1.本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋁合金復(fù)合材料，具體涉及一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板及其制備方法和用途。

背景技術(shù)：

2.鋁合金復(fù)合釬焊材料被廣泛的應(yīng)用于汽車熱交換器中，如汽車發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的中冷器、散熱器，和空調(diào)系統(tǒng)的暖風(fēng)、冷凝器等。各類熱交換器產(chǎn)品一般都由多個零部件組成，如主板、管料和翅片等，各零部件之間通過高溫釬焊最后形成金屬接頭連接。

3.鋁合金復(fù)合板通常包含芯層和釬料層。釬料層在高溫下會優(yōu)先融化形成焊接接頭，從而實(shí)現(xiàn)各零部件的金屬連接。然而，由于鋁合金表面有一層致密的氧化膜會阻礙釬料層的融化和流動，產(chǎn)品在釬焊前一般都會采用預(yù)噴涂釬劑，如nocolock釬劑。在釬焊過程中釬劑能夠提前破壞氧化膜，保證釬焊薄層融化充分、提升其流動性，保證焊接質(zhì)量。

4.現(xiàn)有使用表面噴涂釬劑的預(yù)處理工藝會導(dǎo)致大量的釬劑殘留，降低產(chǎn)品的清潔度。尤其在電動汽車以及氫能源汽車中，熱交換器產(chǎn)品對清潔度要求非常高。這就要求和產(chǎn)品對釬劑的使用越來越苛刻。致使研發(fā)人員又不得不重新考慮使用真空釬焊或者是無釬劑釬焊，即不引入釬劑，但這兩種方案均具有較大的局限性，始終無法媲美有釬劑的釬焊工藝。

5.針對以上問題，研發(fā)人員又提出了一種預(yù)埋釬劑的方案，相比于真空釬焊不需要復(fù)雜的設(shè)備和嚴(yán)格的控制工藝，相比于無釬劑釬焊具有更寬的加工窗口和應(yīng)用范圍。

6.目前，已知的技術(shù)公開了將釬劑引入鋁填料合金(filler alloy)中來替代傳統(tǒng)表面噴涂釬劑的處理工藝，如在wo2008/110808a1、ep552567a1、fr2855085 a1、和cn109070278a中所公開的技術(shù)，這類預(yù)埋釬劑的方案顯示出非常好的釬焊性能，但是具有釬劑的填料合金復(fù)合層的制造較為復(fù)雜，上述復(fù)合層可能的制備方法包括如wo2008/110808a1中描述的通過噴射成形得到釬劑填料體，又或者如ep552567a1或fr2855085a1中所公開的，通過使鋁或鋁合金粉末和釬劑顆粒經(jīng)受高壓，特別是熱等靜壓(hip)，得到釬劑填料體。然而，上述得到的釬劑填料體還需要經(jīng)過進(jìn)一步加工，如擠壓、攪拌摩擦焊等，且必須經(jīng)過軋制才能獲得可與其他合金復(fù)合的含有釬劑的中間薄板，工藝較為復(fù)雜。

7.綜上所述，如何提供一種制備工藝流程簡單，又能保證產(chǎn)品清潔度的鋁合金復(fù)合板成為當(dāng)前亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

8.針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板及其制備方法和用途，所述制備方法通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)，解決了常規(guī)技術(shù)中不能將釬劑直接引入使用的問題，保證釬焊性能的前提下極大地簡化了制備工藝，具有較好工業(yè)化應(yīng)用前景。

9.為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

10.第一方面，本發(fā)明提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的制備方法，所述制備方法包括以

下步驟：

11.(1)在芯層表面設(shè)置邊框結(jié)構(gòu)，形成凹槽；

12.(2)將粉末a、混合粉末以及粉末b依次鋪設(shè)于步驟(1)形成的凹槽中，形成粉末層，所述粉末層的總厚度與所述邊框結(jié)構(gòu)的厚度相同，在邊框結(jié)構(gòu)和粉末層的上方蓋上一層蓋層并進(jìn)行焊合固定，得到預(yù)埋釬劑復(fù)合板胚錠；

13.(3)將步驟(2)得到的預(yù)埋釬劑復(fù)合板胚錠依次進(jìn)行預(yù)熱和熱軋，切除邊部，得到預(yù)埋釬劑復(fù)合板；

14.步驟(1)所述芯層的材質(zhì)包括鋁或鋁合金；步驟(1)所述邊框結(jié)構(gòu)的材質(zhì)包括鋁或鋁合金；

15.步驟(2)所述粉末a、粉末b以及粉末c的材質(zhì)獨(dú)立地為鋁或者鋁合金；步驟(2)所述混合粉末包括釬劑和粉末c；步驟(2)所述蓋層的材質(zhì)為鋁或鋁合金；

16.步驟(3)所述熱軋的初始階段的下壓量為1-5mm，例如1mm、2mm、3mm、4mm或5mm等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

