预埋钎剂复合板及其制备方法和用途与流程

1.本发明属于复合材料技术领域，涉及一种铝合金复合材料，具体涉及一种预埋钎剂复合板及其制备方法和用途。

背景技术：

2.铝合金复合钎焊材料被广泛的应用于汽车热交换器中，如汽车发动机冷却系统的中冷器、散热器，和空调系统的暖风、冷凝器等。各类热交换器产品一般都由多个零部件组成，如主板、管料和翅片等，各零部件之间通过高温钎焊最后形成金属接头连接。

3.铝合金复合板通常包含芯层和钎料层。钎料层在高温下会优先融化形成焊接接头，从而实现各零部件的金属连接。然而，由于铝合金表面有一层致密的氧化膜会阻碍钎料层的融化和流动，产品在钎焊前一般都会采用预喷涂钎剂，如nocolock钎剂。在钎焊过程中钎剂能够提前破坏氧化膜，保证钎焊薄层融化充分、提升其流动性，保证焊接质量。

4.现有使用表面喷涂钎剂的预处理工艺会导致大量的钎剂残留，降低产品的清洁度。尤其在电动汽车以及氢能源汽车中，热交换器产品对清洁度要求非常高。这就要求和产品对钎剂的使用越来越苛刻。致使研发人员又不得不重新考虑使用真空钎焊或者是无钎剂钎焊，即不引入钎剂，但这两种方案均具有较大的局限性，始终无法媲美有钎剂的钎焊工艺。

5.针对以上问题，研发人员又提出了一种预埋钎剂的方案，相比于真空钎焊不需要复杂的设备和严格的控制工艺，相比于无钎剂钎焊具有更宽的加工窗口和应用范围。

6.目前，已知的技术公开了将钎剂引入铝填料合金(filler alloy)中来替代传统表面喷涂钎剂的处理工艺，如在wo2008/110808a1、ep552567a1、fr2855085 a1、和cn109070278a中所公开的技术，这类预埋钎剂的方案显示出非常好的钎焊性能，但是具有钎剂的填料合金复合层的制造较为复杂，上述复合层可能的制备方法包括如wo2008/110808a1中描述的通过喷射成形得到钎剂填料体，又或者如ep552567a1或fr2855085a1中所公开的，通过使铝或铝合金粉末和钎剂颗粒经受高压，特别是热等静压(hip)，得到钎剂填料体。然而，上述得到的钎剂填料体还需要经过进一步加工，如挤压、搅拌摩擦焊等，且必须经过轧制才能获得可与其他合金复合的含有钎剂的中间薄板，工艺较为复杂。

7.综上所述，如何提供一种制备工艺流程简单，又能保证产品清洁度的铝合金复合板成为当前亟待解决的问题。

技术实现要素：

8.针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种预埋钎剂复合板及其制备方法和用途，所述制备方法通过优化结构，解决了常规技术中不能将钎剂直接引入使用的问题，保证钎焊性能的前提下极大地简化了制备工艺，具有较好工业化应用前景。

9.为达此目的，本发明采用以下技术方案：

10.第一方面，本发明提供了一种预埋钎剂复合板的制备方法，所述制备方法包括以

下步骤：

11.(1)在芯层表面设置边框结构，形成凹槽；

12.(2)将粉末a、混合粉末以及粉末b依次铺设于步骤(1)形成的凹槽中，形成粉末层，所述粉末层的总厚度与所述边框结构的厚度相同，在边框结构和粉末层的上方盖上一层盖层并进行焊合固定，得到预埋钎剂复合板胚锭；

13.(3)将步骤(2)得到的预埋钎剂复合板胚锭依次进行预热和热轧，切除边部，得到预埋钎剂复合板；

14.步骤(1)所述芯层的材质包括铝或铝合金；步骤(1)所述边框结构的材质包括铝或铝合金；

15.步骤(2)所述粉末a、粉末b以及粉末c的材质独立地为铝或者铝合金；步骤(2)所述混合粉末包括钎剂和粉末c；步骤(2)所述盖层的材质为铝或铝合金；

16.步骤(3)所述热轧的初始阶段的下压量为1-5mm，例如1mm、2mm、3mm、4mm或5mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

