一种高强高导热铝合金材料及其热处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高强高导热铝合金材料及其热处理工艺，所述高强高导热铝合金材料按质量百分比包括以下成分：Si：4.5％

An aluminum alloy material with high strength and high thermal conductivity and its heat treatment process

【技术实现步骤摘要】
一种高强高导热铝合金材料及其热处理工艺


[0001]本专利技术涉及铝合金材料处理
，具体为一种高强高导热铝合金材料及其热处理工艺。

技术介绍

[0002]现有的高导热铝一般强度不高，以常用的铝硅6来说，为了提高热导率，主元素是铝、硅、铁、锶，不加入强化元素(如镁、铜等)，压铸后抗拉强度约175MPa，屈服强度约80MPa，布氏硬度约56，热导率约150W/m.k，为了达到175W/m.k以上的热导率，行业上普遍采用320度+3小时的人工时效，以消除压铸件晶格畸变对热导率的影响，而320度+3小时是退火处理，使得铸件的强度和硬度进一步下降，热处理后容易出现严重变形，如果热处理后进行机加工，尺寸更加不可保证，甚至连上螺丝的位置都要在压铸时预埋黄铜螺母，增加了企业成本，而以铝硅8来看，硅、镁含量比铝硅6要高，强度也高于铝硅6，但热导率低于铝硅6，难以应用在高导热的领域，压铸行业迫切需要一种高导热又有高强度(相对于高导热材料来说)，力学性能近似adc12(屈服强度≥154MPa)的材料和热处理工艺。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高强高导热铝合金材料及其热处理工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种高强高导热铝合金材料，所述高强高导热铝合金材料按质量百分比包括以下成分：Si：4.5％
‑
6.5％、Mg：0.3％
‑
0.6％、Fe：0.7％
‑
1.0％、B：0％<br/>‑
0.03％、Sr：0.01％
‑
0.04％、(Mn+Ti+V+Cr)：0％
‑
0.02％，余量为铝。
[0005]该高强高导热铝合金材料的热处理工艺，包括以下步骤：
[0006]S1、将85％的铝投入到加热炉中加热至850℃；
[0007]S2、加热炉维持850℃，加入硅、硼中间合金以及含量为75％的铁添加剂；
[0008]S3、待加热炉的材料完全融化后，加入余下15％的铝进行降温；
[0009]S4、加热炉降温至700℃时加入镁金属材料；
[0010]S5、加热炉中原料全部熔化后，使用精炼剂进行精炼；
[0011]S6、对加热炉进行扒渣，加入铝锶中间合金，静置15分钟孕育变质；
[0012]S7、取样、化验，成分合格后，扒炉底渣，底渣为硼化物的沉降物，将加热炉的铝液浇铸成锭；
[0013]S8、将步骤S7中得到铝合金铸锭，在680℃
‑
710℃下，再次熔化并保温，然后注入压铸模具，经过模压得到铝试棒；
[0014]S9、铝试棒经人工时效后，对铝试棒进行力学性能试验。
[0015]作为优选，所述步骤S2中的硅以及步骤S4中的镁均以单质的形式添加，形成Mg2Si二元析出相。
[0016]作为优选，所述步骤S2中的硼以及步骤S6中的锶均以铝中间合金形式进行添加，
采用铝
‑
硼中间合金、铝
‑
锶中间合金。
[0017]作为优选，所述步骤S2中的铁添加剂以金属粉末添加剂形式进行添加。
[0018]作为优选，所述步骤S1以及步骤S3中的铝均采用99.85高纯铝锭，所述步骤S2中的硅采用3303以上品位的结晶硅，所述步骤S4中的镁采用99.95高纯镁锭。
[0019]作为优选，所述步骤S5中精炼剂采用无钠精炼剂。
[0020]作为优选，所述步骤S9中进行人工时效的温度为220℃
‑
230℃，时间为1
‑
3小时。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]通过在铝合金中添加硅镁，在热处理时显著提高了强度；通过铝硼或铝锶中间合金的添加，有效降低了钛、钒、铬的总量；并且通过铝硼或铝锶中间合金的添加改变硅相，起变质作用，同时增加电导率；通过含量为75％的铁添加剂，改善高导热铝散热齿的粘膜性能，方便脱模；通过人工时效，除了可提高强度外，还可以消除压铸件快速冷却造成的晶格畸变，从而提高热导率。
附图说明：
[0023]为了易于说明，本专利技术由下述的具体实施及附图作以详细描述。
[0024]图1是本专利技术A2样品位置热扩散系数分析图；
[0025]图2是本专利技术B1样品位置热扩散系数分析图；
