一种提高压铸铝合金导热率的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种提高压铸铝合金导热率的工艺方法，包括以下步骤：1）使用压铸机通过真空压铸获得铝合金样品；2）对步骤1）得到的铝合金样品进行热处理，将其加热至200℃~330℃并保温2~4h后冷却得到高导热铝合金产品。本发明专利技术通过真空压铸将金属液中的气体排出，使压铸得到的产品中空洞大量减少，还对压铸后的产品进行热处理，消除产品内部存在的晶格畸变、点缺陷、线缺陷等现象，提升了产品内部的连续性，从而提高了产品的导热率。

【技术实现步骤摘要】
一种提高压铸铝合金导热率的工艺方法
本专利技术涉及压铸铝合金材料
，具体涉及一种提高压铸铝合金导热率的工艺方法。
技术介绍
当前，3C产品、汽车通讯电子等领域均面临着日益增加的轻量化压力。同时，一些零部件对材料的导热性能往往有较高的要求（尤其是散热器件），以保证和提高产品的寿命及工作稳定性。铝合金具有良好的综合性能，其密度小、强度高、导电导热性好、加工简单等优点较好地满足了产品结构及散热要求，因此被广泛应用于汽车、电子及通讯等领域。纯铝在室温下的热导率较高，约为238W/（m·K），随着合金元素的增加，铝合金的热导率逐渐降低，且不同元素对合金热导率的影响大不相同。这主要是由金属的自由电子导热机制所决定的，铝合金的导热特性与组织中的晶格畸变程度、缺陷、杂质、相组成及分布等有关。压铸成型工艺相比挤压、锻造、冲压等其他成型工艺具有较低的生产成本，作为一种高速、高压的近终成型工艺，压铸成型具有生产效率高、尺寸精度高、力学性能优异、可以成型形状复杂和轮廓清晰的薄壁深腔铸件等特点，特别适合于导热散热器件的集成化设计和一体成型。然而，目前运用于压铸工艺生产薄壁壳体类通信、电子和交通领域零部件材料主要为含有铁元素的铝硅合金，对应欧标为ENAC44300压铸铝合金，该合金是目前为止商业化应用比较广泛的压铸导热铝合金，通过现有压铸技术获得的该铝合金性能存在一定的缺陷，其导热率不高，仅为120~130W/（m·K），这大大限制了该合金的应用。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种提高压铸铝合金导热率的工艺方法，以解决现有压铸工艺得到的铝合金产品导热率不高的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种提高压铸铝合金导热率的工艺方法，包括以下步骤：1）使用压铸机通过真空压铸获得铝合金样品；2）对步骤1）得到的铝合金样品进行热处理，将其加热至200℃~330℃并保温2~4h后冷却得到高导热铝合金产品。优选地，所述步骤1）中真空度不大于100mba。优选地，所述步骤2）的加热温度为240℃~280℃。优选地，所述步骤1）压铸过程中铝液温度为650℃~670℃。优选地，所述步骤1）中铝合金样品压铸速度控制为：低速速度为0.18~0.23m/s，高速速度为2.8~3.5m/s。优选地，所述步骤1）中铸造比压为60~100MPa，铸件冷却留模时间为8~12s，压铸循环时间为38~45s。优选地，所述铝合金包括以下质量百分比的组分：Si10.5～13.5％Fe0.45～0.9％Cu不大于0.08%Mn不大于0.55%Zn不大于0.15%Ti不大于0.15%其他杂质元素总和小于0.25%，余量为Al。优选地，所述杂质元素中单个元素的质量百分比小于0.05%。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术在真空状态下进行压铸，并将真空度控制在100mba以下，将金属液中的气体排出，避免气体残留在金属液内形成孔洞，使压铸得到的产品中孔洞大量减少，提升了铸件的连续性，也提高了产品的导热率。2、本专利技术对压铸后的产品进行热处理，通过热处理消除产品内部因高速高压方式成型所引起的收缩带来的影响，使产品内部存在的晶格畸变、点缺陷、线缺陷等缺陷大幅度减少，提升了产品内部的连续性，从而提高了产品的导热率。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术作进一步说明。一、一种提高压铸铝合金导热率的工艺方法1）使用压铸机通过真空压铸获得铝合金样品。其中，压铸过程中的真空度不大于100mba，压铸过程中铝液温度控制为650℃~670℃，铝合金样品压铸速度控制为：低速速度为0.18~0.23m/s，高速速度为2.8~3.5m/s。铸造比压为60~100MPa，铸件冷却留模时间为8~12s，压铸循环时间为38~45s。