汽车散热器用超薄波浪形水箱铜带的研制.doc

1、1汽车散热器用超薄波浪形水箱铜带的研制摘要：汽车工业是有色加工行业的最大用户之一，伴随着汽车行业的高速发展，我国有色金属行业也进入了快速发展时期，中国铜加工业正在不断向多元化产品方向发展，其中，高技术含量，高精度，高附加值的汽车散热器铜合金超薄铜箔专用材料市场占有比例稳步上升，而高精度超薄带箔的生产一直是中国铜加工业的薄弱环节。超薄波浪形水箱铜带（以下简称超薄水箱带）是汽车工业需求的一种重要的材料，特别是近几年来，汽车工业处于大发展时期，先进的管带式散热器的推广应用，使超薄水箱带的需求量逐年增加。目前我国仍是高精度超薄带箔的净进口国，生产正处于低水平小规模向高水平规模化发展的过程中，扩大铜合金

2、超薄带箔的生产，势在必行。 关键词：汽车；散热器；波浪形水箱 中图分类号：U461.1 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2013）04-0-02 一、前言 汽车工业是有色加工行业的最大用户之一，伴随着汽车行业的高速发展，我国有色金属行业也进入了快速发展时期，中国铜加工业正在不断向多元化产品方向发展，其中，高技术含量，高精度，高附加值的汽车散热器铜合金超薄铜箔专用材料市场占有比例稳步上升，而高精度超薄带箔的生产一直是中国铜加工业的薄弱环节。超薄波浪形水箱铜带2（以下简称超薄水箱带）是汽车工业需求的一种重要的材料，特别是近几年来，汽车工业处于大发展时期，先进的管带式散热器的推广应用，

3、使超薄水箱带的需求量逐年增加。目前我国仍是高精度超薄带箔的净进口国，生产正处于低水平小规模向高水平规模化发展的过程中，扩大铜合金超薄带箔的生产，势在必行。 二、产品化学成分设计 为了满足汽车水箱对铜带的使用要求，保证其良好的使用性能，产品需满足以下四点要求：（1）良好的散热性能：一般要求其导电率必须大于或等于 80%IACS；（2）良好的成形性：一般要求超薄水箱带的机械性能为：维氏硬度 110-130、抗拉强度 370Mpa 左右；（3）较高的软化温度：为保证波浪带不软化、不变形，超薄水箱带的软化温度必须大于或等于 380；（4）良好的焊接性能：超薄水箱铜带的化学成分中都不能含有影响焊接质量的

4、有害元素。根据上述原因，设计本产品的化学成分见如表 1。 表 1 产品的化学成分 注：上述产品合金的其他杂质均应符合 T2 的杂质要求。 三、工艺试验方法 由表 1 中产品设计的合金化学成分，决定了本产品适合采用半连续铸锭热轧开坯的工艺方法进行带材生产，根据产品 1 和产品 2 化学成分的不同，针对产品 1 采用工艺：Cu+Sn+木炭熔化后加 Cu-Cr 中间合金搅拌加 P-Cu 中间合金升温浇铸；针对产品 2 采用工艺：Cu+Sn+木炭熔化后加 P-Cu 中间合金搅拌加 Te搅拌升温浇铸；3）浇3铸温度控制在 11801200。实施后，对产品 1、产品 2 进行检测，测试结果见表 2。产品具

5、体工艺流程为： 表 2 产品 1、产品 2 性能数据测试结果 四、试验结果与讨论 1.产品 1、产品 2 加入元素选择依据 产品 1、产品 2 是在纯铜中加入微量元素 Sn、Cr、Te、P 元素构成，在产品化学成分设计的范围内，Sn 可完全固溶于铜中；Cr 可部分溶解于铜，部分以第二相形式析出在晶界处；Te 在固态铜中的溶解度很小（800时不超过 0.01%） ，Te 对铜的电导率和导热性能影响很小，Te 在铜中形成弥散的第二相 Cu2Te；Sn、Cr、Te 三元素均能大幅度提高合金的强度及抗软化温度，而很少降低合金的导热性和导电性。P 加入量控制在 0.009%以下，改善合金在熔铸过程中的铸

6、锭质量及合金冷热加工性能，提高合金强度及抗软化温度非常显著。 2.产品 1、产品 2 硬化曲线分析 根据表 2 实验测试数据绘制了产品加工率与力学性能关系曲线（图4、图 5） ，从图中可以看出，在纯铜中加入微量元素 Sn、Cr、Te、P 后，抗拉强度 b、屈服强度 0.2、硬度 HV 明显高于纯铜；在加工率达到90%左右时，产品 1b 可达到 530Mpa，产品 2 可达到 490Mpa，均高于纯铜的 450Mpa，均能满足超薄水箱带产品 b420MPa 的要求。 图 4 产品 1 加工率与力学性能的关系曲线 图 5 产品 2 加工率与力学性能的关系曲线 （材料厚度 1.00mm，520退火，

7、保温 3h） （材料厚度 1.0mm， 4520退火，保温 3h） 3.产品 1、产品 2 合金高温软化曲线分析 根据试验测试数据绘制了产品 1、产品 2 力学性能与退火温度关系曲线（图 6、图 7） 。从产品 1 及产品 2 高温软化曲线中可以看出，产品 1、产品 2 合金的抗拉强度 b、屈服强度 0.2、伸长率 、维氏硬度 HV在温度低于 400 或者温度超过 480 以上时，变化幅度很小；曲线从400 开始合金急剧变化，达到 480时，力学性能几乎趋于稳定，证明产品 1、产品 2 合金的再结晶最佳温度区间是 400480 ，抗软化温度均大于 380 。 图 6 产品 1 合金退火温度与性

8、能关系曲线 图 7 产品 2 合金退火温度与性能关系曲线 （试样厚度 1.0mm，在相应温度保温 40min） （试样厚度 1.0mm，在相应温度保温 40min） 4.产品 1、产品 2 合金软化曲线分析 对产品 1、产品 2 两种合金的抗软化温度进行了测试，结果如图 8 所示，产品 1 超过 400以后，合金的维氏硬度显著降低，在 400 加热4min，经室温冷却后，其 HV 值为 108.5，是初始硬度的 83.0%，因此说产品 1 合金抗软化温度为 400。而产品 2 合金超过 390以后，维氏硬度值显著降低，在 390时 HV 值为 104.5，是初始硬度的 88.2%，因此说产品 2 抗软化温度为 390。两种产品均能满足用户的使用要求。 五、结论 1.产品 1、产品 2 化学成分设计合理，均加入微量 Sn，具有一定的5耐蚀性，可适用于不同环境条件下行驶的汽车，大大延长散热器使用寿命。 2.产品 1、产品 2 通过合理控制工艺参数，其产品抗拉强度达到350-450Mpa，抗软化温度大于 380，电导率大于 80%IACS，维氏硬度HV100-150 等性能指标要求，完全满足用户要求。 参考文献： 1铜加工.有色金属加工工业协会重有色分会，1993（4）. 2铜加工金属实用手册.冶金工业出版社，2006. 3重有色金属材料加工手册（第一分册）.冶金工业出版社，1979.