17.現(xiàn)有技術(shù)通常將含有釬劑的鋁合金復(fù)合材料先制成坯板，例如使用噴射成型或者熱等靜壓的方式獲得所述坯板，然后再與芯層及其他鋁合金層熱壓復(fù)合，導(dǎo)致制備容易復(fù)雜、工藝流程長。通常不能以粉末狀的釬劑復(fù)合粉體直接封裝與芯材熱軋復(fù)合，因?yàn)橐脞F劑粉末后，相比于未引入釬劑粉末的鋁合金粉體直接封裝與芯材熱軋復(fù)合，存在無法粘合的問題。

18.這是由于鋁粉或鋁合金粉末與釬劑粉末在適于鋁合金熱軋粘合的溫度下軋制時粉末顆粒的延展變形能力不同，鋁粉或鋁合金粉末在熱軋溫度和軋制力的作用下，軟化并沿軋制方向發(fā)生形變，使鋁粉或鋁合金粉末之間粘連成為整體，而釬劑屬于無機(jī)鹽，其與鋁粉或鋁合金粉末沒有結(jié)合力，并不會隨著鋁粉或鋁合金粉末的流動而均勻的流動，隨著越軋?jiān)奖?，釬劑不在呈現(xiàn)均勻的分布，表現(xiàn)為表面釬劑的局部聚集，阻礙了其下方鋁粉或鋁合金粉末與蓋板或芯層的粘合，導(dǎo)致最終難以成型。因此，現(xiàn)有技術(shù)通常只能通過先制備釬劑均勻分布的復(fù)合坯板，將釬劑固定在坯板內(nèi)部，這樣即使表面有少量釬劑，這些釬劑沒有團(tuán)聚形成粘合缺陷，并不會導(dǎo)致復(fù)合軋制時粘合的失敗。

19.本發(fā)明針對一次成型工藝展開研究，采用的制備方法先將釬劑與鋁粉或鋁合金粉末共同構(gòu)成混合粉末層，再在其上方和下方分別鋪設(shè)一層鋁粉或鋁合金粉末，以確保在熱軋粘合之前，釬劑顆粒的四周被鋁粉或鋁合金粉末所包圍，以此釬劑顆粒均勻的分布在鋁粉或鋁合金粉末中；由于這種包圍僅是在靜態(tài)的、無壓力下的一種粉體顆粒的自然堆積，由于釬劑為非金屬材料，鋁材為金屬材料，性質(zhì)相差極大，兩者之間并沒有相互作用力或者粘附性，當(dāng)一定的作用力施加在粉體上時，這種包圍的狀態(tài)會被外力所破壞；當(dāng)進(jìn)行熱軋時，通常工藝的軋制力極易破壞這種自然堆積的結(jié)構(gòu)，仍然會出現(xiàn)如上所述的隨著越軋?jiān)奖?，釬劑不在呈現(xiàn)均勻的分布，表現(xiàn)為表面釬劑的局部聚集問題。

20.解決這一問題的關(guān)鍵在于對初始階段下壓量的控制，借助于一定的預(yù)熱溫度，粉末a、粉末b以及粉末c已經(jīng)具備一定的形變粘合的能力，在熱軋的初始階段需要使用極小的下壓量(1-5mm)，當(dāng)壓下量控制在5mm以內(nèi)時，由蓋層和芯層傳遞到粉末層的壓力還很小，能夠?qū)崿F(xiàn)釬劑顆粒四周包覆鋁粉或鋁合金粉末的相互擠壓，并形成局部的粘合；當(dāng)壓下量大于5mm時，比如常規(guī)的15mm、20mm時，較大的壓力作用到粉末層上，導(dǎo)致混粉末層顆粒向軋制

方向流動，釬劑顆粒從鋁粉或鋁合金粉末中脫出，而鋁粉或鋁合金粉末間直接產(chǎn)生粘連。雖然極小壓下量的通常的不期望的，會導(dǎo)致完成總壓下量的道次數(shù)增加，一定程度的增加了工藝耗時，然而在本發(fā)明中通過一步法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)鋁合金復(fù)合板的制備，初始階段控制在1-5mm是非常關(guān)鍵的，相對于通過常規(guī)的先軋制成坯板再復(fù)合，本發(fā)明總的工藝耗時有了極大的縮減，也不需要多次占用軋機(jī)。

21.通過預(yù)熱和熱軋，使得圍繞在釬劑四周的鋁粉或鋁合金粉末先發(fā)生部分的粘合包裹住釬劑，使得釬劑顆粒不會團(tuán)聚、堆積在表面；然后再增加軋制力，使釬劑隨著半粘合的鋁質(zhì)基材一起朝著軋制方向運(yùn)動，避免產(chǎn)生如傳統(tǒng)制備方法一樣的表面聚集現(xiàn)象，使得復(fù)合基材完全粘合，極大地簡化了制備工藝，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。

