一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料及其制备方法和应用，压铸铝合金材料由以下材料按照质量百分比组成：Si：0.05wt％

【技术实现步骤摘要】
一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及铝合金
，特别是一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]近来，新能源汽车行业发展迅猛，铝合金因其具有良好的耐蚀性、优良的导电导热、高的比强度以及良好的加工性等特点被广泛应用于新能源汽车行业，实现新能源汽车的低成本及轻量化目标；其中，电池散热模块是新能源汽车的关键的构件之一，起到对动力电池冷却的作用，传统散热模块的铝制构件通过板材或型材机加工方式成型，通过钎焊工艺进行焊接，通过机加工方式做成的散热模组效率低下，材料耗损大且生产周期长，整体生产过高，钎焊后由于材料的再结晶，原先的亚结构被破坏，导致材料焊后性能较低，传统的压铸铝合金由于Si含量高，熔化温度一般低于590℃，无法满足钎焊要求（钎焊温度一般在595
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610℃）；专利申请CN113897519A公开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铸造合金及其制备方法，所述Al
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Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
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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％，Ti0.1～0.2％，Sn0.5～1.5％，余量为Al和杂质，杂质Fe含量≤0.5％，所述Al
‑<br/>Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
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Sn铸造合金的常温抗拉强度≥200MPa，屈服强度≥150MPa，延伸率≥15％，所述Al
‑
Mn
‑
Mg
‑
Si
‑
Ti
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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；该专利中Mn含量质量百分比为1.6
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2.4%，Fe质量百分比为≤0.5wt%，但在铝合金中，Mn和Fe总量需进行控制，若Mn+Fe质量百分比≥1.90wt%则容易产生大块化合物相，影响材料力学性能；其次，Mn含量过高，Fe含量过低，富余的Mn会固溶于铝基体中导致Fe相偏聚，在高速的真空压铸条件下反而会生成细小的细针状β
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Al5FeSi相，而细针状的β相容易割裂基体，造成力学性能，特别是延伸率的下降；且专利中含有0.45～0.9wt%的Mg元素，众所周知，Mg含量高的铝合金只能进行真空钎焊而不能适用于业界普遍使用的Nocolok钎焊工艺进行钎焊，这是由于钎焊中的钎剂高温下会和Mg元素发生“毒化反应”，使得钎剂失活导致钎焊质量不理想，故该专利涉及产品的钎焊工艺具有很大局限性；鉴于上述情况，有必要对现有的压铸铝合金材料加以改进，使其能够适应现在对压铸铝合金材料钎焊使用的需要。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决上述问题，设计了一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料及其制备方法和应用。
[0004]实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料，由以下材料按照质量百分比组成：Si：0.05wt％
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1.0wt％；Fe：0.05wt％
‑
0.60wt％；Mn：0.6wt％
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1.9wt％；Ce：0.05wt％
‑
2.0wt％；Mg：≤0.5wt％；Cs：≤0.3wt％；Sc+Zr：≤0.5wt％；Zn：≤
0.3wt%；Ti：≤0.25wt％；B：0.002wt％
‑
0.03wt％；Sr：0.001wt％
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0.1wt％；其余杂质控制在0.3wt%以下，余量为Al。
[0005]对本技术方案的进一步补充，所述的合金中Mn、Sc、Ce、Cs和Zr以中间相合金非晶纳米粉体的形式进行添加。
[0006]对本技术方案的进一步补充，所述中间相合金非晶纳米粉体的制备方式为：采用急冷块体旋转技术结合高能球磨机的方式对Al
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Mn、Al
‑
Sc、Al
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Ce、Al
‑
Cs和Al
‑
Zr进行处理，制得中间相合金非晶纳米粉体。
[0007]对本技术方案的进一步补充，所述中间相合金非晶纳米粉体运用急冷块体旋转技术的制备方式为：步骤一：加入Al
‑
Mn、Al
‑
Sc、Al
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Ce、Al
‑
Cs和Al
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Zr中间相合金；步骤二：加热到850℃熔融状态；步骤三：通过喷头喷射到冷却旋转轮表面，在极高冷却速率下形成非晶合金薄膜；其中，旋转体速度1000～2000r/min，压力 0.2～0.4MPa。
[0008]对本技术方案的进一步补充，所述高能球磨机是对经急冷块体旋转技术制成的非晶中间合金薄膜进行工作，将其磨成粉，所述高能球磨机的转速为3200
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3800r/min。