17.现有技术通常将含有钎剂的铝合金复合材料先制成坯板，例如使用喷射成型或者热等静压的方式获得所述坯板，然后再与芯层及其他铝合金层热压复合，导致制备容易复杂、工艺流程长。通常不能以粉末状的钎剂复合粉体直接封装与芯材热轧复合，因为引入钎剂粉末后，相比于未引入钎剂粉末的铝合金粉体直接封装与芯材热轧复合，存在无法粘合的问题。

18.这是由于铝粉或铝合金粉末与钎剂粉末在适于铝合金热轧粘合的温度下轧制时粉末颗粒的延展变形能力不同，铝粉或铝合金粉末在热轧温度和轧制力的作用下，软化并沿轧制方向发生形变，使铝粉或铝合金粉末之间粘连成为整体，而钎剂属于无机盐，其与铝粉或铝合金粉末没有结合力，并不会随着铝粉或铝合金粉末的流动而均匀的流动，随着越轧越薄，钎剂不在呈现均匀的分布，表现为表面钎剂的局部聚集，阻碍了其下方铝粉或铝合金粉末与盖板或芯层的粘合，导致最终难以成型。因此，现有技术通常只能通过先制备钎剂均匀分布的复合坯板，将钎剂固定在坯板内部，这样即使表面有少量钎剂，这些钎剂没有团聚形成粘合缺陷，并不会导致复合轧制时粘合的失败。

19.本发明针对一次成型工艺展开研究，采用的制备方法先将钎剂与铝粉或铝合金粉末共同构成混合粉末层，再在其上方和下方分别铺设一层铝粉或铝合金粉末，以确保在热轧粘合之前，钎剂颗粒的四周被铝粉或铝合金粉末所包围，以此钎剂颗粒均匀的分布在铝粉或铝合金粉末中；由于这种包围仅是在静态的、无压力下的一种粉体颗粒的自然堆积，由于钎剂为非金属材料，铝材为金属材料，性质相差极大，两者之间并没有相互作用力或者粘附性，当一定的作用力施加在粉体上时，这种包围的状态会被外力所破坏；当进行热轧时，通常工艺的轧制力极易破坏这种自然堆积的结构，仍然会出现如上所述的随着越轧越薄，钎剂不在呈现均匀的分布，表现为表面钎剂的局部聚集问题。

20.解决这一问题的关键在于对初始阶段下压量的控制，借助于一定的预热温度，粉末a、粉末b以及粉末c已经具备一定的形变粘合的能力，在热轧的初始阶段需要使用极小的下压量(1-5mm)，当压下量控制在5mm以内时，由盖层和芯层传递到粉末层的压力还很小，能够实现钎剂颗粒四周包覆铝粉或铝合金粉末的相互挤压，并形成局部的粘合；当压下量大于5mm时，比如常规的15mm、20mm时，较大的压力作用到粉末层上，导致混粉末层颗粒向轧制

方向流动，钎剂颗粒从铝粉或铝合金粉末中脱出，而铝粉或铝合金粉末间直接产生粘连。虽然极小压下量的通常的不期望的，会导致完成总压下量的道次数增加，一定程度的增加了工艺耗时，然而在本发明中通过一步法实现目标铝合金复合板的制备，初始阶段控制在1-5mm是非常关键的，相对于通过常规的先轧制成坯板再复合，本发明总的工艺耗时有了极大的缩减，也不需要多次占用轧机。

21.通过预热和热轧，使得围绕在钎剂四周的铝粉或铝合金粉末先发生部分的粘合包裹住钎剂，使得钎剂颗粒不会团聚、堆积在表面；然后再增加轧制力，使钎剂随着半粘合的铝质基材一起朝着轧制方向运动，避免产生如传统制备方法一样的表面聚集现象，使得复合基材完全粘合，极大地简化了制备工艺，有利于工业化生产。

22.本发明中，边框结构可由当拼接焊接而成，也可一体成型，这里对如何制成边框结构并不作限定。

23.本发明中，由于边框结构侧边直接接触暴露的钎剂，无法与钎剂实现良好的包覆融合，且轧制的边部通常存在残次不良，需要对不良的边部进行切割，即本发明所述的切除边部。

24.以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

25.作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述边框结构的框宽不小于100mm，例如100mm、110mm、120mm、130mm、140mm或150mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

26.本发明中，边框结构的框宽极为重要。当框宽过小时，粉末在热轧时，产生的平行于轧制方向压力(即作用于边框结构的内壁四周)会把边框结构挤压变形至爆开；边框结构框宽过大则会导致不必要的浪费和混合粉末层的相对减少。

