃-760℃下加热。

7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述步骤s4包括:采用工业氩气和精炼剂对所述铝合金液喷吹精炼15min,扒渣静置20min,得到温度720℃-740℃的铝液,然后将超声波振动工具头插入铝液中,在频率20khz、温度730℃-750℃的超声条件下进行组织细化12min,之后过滤,得到纯净的金属熔体。

8.一种铸件,其特征在于,所述铸件采用权利要求5-7中任一项所述的制备方法制备得到的高固相线可钎焊铸造铝合金锭熔融后进行挤压铸造制得,其中,挤压铸造的温度为740℃-760℃,压力为105mpa,保压时间为15sec。

9.一种制品,其特征在于,所述制品采用权利要求8所述的铸件与其他金属材料通过硬钎焊进行接合制得。

10.根据权利要求9所述的制品,其特征在于,所述硬钎焊的焊接温度为590℃-610℃。


技术总结
本发明公开了一种高固相线可钎焊铸造铝合金及其制备方法、铸件和制品。本发明提供的高固相线可钎焊铸造铝合金,包括以下质量百分比的组分:Mn:1.5‑2.5%、Zn:2.2‑3.5%、Fe:0.5‑1.0%、Ni:1.8‑2.5%、Ti:0.05‑0.10%、Zr:0.2‑0.5%、Cr:0.2‑0.35%,Si:≤0.2%、余量为铝和不可避免的杂质。本发明提供的上述高固相线可钎焊铸造铝合金材料具有固相线高、铸造性能好、热裂倾向小和力学性能优良等优点,可以作为硬钎焊铝合金材料直接进行钎焊,满足市场对于可钎焊铸造铝合金的使用需求。

技术研发人员:范卫忠,高伟全,闫俊,刘博文,张海泉,陈洪成,杨镇江,周鹤鸣,黄嘉诚,高海波
受保护的技术使用者:华劲新材料研究院(广州)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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