22.本發(fā)明中，邊框結(jié)構(gòu)可由當(dāng)拼接焊接而成，也可一體成型，這里對如何制成邊框結(jié)構(gòu)并不作限定。

23.本發(fā)明中，由于邊框結(jié)構(gòu)側(cè)邊直接接觸暴露的釬劑，無法與釬劑實(shí)現(xiàn)良好的包覆融合，且軋制的邊部通常存在殘次不良，需要對不良的邊部進(jìn)行切割，即本發(fā)明所述的切除邊部。

24.以下作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，但不作為本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制，通過以下技術(shù)方案，可以更好地達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。

25.作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(1)所述邊框結(jié)構(gòu)的框?qū)挷恍∮?00mm，例如100mm、110mm、120mm、130mm、140mm或150mm等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

26.本發(fā)明中，邊框結(jié)構(gòu)的框?qū)挊O為重要。當(dāng)框?qū)掃^小時，粉末在熱軋時，產(chǎn)生的平行于軋制方向壓力(即作用于邊框結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁四周)會把邊框結(jié)構(gòu)擠壓變形至爆開；邊框結(jié)構(gòu)框?qū)掃^大則會導(dǎo)致不必要的浪費(fèi)和混合粉末層的相對減少。

27.應(yīng)理解混合粉末層與邊框內(nèi)壁接觸的一面所暴露的釬劑并沒有被鋁合金粉末所包裹，因此，邊框內(nèi)壁與混合粉末層在軋制過程中并未形成冶金結(jié)合，因此需要在軋制后切除邊框內(nèi)壁材質(zhì)；而設(shè)置邊框的目的僅在于確保在軋制時粉末層形成充分的壓力，使得內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊實(shí)。

28.作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述粉末a、粉末b以及粉末c的材質(zhì)獨(dú)立地為液相線溫度≤620℃的鋁硅合金，例如溫度為500℃、520℃、540℃、560℃、580℃、600℃或620℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

29.相對較低的液相線溫度使得包覆在釬劑顆粒周圍的粉末a、粉末b以及粉末c之間更易在極低的壓力下形成更多的粘連點(diǎn)，進(jìn)一步的降低混合粉末層表面暴露的釬劑顆粒。

30.作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述混合粉末包括1-10wt％的釬劑，其余為粉末c，例如釬劑的含量為1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

31.作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述釬劑的粉體目數(shù)為500-2000目，例如500目、600目、650目、800目、1000目或2000目等；所述粉末a、粉末b以及粉末c的粉體目數(shù)獨(dú)立地為300-1340目，例如300目、325目、400目、600目或1340目等；且所述粉末a、粉末b以及粉末c的粉體目數(shù)獨(dú)立地控制為所述釬劑粉體目數(shù)的1/5-1，例如1/5、1/2或1等，上述數(shù)值的選擇并不僅限于所列舉的數(shù)值，在各自的數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

32.本發(fā)明中，釬劑顆粒和鋁粉或鋁合金粉末顆粒的粒徑均對最終的粘合質(zhì)量具有重要的影響。若鋁粉或鋁合金粉末顆粒的粒徑遠(yuǎn)大于釬劑顆粒，會導(dǎo)致釬劑顆粒和鋁粉或鋁合金粉末顆粒接觸的表面積過小，鋁粉或鋁合金粉末顆粒之間間隙太大，從而形成釬劑運(yùn)動的空間，使得軋制粘合過程，在壓力和熱的作用下極少的釬劑被頂至與蓋層的接觸表面產(chǎn)生不利的影響；若鋁粉或鋁合金粉末顆粒的粒徑過小，則會由于鋁粉或鋁合金粉末單位(氧化膜)的表面積太大，不利于鋁粉或鋁合金粉末之間的粘合。而目數(shù)大于2000目的釬劑顆粒存在被頂至表面的風(fēng)險(xiǎn)。

33.作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(2)所述粉末a和粉末b的鋪設(shè)厚度獨(dú)立地為所述邊框結(jié)構(gòu)厚度的1-30％，例如1％、3％、5％、7％、10％、15％、20％、25％或30％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為5-20％。

34.步驟(2)所述混合粉末的鋪設(shè)厚度為所述邊框結(jié)構(gòu)厚度的40-98％，例如40％、50％、60％、70％、80％、90％或98％等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用，優(yōu)選為60-90％。

35.作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(3)所述預(yù)熱的溫度為420-480℃，例如420℃、425℃、430℃、435℃、440℃、445℃、450℃、455℃、460℃、465℃、470℃、475℃或480℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

36.本發(fā)明中，預(yù)熱的溫度需進(jìn)行控制。若預(yù)熱溫度過高，釬劑顆粒和鋁質(zhì)基材粉末顆粒容易氧化；若預(yù)熱溫度過低，會導(dǎo)致鋁合金硬度太高且后面加工硬化現(xiàn)象明顯，不利于軋制加工變形；可見，過高或者過低的預(yù)熱溫度均不利于復(fù)合材料軋制粘合成功。