27.应理解混合粉末层与边框内壁接触的一面所暴露的钎剂并没有被铝合金粉末所包裹，因此，边框内壁与混合粉末层在轧制过程中并未形成冶金结合，因此需要在轧制后切除边框内壁材质；而设置边框的目的仅在于确保在轧制时粉末层形成充分的压力，使得内部结构紧实。

28.作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述粉末a、粉末b以及粉末c的材质独立地为液相线温度≤620℃的铝硅合金，例如温度为500℃、520℃、540℃、560℃、580℃、600℃或620℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

29.相对较低的液相线温度使得包覆在钎剂颗粒周围的粉末a、粉末b以及粉末c之间更易在极低的压力下形成更多的粘连点，进一步的降低混合粉末层表面暴露的钎剂颗粒。

30.作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述混合粉末包括1-10wt％的钎剂，其余为粉末c，例如钎剂的含量为1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

31.作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述钎剂的粉体目数为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的粉体目数独立地为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的粉体目数独立地控制为所述钎剂粉体目数的1/5-1，例如1/5、1/2或1等，上述数值的选择并不仅限于所列举的数值，在各自的数值范围内其他未列举的数值同样适用。

32.本发明中，钎剂颗粒和铝粉或铝合金粉末颗粒的粒径均对最终的粘合质量具有重要的影响。若铝粉或铝合金粉末颗粒的粒径远大于钎剂颗粒，会导致钎剂颗粒和铝粉或铝合金粉末颗粒接触的表面积过小，铝粉或铝合金粉末颗粒之间间隙太大，从而形成钎剂运动的空间，使得轧制粘合过程，在压力和热的作用下极少的钎剂被顶至与盖层的接触表面产生不利的影响；若铝粉或铝合金粉末颗粒的粒径过小，则会由于铝粉或铝合金粉末单位(氧化膜)的表面积太大，不利于铝粉或铝合金粉末之间的粘合。而目数大于2000目的钎剂颗粒存在被顶至表面的风险。

33.作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述粉末a和粉末b的铺设厚度独立地为所述边框结构厚度的1-30％，例如1％、3％、5％、7％、10％、15％、20％、25％或30％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为5-20％。

34.步骤(2)所述混合粉末的铺设厚度为所述边框结构厚度的40-98％，例如40％、50％、60％、70％、80％、90％或98％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为60-90％。

35.作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述预热的温度为420-480℃，例如420℃、425℃、430℃、435℃、440℃、445℃、450℃、455℃、460℃、465℃、470℃、475℃或480℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

36.本发明中，预热的温度需进行控制。若预热温度过高，钎剂颗粒和铝质基材粉末颗粒容易氧化；若预热温度过低，会导致铝合金硬度太高且后面加工硬化现象明显，不利于轧制加工变形；可见，过高或者过低的预热温度均不利于复合材料轧制粘合成功。

37.作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述初始阶段的热轧道次不少于2个道次，例如2个道次、3个道次、4个道次、5个道次、6个道次、7个道次或8个道次等，上述数值的选择并不仅限于所列举的数值，在各自的数值范围内其他未列举的数值同样适用。

38.本发明中，初始阶段的下压量非常小，优选多次小下压量，以提高钎剂颗粒的包裹的牢固，使得被包裹的钎剂颗粒在后续转变为常规下压量道次时可以随着半粘合的铝质基材颗粒一起流动。

39.第二方面，本发明提供了一种预埋钎剂复合板，所述预埋钎剂复合板采用第一方面所述的制备方法制备得到。

40.第三方面，本发明提供了一种第二方面所述的预埋钎剂复合板的用途，所述预埋钎剂复合板用于制造汽车热交换器。

41.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

42.(1)本发明所述预埋钎剂复合板通过边框结构与粉末层的设计，在保证钎焊性能的前提下解决了常规工艺中不能将钎剂直接引入填料合金中的问题；

43.(2)本发明所述制备方法工艺流程简单，所述预埋钎剂复合板按照结构组装成型后仅通过轧制即可获得，后续无需再继续复杂加工，有利于工业化生产。

附图说明

44.图1是本发明实施例1提供的制备方法制备得到的预埋钎剂复合板的切面结构示意图。

45.图2是本发明实施例1提供的预埋钎剂复合板中，中间层的俯视结构示意图。

46.图3是本发明具体实施方式部分提供的进行t型试验时，组装成的t型样的结构示意图。

47.其中，1-芯层，2-粉末层，21-粉末a层，22-混合粉末层，23-粉末b层，3-盖层，4-边框结构，5-铝合金板，6-不锈钢圆棒，7-铝合金支撑板，8-预埋钎剂复合板。

