一种高导热可压铸镁合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高导热可压铸镁合金及其制备方法。所述高导热可压铸镁合金的成分含量为：La 3.1wt％-5.0wt％；Al 1.5wt％-3.0wt％；Zn 0.1wt％-0.5wt％；Mn 0.1wt％-0.5wt％；其余为Mg和不可避免地杂质元素,所述Al的质量含量与所述La的质量含量之比为1：1.4-1：2.5。本发明专利技术的高导热可压铸镁合金在25℃条件下，热导率大于105W/(m

【技术实现步骤摘要】
一种高导热可压铸镁合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种高导热可压铸镁合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子系统及设备向着集成化、小型化、轻量化、及高功率等方向发展，给电子系 统及设备的散热带来了严峻挑战。镁合金具有密度小、比强度高的特点，是理想的轻量化 材料。但是目前应用于汽车和电子领域的常用压铸镁合金AZ91D，其热导率<60W/m
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K，远 低于纯镁的热导率155W/m
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K以及常用的压铸铝合金ADC12的热导率96W/m
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K，这极大地 限制了其在散热要求高的设备上的应用，例如：大功率汽车逆变器、驱动马达、5G通讯 等产品。所以开发一种具有较高导热率的可压铸镁合金是十分迫切的。
[0003]目前已公开的高导热合金中，例如Mg-Zn-Si(参照专利文献CN101709418)合金，该 合金经过变形加工和热处理后，热导率可大于120W/m
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K。Mg-Al-Mn-Ca-Cu(参照专利文 献CN109439989A)合金，该合金热挤压成型后力学性能优异，热导率高达131W/m
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K。然 而，上述合金都属于变形镁合金，制备工艺复杂，不适合压铸生产。此外也有部分公开的 高导压铸镁合金，例如Mg-Ca-Sm-Zr(参照专利文献CN105088042A)合金，其热导率大于 80W/m
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K，抗拉强度175～230MPa，延伸率2～11％。该合金含有价格较高的Sm、Zr等元素， 生产成本较高，且热导率仍然比常用压铸铝合金低很多。Mg-Zn-Sm-Mn(参照专利文献 CN104846246A)合金，其热导率大于100W/m
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K，抗拉强度大于100MPa，延伸率大于2％。 该合金热导较高，但是强度偏低，不适合在承载要求高的产品中应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术正是为了解决上述问题而完成的，本专利技术的目标在于提供一种高导热可压铸镁 合金及其制备方法。本专利技术的高导热可压铸镁合金在25℃条件下，热导率大于105W/(m ·
k)，屈服强度大于128MPa，抗拉强度大于220MPa，延伸率大于6％，能够满足通讯、汽 车等部件对外壳材料的散热要求。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的高导热可压铸镁合金的特征在于，所述高导热可压铸镁 合金的成分含量为：
[0006]La 3.1wt％-5.0wt％；
[0007]Al 1.5wt％-3.0wt％；
[0008]Zn 0.1wt％-0.5wt％；
[0009]Mn 0.1wt％-0.5wt％；其余为Mg和不可避免地杂质元素，
[0010]所述Al的质量含量与所述La的质量含量之比为1：1.4-1：2.5。
[0011]本专利技术还涉及上述高导热可压铸镁合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0012](1)将镁锭放入坩埚内，通入保护气体，使镁锭全部熔化；
[0013](2)加入Al锭、Zn锭、Mg-Mn中间合金锭，保温至完全熔化；
[0014](3)加入Mg-La中间合金锭，保温至完全熔化，获得金属熔液；
[0015](4)保持所述金属熔液在熔化状态，搅拌，加入精炼剂，待所述金属熔液的表面出 现镜面光泽时停止搅拌；
[0016](5)加入造渣剂，静置，然后扒渣；
[0017](6)将扒渣后的所述金属熔液浇注到压铸模具中进行压铸，获得所述高导热可压铸 镁合金。
[0018]本专利技术的高导热可压铸镁合金在25℃条件下，热导率大于105W/(m