37.作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟(3)所述初始階段的熱軋道次不少于2個道次，例如2個道次、3個道次、4個道次、5個道次、6個道次、7個道次或8個道次等，上述數(shù)值的選擇并不僅限于所列舉的數(shù)值，在各自的數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

38.本發(fā)明中，初始階段的下壓量非常小，優(yōu)選多次小下壓量，以提高釬劑顆粒的包裹的牢固，使得被包裹的釬劑顆粒在后續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)槌Ｒ?guī)下壓量道次時可以隨著半粘合的鋁質(zhì)基材顆粒一起流動。

39.第二方面，本發(fā)明提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板，所述預(yù)埋釬劑復(fù)合板采用第一方面所述的制備方法制備得到。

40.第三方面，本發(fā)明提供了一種第二方面所述的預(yù)埋釬劑復(fù)合板的用途，所述預(yù)埋釬劑復(fù)合板用于制造汽車熱交換器。

41.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

42.(1)本發(fā)明所述預(yù)埋釬劑復(fù)合板通過邊框結(jié)構(gòu)與粉末層的設(shè)計(jì)，在保證釬焊性能的前提下解決了常規(guī)工藝中不能將釬劑直接引入填料合金中的問題；

43.(2)本發(fā)明所述制備方法工藝流程簡單，所述預(yù)埋釬劑復(fù)合板按照結(jié)構(gòu)組裝成型后僅通過軋制即可獲得，后續(xù)無需再繼續(xù)復(fù)雜加工，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。

附圖說明

44.圖1是本發(fā)明實(shí)施例1提供的制備方法制備得到的預(yù)埋釬劑復(fù)合板的切面結(jié)構(gòu)示意圖。

45.圖2是本發(fā)明實(shí)施例1提供的預(yù)埋釬劑復(fù)合板中，中間層的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。

46.圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式部分提供的進(jìn)行t型試驗(yàn)時，組裝成的t型樣的結(jié)構(gòu)示意圖。

47.其中，1-芯層，2-粉末層，21-粉末a層，22-混合粉末層，23-粉末b層，3-蓋層，4-邊框結(jié)構(gòu)，5-鋁合金板，6-不銹鋼圓棒，7-鋁合金支撐板，8-預(yù)埋釬劑復(fù)合板。

具體實(shí)施方式

48.為更好地說明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。但下述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的簡易例子，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。

49.在一個具體實(shí)施方式中，邊框結(jié)構(gòu)4的獲得不限于拼接成型或一體成型，下列各實(shí)施例和對比例中，所述邊框結(jié)構(gòu)4由4塊擋塊拼接而成，所述擋塊拼接后進(jìn)行焊接成形。

50.在一個具體實(shí)施方式中，所述釬劑為常見的含氟化合物為kf、naf、lif、alf3、kalf4、k2alf5或k3alf6等中的任意一種或至少兩種的組合，以下實(shí)施例和對比例中使用的釬劑為kalf4。

51.在一個具體實(shí)施方式中，芯層1、蓋層3及有粉末層2組成的中間層的厚度可以根據(jù)期望達(dá)到的機(jī)械性能和釬焊性能作相應(yīng)的調(diào)整；通常的比例為芯層1厚度占預(yù)埋釬劑復(fù)合板胚錠的80-95％，粉末層2厚度占5-20％，蓋層3厚度占3-19％；在下列實(shí)施例和對比例中芯層1的厚度均占90％，粉末層2總厚度均占3％，蓋層3厚度均占7％。實(shí)施例和對比例中使用的芯層1與蓋層坯板的尺寸分別為8000mm

×

1300mm

×

450mm(長

×

寬

×

厚)、8000mm

×

1300mm

×

35mm(長

×

寬

×

厚)、邊框結(jié)構(gòu)4的外圈為方形尺寸與芯層1一致，邊框結(jié)構(gòu)4的厚度為15mm，內(nèi)圈方形尺寸則由框?qū)挍Q定。

52.在一個具體實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

53.(1)在芯層1表面設(shè)置框?qū)挒椴恍∮?00mm的邊框結(jié)構(gòu)4，形成凹槽；所述芯層1的材質(zhì)包括鋁或鋁合金；所述邊框結(jié)構(gòu)4的材質(zhì)包括鋁或鋁合金；

54.(2)將粉末a、混合粉末以及粉末b依次鋪設(shè)于步驟(1)形成的凹槽中，形成粉末層2；然后將蓋層3進(jìn)行焊合固定，得到預(yù)埋釬劑復(fù)合板胚錠；