[0009]一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：1）、将高纯铝元素投入加热炉，加热至680℃，完全融化保温15min；2）、升温至780℃，加入Si、Fe单质元素；3）、降温至750℃，加入Al
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Ti
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B、Al
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Sr以及Al
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Mn、Al
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Sc、Al
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Ce、Al
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Cs和Al
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Zr中间相合金非晶粉；4）、降温至720℃，加入纯Mg、Zn金属材料；5）、原料融化后浇铸，得到铝合金铸锭。
[0010]对本技术方案的进一步补充，步骤（5）得到铝合金铸锭在730℃再次融化并保温，保温时通入保护性气体，然后注入压铸模具，模压得到压铸铝合金铸件。
[0011]对本技术方案的进一步补充，所述压铸模具模温机预先保持温度在260
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360℃，同时，压铸模具配备保温料筒，压铸时，料筒温度保持在210
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260℃，料筒中熔融的铝合金铸件在60
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100MPa压力下采用压射速度4
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5m/s快速进入压铸模具冷却成型得到压铸铝合金铸件。
[0012]对本技术方案的进一步补充，所述的压铸铝合金的常温抗拉强度为130
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180Mpa，屈服强度≥75Mpa，延伸率≥16%。
[0013]一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料的制备方法制备得到的压铸铝合金铸件在钎焊电池散热膜组件中的应用；一种铝合金电池散热模组件的制备方法，包括以下步骤：步骤（1）：制备原料，采用上述模压制得的压铸铝合金；步骤（2）：对压铸铝合金表面进行清洗，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料，其特征在于，由以下材料按照质量百分比组成：Si：0.05wt％
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1.0wt％；Fe：0.05wt％
‑
0.60wt％；Mn：0.6wt％
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1.9wt％；Ce：0.05wt％
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2.0wt％；Mg：≤0.5wt％；Cs：≤0.3wt％；Sc+Zr：≤0.5wt％；Zn：≤0.3wt%；Ti：≤0.25wt％；B：0.002wt％
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0.03wt％；Sr：0.001wt％
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0.1wt％；其余杂质控制在0.3wt%以下，余量为Al。2.根据权利要求1所述的一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料，其特征在于，所述的合金中Mn、Sc、Ce、Cs和Zr以中间相合金非晶纳米粉体的形式进行添加。3.根据权利要求2所述的一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料，其特征在于，所述中间相合金非晶纳米粉体的制备方式为：采用急冷块体旋转技术结合高能球磨机的方式对Al
‑
Mn、Al
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Sc、Al
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Ce、Al
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Cs和Al
‑
Zr进行处理，制得中间相合金非晶纳米粉体。4.根据权利要求3所述的一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料，其特征在于，所述中间相合金非晶纳米粉体运用急冷块体旋转技术的制备方式为：步骤一：加入Al
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Mn、Al
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Sc、Al
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Ce、Al
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Cs和Al
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Zr中间相合金；步骤二：加热到850℃熔融状态；步骤三：通过喷头喷射到冷却旋转轮表面，在极高冷却速率下形成非晶合金薄膜；其中，旋转体速度1000～2000r/min，压力 0.2～0.4MPa。5.根据权利要求4所述的一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料，其特征在于，所述高能球磨机是对...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱敏科，陈曦，罗振宇，邵麒，周银鹏，汪时宜，刘文博，
申请(专利权)人：苏州慧金新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：