一种高导热铸造铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高导热铸造铝合金，所述铝合金化学成分按重量百分比计为Si：7.5

【技术实现步骤摘要】
一种高导热铸造铝合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铝合金
，具体涉及一种高导热铸造铝合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]铸造铝硅合金具有比强度高、铸造性能好、热膨胀系数小和生产成本低等显著优势，被广泛应用于电子通信、轨道交通、航空航天、汽车等诸多领域。随着5G通信时代到来，电子产品和通信设备的单位体积热耗不断增加，对材料的导热性能提出了更高要求，而以ADC12为代表的压铸用铝合金导热性能低(仅约96W/(m
·
K))，限制其在5G通讯散热薄壁器件中的应用，开发高导热且力学性能良好的压铸铝合金迫在眉睫。
[0003]中国专利技术专利申请CN112626391A公开了一种低硅高导热压铸铝合金及其制备方法。该申请通过控制Si含量为1.5～3％，Fe为0.4～1.3％，Sr为0～1％，RE为0～1％，最优成分合金的导热率和抗拉强度分别可达205W/(m
·
K)和228MPa，且具备较佳的压铸工艺性。但是一些特殊场合下的5G通讯散热薄壁器件要求导热率大于210W/(m
·
K)，抗拉强度要求大于220MPa、伸长率要求大于4％，该专利技术的低硅高导热压铸铝合金依旧难以满足使用要求。因此，如何通过合理的成分配比、严格的杂质元素成分管控和优良的净化工艺进一步提高铝合金的导热性能，并保证相应的力学性能是本领域急需解决的技术难题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种高导热铸造铝合金及其制备方法，通过合理的成分配比、严格的杂质元素成分管控和优良的净化工艺进一步提高铝合金的导热性能，并保证相应的力学性能。
[0005]为实现上述技术方案，本专利技术提供了一种高导热铸造铝合金，所述铝合金化学成分按重量百分比计为Si：7.5
‑
9.5％，Fe：0.5
‑
0.8％，Cu：0.05
‑
0.15％，Mg：0.1
‑
0.2％，Sr：0.3
‑
0.6％，B：0.005
‑
0.02％，Re：0.01
‑
0.02％，Zn：0.05
‑
0.15％，Mn：0.01
‑
0.1％，Ti：0.002
‑
0.008％，V：0.001
‑
0.006％，Cr：0.02
‑
0.08％，Pb：0.005
‑
0.015％，Sn：0.01
‑
0.02％，Sb：0.002
‑
0.006％，余量为Al，所述铝合金化学成分含量之间满足如下关系：5≤(Ti+V+Cr+Mn)/B≤35，Si+Sr≥8.0％。
[0006]优选的，所述铝合金化学成分按重量百分比计为Si：7.5
‑
9.5％，Fe：0.5
‑
0.8％，Cu：0.1％，Mg：0.15％，Sr：0.3
‑
0.6％，B：0.005
‑
0.02％，Re：0.01
‑
0.02％，Zn：0.1％，Mn：0.05％，Ti：0.005％，V：0.005％，Cr：0.05％，Pb：0.01％，Sn：0.01％，Sb：0.005％，余量为Al。
[0007]优选的，所述铝合金化学成分按重量百分比计为Si：7.8％，Fe：0.6％，Cu：0.1％，Mg：0.15％，Sr：0.4％，B：0.01％，Re：0.015％，Zn：0.1％，Mn：0.05％，Ti：0.005％，V：0.005％，Cr：0.05％，Pb：0.01％，Sn：0.01％，Sb：0.005％，余量为Al。
[0008]本专利技术还提供了一种高导热铸造铝合金的制备方法，包括如下步骤：
[0009]S1、配料：选用符合产品成分要求的重熔用铝锭、工业硅、金属镁、电解铜、铝铁中
间合金、铝硼中间合金、铝锶中间合金、稀土中间合金，根据高导热铸造铝合金配比的需要进行称重配料，备用；
[0010]S2、预热：将重熔用铝锭、金属镁、电解铜进行预热干燥，减少材料中的水分，降低氢的危害，避免熔炼过程中结晶水与铝液发生反应产生的爆炸；
[0011]S3、投料：将经过预热后的材料投入熔炼炉；
[0012]S4、熔化：采用弥散式蓄热燃烧炉，使炉膛内均匀升温，待重熔用铝锭完全熔化后升温730℃；
[0013]S5、铝液杂质元素净化：在熔化炉加入铝硼中间合金后搅拌；
[0014]S6、静置沉淀：控制铝液温度660
‑
700℃，静置20
‑
30分钟，使铝液中过量的Ti、V、Cr、Mn元素与B反应后沉淀在炉底；
