一种用于半固态流变压铸的高导热铝合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于半固态流变压铸的高导热铝合金材料，属于合金材料技术领域。该铝合金材料各成分的重量百分比如下：Si含量为7～10％，Fe含量为0.3～0.8％，Ti含量小于0.05～0.2％，B含量为0.01～0.04％，Sr含量为0.02～0.06％，稀土元素含量为0.1～0.6％，Mg含量小于0.1％，其余为Al和杂质元素。本发明专利技术的铝合金材料铸造流动性优异，流变压铸成形温度范围适中，导热、导电特性优良，其导热系数可达到190W/(m

【技术实现步骤摘要】
一种用于半固态流变压铸的高导热铝合金材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及合金材料
，尤其涉及一种用于半固态流变压铸的高导热铝合金材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]压铸铝合金具有密度小、比强度高、导热性能好等优点，而被广泛应用于CPU散热器、相机壳体、手机中板及笔记本面板等电子产品中结构件的生产。随着现代技术的进步与迅速发展，尤其是在汽车、电子及通信电器行业，一些电子产品、LED照明设备、5G通讯基站用的散热壳体等都趋向于小型化和轻量化，并且随着功率的增加，对散热性能的需求也进一步增加。
[0003]近年来，国内对高强、高导热压铸铝合金材料及制备进行了有益的探索，主要研究方向集中在改善压铸铝合金的导热性能。如专利CN111636018A公开了一种高导热铝合金，该合金包括以下成分：0.2
‑
0.85％Mg、0.1
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0.3％Si、0.05
‑
0.2％Cu、0.1
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0.2％Zn、0.1
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0.2％Fe、0.1
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0.15％Ti、0.1
‑
0.15％其他合金元素，余量为Al，其他合金元素包括Mn、B、Ni、V、Cr、Zr、稀土元素的组合，该高导热铝合金的导热率能达到240W/(m
·
K)，还具有良好的力学性能，但其铸造流动性很差，不能用来制造复杂的薄壁压铸件。专利CN102464017A公开了一种压铸铝合金，通过在共晶型铝硅合金中添加Co、Ti、B元素使合金的导热率可达到190W/(m
·
K)，但该合金为追求高导热性能，合金中Fe含量过低仅0.2％
‑
0.4％，不利于压铸件尤其是复杂薄壁件脱模，降低生产效率且增加模具损耗。专利CN108950323A公开了一种高导热铸造铝合金，Si含量为10
‑
12％，Cu含量为0.1
‑
1％，Fe含量为0.3
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1％，Mn含量为0.1
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0.6％，Mg含量为0.2
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0.6％，其余为铝，该铝合金具有优异的铸造性能，但其热导率只能达到140W/(m
·
K)左右。专利CN103469017B公开了一种精密铸造用铝合金及其铸造方法，该铝合金中Si含量为1.28
‑
2.46％，Fe含量为1.12
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4.32％，Cu含量为2.3
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2.35％，Mn含量为5.12
‑
6.03％，Mg含量为1.23
‑
1.88％，Zn含量为3.15
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4.23％，Ti含量为0.16
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0.27％，Cr含量为0.98
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1.22％，Y含量为0.56
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0.72％，Zr含量为1.55
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1.79％，Sb含量为0.21
‑
0.32％，余量为Al，该精密铸造用铝合金具有较好的流动性、抗拉强度和延展性，可以满足大型结构件的性能要求。
[0004]通过对上述文献资料的分析可发现，现有技术主要在铸造铝合金或变形铝合金基础上，通过添加大量合金化元素来提高铝合金的铸造流动性、导热性能或力学性能，但现有铝合金的综合性能仍然不够理想。