2）对步骤1）得到的铝合金样品进行热处理，将其加热至200℃~330℃并保温2~4h后冷却得到高导热铝合金产品。其中，所述步骤2）的加热温度优选为240℃~280℃。本专利技术所述热处理工艺适用于AlSi12（Fe）材料，所述铝合金包括以下质量百分比的组分：Si10.5～13.5％Fe0.45～0.9％Cu不大于0.08%Mn不大于0.55%Zn不大于0.15%Ti不大于0.15%其他杂质元素总和小于0.25%，余量为Al。其中，所述杂质元素中单个元素的质量百分比小于0.05%。在对压铸成型后的铝合金结构研究中发现，由于在短时间内需要将金属液填充到模具型腔中，虽然模具型腔中绝大部分气体会被排除到型腔外，但压铸得到的铝合金内仍然具有孔洞，这正是由于残留在模具型腔内部的气体造成的，这部分残留气体最终和金属液一起被压缩到了产品内部，在产品内部的气体形成空洞，影响到铸件的连续性，最终影响产品的导热性，因此本专利技术在真空状态下进行压铸，并将真空度控制在100mba以下，可以有效降低产品内部的气体残留，大大减少了产品内部的空洞数量，提高了产品的导热率。压铸产品除了内部产生气孔外，还发现产品内部存在晶格畸变、点缺陷、线缺陷等，这是由于通过高速高压方式成型，使金属液快速的从液态凝固为固态，这一过程中伴随有收缩，从而导致产品内部发生上述一系列变化，使产品内部的连续性下降，从而进一步降低了导热率。为此，本专利技术对压铸后得到的产品进行200℃~300℃热处理，消除压铸产品内部的晶格畸变、点缺陷、线缺陷等问题，提高了产品的导热率。二、实施例与对比例采用AlSi12（Fe）（ENAC44300）材料，具体化学成分如下Si10.5～13.5％，Fe0.45～0.9％，Cu不大于0.08%，Mn不大于0.55%，Zn不大于0.15%，Ti不大于0.15%，其他单个元素小于0.05%，且其他元素总和小于0.25%，其余为Al。上述采用普通压铸和本专利技术所述的真空压铸：普通压铸工艺为：使用压铸机相关设备进行压铸，利用铝液流动将模具中的气体排出，压铸过程中铝液温度控制为650℃~670℃，铝合金样品压铸速度控制为：低速速度为0.18~0.23m/s，高速速度为3.1~3.8m/s。铸造比压为70~100MPa，铸件冷却留模时间为8~12s，压铸循环时间为38~45s。本专利技术所述真空压铸工艺为：使用压铸机并在真空条件下压铸获得铝合金样品。其中，压铸过程中的真空度不大于100mba，压铸过程中铝液温度控制为650℃~670℃，铝合金样品压铸速度控制为：低速速度为0.18~0.23m/s，高速速度为2.8~3.5m/s。铸造比压为60~100MPa，铸件冷却留模时间为8~12s，压铸循环时间为38~45s。表1从上表可以看出，真空压铸能够有效提升产品的导热率，虽然硬度有所下降，但其屈服强度、抗拉强度、延伸率和导热率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高压铸铝合金导热率的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1）使用压铸机通过真空压铸获得铝合金样品；/n2）对步骤1）得到的铝合金样品进行热处理，将其加热至200℃~330℃并保温2~4h后冷却得到高导热铝合金产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高压铸铝合金导热率的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）使用压铸机通过真空压铸获得铝合金样品；
2）对步骤1）得到的铝合金样品进行热处理，将其加热至200℃~330℃并保温2~4h后冷却得到高导热铝合金产品。


2.根据权利要求1所述提高压铸铝合金导热率的工艺方法，其特征在于，所述步骤1）中真空度不大于100mba。


3.根据权利要求1所述提高压铸铝合金导热率的工艺方法，其特征在于，所述步骤2）的加热温度为240℃~280℃。


4.根据权利要求1所述提高压铸铝合金导热率的工艺方法，其特征在于，所述步骤1）压铸过程中铝液温度为650℃~670℃。


5.根据权利要求1所述提高压铸铝合金导热率的工艺方法，其特征在于，所述步骤1）中铝合金样品压铸速...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋成猛，
申请(专利权)人：重庆慧鼎华创信息科技有限公司，上海交通大学重庆研究院，
类型：发明
国别省市：重庆;50