[0015]S7、转炉：打开熔炉放水口使净化后的铝液通过流槽流入合金炉；
[0016]S8、合金化：铝液温度在730
‑
750℃时分次加入工业硅、铝铁中间合金，搅拌1
‑
2分钟，升温至780℃
‑
800℃，保持20
‑
30分钟，搅拌3次，每次1
‑
2分钟；
[0017]S9、降温：合金化保持时间达到后，搅拌0.5
‑
1分钟，使成分均匀化，调整铝液温度至730
‑
760℃；
[0018]S10、精炼除渣：按铝液重量的1
±
0.2
‰
称取颗粒精炼剂，将颗粒精炼剂加入精炼设备中，调整精炼机参数，控制喷吹精炼剂的速度为0.8
‑
1.0kg/min，精炼设备联通压力为0.6
‑
0.8MPa氩气后将颗粒精炼剂均匀喷吹入铝液中，完成后，静置5
‑
10分钟，使精炼剂充分反应并上浮，最后扒除铝液表面浮渣；
[0019]S11、变质处理：加入充分预热后的铝锶中间合金和稀土中间合金，搅拌均匀；
[0020]S12、精炼除气：调整铝液温度到710
‑
730℃，使用炉内旋转除气机联通氩气，控制转子转速380
±
10r/min,氩气流量15
±
5m3/h；
[0021]S13、静置：精炼除气结束，静置10
‑
20分钟，使铝液中铝渣上浮和下沉；
[0022]S14、扒渣：使用工具将铝液表面形成的浮渣清理干净；
[0023]S15、在线除气：铝液从熔炼炉流出沿流槽流入除气箱，除气箱安装有双转子旋转除气机进行全过程在线除气，除气机转速设定420土20r/min,氩气流量20
±
5L/min；
[0024]S16、过滤：铝液流出除气池后，进入过滤池，过滤池内放置有25ppi的泡沫陶瓷过滤板，通过其直接阻挡大尺寸杂质和吸附小尺寸杂质，使铝液得到净化。
[0025]S17、浇铸成型：铝液通过分配器进入铸锭模具，利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热铸造铝合金，其特征在于：所述铝合金化学成分按重量百分比计为Si：7.5
‑
9.5％，Fe：0.5
‑
0.8％，Cu：0.05
‑
0.15％，Mg：0.1
‑
0.2％，Sr：0.3
‑
0.6％，B：0.005
‑
0.02％，Re：0.01
‑
0.02％，Zn：0.05
‑
0.15％，Mn：0.01
‑
0.1％，Ti：0.002
‑
0.008％，V：0.001
‑
0.006％，Cr：0.02
‑
0.08％，Pb：0.005
‑
0.015％，Sn：0.01
‑
0.02％，Sb：0.002
‑
0.006％，余量为Al，所述铝合金化学成分含量之间满足如下关系：5≤(Ti+V+Cr+Mn)/B≤35，Si+Sr≥8.0％。2.根据权利要求1所述的高导热铸造铝合金，其特征在于：所述铝合金化学成分按重量百分比计为Si：7.5
‑
9.5％，Fe：0.5
‑
0.8％，Cu：0.1％，Mg：0.15％，Sr：0.3
‑
0.6％，B：0.005
‑
0.02％，Re：0.01
‑
0.02％，Zn：0.1％，Mn：0.05％，Ti：0.005％，V：0.005％，Cr：0.05％，Pb：0.01％，Sn：0.01％，Sb：0.005％，余量为Al。3.根据权利要求2所述的高导热铸造铝合金，其特征在于：所述铝合金化学成分按重量百分比计为Si：7.8％，Fe：0.6％，Cu：0.1％，Mg：0.15％，Sr：0.4％，B：0.01％，Re：0.015％，Zn：0.1％，Mn：0.05％，Ti：0.005％，V：0.005％，Cr：0.05％，Pb：0.01％，Sn：0.01％，Sb：0.005％，余量为Al。4.一种高导热铸造铝合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、配料：选用符合产品成分要求的重熔用铝锭、工业硅、金属镁、电解铜、铝铁中间合金、铝硼中间合金、铝锶中间合金、稀土中间合金，根据权利要求1
‑
4任一所述的配比进行称重配料，备用；S2、预热：将重熔用铝锭、金属镁、电解铜进行预热干燥，减少材料中的水分，降低氢的危害，避免熔炼过程中结晶水与铝液发生反应产生的爆炸；S3、投料：将经过预热后的材料投入熔炼炉；S4、熔化：采用弥散式蓄热燃烧炉，使炉膛内均匀升温，待重熔用铝锭完全熔化后升温730℃；S5、铝液杂质元素净化：在熔化炉加入铝硼中间合金后搅拌；S6、静置沉淀：控制铝液温度660
‑
700℃，静置20
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾武，敖青锋，张文钢，余芳，赵玉兵，
申请(专利权)人：保定隆达铝业有限公司隆达铝业顺平有限公司，
类型：发明
国别省市：