一种铝合金及其应用制造技术

本发明专利技术公开一种铝合金，包括如下质量百分比的组分：Si的含量为7‑11％，Fe的含量为0.4‑1.0％，Mg的含量为0.001‑0.2％，Cu的含量为0.001‑0.2％，Zn的含量为0.001‑0.2％，Mn的含量0.005‑0.1％，Sr的含量为0.01‑0.06％，B的含量为0.003‑0.05％，Ga的含量为0.01‑0.02％，Mo的含量为0.001‑0.01％，Ce的含量为0.001‑0.2％，La的含量为0.0003‑0.02％，余量为铝及不可避免的杂质元素，所述杂质元素的总量低于0.1％。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金及其应用
本专利技术属于铝合金
，具体涉及一种铝合金及其应用。
技术介绍
压铸是铝合金基本的成型方法之一，可用于复杂结构件产品设计。现有的压铸铝合金材料在进行压铸时，在综合考虑材料的各方面性能的条件下，例如要考虑屈服强度、抗拉伸强度、延伸率等各项力学性能，往往需要牺牲材料的导热性能，使得现有的压铸铝合金在作为散热材料使用的散热性能下降，对于热导率要求较高的场景并不适用。因而，现有的铝合金的相关技术仍有待改进。
技术实现思路
针对现有的铝合金无法兼顾力学性能和散热性要求的问题，本专利技术提供了一种铝合金及其应用。第一方面，本专利技术提供了一种铝合金，包括如下质量百分比的组分：Si的含量为7-11％，Fe的含量为0.4-1.0％，Mg的含量为0.001-0.2％，Cu的含量为0.001-0.2％，Zn的含量为0.001-0.2％，Mn的含量0.005-0.1％，Sr的含量为0.01-0.06％，B的含量为0.003-0.05％，Ga的含量为0.01-0.02％，Mo的含量为0.001-0.01％，Ce的含量为0.001-0.2％，La的含量为0.0003-0.02％，余量为铝及不可避免的杂质元素，所述杂质元素的总量低于0.1％。第二方面，本专利技术还提供了如上所述的铝合金在散热器上的应用。根据本专利技术提供的铝合金，通过控制合金元素的组成及含量，使得铝合金拥有较高的屈服强度、抗拉强度和延伸率，且在不牺牲各项力学性能及的前提下保证有较高的热导率。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术的提供一种铝合金，包括如下质量百分比的组分：Si的含量为7-11％，Fe的含量为0.4-1.0％，Mg的含量为0.001-0.2％，Cu的含量为0.001-0.2％，Zn的含量为0.001-0.2％，Mn的含量0.005-0.1％，Sr的含量为0.01-0.06％，B的含量为0.003-0.05％，Ga的含量为0.01-0.02％，Mo的含量为0.001-0.01％，Ce的含量为0.001-0.2％，La的含量为0.0003-0.02％，余量为铝及不可避免的杂质元素，所述杂质元素的总量低于0.1％。根据本专利技术提供的铝合金，通过控制合金元素的组成及含量，使得铝合金拥有较高的屈服强度、抗拉强度和延伸率，且在不牺牲各项力学性能及的前提下保证有较高的热导率。在一些具体的实施例中，所述Si的含量为7.5％、8.0％、8.5％、9.0％、9.5％、9.7％或10％，所述Fe的含量为0.5％、0.65％、0.8％或0.9％，所述Mg的含量为0.005％、0.02％、0.05％、0.06％、0.08％、0.09％、0.15％或0.18％，所述Cu的含量为0.003％、0.005％、0.01％、0.02％、0.05％、0.09％、0.13％或0.18％，所述Zn的含量为0.005％、0.01％、0.02％、0.05％、0.09％、0.12％或0.17％，所述Mn的含量为0.007％、0.01％、0.02％、0.05％、0.07％或0.09％，所述Sr的含量为0.015％、0.02％、0.04％、0.05％或0.06％，所述B的含量为0.005％、0.01％、0.02％、0.03％、0.04％或0.05％，所述Ga的含量为0.013％、0.015％或0.018％，所述Mo的含量为0.003％、0.005％、0.006％或0.009％，所述Ce的含量为0.003％、0.005％、0.01％、0.03％、0.08％、0.1％、0.14％或0.18％，所述La的含量为0.0005％、0.001％、0.003％、0.008％、0.01％、0.015％或0.018％。本专利技术所述铝合金包括上述含量的Si与Mg，两者配合能够形成适量的Mg2Si强化相，在保证铝合金强度及良好成型性的同时，能够提高铝合金的导热性能，避免了硅含量过高引起铝合金中共晶硅组织内部晶体含量增多，铝合金中共晶硅组织内部晶体含量增多会使晶体之间面与面接触变多，容易产生面缺陷的问题，影响电子导热效率，从而导致铝合金的导热性能变差。