一种高导热铝合金材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高导热铝合金材料，属于铝合金材料技术领域，按照质量百分比计，所述高导热铝合金材料包括以下组分：<0.8%的Zn，6~11%的Si，<0.5%的Cu，<0.5%的Mn，<0.6%的Mg，<1.0%的Fe，<0.3%的Sr，余量为Al。其材料性能，根据标准：GBT228.1

【技术实现步骤摘要】
一种高导热铝合金材料


[0001]本专利技术涉及铝合金材料
，具体为一种高导热铝合金材料。

技术介绍

[0002]随着各行业设备运行功率密度和发热量越来越高，提高设备散热能力、降低系统温度已成为新材料应用和结构优化设计的关键。铝合金由于其优良的导热性能、可加工性能等优点，在保持设备较高散热能力的同时可实现设备的小型化、轻量化，被广泛应用于各种设备的散热零部件。
[0003]金属热传导主要靠其内部的自由电子完成。晶格振动是金属热传递的另一种方式，但相对于自由电子传递方式来说处于次要地位。一般来说，合金元素的掺入会引起杂质缺陷，对自由电子运动产生阻力，会降低合金中的热导率。如何通过在铝硅系列合金中调整各金属元素的比例，改善材料的组织，达到提高铝合金材料的热导率，是现有技术中需要解决的具体问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述
技术介绍
困难，解决通过在铝合金中调整各合金元素的比例，改善材料的组织，达到提高铝合金材料的热导率，提供一种高导热铝合金材料。
[0005]为达到上述目的，采用的技术方案为：一种高导热铝合金材料，按照质量百分比计，所述高导热铝合金材料包括以下组分：<0.8%的Zn，6~11%的Si，<0.5%的Cu，<0.5%的Mn，<0.6%的Mg，<1.0%的Fe，<0.3%的Sr，余量为Al。
[0006]进一步的，按照质量百分比计，所述高导热铝合金材料包括以下组分：0.7%的Zn，7.5~10%的Si，0.4%的Cu，0.4%的Mn，0.5%的Mg，0.7%的Fe，0.2%的Sr，余量为Al。
[0007]进一步的，按照质量百分比计，所述高导热铝合金材料包括以下组分：0.6%的Zn，10.5%的Si，0.4%的Cu，0.4%的Mn，0.5%的Mg，0.8%的Fe，0.2%的Sr，余量为Al。
[0008]进一步的，所述高导热铝合金材料抗拉强度240MPa，屈服强度130MPa，延伸率≧5%。
[0009]进一步的，所述高导热铝合金材料硬度≧95HV，导热率180W/m
·
K，密度2.65g/cm3。
[0010]进一步的，所述高导热铝合金材料熔化范围660~680℃，缩水率4
‰
。
[0011]进一步的，所述高导热铝合金材料含渣量<3%。
[0012]进一步的，所述高导热铝合金材料最长保温时间6小时。
[0013]采用上述方案的有益效果为：这种高导热铝合金材料是硅含量较高的铝硅合金。研究表明通过对铝硅合金添加变质剂、合金元素等工艺，可获得良好的导热性和力学性能铝合金材料。不同合金化元素及形成的第二相对铝合金导热系数和力学性能形成不同的影响。通过对含有Cu、Fe、Mg三种元素的铝硅合金中常见第二相的热力学性质和力学性能进行试验研究,得知其中三元铝铁硅相具有良好的刚度和理论硬度,其热传导和强化能力也优
于其它第二相。通过对制备的Al
‑
Si
‑
Fe
‑
Mg合金进行Sr变质处理的研究结果表明,共晶硅组织由原本粗大片层状或长针状变为高度分支纤维状。变质合金的导热系数较未变质合金有显著提高。合金元素由析出态变为固溶态时，会引起热导率降低。Si和Fe、Mn形成Al12（FeMn）3Si相弥散在铝基体中，可减小Si、Fe、Mn元素在铝基体中的固溶度，可使合金的热导率提高。添加适量的Zn可增加铝硅合金材料的机械强度和热处理效果。
