铝合金、铝合金-陶瓷复合材料制造技术

本发明专利技术涉及铝合金及铝合金‑陶瓷复合材料。所述铝合金由以下质量分数的各成分组成：6％～10％硅，5％～10％镁，0.08％～1％铜，0.16％～0.5％锶，余量为铝以及不可避免的杂质。所述铝合金‑陶瓷复合材料包括铝合金和陶瓷基体，所述铝合金为上述铝合金。本发明专利技术铝合金中掺有硅、镁、铜和锶四种元素，元素间产生较好的协同作用，使获得导热性、塑性、强度和致密度等综合性能较优的铝合金，从而可以获得导热性和抗拉强度等综合性能较优的铝合金‑陶瓷复合材料。

Aluminum alloy, aluminum alloy ceramic composite

The invention relates to aluminum alloy and aluminum alloy ceramic composite material. The aluminum alloy consists of the following components: 6%-10% silicon, 5%-10% magnesium, 0.08%-1% copper, 0.16%-0.5% strontium, and the remainder is aluminum and inevitable impurities. The aluminum alloy ceramic composite material comprises an aluminum alloy and a ceramic matrix, and the aluminum alloy is the said aluminum alloy. The aluminum alloy of the present invention is mixed with four elements of silicon, magnesium, copper and strontium, which produce better synergistic effect among the elements, so as to obtain aluminum alloy with better comprehensive properties such as thermal conductivity, plasticity, strength and density, and thus to obtain aluminum alloy ceramic composite material with better comprehensive properties such as thermal conductivity and tensile strength.