[0005]因此，得到一种铸造流动性好、导热性能好，能够用来生产高导热薄壁压铸件，且加工效率高和材料利用率较高的高导热铝合金材料是目前急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种用于半固态流变压铸的高导热铝合金材料及其制备方法，该铝合金铸造流动性好、导热性能好，能够用来生产高导热薄壁压铸件，且加工效率
高和材料利用率较高。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种用于半固态流变压铸的高导热铝合金材料，所述高导热铝合金材料按重量百分比计，包括如下成分：Si：7～10％、Fe：0.3～0.8％、Ti：0.05～0.2％、B：0.01～0.04％、Sr：0.02～0.06％、稀土元素：0.1～0.6％、Mg＜0.1％、其余为Al和杂质元素。
[0009]进一步的，所述杂质元素包含如下重量份的成分：Zn≤0.02％、Cu≤0.05％、Zr≤0.03％、Mn≤0.03％、Cr≤0.03％、Sn≤0.001％、Pb≤0.001％、V≤0.001％。
[0010]进一步的，所述杂质元素总含量≤0.15％。
[0011]进一步的，所述稀土元素包括Ce和Y，Ce和Y的百分含量为：Ce：60～80％、Y：20～40％，且Ce和Y的总百分含量为1。
[0012]进一步的，所述Ti和B元素的重量比为4～6：1。
[0013]本专利技术提供了一种用于半固态流变压铸的高导热铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
[0014]1)将铝、Al
‑
20Si合金、Al
‑
10Fe合金、Al
‑
5Ti
‑
1B合金、Al
‑
10Sr合金、Al
‑
10Ce合金和Al
‑
10Y合金预热；
[0015]2)升温熔化：将预热后的铝、Al
‑
20Si合金、Al
‑
10Fe合金、Al
‑
5Ti
‑
1B合金、Al
‑
10Ce合金和Al
‑
10Y合金熔化得到熔体；
[0016]3)精炼与变质：将Al
‑
10Sr合金加入到熔体中进行变质处理，之后往熔体中通入氩气进行精炼除气；
[0017]4)浇铸及固溶热处理：将步骤3)的熔体浇铸成型，之后对铸件顺次进行固溶热处理、随炉冷却即得高导热铝合金材料。
[0018]进一步的，步骤1)中将原材料预热至150～200℃。
[0019]进一步的，所述铝、Al
‑
20Si合金、Al
‑
10Fe合金、Al
‑
5Ti
‑
1B合金、Al
‑
10Sr合金、Al
‑
10Ce合金和Al
‑
10Y合金的添加质量比为40～65：35～50：3～8：1～4：0.2～0.6：0.6～4.8：0.2～2.4。
[0020]进一步的，步骤2)中熔化的温度为740～760℃。
[0021]进一步的，所述变质处理的温度为715～725℃，精炼的时间为10～30min。
[0022]进一步的，步骤4)中，所述固溶热处理的升温速率为5～15℃/min，温度升至470～510℃，固溶热处理的时间为2～6h。
[0023]本专利技术的有益效果：
[0024]本专利技术加入Sr元素能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于半固态流变压铸的高导热铝合金材料，其特征在于，所述高导热铝合金材料按重量百分比计，包括如下成分：Si：7～10％、Fe：0.3～0.8％、Ti：0.05～0.2％、B：0.01～0.04％、Sr：0.02～0.06％、稀土元素：0.1～0.6％、Mg＜0.1％、其余为Al和杂质元素。2.根据权利要求1所述的高导热铝合金材料，其特征在于，所述杂质元素包含如下重量份的成分：Zn≤0.02％、Cu≤0.05％、Zr≤0.03％、Mn≤0.03％、Cr≤0.03％、Sn≤0.001％、Pb≤0.001％、V≤0.001％；所述杂质元素总含量≤0.15％。3.根据权利要求1所述的高导热铝合金材料，其特征在于，所述稀土元素包括Ce和Y，Ce和Y的百分含量为：Ce：60～80％、Y：20～40％，且Ce和Y的总百分含量为1。4.根据权利要求1所述的高导热铝合金材料，其特征在于，所述Ti和B元素的重量比为4～6：1。5.如权利要求1～4任一项所述的高导热铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铝、Al
‑
20Si合金、Al
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10Fe合金、Al
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5Ti
‑
1B合金、Al
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10Sr合金、Al
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10Ce合金和Al
‑
10Y合金预热；2)升温熔化：将预热后的铝、Al
‑
20Si合金、Al
‑
10Fe合金、Al...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙文元，陈勤，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：