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k)，屈服强 度大于128MPa，抗拉强度大于230MPa，延伸率大于6％，能够适合压铸生产散热要求高的 通讯器材、汽车部件等壳体。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例1的高热导率可压铸镁合金的金相组织微观形貌图。
具体实施方式
[0020]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭 示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。虽然本专利技术的描述将结合较佳实施例一起 介绍，但这并不代表此专利技术的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作专利技术介 绍的目的是为了覆盖基于本专利技术的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供 对本专利技术的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本专利技术也可以不使用这些细节 实施。此外，为了避免混乱或模糊本专利技术的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要 说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0021]合金化是提高镁合金综合性能的常用手段，但是随着合金元素的加入，镁合金的导热 率会下降，其下降程度却决于添加元素种类。如果合金元素固溶到镁合金中，那么热导率 的下降会比较明显；如果合金元素与镁形成金属间化合物，那么其对热导率的影响比固溶 到镁基体中要小一个数量级。
[0022]因此，本专利技术的基本思想是尽量减少镁合金中固溶的合金元素数量，增加第二相的比 例，实现合金强化的同时尽可能减轻对热导率的影响。因此，在本专利技术中，选择在镁合金 中固溶度极小，且容易与镁形成第二相的合金元素La作为主要合金元素，从而使合金获 得较高的热导率。
[0023]同时有考虑到合金强度、延伸率以及可铸造性的问题，在合金中加入一定量的Al元 素。然而，Al元素对合金的热导率有很大的影响，Al元素的加入将导致合金的热导率迅 速下降。因此，在本专利技术中，控制Al元素与La元素的质量含量的比例，使Al元素与La 元素形成第二相，在尽量减少合金热导率的降低的同时，提高合金的强度。
[0024]进一步，本专利技术在合金中添加了少量的Zn，能够不降低合金的热导率地进一步强化 合金，提高合金强度。
[0025]此外，本专利技术还在合金中加入一定量的Mn元素，来消除镁合金一些不可避免地有害 元素Fe、Ni等对合金耐蚀性能的影响。
[0026]因此，在本专利技术中，所述高导热可压铸镁合金的成分含量为：
[0027]La 3.1wt％-5.0wt％；
[0028]Al 1.5wt％-3.0wt％；
[0029]Zn 0.1wt％-0.5wt％；
[0030]Mn 0.1wt％-0.5wt％；其余为Mg和不可避免地杂质元素，
[0031]所述Al的质量含量与所述La的质量含量之比为1：1.4-1：2.5。
[0032]特别地，所述Al的质量含量与所述La的质量含量之比为1：1.4-1：2，所述高导热 可压铸镁合金能够获得更高的强度。
[0033]特别地，当所述La的含量为3.1wt％-4.0wt％，所述Al的含量为1.5wt％-3.0wt％时， 所述高导热可压铸镁合金能够获得更高的热导率以及更高的强度。
[0034]另外，在所述高导热可压铸镁合金中，包括镁合金基体以及析出的第二相，所述第二 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热可压铸镁合金，其特征在于，所述高导热可压铸镁合金的成分含量为：La 3.1wt％-5.0wt％；Al 1.5wt％-3.0wt％；Zn 0.1wt％-0.5wt％；Mn 0.1wt％-0.5wt％；其余为Mg和不可避免地杂质元素，所述Al的质量含量与所述La的质量含量之比为1：1.4-1：2.5。2.如权利要求1所述的高导热可压铸镁合金，其特征在于，所述Al的质量含量与所述La的质量含量之比为1：1.4-1：2。3.如权利要求1所述的高导热可压铸镁合金，其特征在于，所述La的含量为3.1wt％-4.0wt％。4.如权利要求1所述的高导热可压铸镁合金，其特征在于，所述Al的含量为1.5wt％-3.0wt％。5.如权利要求1-4中的任一项所述的高导热可压铸镁合金，其特征在于，所述压铸镁合金包括镁合金基体以及析出的第二相，所述第二相为Al
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La3。6.一种权利要求1-5中的任一项所述的高导热可压铸镁合金的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德江，赵幸锋，周文科，曾小勤，丁文江，覃明，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：