55.所述粉末a為目數(shù)為300-1340目的鋁或者鋁合金，所述粉末a的液相線溫度≤620℃；

56.所述粉末b為目數(shù)為300-1340目的鋁或者鋁合金，所述粉末b的液相線溫度≤620℃；

57.所述混合粉末為1-10wt％的釬劑以及90-99wt％粉末c的混合物，所述釬劑的粉體目數(shù)為500-2000目，所述粉末c為目數(shù)為300-1340目的鋁或者鋁合金，所述粉末c的液相線溫度為≤620℃；

58.所述粉末a的鋪設(shè)厚度為所述邊框結(jié)構(gòu)4厚度的1-30％；所述粉末b的鋪設(shè)厚度為所述邊框結(jié)構(gòu)4厚度的1-30％；所述混合粉末的鋪設(shè)厚度為所述邊框結(jié)構(gòu)4厚度的40-98％；所述粉末層2的總厚度與所述邊框結(jié)構(gòu)4的厚度相同；

59.所述蓋層3的材質(zhì)為鋁合金；

60.(3)將步驟(2)得到的預(yù)埋釬劑復(fù)合板胚錠先在420-480℃的條件下預(yù)熱，然后進(jìn)

行熱軋，所述熱軋的初始階段的下壓量為1-5mm，且所述初始階段的熱軋道次不少于2個道次，然后進(jìn)入常規(guī)的熱軋道次，得到預(yù)埋釬劑復(fù)合板8。

61.本發(fā)明中涉及的測試方法如下：

62.(1)粉體顆粒目數(shù)的測定：目數(shù)的大小用于表示能夠通過篩網(wǎng)的粒子的粒徑，目數(shù)越高，粒徑越??；目是篩網(wǎng)的單位，是1平方英寸(25.4mm

×

25.4mm)篩網(wǎng)面積上所具有的網(wǎng)孔個數(shù)。粉體顆粒目數(shù)為100目則表示該顆粒尺寸能夠通過100目的篩網(wǎng)，但不能通過更高目數(shù)的篩網(wǎng)，例如不能通過125目的篩網(wǎng)。

63.(2)粘合強(qiáng)度的測定方法包括：取其10mm

×

10mm的樣品，采用1000n的力進(jìn)行分離，能分開為粘合不成功，不能分開為粘合成功；受力達(dá)1200n才分開為差；受力達(dá)1300n才分開為好，大于1300n仍不能分開為很好。

64.(3)t型試驗(yàn)測定釬焊效果，所述t型試驗(yàn)的具體操作步驟為：將預(yù)埋釬劑復(fù)合板8釬焊層向朝上置于aa3003鋁合金支撐板7上，并平放在試驗(yàn)臺上，將尺寸為55mm

×

25mm

×

1mm的aa3003鋁合金板5垂直放置于復(fù)合板上，并在兩者接觸部位的一端放置規(guī)格為φ1mm的304不銹鋼圓棒6，組裝成t型樣；將t型樣放入100mm口徑的石英管式爐中進(jìn)行模擬釬焊，且釬焊工藝為：o2濃度控制在40

±

10ppm范圍內(nèi)，首先以100℃/min的速率升溫至200℃保持5min，然后以40℃/min的速率升溫至605℃保溫5min，最后以100℃/min的速率降溫至室溫；對釬焊后t型樣的焊縫長度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。其中，組裝成的t型樣的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

65.以下為本發(fā)明典型但非限制性實(shí)施例：

66.實(shí)施例1-4基于具體實(shí)施方式部分的制備方法，制備過程中的具體參數(shù)條件以及測試結(jié)果如表1所示。

67.表1

[0068][0069][0070]

其中，實(shí)施例1制備得到預(yù)埋釬劑復(fù)合板8的切面結(jié)構(gòu)示意圖圖如1所示，所得預(yù)埋釬劑復(fù)合板8中，中間層的俯視結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

[0071]

實(shí)施例5：

[0072]

本實(shí)施例提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的制備方法，所述制備方法參照實(shí)施例1，區(qū)別僅在于：粉末a、粉末b以及粉末c的材質(zhì)均替換為高液相線溫度為657℃的aa1050。

[0073]

對實(shí)施例5獲得的預(yù)埋釬劑復(fù)合板8進(jìn)行粘合強(qiáng)度的測定和t型試驗(yàn)(統(tǒng)計(jì)焊縫長度)，制得的預(yù)埋釬劑復(fù)合板8粘合成功，但粘合強(qiáng)度差，t型試驗(yàn)測得的焊縫長度為11.6mm。實(shí)施例5的粘合強(qiáng)度不如實(shí)施例1是因?yàn)?，在同等工藝下，選用液相線溫度更低的粉末a、粉

末b以及粉末c更易在極低的壓力下形成更多的粘連點(diǎn)，進(jìn)一步的降低混合粉末層22表面暴露的釬劑顆粒。釬劑的表面暴露和局部團(tuán)聚和進(jìn)一步的影響釬焊效果，焊縫長度變短。