【技术实现步骤摘要】
铝合金、铝合金-陶瓷复合材料
本专利技术涉及金属材料，特别是涉及铝合金及铝合金-陶瓷复合材料。
技术介绍
铝合金由于具有优异的铸造性能、良好的耐腐蚀性、高的强重比和铸件制造成本低、能够近终成型等特点，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。目前市场上常用的金属陶瓷复合材料用铝合金为铝硅系，一般含有少量的镁，但导热性和可塑性较差。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种导热性和可塑性较好的铝合金和铝合金-陶瓷复合材料。一种铝合金，所述铝合金由以下质量分数的各成分组成：6％～10％硅，5％～10％镁，0.08％～1％铜，0.16％～0.5％锶，余量为铝以及不可避免的杂质。一种铝合金-陶瓷复合材料，所述铝合金-陶瓷复合材料包括铝合金和陶瓷基体，所述铝合金为上述铝合金。上述铝合金中掺有硅、镁、铜和锶四种元素。其中，铝合金中硅元素用于改善铝合金的流动性，同时防止硅形成硬质硅点，所以硅的质量分数控制在6％～10％；镁元素的质量分数较高，控制在5％～10％，以便润湿陶瓷，改善铝合金-陶瓷之间的润湿性能；铜元素用于改善金属/陶瓷之间的润湿性能，同时改善铝合金的塑性和强度；为了避免铜元素含量过高导致铝合金熔融收缩后尺寸不稳定，而将铜元素的质量分数控制为0.08％～1％；锶元素用于细化铝合金的晶粒，改善铝合金的导热性能、塑性和强度，因而将锶元素的质量分数控制为0.16％～0.5％。因此，通过控制铝合金中各元素的质量百分比，以产生更好的协同作用，获得导热性、塑性、强度和致密度等综合性能较优的铝合金及铝合金-陶瓷复合材料。附图说明图1为实施例1的铝合金的显微组织图。具体实施方式以下将对本专利技术提供的铝合金、铝合金-陶瓷复合材料作进一步说明。本专利技术提供的铝合金由以下质量分数的各成分组成：6％～10％硅，5％～10％镁，0.08％～1％铜，0.16％～0.5％锶，余量为铝以及不可避免的杂质。其中，所述杂质在所述铝合金中的质量分数不超过0.2％，优选为0.05％～0.1％，用于保障铝合金的合金一致性。本专利技术提供的铝合金-陶瓷复合材料包括铝合金和陶瓷基体，所述铝合金为上述铝合金。上述铝合金中掺有硅、镁、铜和锶四种元素。其中，铝合金中硅元素用于改善铝合金的流动性，同时防止硅形成硬质硅点，所以硅的质量分数控制在6％～10％；镁元素的质量分数较高，控制在5％～10％，以便润湿陶瓷，改善铝合金-陶瓷之间的润湿性能；铜元素用于改善金属/陶瓷之间的润湿性能，同时改善铝合金的塑性和强度；为了避免铜元素含量过高导致铝合金熔融收缩后尺寸不稳定，而将铜元素的质量分数控制为0.08％～1％；锶元素用于细化铝合金的晶粒，改善铝合金的导热性能、塑性和强度，因而将锶元素的质量分数控制为0.16％～0.5％。因此，通过控制铝合金中各元素的质量百分比，以产生更好的协同作用，获得导热性、塑性、强度和致密度等综合性能较优的铝合金及铝合金-陶瓷复合材料。以下，将通过以下具体实施例对所述铝合金及其应用做进一步的说明。表1实施例1～8：按表1中实施例1～8的铝合金的组成成分及其质量分数加入各原料，进行熔炼，充分搅拌均匀后进行精炼、除渣、除气，再加入铸模中进行铸造成型，得到铝合金。图1为实施例1的铝合金的显微组织图，如图1所示，铝合金的组织致密，晶粒细小。将实施例1～8制备得到的铝合金进行性能测试，测试结果如表2所示。表2表3对比例1～5：按表3中对比例1～5的铝合金的组成成分及其质量百分比加入各原料，进行熔炼，充分搅拌均匀后进行精炼、除渣、除气，再加入铸模中进行铸造成型，得到铝合金。将对比例1～5制备得到的铝合金进行性能测试，测试结果如表4所示。表4从表4可知，对比例1中由于Mg过量烧蚀，影响铝合金致密度。对比例2由于Si过量，形成过共晶组织，影响合金流动性和致密度。对比例3中由于Cu过量，导热性能提升，但是材料致密度下降，抗拉性能降低。对比例4中Sr过量，变质效果不佳。因此，铝合金中Mg、Cu、Si和Sr的含量需要严格控制。对比例5中由于加入了Ti元素，Ti元素与Si元素会反应生成Ti5Si3等化合物包围在TiAl3附近，造成细化下降。同时Ti、Si、Al也会生成TiAlSi条状化合物，硬脆相，损害基体。因此，铝合金中元素成分也需要严格控制，避免元素间不必要的反应发生。实施例9～12：将实施例1～4的铝合金用于铝合金-陶瓷复合材料的制备，铝合金-陶瓷复合材料为10PPI的铝合金-SiC网眼陶瓷，性能如表5所示。表5对比例6：对比例6为采用常用Al-Mg-Si合金制备10PPI的铝合金-SiC网眼陶瓷，性能如表6所示。表6从表5和表6可知，采用本专利技术的铝合金制备铝合金-陶瓷复合材料，所得到的铝合金-陶瓷复合材料的导热性能和抗拉强度明显提升。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本专利技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。因此，本专利技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金，其特征在于，所述铝合金由以下质量分数的各成分组成：6％～10％硅，5％～10％镁，0.08％～1％铜，0.16％～0.5％锶，余量为铝以及不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金，其特征在于，所述铝合金由以下质量分数的各成分组成：6％～10％硅，5％～10％镁，0.08％～1％铜，0.16％～0.5％锶，余量为铝以及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述杂质在所述铝合金中的质量分数不超过0.2％。3.根据权利要求2所述的铝合金，其特征在于，所述杂质在所述铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭伟，吴文茜，吴一帆，刘嘉逸，刘翔，
申请(专利权)人：广东技术师范学院天河学院，
类型：发明
国别省市：广东,44