具体实施方式

48.为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

49.在一个具体实施方式中，边框结构4的获得不限于拼接成型或一体成型，下列各实施例和对比例中，所述边框结构4由4块挡块拼接而成，所述挡块拼接后进行焊接成形。

50.在一个具体实施方式中，所述钎剂为常见的含氟化合物为kf、naf、lif、alf3、kalf4、k2alf5或k3alf6等中的任意一种或至少两种的组合，以下实施例和对比例中使用的钎剂为kalf4。

51.在一个具体实施方式中，芯层1、盖层3及有粉末层2组成的中间层的厚度可以根据期望达到的机械性能和钎焊性能作相应的调整；通常的比例为芯层1厚度占预埋钎剂复合板胚锭的80-95％，粉末层2厚度占5-20％，盖层3厚度占3-19％；在下列实施例和对比例中芯层1的厚度均占90％，粉末层2总厚度均占3％，盖层3厚度均占7％。实施例和对比例中使用的芯层1与盖层坯板的尺寸分别为8000mm

×

1300mm

×

450mm(长

×

宽

×

厚)、8000mm

×

1300mm

×

35mm(长

×

宽

×

厚)、边框结构4的外圈为方形尺寸与芯层1一致，边框结构4的厚度为15mm，内圈方形尺寸则由框宽决定。

52.在一个具体实施方式中，本发明提供了一种预埋钎剂复合板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

53.(1)在芯层1表面设置框宽为不小于100mm的边框结构4，形成凹槽；所述芯层1的材质包括铝或铝合金；所述边框结构4的材质包括铝或铝合金；

54.(2)将粉末a、混合粉末以及粉末b依次铺设于步骤(1)形成的凹槽中，形成粉末层2；然后将盖层3进行焊合固定，得到预埋钎剂复合板胚锭；

55.所述粉末a为目数为300-1340目的铝或者铝合金，所述粉末a的液相线温度≤620℃；

56.所述粉末b为目数为300-1340目的铝或者铝合金，所述粉末b的液相线温度≤620℃；

57.所述混合粉末为1-10wt％的钎剂以及90-99wt％粉末c的混合物，所述钎剂的粉体目数为500-2000目，所述粉末c为目数为300-1340目的铝或者铝合金，所述粉末c的液相线温度为≤620℃；

58.所述粉末a的铺设厚度为所述边框结构4厚度的1-30％；所述粉末b的铺设厚度为所述边框结构4厚度的1-30％；所述混合粉末的铺设厚度为所述边框结构4厚度的40-98％；所述粉末层2的总厚度与所述边框结构4的厚度相同；

59.所述盖层3的材质为铝合金；

60.(3)将步骤(2)得到的预埋钎剂复合板胚锭先在420-480℃的条件下预热，然后进

行热轧，所述热轧的初始阶段的下压量为1-5mm，且所述初始阶段的热轧道次不少于2个道次，然后进入常规的热轧道次，得到预埋钎剂复合板8。

61.本发明中涉及的测试方法如下：

62.(1)粉体颗粒目数的测定：目数的大小用于表示能够通过筛网的粒子的粒径，目数越高，粒径越小；目是筛网的单位，是1平方英寸(25.4mm

×

25.4mm)筛网面积上所具有的网孔个数。粉体颗粒目数为100目则表示该颗粒尺寸能够通过100目的筛网，但不能通过更高目数的筛网，例如不能通过125目的筛网。

63.(2)粘合强度的测定方法包括：取其10mm

×

10mm的样品，采用1000n的力进行分离，能分开为粘合不成功，不能分开为粘合成功；受力达1200n才分开为差；受力达1300n才分开为好，大于1300n仍不能分开为很好。

64.(3)t型试验测定钎焊效果，所述t型试验的具体操作步骤为：将预埋钎剂复合板8钎焊层向朝上置于aa3003铝合金支撑板7上，并平放在试验台上，将尺寸为55mm