[0074]

實(shí)施例6：

[0075]

本實(shí)施例提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的制備方法，所述制備方法參照實(shí)施例1，區(qū)別僅在于：粉末a、粉末b以及粉末c的目數(shù)均為300目，從而使得粉末a、粉末b以及粉末c的目數(shù)與釬劑的目數(shù)比為0.15。

[0076]

對實(shí)施例6獲得的預(yù)埋釬劑復(fù)合板8進(jìn)行粘合強(qiáng)度的測定和t型試驗(yàn)(統(tǒng)計(jì)焊縫長度)，制得的預(yù)埋釬劑復(fù)合板8粘合成功，但粘合強(qiáng)度差，t型試驗(yàn)測得的焊縫長度為16.8mm。實(shí)施例6的粘合強(qiáng)度不如實(shí)施例1是因?yàn)?，在同等工藝下，粉末a、粉末b以及粉末c(鋁合金粉末)顆粒的粒徑遠(yuǎn)大于釬劑顆粒，導(dǎo)致釬劑顆粒和鋁合金粉末顆粒接觸的表面積過小，鋁合金粉末顆粒之間間隙太大，從而形成釬劑運(yùn)動的空間，使得軋制粘合過程，在壓力和熱的作用下極少的釬劑被頂至與蓋層3的接觸表面產(chǎn)生不利的影響，導(dǎo)致性能較差。釬劑的表面暴露和局部團(tuán)聚和進(jìn)一步的影響釬焊效果，焊縫長度變短。

[0077]

實(shí)施例7：

[0078]

本實(shí)施例提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的制備方法，所述制備方法參照實(shí)施例1，區(qū)別僅在于：混合粉末中，粉末c的目數(shù)為1800目，使得混合粉末中，粉末c與釬劑的目數(shù)比為0.9。

[0079]

對實(shí)施例7獲得的預(yù)埋釬劑復(fù)合板8進(jìn)行粘合強(qiáng)度的測定和t型試驗(yàn)(統(tǒng)計(jì)焊縫長度)，制得的預(yù)埋釬劑復(fù)合板8粘合成功，但粘合強(qiáng)度差，t型試驗(yàn)測得的焊縫長度為17.7mm。實(shí)施例7的粘合強(qiáng)度不如實(shí)施例1是因?yàn)?，在同等工藝下，混合粉末中，粉末c的目數(shù)過大，從而使得粉末c顆粒的粒徑過小，這會導(dǎo)致粉末c單位(氧化膜)的表面積太大，不利于鋁合金粉末之間的粘合，且釬焊性能也會相應(yīng)變差。

[0080]

實(shí)施例8：

[0081]

本實(shí)施例提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的制備方法，所述制備方法參照實(shí)施例1，區(qū)別僅在于：混合粉末中，釬劑的目數(shù)為2500目，使得混合粉末中，粉末c與釬劑的目數(shù)比為0.28。

[0082]

對實(shí)施例8獲得的預(yù)埋釬劑復(fù)合板8進(jìn)行粘合強(qiáng)度的測定和t型試驗(yàn)(統(tǒng)計(jì)焊縫長度)，制得的預(yù)埋釬劑復(fù)合板8粘合成功，但粘合強(qiáng)度差，t型試驗(yàn)測得的焊縫長度為18.1mm。實(shí)施例8的粘合強(qiáng)度不如實(shí)施例1是因?yàn)椋谕裙に囅?，混合粉末中，釬劑的目數(shù)過大，使得釬劑的粒徑過小，相對地，現(xiàn)有的粉末a、粉末b以及粉末c(鋁合金粉末)顆粒的粒徑遠(yuǎn)大于釬劑顆粒，導(dǎo)致釬劑顆粒和鋁合金粉末顆粒接觸的表面積過小，鋁合金粉末顆粒之間間隙太大，從而形成釬劑運(yùn)動的空間，使得軋制粘合過程，在壓力和熱的作用下極少的釬劑被頂至與蓋層3的接觸表面產(chǎn)生不利的影響。且目數(shù)大于2000目的釬劑顆粒存在被頂至表面的風(fēng)險(xiǎn)。

[0083]

實(shí)施例1、6、7、8為一組評價(jià)實(shí)驗(yàn)，用于評價(jià)不同顆粒尺寸對預(yù)埋釬劑復(fù)合板制備過程的影響，通過對比結(jié)果可以看出，若鋁質(zhì)基材顆粒的粒徑遠(yuǎn)大于釬劑顆粒，會導(dǎo)致釬劑顆粒和鋁質(zhì)基材顆粒接觸的表面積過小，鋁質(zhì)基材顆粒之間間隙太大，從而形成釬劑運(yùn)動的空間，使得軋制粘合過程，在壓力和熱的作用下極少的釬劑被頂至與蓋層的接觸表面產(chǎn)生不利的影響；若鋁質(zhì)基材顆粒的目數(shù)過大，則粒徑過小，會由于鋁質(zhì)基材單位(氧化膜)的