本专利技术所述铝合金包括上述含量的Cu、Mg与Mn，使得铝合金基体中富Cu相、富Mg相、富Mn相在共晶硅中的分散度高，铝合金的力学性能有所提升。同时配合上述含量的稀土元素Ce，能与Al形成适量的Al4Ce相弥散分布于铝合金基体中，起到了细化晶粒的作用，还能够削弱诸如β-Mg17Al12等干扰相的生成，由此，生成的杂质相少，材料内部电子热传递效率高。另外晶体在结晶的同时会释放结晶潜热，使局部温度上升，固液前沿的枝晶受到加热后使具有更大表面能的分枝在颈缩处融化，使其游离主干，阻碍了晶体长大，枝晶开始向球形转变，其形貌趋向于经过热处理的样貌，有利于提高铝合金的导热性能和力学性能。需要说明的是，在本专利技术的铝合金配方中，要控制Ce含量在0.2％以下，避免当Ce的含量过高时，Al4Ce相粒子的体积分数大大增加，这些高熔点硬质相粒子在热挤压过程中破碎，它们的棱角变得锋利，其形貌接近于针状富Fe相的形貌，对铝合金的导热性能影响较大，同时Ce的含量过高会导致应力集中，从而降低铝合金的强度。本专利技术所述铝合金含有上述含量的La，其对分散在共晶硅组织内晶体间的富Cu相、富Mn相具有较好的细化作用，使得铝合金的导热性能和力学性能有所提升，进一步地，La：Cu：Mn的质量比满足1：(0.4～24)：(1～16)时，能进一步有效提升铝合金的导热性能。本专利技术一些实施方式中，所述铝合金中Ce：La：Cu：Mg：Mn的质量比为(2～20)：1：(1～10)：(0.2～20)：(1～10)，此时稀土Ce和La能对α-Al枝晶、富Cu相、富Mn相起到良好的细化作用，进一步提升铝合金的综合性能。本专利技术所述铝合金含有上述含量的La，还可以生成Al11La3潜在的合金强化相，其变质与细化晶粒的作用促进Cu，Mg元素生成立方相Al5Cu6Mg2，该相的形成使得α-Al基体相细化，共晶硅组织的形状更趋近于球状，使得电子穿梭效率有所提升。进一步地，Cu与Mg总质量百分含量为0.06-0.22％时，能进一步促进稀土La生成的潜在Al11La3相对立方相Al5Cu6Mg2的细化作用。本专利技术所述铝合金包括上述含量的Fe与Mn，能够减少片状杂质AlMnFeSi相的产生，且没有多余的沉淀及析出干扰项，铝合金中自由电子穿梭效率高，从而提升铝合金的导热性能。进一步地，Ce：Fe的质量比满足(0.02～0.2)：1时，能进一步促进针状富Fe相转变为细小颗粒状，减小针状富Fe相对晶体的割裂作用，使得铝合金具有良好的导热性能，且铝合金的流动性大幅提升，能够成型复杂压铸件。需要说明的是，在本专利技术的铝合金配方中，要控制Fe含量在1.0％以下，Mn的含量在0.1％以下，避免大量的富Cu相、富Mn相和针状富Fe相的聚集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：Si的含量为7-11％，Fe的含量为0.4-1.0％，Mg的含量为0.001-0.2％，Cu的含量为0.001-0.2％，Zn的含量为0.001-0.2％，Mn的含量0.005-0.1％，Sr的含量为0.01-0.06％，B的含量为0.003-0.05％，Ga的含量为0.01-0.02％，Mo的含量为0.001-0.01％，Ce的含量为0.001-0.2％，La的含量为0.0003-0.02％，余量为铝及不可避免的杂质元素，所述杂质元素的总量低于0.1％。/n

【技术特征摘要】
1.一种铝合金，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：Si的含量为7-11％，Fe的含量为0.4-1.0％，Mg的含量为0.001-0.2％，Cu的含量为0.001-0.2％，Zn的含量为0.001-0.2％，Mn的含量0.005-0.1％，Sr的含量为0.01-0.06％，B的含量为0.003-0.05％，Ga的含量为0.01-0.02％，Mo的含量为0.001-0.01％，Ce的含量为0.001-0.2％，La的含量为0.0003-0.02％，余量为铝及不可避免的杂质元素，所述杂质元素的总量低于0.1％。


2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，包括如下质量百分比的组分：Si的含量为7.5-10％，Fe的含量为0.4-1.0％，Mg的含量为0.001-0.1％，Cu的含量为0.002-0.15％，Zn的含量为0.001-0.1％，Mn的含量0.005-0.08％，Sr的含量为0.01-0.05％，B的含量为0.003-0.05％，Ga的含量为0.01-0.02％，Mo的含量为0.001-0.01％，Ce的含量为0.001-0.15％，La的含量为0.0003-0.005％，余量为铝及不可避免的杂质元素，所述杂质元素的总量低于0.1％。

【专利技术属性】
技术研发人员：郭强，王梦得，安维，付景松，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44