×

25mm

×

1mm的aa3003铝合金板5垂直放置于复合板上，并在两者接触部位的一端放置规格为φ1mm的304不锈钢圆棒6，组装成t型样；将t型样放入100mm口径的石英管式炉中进行模拟钎焊，且钎焊工艺为：o2浓度控制在40

±

10ppm范围内，首先以100℃/min的速率升温至200℃保持5min，然后以40℃/min的速率升温至605℃保温5min，最后以100℃/min的速率降温至室温；对钎焊后t型样的焊缝长度进行统计。其中，组装成的t型样的结构示意图如图3所示。

65.以下为本发明典型但非限制性实施例：

66.实施例1-4基于具体实施方式部分的制备方法，制备过程中的具体参数条件以及测试结果如表1所示。

67.表1

[0068][0069][0070]

其中，实施例1制备得到预埋钎剂复合板8的切面结构示意图图如1所示，所得预埋钎剂复合板8中，中间层的俯视结构示意图如图2所示。

[0071]

实施例5：

[0072]

本实施例提供了一种预埋钎剂复合板的制备方法，所述制备方法参照实施例1，区别仅在于：粉末a、粉末b以及粉末c的材质均替换为高液相线温度为657℃的aa1050。

[0073]

对实施例5获得的预埋钎剂复合板8进行粘合强度的测定和t型试验(统计焊缝长度)，制得的预埋钎剂复合板8粘合成功，但粘合强度差，t型试验测得的焊缝长度为11.6mm。实施例5的粘合强度不如实施例1是因为，在同等工艺下，选用液相线温度更低的粉末a、粉

末b以及粉末c更易在极低的压力下形成更多的粘连点，进一步的降低混合粉末层22表面暴露的钎剂颗粒。钎剂的表面暴露和局部团聚和进一步的影响钎焊效果，焊缝长度变短。

[0074]

实施例6：

[0075]

本实施例提供了一种预埋钎剂复合板的制备方法，所述制备方法参照实施例1，区别仅在于：粉末a、粉末b以及粉末c的目数均为300目，从而使得粉末a、粉末b以及粉末c的目数与钎剂的目数比为0.15。

[0076]

对实施例6获得的预埋钎剂复合板8进行粘合强度的测定和t型试验(统计焊缝长度)，制得的预埋钎剂复合板8粘合成功，但粘合强度差，t型试验测得的焊缝长度为16.8mm。实施例6的粘合强度不如实施例1是因为，在同等工艺下，粉末a、粉末b以及粉末c(铝合金粉末)颗粒的粒径远大于钎剂颗粒，导致钎剂颗粒和铝合金粉末颗粒接触的表面积过小，铝合金粉末颗粒之间间隙太大，从而形成钎剂运动的空间，使得轧制粘合过程，在压力和热的作用下极少的钎剂被顶至与盖层3的接触表面产生不利的影响，导致性能较差。钎剂的表面暴露和局部团聚和进一步的影响钎焊效果，焊缝长度变短。

[0077]

实施例7：

[0078]

本实施例提供了一种预埋钎剂复合板的制备方法，所述制备方法参照实施例1，区别仅在于：混合粉末中，粉末c的目数为1800目，使得混合粉末中，粉末c与钎剂的目数比为0.9。

[0079]

对实施例7获得的预埋钎剂复合板8进行粘合强度的测定和t型试验(统计焊缝长度)，制得的预埋钎剂复合板8粘合成功，但粘合强度差，t型试验测得的焊缝长度为17.7mm。实施例7的粘合强度不如实施例1是因为，在同等工艺下，混合粉末中，粉末c的目数过大，从而使得粉末c颗粒的粒径过小，这会导致粉末c单位(氧化膜)的表面积太大，不利于铝合金粉末之间的粘合，且钎焊性能也会相应变差。

[0080]

实施例8：

[0081]

本实施例提供了一种预埋钎剂复合板的制备方法，所述制备方法参照实施例1，区别仅在于：混合粉末中，钎剂的目数为2500目，使得混合粉末中，粉末c与钎剂的目数比为0.28。

[0082]