表面積太大，不利于鋁質(zhì)基材之間的粘合。而目數(shù)大于2000的釬劑顆粒存在被頂至表面的風(fēng)險(xiǎn)。

[0084]

對比例1：

[0085]

本對比例提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的制備方法，所述制備方法參照實(shí)施例1，區(qū)別在于：步驟(2)中僅鋪設(shè)混合粉末層22，不鋪設(shè)粉末a和粉末b。

[0086]

對比例1中預(yù)埋釬劑復(fù)合板8粘合失敗，各層脫落。這是由于僅有混合粉末層22，導(dǎo)致混合粉末層22分別與芯層1和蓋層3接觸的上下表面上的釬劑顆粒無法被鋁合金粉末包圍，在熱軋過程中表面的釬劑顆粒未形成充分的鋁質(zhì)基材包覆，釬劑顆粒在粘合表面的存在使得兩層之間無法粘合，造成粘合失敗。

[0087]

對比例2：

[0088]

本對比例提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的制備方法，所述制備方法參照實(shí)施例1，區(qū)別僅在于：熱軋軋制道次壓下量為15-20-20-25-30-30，為常規(guī)軋制工藝，其初始階段未使用小下壓量。

[0089]

對比例2中預(yù)埋釬劑復(fù)合板8粘合失敗，各層脫落。這是由于較大的壓力作用到粉末層2上，導(dǎo)致粉末層2顆粒向軋制方向流動，釬劑顆粒從鋁合金粉末中脫出，而未形成釬劑顆粒表面包覆鋁材的結(jié)構(gòu)，在軋制力的作用下鋁基材料產(chǎn)生塑性形變，而釬劑顆粒則與鋁基不相融合，產(chǎn)生團(tuán)聚和外露，導(dǎo)致粘合失敗。

[0090]

對比例3：

[0091]

本對比例提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的制備方法，所述制備方法參照實(shí)施例1，區(qū)別僅在于：熱軋軋制道次下壓量為5-10-15-15-20-20-25，其初始階段僅使用一個道次的小下壓量進(jìn)行軋制，后轉(zhuǎn)為常規(guī)工藝。

[0092]

對比例3中預(yù)埋釬劑復(fù)合板8粘合失敗，各層脫落。這是由于初始階段僅使用一個道次的小下壓量，導(dǎo)致釬劑顆粒的包裹仍不夠牢固，后期在常規(guī)軋制的過程中釬劑顆粒流動，釬劑顆粒從鋁合金粉末中脫出，造成粘合失敗。

[0093]

對比例4：

[0094]

本對比例提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的制備方法，所述制備方法參照實(shí)施例1，區(qū)別僅在于：步驟(1)中使用的邊框結(jié)構(gòu)4的框?qū)挒?0mm。

[0095]

對比例4在制備預(yù)埋釬劑復(fù)合板8的過程中，軋制時導(dǎo)致邊框爆裂而無法成型。這是由于框?qū)掃^小時，粉末在熱軋時，產(chǎn)生的平行于軋制方向壓力(即作用于邊框結(jié)構(gòu)4的內(nèi)壁四周)把邊框結(jié)構(gòu)4擠壓變形至爆開。

[0096]

對比例5：

[0097]

對比例5提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的制備方法，所述制備方法參照實(shí)施例1，區(qū)別僅在于：步驟(3)中預(yù)熱溫度為400℃。

[0098]

對比例5由于預(yù)熱溫度較低，導(dǎo)致鋁合金硬度太高，鋁合金粉末與鋁合金粉末之間以及鋁合金粉末和蓋層3之間無法通過初始道次小壓下量粘合在一起，導(dǎo)致粘合失敗，后面加工硬化現(xiàn)象明顯，無法進(jìn)行軋制，也無法進(jìn)行t型試驗(yàn)。

[0099]

對比例6：

[0100]

本對比例提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的制備方法，步驟(3)中預(yù)熱溫度為500℃。

[0101]

對比例6獲得的預(yù)埋釬劑復(fù)合板8進(jìn)行粘合強(qiáng)度的測定和t型試驗(yàn)(統(tǒng)計(jì)焊縫長

度)，制得的預(yù)埋釬劑復(fù)合板8粘合成功，但粘合強(qiáng)度差，這是由于預(yù)熱溫度較高，導(dǎo)致顆粒嚴(yán)重氧化，無法進(jìn)行粘合，各層脫落，因此產(chǎn)品合格，也無法進(jìn)行t型試驗(yàn)。

[0102]

