铝/铝复合钎焊板轧制工艺及变形规律的研究

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铝合金复合钎焊板(片)以其优异的耐腐蚀性,导电性,导热性,在许多热交换器中如汽车散热器,汽车空调冷凝器,蒸发器和火电站空冷散热系统等被广泛应用。中国从二十世纪90年代以来一直是这种类型铝箔的纯进口国,自主生产的产品质量比较差,企业生产率很低。因此,国产复合铝箔的生产面临的最大问题是提高复合板的自主产量和质量,从而突破国外技术,替代进口产品。本文选用4343铝合金和4A60铝合金作为研究对象,采用热轧复合的方法制备铝合金复合钎焊片,它结合了4343铝合金良好的钎焊能和4A60铝合金良好的可塑性,导热性,抗热变形性等优点,在散热翅片钎焊过程中可以改善钎焊性能,提高散热翅片在散热过程中的导热性。本课题研究了4343/4A60双金属钎焊板热轧复合工艺及其变形规律。利用Gleeble-3500热模拟试验机对4343/4A60铝合金复合钎焊板进行模拟轧制,分析复合板在变形过程中的高温流变力学性能,得到复合板热变形过程的本构方程,确定复合板最佳轧制温度;通过热轧使两种铝合金轧制复合和冷轧多道次轧薄,分析复合板在不同变形量、不同道次条件下的厚比分配、组织演变、剪切强度和界面间结合状况,研究层状铝合金复合板在轧制过程中的变形规律和结合机理。并通过对热处理后的复合板进行金相观察、显微硬度测量,确定了4343/4A60铝合金复合钎焊板最佳退火温度和时间。研究结果表明:4343/4A60铝合金高温热压缩变形时存在稳态流变特性,流变应力随着温度的升高而降低,随着变形率的增大而增大。两种铝合金高温压缩热变形过程可以用与Zener-Hollomon参数有关的Arrhenius型双曲正弦函数表示复合板热变形复合过程的本构模型。4343/4A60铝合金热轧复合的最佳复合温度为400℃,在轧制温度为400℃时,界面复合效果较好。等厚4343/4A60铝合金轧制复合,在热轧复合和冷轧薄过程中厚度比基本保持不变,为了获得等厚的4343/4A60复合板,复合前原始厚度应设计为相同厚比。且当热轧复合过程轧制压下率越大得到的热轧复合板在后续冷轧薄过程中厚比变化波动越小,种两铝合金协同变形越好。通过对复合板界面进行扫描电镜能谱分析,得到在4343/4A60铝合金热轧复合过程中,4343层铝合金中的硅元素向4A60层铝合金发生了一定层度的扩散作用,两种铝合金热轧复合的界面结合为比较牢固的冶金结合。研究确定了4343/4A60铝合金复合板的最佳退火工艺为300℃,1.5h,此退火条件下得到的复合板具有最佳的组织结构和性能。
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