对实施例8获得的预埋钎剂复合板8进行粘合强度的测定和t型试验(统计焊缝长度)，制得的预埋钎剂复合板8粘合成功，但粘合强度差，t型试验测得的焊缝长度为18.1mm。实施例8的粘合强度不如实施例1是因为，在同等工艺下，混合粉末中，钎剂的目数过大，使得钎剂的粒径过小，相对地，现有的粉末a、粉末b以及粉末c(铝合金粉末)颗粒的粒径远大于钎剂颗粒，导致钎剂颗粒和铝合金粉末颗粒接触的表面积过小，铝合金粉末颗粒之间间隙太大，从而形成钎剂运动的空间，使得轧制粘合过程，在压力和热的作用下极少的钎剂被顶至与盖层3的接触表面产生不利的影响。且目数大于2000目的钎剂颗粒存在被顶至表面的风险。

[0083]

实施例1、6、7、8为一组评价实验，用于评价不同颗粒尺寸对预埋钎剂复合板制备过程的影响，通过对比结果可以看出，若铝质基材颗粒的粒径远大于钎剂颗粒，会导致钎剂颗粒和铝质基材颗粒接触的表面积过小，铝质基材颗粒之间间隙太大，从而形成钎剂运动的空间，使得轧制粘合过程，在压力和热的作用下极少的钎剂被顶至与盖层的接触表面产生不利的影响；若铝质基材颗粒的目数过大，则粒径过小，会由于铝质基材单位(氧化膜)的

表面积太大，不利于铝质基材之间的粘合。而目数大于2000的钎剂颗粒存在被顶至表面的风险。

[0084]

对比例1：

[0085]

本对比例提供了一种预埋钎剂复合板的制备方法，所述制备方法参照实施例1，区别在于：步骤(2)中仅铺设混合粉末层22，不铺设粉末a和粉末b。

[0086]

对比例1中预埋钎剂复合板8粘合失败，各层脱落。这是由于仅有混合粉末层22，导致混合粉末层22分别与芯层1和盖层3接触的上下表面上的钎剂颗粒无法被铝合金粉末包围，在热轧过程中表面的钎剂颗粒未形成充分的铝质基材包覆，钎剂颗粒在粘合表面的存在使得两层之间无法粘合，造成粘合失败。

[0087]

对比例2：

[0088]

本对比例提供了一种预埋钎剂复合板的制备方法，所述制备方法参照实施例1，区别仅在于：热轧轧制道次压下量为15-20-20-25-30-30，为常规轧制工艺，其初始阶段未使用小下压量。

[0089]

对比例2中预埋钎剂复合板8粘合失败，各层脱落。这是由于较大的压力作用到粉末层2上，导致粉末层2颗粒向轧制方向流动，钎剂颗粒从铝合金粉末中脱出，而未形成钎剂颗粒表面包覆铝材的结构，在轧制力的作用下铝基材料产生塑性形变，而钎剂颗粒则与铝基不相融合，产生团聚和外露，导致粘合失败。

[0090]

对比例3：

[0091]

本对比例提供了一种预埋钎剂复合板的制备方法，所述制备方法参照实施例1，区别仅在于：热轧轧制道次下压量为5-10-15-15-20-20-25，其初始阶段仅使用一个道次的小下压量进行轧制，后转为常规工艺。

[0092]

对比例3中预埋钎剂复合板8粘合失败，各层脱落。这是由于初始阶段仅使用一个道次的小下压量，导致钎剂颗粒的包裹仍不够牢固，后期在常规轧制的过程中钎剂颗粒流动，钎剂颗粒从铝合金粉末中脱出，造成粘合失败。

[0093]

对比例4：

[0094]

本对比例提供了一种预埋钎剂复合板的制备方法，所述制备方法参照实施例1，区别仅在于：步骤(1)中使用的边框结构4的框宽为80mm。

[0095]

对比例4在制备预埋钎剂复合板8的过程中，轧制时导致边框爆裂而无法成型。这是由于框宽过小时，粉末在热轧时，产生的平行于轧制方向压力(即作用于边框结构4的内壁四周)把边框结构4挤压变形至爆开。

[0096]

对比例5：

[0097]

对比例5提供了一种预埋钎剂复合板的制备方法，所述制备方法参照实施例1，区别仅在于：步骤(3)中预热温度为400℃。

[0098]

对比例5由于预热温度较低，导致铝合金硬度太高，铝合金粉末与铝合金粉末之间以及铝合金粉末和盖层3之间无法通过初始道次小压下量粘合在一起，导致粘合失败，后面加工硬化现象明显，无法进行轧制，也无法进行t型试验。

