一种低硅高导热压铸铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低硅高导热压铸铝合金及其制备方法，按质量百分比计算，包括如下组分：Si为1.5%～3％；Fe为0.4%～1.3％；Sr为0~0.1%；还包括0~1%的RE；杂质元素总和小于0.15%；余量为Al。本发明专利技术所述铝合金对Si和Fe的含量进行了调整，使其保持在低含量的状态，降低其对铝合金导热率的不良影响，同时使铝合金仍然具有较高的压铸工艺性，可以在670℃~720℃进行压铸。

【技术实现步骤摘要】
一种低硅高导热压铸铝合金及其制备方法
本专利技术涉及铝合金材料
，具体涉及一种低硅高导热压铸铝合金及其制备方法。
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。其中，压铸成型工艺相较于挤压、锻造、冲压等成型工艺，具有生产效率高、成本较低、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，作为一种高速、高压的近终成型工艺，特别适合于导热散热器件的集成化设计和一体成型。然而，目前用于压铸生产薄壁壳体类通信、电子和交通领域零部件材料主要为AlSi12（Fe），由于该合金中Si10.5~13.5%固溶于铝基体中显著降低了铝合金的导热系数，而且还加入了一定量的Mg、Mn，Cu等合金元素，大大降低了该合金中的导热系数，使其导热系数一般不超过160W/(m·K)，但如果提高了导热系数往往会影响其压铸工艺性，不利于压铸加工。
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低硅高导热压铸铝合金及其制备方法，以解决现有技术无法同时提高铝合金导热系数和压铸工艺性的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种低硅高导热压铸铝合金，按质量百分比计算，包括如下组分：Si为1.5%～3％；Fe为0.4%～1.3％；Sr为0~0.1%；还包括0~1%的RE；杂质元素小于0.15%；余量为Al。优选地，所述RE为La、Ce和Sm中的一种或多种。优选地，所述RE为Ce。优选地，按质量百分比计算，包括如下组分：Si为1.8%～2.3％；Fe为0.6%～0.82％；RE为0.1%～0.5％；Sr为0.02～0.06％；杂质元素总和小于0.15%，其余为Al。优选地，还包括Cu、Mn、Zn、Mg、Ni，其单个元素的质量百分比小于0.1%。一种低硅高导热压铸铝合金的制备方法，制备如本专利技术所述低硅高导热压铸铝合金，包括如下步骤：（1）原料准备：按所述质量百分比，定量配置好原料；（2）熔化：将Al熔化后，升温至730～750℃，加入Fe、Si和RE熔化，搅拌均匀，得到熔体I；降温后加入Sr继续熔化，得到熔体II后静置；（3）压铸：将所述熔体Ⅱ降温至670～720℃，捞净表面浮渣后进行浇注，得到所述低硅低铁高流动性的高导热压铸铝合金。优选地，所述步骤（3）中加入精炼剂，按所述熔体II的质量百分比计，所述精炼剂的添加量为0.5~2%，所述精炼剂为氯盐精炼剂。优选地，所述步骤（3）压铸后得到的压铸铝合金进行T5热处理。优选地，所述步骤（2）中所述RE为Al-RE合金，所述Sr为Al-Sr合金。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术所述铝合金中加入了适量的Si，能够增加铝合金的流动性；加入适量的Fe元素，能够解决压铸件和压铸模之间的粘模问题；但同时使Si和Fe保持在低含量的状态，铝合金仍然具有较高的压铸工艺性，可以在670℃~720℃进行压铸，并且使得到的压铸件具有高导热率，可达到170~190W/(m·K)。2、本专利技术在所述铝合金中加入了稀土元素，由于压铸件在脱模过程中的温度保持在300℃~450℃，压铸件比较软，在顶出的过程中容易变形，影响产品外观，造成脱模困难，而加入的稀土元素可以与Al形成高熔点金属间化合物，例如Al11Re3、Al3Re、Al2Ce等，可以提高铝合金的强度，避免产品在压铸脱模过程中变形。3、本专利技术还加入了Sr元素，Sr在所述铝合金中可以改变Si元素的形貌，避免形成比较粗大的Si质点，降低其对铝合金导热率的不良影响，使得到的压铸件再经过T5热处理后，导热率可以达到200~220W/(m·K)，更加接近纯铝239W/(m·K)。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、一种低硅高导热压铸铝合金本专利技术所述低硅高导热压铸铝合金按质量百分比计算，包括如下组分：Si为1.5%～3％；Fe为0.4%～1.3％；Sr为0~0.1%；还包括0~1%的RE；杂质元素小于0.15%；余量为Al。其中，所述RE为稀土元素，且所述RE为La、Ce和Sm中的一种或多种。所述RE进一步优选为Ce。在具体实施时，所述压铸铝合金按质量百分比计算，包括如下组分：Si为1.8%～2.3％；Fe为0.6%～0.82％；RE为0.1%～0.5％；Sr为0.02～0.06％；其他杂质总和小于0.15%，其余为Al。其中，还包括Cu、Mn、Zn、Mg、Ni，其单个元素的质量百分比小于0.1%。在本专利技术中，Cu、Mn、Zn、Mg、Ni属于特殊杂质元素，要严格控制这几种特殊杂质元素的含量，含量过高会对铝合金的导热率造成不良影响，其单个元素含量应当小于0.1%。除此之外的其他杂质元素，其总和要小于0.15%，单个杂质元素的含量小于0.03%。表1（单位：wt%）实施例SiCuMnZnFeMgNiSrRE杂质元素总和11.900.050.080.050.650.010.0050.050.100.1222.020.070.070.020.720.020.0050.040.200.1332.100.080.060.040.730.030.0060.040.500.1042.250.070.090.080.750.030.0060.050.400.1452.300.090.060.030.810.020.0050.040.300.1462.150.050.040.040.690.030.006...

【技术保护点】
1.一种低硅高导热压铸铝合金，其特征在于，按质量百分比计算，包括如下组分：/nSi为1.5%～3％；Fe为0.4%～1.3％；Sr为0~0.1%；还包括0~1%的RE；杂质元素总和小于0.15%；余量为Al。/n

【技术特征摘要】
1.一种低硅高导热压铸铝合金，其特征在于，按质量百分比计算，包括如下组分：
Si为1.5%～3％；Fe为0.4%～1.3％；Sr为0~0.1%；还包括0~1%的RE；杂质元素总和小于0.15%；余量为Al。


2.根据权利要求1所述低硅高导热压铸铝合金，其特征在于，所述RE为La、Ce和Sm中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述低硅高导热压铸铝合金，其特征在于，所述RE为Ce。


4.根据权利要求1所述低硅高导热压铸铝合金，其特征在于，按质量百分比计算，包括如下组分：Si为1.8%～2.3％；Fe为0.6%～0.82％；RE为0.1%～0.5％；Sr为0.02～0.06％；杂质元素总和小于0.15%，其余为Al。


5.根据权利要求1所述低硅高导热压铸铝合金，其特征在于，还包括Cu、Mn、Zn、Mg、Ni，其单个元素的质量百分比小于0.1%。


6.一种低硅高导热压铸铝合金的制备方法，其特...

【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