[0026]图3是本专利技术C1样品位置热扩散系数分析图；
[0027]图4是本专利技术材料在220℃/1小时热处理工艺情况下的拉伸试验数据图；
[0028]图5是本专利技术材料在220℃/2小时热处理工艺情况下的拉伸试验数据图；
[0029]图6是本专利技术材料在220℃/3小时热处理工艺情况下的拉伸试验数据图。
具体实施方式
[0030]如图1
‑
6所示，本专利技术提供一种技术方案：一种高强高导热铝合金材料，所述高强高导热铝合金材料按质量百分比包括以下成分：Si：4.5％
‑
6.5％、Mg：0.3％
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0.6％、Fe：0.7％
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1.0％、B：0％
‑
0.03％、Sr：0.01％
‑
0.04％、(Mn+Ti+V+Cr)：0％
‑
0.02％，余量为铝。
[0031]该高强高导热铝合金材料的热处理工艺，包括以下步骤：
[0032]S1、将85％的铝投入到加热炉中加热至850℃；
[0033]S2、加热炉维持850℃，加入硅、硼中间合金以及含量为75％的铁添加剂；
[0034]S3、待加热炉的材料完全融化后，加入余下15％的铝进行降温；
[0035]S4、加热炉降温至700℃时加入镁金属材料；
[0036]S5、加热炉中原料全部熔化后，使用精炼剂进行精炼；
[0037]S6、对加热炉进行扒渣，加入铝锶中间合金，静置15分钟孕育变质；
[0038]S7、取样、化验，成分合格后，扒炉底渣，底渣为硼化物的沉降物，将加热炉的铝液浇铸成锭；
[0039]S8、将步骤S7中得到铝合金铸锭，在680℃
‑
710℃下，再次熔化并保温，然后注入压铸模具，经过模压得到铝试棒；
[0040]S9、铝试棒经人工时效后，对铝试棒进行力学性能试验。
[0041]其中，所述步骤S2中的硅以及步骤S4中的镁均以单质的形式添加，形成Mg2Si二元
析出相。
[0042]其中，所述步骤S2中的硼以及步骤S6中的锶均以铝中间合金形式进行添加，采用铝
‑
硼中间合金、铝
‑
锶中间合金。
[0043]其中，所述步骤S2中的铁添加剂以金属粉末添加剂形式进行添加。
[0044]其中，所述步骤S1以及步骤S3中的铝均采用99.85高纯铝锭，所述步骤S2中的硅采用3303以上品位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强高导热铝合金材料，其特征在于，所述高强高导热铝合金材料按质量百分比包括以下成分：Si：4.5％
‑
6.5％、Mg：0.3％
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0.6％、Fe：0.7％
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1.0％、B：0％
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0.03％、Sr：0.01％
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0.04％、(Mn+Ti+V+Cr)：0％
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0.02％，余量为铝。2.根据权利要求1所述的高强高导热铝合金材料的热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、将85％的铝投入到加热炉中加热至850℃；S2、加热炉维持850℃，加入硅、硼中间合金以及含量为75％的铁添加剂；S3、待加热炉的材料完全融化后，加入余下15％的铝进行降温；S4、加热炉降温至700℃时加入镁金属材料；S5、加热炉中原料全部熔化后，使用精炼剂进行精炼；S6、对加热炉进行扒渣，加入铝锶中间合金，静置15分钟孕育变质；S7、取样、化验，成分合格后，扒炉底渣，底渣为硼化物的沉降物，将加热炉的铝液浇铸成锭；S8、将步骤S7中得到铝合金铸锭，在680℃
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710℃下，再次熔化并保温，然后注入压铸模具，经过模压得到铝试棒；S9、铝试...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫俊，范卫忠，高伟全，陈洪城，陈民锭，罗远文，
申请(专利权)人：华劲新材料研究院广州有限公司，
类型：发明
国别省市：