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近年来,随着汽车轻量化进程的不断推进,铝制散热器被广泛应用到汽车上。复合钎焊铝箔作为散热器翅片的主要材料,在钎焊过程中将发生再结晶,大尺寸再结晶晶粒可有效抑制熔融焊料的侵蚀,提高复合铝箔的抗下垂性。然而,在实际生产中,经过高温均质处理的复合钎焊铝箔难以在钎焊时获得粗大的再结晶晶粒。本文以AA3003铝合金为研究对象,分别研究了Sc微合金化以及不同的退火工艺对合金再结晶过程及组织的影响,进而解决复合钎焊铝箔难以获得粗大晶粒的问题。
本文首先研究了Sc微合金化对AA3003铝合金再结晶过程及组织的影响。研究结果表明:AA3003铝合金冷轧试样在460℃以下退火,析出相析出先于再结晶,严重阻碍位错的移动及再结晶核心的形成,合金获得沿轧向分布的长条状晶粒组织;当退火温度高于460℃,先发生再结晶过程,基体中位错密度下降,析出受到推迟,合金获得细小等轴的再结晶组织。冷轧Sc微合金化的AA3003,形成了纤维状的亚晶组织。退火过程中,Al3Sc粒子在位错及亚晶界的快速析出,钉扎了亚晶界的移动,进而显著提高AA3003合金的再结晶温度,而Al3Sc粒子在亚晶界的选择性析出也促进了长条状再结晶组织的形成。Sc微合金化显著提高了AA3003合金钎焊后的抗拉强度,且强化效果随着Sc含量的升高而增强。
针对Sc微合金化成本高昂,不适合工业化生产这一缺陷,本文又研究了退火工艺对AA3003铝合金再结晶过程及组织的影响。研究结果表明:AA3003铝合金冷轧板经过300℃×5h的预时效处理,弥散析出大量的细小第二相颗粒。由于时效温度低于再结晶温度,合金并未发生再结晶。这些预析出的第二相在随后的高温钎焊过程中起到抑制再结晶的作用,使合金在610℃退火1h仍能够获得粗大的长条状晶粒。AA3003铝合金冷轧板在以50℃/h的速度升温至610℃的过程中,析出相在较低的温度下率先析出,合金最终也可获得稳定的粗大长条晶。降低升温速度的方法在实际钎焊工艺的调整中得到了良好的应用效果。