一种真空压铸实现真空钎焊的Al-Mn-Mg-Si-Ti-Sn铸造合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种真空压铸实现真空钎焊的Al

【技术实现步骤摘要】
一种真空压铸实现真空钎焊的Al
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Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铝合金真空压铸和焊接
，更具体地说，它涉及一种真空压铸实现真空钎焊的Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]电子领域铝质水冷散热器除了为电路板上芯片散热外，还提供电路板的定位安装，密封胶体的粘接。目前，铝质水冷散热器主要采用高导热6063铝合金锻造和铝板机加工的方式成形壳体，并与4004包覆翅片进行真空钎焊焊接成形。采用锻造和铝板机加工方式成形6063壳体，效率低下，机加工时间过长，材料损耗过大，导致成本过高。采用真空压铸可以大幅提高壳体的精度，提高效率，减少机加工损耗，大幅降低壳体生产成本，是铝质水冷散热器壳体的理想之选。
[0003]目前为止，压铸铝合金材料主要为ADC系列铝硅合金，其铸造性能良好，但是存在导热性能不够，熔点太低的问题，不能满足后续真空钎焊，因为真空钎焊所用翅片材料为4004合金为Al
‑
Si
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Mg合金，真空钎焊焊接温度过高(一般为590
‑
600℃)，而常用的ADC系列压铸铝合金也为铝硅合金，熔点跟4004接近。而6063铝合金为变形铝合金，铸造性能太差，也无法满足真空压铸的要求。r/>[0004]此外，3系Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si合金，有着高导热性能、高熔点的特性，但是其Mn含量仅为1
‑
1.5％，铸造性能太差。(1)另检索到申请号为CN202110590679.4的中国专利技术专利，公开了“5G基站用高强韧高导热易焊接铝基复合材料及制备方法”，此方法通过在3003铝合金的基础上，增加Si含量，添加Zr，Ti，B，Er，Sc，Y，Zn，Mg等稀贵金属，同时采用原位合成反应生成大量纳米颗粒，同时采用电磁超声调控双辊连铸轧工艺、叠轧焊接，吹胀成形出带材。此方法合金成分复杂，工艺复杂，也不涉及到真空压铸和真空钎焊工艺。(2)而申请号为CN201811405300.2的中国专利技术专利公开了“一种高Mn含量Al
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Mn
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Mg合金及其制备方法”，此方法在3000系铝合金的基础上，增加Mn含量，同时增加Mg含量至5.0％，开发出一种高Mn含量Al
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Mn
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Mg合金板材，此方法仅仅关注其力学性能，同时高含量Mg的添加会降低熔点，同时大幅度降低热导率，不适合真空压铸和真空钎焊工艺。(3)还有，申请号为CN201910447015.5的中国专利技术专利公开了“一种可阳极氧化的Al
‑
Mn系铸造铝合金及其阳极氧化工艺”，此方法在Al
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Mn铝合金的基础上，添加Co，Sc，Ti等稀贵金属，开发出阳极氧化性能优良的铝合金。此方法添加大量稀贵金属成本太高，合金化后会影响其导热性能，同时主要关注阳极氧化性能，其工艺也不涉及到真空压铸和真空钎焊工艺。
[0005]因此，急需开发出一种高导热、高熔点、铸造性能优良的新型真空压铸铝合金新材料并满足真空钎焊需求。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种真空压铸实现真空钎焊的
Al
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Mn
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Mg
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Si
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Ti
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Sn铸造合金及其制备方法，可以满足后续高温真空钎焊的要求，减少变形，有效提高了铝合金水冷散热器的生产效率，减少机加工时间，大幅降低成本。
[0007]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0008]第一方面，提供了一种真空压铸实现真空钎焊的Al
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Mn
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Mg
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Si
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Ti
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Sn铸造合金，所述Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金成分按质量百分比计算为：Mn 1.6～2.4％，Mg 0.45～0.9％，Si 0.2～0.6％，Ti 0.1～0.2％，Sn 0.5～1.5％，余量为Al和杂质，杂质Fe含量≤0.5％；
[0009]所述Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金的常温抗拉强度≥200MPa，屈服强度≥150MPa，延伸率≥15％，导热系数≥180W/(m
·
K)。
[0010]优选的，所述Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金通过化学成分设计、真空压铸成形、均匀化热处理制备得到。
[0011]优选的，所述Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金可与4004包覆翅片进行真空钎焊焊接成形以获得铝合金水冷散热器。
[0012]第二方面，提供了一种真空压铸实现真空钎焊的Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金的制备方法，该制备方法应用于如第一方面中任意一项所述的一种真空压铸实现真空钎焊的Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金，包括以下步骤：
[0013]S1：将高纯铝升温至熔化，然后按配比的合金成分，加入铝锰中间合金、铝镁中间合金、铝硅中间合金、铝钛中间合金、纯锡；待炉料全部熔化后，混合均匀，得到铝熔体；
[0014]S2：向步骤S1中的铝熔体中加入固体精炼剂，进行精炼处理，除气处理，静置，扒渣，得到精炼金属熔液；
[0015]S3：将金属模具预热250℃，将步骤S2中的金属溶液在690℃～730℃进行真空压铸，获得所需薄壁结构件；
[0016]S4：对步骤S3中的结构件进行均匀化处理，均匀化温度为550
‑
600℃，保温时间为6
‑
12h，得到最终的结构件；
[0017]S5：按照不同的焊接位置将4004焊料裁切为覆盖待焊接区域的片材，对焊料和待焊接的结构件进行清洗，并用焊料裹敷结构件待焊接区域，在真空钎焊炉中实施钎焊。
[0018]优选的，步骤S1中，所述高纯铝升温的速率为每分钟10℃，高纯铝熔化的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种真空压铸实现真空钎焊的Al
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Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金，其特征是，所述Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金成分按质量百分比计算为：Mn 1.6～2.4％，Mg 0.45～0.9％，Si 0.2～0.6％，Ti 0.1～0.2％，Sn 0.5～1.5％，余量为Al和杂质，杂质Fe含量≤0.5％；所述Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金的常温抗拉强度≥200MPa，屈服强度≥150MPa，延伸率≥15％，导热系数≥180W/(m
·
K)。2.根据权利要求1所述的一种真空压铸实现真空钎焊的Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金，其特征是，所述Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金通过化学成分设计、真空压铸成形、均匀化热处理制备得到。3.根据权利要求1所述的一种真空压铸实现真空钎焊的Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金，其特征是，所述Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金可与4004包覆翅片进行真空钎焊焊接成形以获得铝合金水冷散热器。4.一种真空压铸实现真空钎焊的Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金的制备方法，其特征是，该制备方法应用于如权利要求1
‑
3任意一项所述的一种真空压铸实现真空钎焊的Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
‑
Sn铸造合金，包括以下步骤：S1：将高纯铝升温至熔化，然后按配比的合金成分，加入铝锰中间合金、铝镁中间合金、铝硅中间合金、铝钛中间合金、纯锡；待炉料全部熔化后，混合均匀，得到铝熔体；S2：向步骤S1中的铝熔体中加入固体精炼剂，进行精炼处理，除气处理，静置，扒渣，得到精炼金属熔液；S3：将金属模具预热250...

【专利技术属性】
技术研发人员：林波，范滔，肖华强，姜云，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：