预拉伸对五层复合钎焊铝箔性能的研究

发布时间：2020-07-03 15:06

【摘要】：铝合金由于其较高的比强度、优异的传热性能、丰富的储量和较低的成本等特点,在热交换器领域得到了广泛的应用。热交换器的全铝化已成为发展的必然趋势,其制造要通过钎焊来完成,但是钎焊过程中带来的熔蚀与强度不足等问题,对材料的安全使用产生巨大影响。因此,研究更高性能与抗熔蚀性的铝合金复合材料迫在眉睫。本文以五层复合钎焊铝箔为研究对象,对比分析了五层材料相对于传统三层材料在力学性能与熔蚀性能方面的优势,并研究了不同程度预拉伸对五层材料焊后力学性能与熔蚀性能的变化规律。得出了以下结论:1)通过在传统三层复合钎焊铝箔之间增加一层阻挡层设计,在不影响钎焊性能的条件下,五层材料能够在芯层添加更多Mg元素从而提升材料的力学性能,而且阻挡层能够有效地减少钎焊层Si元素的扩散,从而减轻熔蚀现象。2)五层材料经过2.5%与5%预拉伸后,材料中的主要析出相Al_(85)Mn_(15)、Al_(65)Cu_6Fe_9Mn_(20)、Al_(0.5)Fe_(0.5)Si的尺寸略有降低,密度有所增加,且经过2.5%预拉伸焊后材料的晶粒组织最为细小,而经过5%预拉伸焊后材料AlCuMg时效强化相密度最大,所以材料的力学性能大幅度提升。其中经过2.5%预拉伸焊后时效抗拉强度最高达到218.2MPa,经过5%预拉伸材料焊后时效屈服强度最高达到105.5MPa。而经过7.5%与10%预拉伸的材料虽然主要析出相的尺寸大大减小,密度也增大,但是AlCuMg时效强化相减少甚至消失,且再结晶不完全使得晶粒粗大,使得材料焊后力学性能降低,当材料经过10%预拉伸材料焊后时效屈服强度与抗拉强度都最低,分别为67.9MPa和189.1MPa。3)随着预变形程度的增大,材料的熔蚀性能先降低,后提高再降低。其中经过2.5%预拉伸的材料发生严重的晶界熔蚀,其抗熔蚀性能最差,焊后最深熔蚀率为20.5%。经过5%与7.5%预拉伸材料的抗熔蚀性能有很大的改善,其中经过7.5%预拉伸材料的抗熔蚀性能最佳,焊后最深熔蚀率为15.1%。经过10%预拉伸的材料熔蚀性能略有降低,但优于未经过预拉伸的材料,其焊后最深熔蚀率为16.3%。4)综合考虑预拉伸对五层钎焊复合铝箔焊后力学性能与熔蚀性能的影响,经过5%预拉伸的材料不仅能够改善材料的熔蚀性能,也能够提高材料的力学性能,为该材料的最佳预变形程度。
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG454
【图文】：

预拉伸对五层复合钎焊铝箔性能的研究

散热器结构示意图

预拉伸对五层复合钎焊铝箔性能的研究

复合钎焊铝箔截面示意图

【参考文献】