[0099]

对比例6：

[0100]

本对比例提供了一种预埋钎剂复合板的制备方法，步骤(3)中预热温度为500℃。

[0101]

对比例6获得的预埋钎剂复合板8进行粘合强度的测定和t型试验(统计焊缝长

度)，制得的预埋钎剂复合板8粘合成功，但粘合强度差，这是由于预热温度较高，导致颗粒严重氧化，无法进行粘合，各层脱落，因此产品合格，也无法进行t型试验。

[0102]

实施例1、对比例5、对比例6为一组评价实验，用于评价不同预热温度对预埋钎剂复合板制备过程的影响，通过对比结果可以看出，预热温度过低和过高都会导致无法粘合。

[0103]

综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述制备方法通过边框结构与粉末层结构的优化设计，在保证钎焊性能的前提下解决了常规工艺中不能将钎剂直接引入填料合金中的问题；所述制备方法工艺流程简单，所述预埋钎剂复合板按照结构组装成型后仅通过轧制即可获得，后续无需再继续复杂加工，有利于工业化生产；所述制备方法制备得到的预埋钎剂复合板得粘合牢固。

[0104]

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的产品和详细方法，但本发明并不局限于上述产品和详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述产品和详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。技术特征：

1.一种预埋钎剂复合板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)在芯层表面设置边框结构，形成凹槽；(2)将粉末a、混合粉末以及粉末b依次铺设于步骤(1)形成的凹槽中，形成粉末层，所述粉末层的总厚度与所述边框结构的厚度相同，在边框结构和粉末层的上方盖上一层盖层并进行焊合固定，得到预埋钎剂复合板胚锭；(3)将步骤(2)得到的预埋钎剂复合板胚锭依次进行预热和热轧，切除边部，得到预埋钎剂复合板；步骤(1)所述芯层的材质包括铝或铝合金；步骤(1)所述边框结构的材质包括铝或铝合金；步骤(2)所述粉末a、粉末b以及粉末c的材质独立地为铝或者铝合金；步骤(2)所述混合粉末包括钎剂和粉末c；步骤(2)所述盖层的材质为铝或铝合金；步骤(3)所述热轧的初始阶段的下压量为1-5mm。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述边框结构的框宽不小于100mm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述粉末a、粉末b以及粉末c的材质独立地为液相线温度≤620℃的铝硅合金。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述混合粉末包括1-10wt％的钎剂，其余为粉末c。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述钎剂的粉体目数为500-2000目，所述粉末a、粉末b以及粉末c的粉体目数独立地为300-1340目，且所述粉末a、粉末b以及粉末c的粉体目数独立地控制为所述钎剂目数的1/5-1。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述粉末a和粉末b的铺设厚度独立地为所述边框结构厚度的1-30％；步骤(2)所述混合粉末的铺设厚度为所述边框结构厚度的40-98％。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述预热的温度为420-480℃。8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述初始阶段的热轧道次不少于2个道次。9.一种预埋钎剂复合板，其特征在于，所述预埋钎剂复合板采用如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到。10.一种预埋钎剂复合板的用途，其特征在于，将如权利要求9所述的预埋钎剂复合板用于制造汽车热交换器。

技术总结

本发明提供了一种预埋钎剂复合板及其制备方法和用途，所述制备方法包括以下步骤：在芯层表面设置边框结构，形成凹槽；将粉末A、混合粉末以及粉末B依次铺设于形成的凹槽中，形成粉末层；所述混合粉末包括钎剂和粉末C；粉末A、粉末B以及粉末C的材质独立地为铝或者铝合金；然后将盖层进行焊合固定，得到预埋钎剂复合板胚锭；将得到的预埋钎剂复合板胚锭依次进行预热和热轧，得到预埋钎剂复合板，所述热轧的初始阶段的下压量为1-5mm。所述制备方法通过优化制备过程中的条件，采用轧制工艺即可将钎剂直接引入到填料合金中，保证粘合强度的情况下实现良好的钎焊效果，具有较好的工业应用前景。前景。前景。

技术研发人员：廖永启 谢永林 高勇进 聂存珠 唐劲松 刘挺 梁斌

受保护的技术使用者：上海华峰铝业股份有限公司

技术研发日：2022.02.17

技术公布日：2022/5/17