铝合金新材料导论

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1、湖北汽车工业学院本科生课程论文论文题目车用散热器铝合金材料学生专业班级材料科学与工程（金属材料）学生姓名（学号）指导教师（职称）完成时间2014-05-292014年05月29円车用散热器铝合金材料金属材料专业邓晶指导教师王天国摘要：详细介绍汽车水冷散热器的结构、材料以及铝硬钎焊新技术，并指出汽车散热器的发展趋势。关键词：汽车散热器：铝合金：钎焊技术：随着汽车的快速发展，高性能、低能耗成为汽车追求的0标，而这又将与汽车用材密切相关。由于节能降耗的要求，车辆轻量化己成为汽车行业重要的发展方向之一，艽中铝合金的使用是一个重要的技术手段。随着工业的飞

2、速发展，对散热器的要求也越来越高。在保证散热器奋足够散热能力和强度的前提下，体积更小、重量更轻、管壁及带材更薄、散热效率更高成了散热器发展的必然趋势。据有关资料：根据车型的不同，每减轻lOOKg的车重，百公里汕耗可降低0.3--0.5L,相当于lKm少排放7.5—12.5g的二氧化碳（也有人给出:车重减少10%,则燃油可节省66-8%。），而汽车热交换器系统（散热器、蒸发器、冷凝器、中冷器、暖风、机统冷器）轻量化是汽车轻量化的一个重点领域，自70年代以来，欧洲中档轿车仅散热器系统的重量减少己超过50%,接近55-7kg,整个热交换器系统铝化使整

3、车重量减少超过1%，有着明显的节能及降排效果。铝合金具有较好的导热性，防腐性能好，钎焊效果好,加工性能好，是散热器制造用的常见材料。近年来，散热器产品的改进主要希望减轻重量。因此，重量更轻的铝合金在汽车散热器制造中扮演了越来越重耍的角色。目前散热器采用管带式钎焊铝散热器居多，其重量减轻约30%，在中、小功率的汽车上被广泛采用。1散热器片的主要材料和成型技术1.1对散热器片材料的要求传热系数是评价散热器散热性能的重要参数。影响因素众多，其中散热器材料的导热性能和焊接质量对其影响很大。散热器的工作条件恶劣，一般位于汽车前端迎风处，不仅要经受风吹雨淋

4、和砂土、泥浆以及汽车排出废气的污染，而且还要承受反复的热循环和周期性的振动。另外，散热器内长期流动着冷却液，对散热器有锈蚀及腐蚀作用。因此，为保证散热器可靠地发挥散热作用，对散热器材料性能有如下要求:具有良好的导热性能;異有一定的强度和较强的耐腐蚀性；良好的加工性能及钎焊性能；良好的经济性。B前，常用的散热器材料主要奋铜、铝和工程塑料等。原材料质量对散热器的散热效率至关重要，所以对铜板的表面质量要求甚高，要求板材表而无划伤、起皮、氧化、油污等缺陷，要有良好的板型、平直度和导热性等。铜带用于制作散热器鳍片，要求有良好的导热性、焊接性、较高的强度、

5、尺寸公差精确。铜管主要用于制作导热管，要求有良好的导热性、焊接性、内外表面清洁，较高的强度等。散热片选用导热系数较高的材料对提高热传导效率很有帮助,在金属的导热性方面，银的导热系数最高，其次是铜、铝。银的价格昂贵，不适宜作散热材料，目前比较常用是铜、铝及铝合金。铝的导热系数低，但通过增加鳍片增大散热面积,也能起到较好的散热效果。2.2散热器片的主要材料和成型技术以3003合金为芯材，一面包覆4343合金作为皮材，高温钎焊时熔化成为钎料，另一面包覆7072合金作为皮材，起到牺牲阳极、保护芯材免受腐蚀的作用。3层材料形成三明治结构，皮材厚度一般占复

6、合铝箔厚度的10%左右。合金设计成分如表1所示。filleralloysstudied%表1芯材和皮材的合金设计成分（质量分数）Table1Chemicalcompositionsofcoreand合金SiFeCuMilMgZnZrA130030.600.700.101.20—0.100.05余景43437.200.800.250.10—0.20—余景70720300.400.100.100.101.00—余景2散热器制造新技术铝片散热器发展速度很快，优势突出，但其制造工艺过程复杂，工作环境要求苛刻，并对环境造成一定的破坏；而且耐腐蚀性差，特别

7、是在高温丁工作，铝制屮冷器容易出现蠕变和疲劳等材料问题，进而影响性能，甚至引起故障。为了降低汽车尾气排放,废气再循环（EGR）技术被广泛采用。然而，EGR技术在发动机上的应用会使整个汽车冷却系统发生变化，对散热器的耐高温性能、散热性能和强度的要求也随之大幅提高，而目前普遍使用的铝制散热器又很难满足这些要求。目前，铝散热器比较成熟的生产工艺有两种：一种是机械装配式，此种形式生产的散热器冷却水管是圆形或椭圆形，采用机械压制而成，生产成本较低，但是由于这种工艺受自身形状的局限性，工作效率不高；另外一种是钎焊式，这种形式生产的冷却水管是扁状的，不受散热

8、器自身几何形状的限制，采用焊接一次成型,工作效率高。K面重点介绍下铝的钎焊技术：钎焊技术是将熔点比工件低的钎料，在加热下熔化并渗人被焊材料的两接头间隙