實(shí)施例1、對比例5、對比例6為一組評價(jià)實(shí)驗(yàn)，用于評價(jià)不同預(yù)熱溫度對預(yù)埋釬劑復(fù)合板制備過程的影響，通過對比結(jié)果可以看出，預(yù)熱溫度過低和過高都會導(dǎo)致無法粘合。

[0103]

綜合上述實(shí)施例和對比例可以看出，本發(fā)明所述制備方法通過邊框結(jié)構(gòu)與粉末層結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證釬焊性能的前提下解決了常規(guī)工藝中不能將釬劑直接引入填料合金中的問題；所述制備方法工藝流程簡單，所述預(yù)埋釬劑復(fù)合板按照結(jié)構(gòu)組裝成型后僅通過軋制即可獲得，后續(xù)無需再繼續(xù)復(fù)雜加工，有利于工業(yè)化生產(chǎn)；所述制備方法制備得到的預(yù)埋釬劑復(fù)合板得粘合牢固。

[0104]

申請人聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的產(chǎn)品和詳細(xì)方法，但本發(fā)明并不局限于上述產(chǎn)品和詳細(xì)方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述產(chǎn)品和詳細(xì)方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)，對本發(fā)明操作的等效替換及輔助操作的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：(1)在芯層表面設(shè)置邊框結(jié)構(gòu)，形成凹槽；(2)將粉末a、混合粉末以及粉末b依次鋪設(shè)于步驟(1)形成的凹槽中，形成粉末層，所述粉末層的總厚度與所述邊框結(jié)構(gòu)的厚度相同，在邊框結(jié)構(gòu)和粉末層的上方蓋上一層蓋層并進(jìn)行焊合固定，得到預(yù)埋釬劑復(fù)合板胚錠；(3)將步驟(2)得到的預(yù)埋釬劑復(fù)合板胚錠依次進(jìn)行預(yù)熱和熱軋，切除邊部，得到預(yù)埋釬劑復(fù)合板；步驟(1)所述芯層的材質(zhì)包括鋁或鋁合金；步驟(1)所述邊框結(jié)構(gòu)的材質(zhì)包括鋁或鋁合金；步驟(2)所述粉末a、粉末b以及粉末c的材質(zhì)獨(dú)立地為鋁或者鋁合金；步驟(2)所述混合粉末包括釬劑和粉末c；步驟(2)所述蓋層的材質(zhì)為鋁或鋁合金；步驟(3)所述熱軋的初始階段的下壓量為1-5mm。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述邊框結(jié)構(gòu)的框?qū)挷恍∮?00mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述粉末a、粉末b以及粉末c的材質(zhì)獨(dú)立地為液相線溫度≤620℃的鋁硅合金。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述混合粉末包括1-10wt％的釬劑，其余為粉末c。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述釬劑的粉體目數(shù)為500-2000目，所述粉末a、粉末b以及粉末c的粉體目數(shù)獨(dú)立地為300-1340目，且所述粉末a、粉末b以及粉末c的粉體目數(shù)獨(dú)立地控制為所述釬劑目數(shù)的1/5-1。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述粉末a和粉末b的鋪設(shè)厚度獨(dú)立地為所述邊框結(jié)構(gòu)厚度的1-30％；步驟(2)所述混合粉末的鋪設(shè)厚度為所述邊框結(jié)構(gòu)厚度的40-98％。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述預(yù)熱的溫度為420-480℃。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述初始階段的熱軋道次不少于2個道次。9.一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板，其特征在于，所述預(yù)埋釬劑復(fù)合板采用如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到。10.一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板的用途，其特征在于，將如權(quán)利要求9所述的預(yù)埋釬劑復(fù)合板用于制造汽車熱交換器。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供了一種預(yù)埋釬劑復(fù)合板及其制備方法和用途，所述制備方法包括以下步驟：在芯層表面設(shè)置邊框結(jié)構(gòu)，形成凹槽；將粉末A、混合粉末以及粉末B依次鋪設(shè)于形成的凹槽中，形成粉末層；所述混合粉末包括釬劑和粉末C；粉末A、粉末B以及粉末C的材質(zhì)獨(dú)立地為鋁或者鋁合金；然后將蓋層進(jìn)行焊合固定，得到預(yù)埋釬劑復(fù)合板胚錠；將得到的預(yù)埋釬劑復(fù)合板胚錠依次進(jìn)行預(yù)熱和熱軋，得到預(yù)埋釬劑復(fù)合板，所述熱軋的初始階段的下壓量為1-5mm。所述制備方法通過優(yōu)化制備過程中的條件，采用軋制工藝即可將釬劑直接引入到填料合金中，保證粘合強(qiáng)度的情況下實(shí)現(xiàn)良好的釬焊效果，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。前景。前景。

技術(shù)研發(fā)人員：廖永啟 謝永林 高勇進(jìn) 聶存珠 唐勁松 劉挺 梁斌

受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海華峰鋁業(yè)股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.02.17

技術(shù)公布日：2022/5/17