[0014]本专利技术的高导热铝合金材料根据文件编号：GZ
‑
LHXC
‑
001命名为高导热铝LHXC
‑
G11材料。其化学成分参数经第三方ROHSv报告通过火花直读光谱仪检测方法检测，化学成分环保符合ROHS指令要求。其材料性能，根据标准：GBT228.1
‑
2010，拉伸速度：1.5
‑
2mm/min，进行检测结果：抗拉强度240MPa；屈服强度130MPa；延伸率≧5%。根据维氏硬度计参数：300g/10s测试5点求平均值，硬度≧95HV。根据25℃激光闪测法测试热扩散，导热率180W/m
•
K。根据高精度精密陶瓷孔隙率体积密度测试仪测试，密度2.65（g/cm3）。熔化范围T/℃660
‑
680℃。缩水率4
‰
。含渣量<3%。材料最长保温时间6小时。
实施方式
[0015]下面结合本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
实施例
[0016]一种高导热铝合金材料，按照质量百分比计，所述高导热铝合金材料包括以下组分：<0.8%的Zn，6~11%的Si，<0.5%的Cu，<0.5%的Mn，<0.6%的Mg，<1.0%的Fe，<0.3%的Sr，余量为Al。
[0017]优选的，所述高导热铝合金材料抗拉强度240MPa，屈服强度130MPa，延伸率≧5%。
[0018]优选的，所述高导热铝合金材料硬度≧95HV，导热率180W/m
·
K，密度2.65g/cm3。
[0019]优选的，所述高导热铝合金材料熔化范围660~680℃，缩水率4
‰
。
[0020]优选的，所述高导热铝合金材料含渣量<3%。
[0021]优选的，所述高导热铝合金材料最长保温时间6小时。
[0022]铝硅合金含Si量高，具有低熔点、耐蚀性好等优点，使其具有非常广泛的应用。通过对铝硅合金进行熔炼，添加变质剂、合金元素和热处理等工艺处理，可获得良好的导热性和力学性能的铝合金材料。不同合金元素及其形成的第二相对铝合金导热系数值都会产生影响。通过对含有Cu、Fe、Mg三种元素的铝硅合金中常见第二相的热力学性质和力学性能进行研究和分析,得知其中三元铝铁硅相具有良好的刚度和理论硬度,其德拜温度和导热系数的理论计算值最高,说明其热传导和强化能力均优于其它第二相。
[0023]通过热力学计算分别对Cu、Fe、Mg、Si元素在不同含量下对铝合金导热系数的变化规律进行研究,结果表明Si元素引起铝合金导热系数降低程度最小。合金元素由析出态变为固溶态时，会引起热导率变小。Si和Fe、Mn形成Al12(FeMn)3Si相弥散在铝基体中，减小了Si、Fe、Mn元素在铝基体中的固溶度，且不易形成粗大的Al9Fe2Si相，合金导热率较高。在对Sr变质处理效果的研究结果表明,其可使铝合金共晶硅组织由原本粗大片层状或长针状变为高度分支本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热铝合金材料，其特征是：按照质量百分比计，所述高导热铝合金材料包括以下组分：<0.8%的Zn，6~11%的Si，<0.5%的Cu，<0.5%的Mn，<0.6%的Mg，<1.0%的Fe，<0.3%的Sr，余量为Al。2.根据权利要求1所述的一种高导热铝合金材料，其特征是：按照质量百分比计，所述高导热铝合金材料包括以下组分：0.7%的Zn，7.5~10%的Si，0.4%的Cu，0.2%的Mn，0.3%的Mg，0.5%的Fe，0.2%的Sr，余量为Al。3.根据权利要求1所述的一种高导热铝合金材料，其特征是：按照质量百分比计，所述高导热铝合金材料包括以下组分：0.6%的Zn，8.5%的Si，0.4%的Cu，0.4%的Mn...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新颖，叶政宽，
申请(专利权)人：贵州航鹏模具有限公司，
类型：发明
国别省市：