超高热传导铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种超高热传导铝合金，其成分组成的重量百分比如下：镍为2～5％，铝钛碳的碳为0.1％～0.5％、钛为0.01～0.2％，铁为0.1％以下，硅为0.1％以下，而铜、锌、锰、镁、铬、铅、锡每一项元素其含量为0.01％以下，M为限制其他元素，每项其含量为0.005％以下，余量为铝；其制备方法是将坩锅炉预热至500℃以上，熔炼纯铝锭，熔汤温度达720℃，进行精炼除渣，完成后，升温至750℃，添加主要元素镍，熔炼温度控制在750～810℃，取样分析确认镍成份无误后，添加铝钛碳，确认铝钛碳熔解完成后，进行约5～10分钟除气，完成后静置约10分钟，取样进行成分判定，再进行浇铸铝锭。再进行浇铸铝锭。再进行浇铸铝锭。

【技术实现步骤摘要】
超高热传导铝合金及其制备方法


[0001]本专利技术是有关于一种超高热传导铝合金及其制备方法，特别是指一种属于工业用铝合金的制造领域。

技术介绍

[0002]铝合金锭是以纯铝及回收铝为原料，依照国际标准或特殊要求添加其他元素，如：硅(Si)、镁(Mg)、铁(Fe)等，改善纯铝在铸造性、化学性及物理性方面的不足，调配出来的合金，其一般应用于铸造业。
[0003]随着科学技术的飞速发展，设备的性能要求和精密程度越来越高，精密的设备伴随着苛刻的运行环境要求，温度控制是保证设备运行中重要的一个环节，绝大部分设备的温度控制离不开散热器，但散热器想要提升散热性能，除了结构的改变，最根本的是制备散热器的材料散热性能的提升。因此，需要开发一种较合理的制备方法能够制备具有可成型及加工的优质散热材料，可以满足更高发热量的设备配置，为各种设备提高集成程度和缩小体积提供保障，但是，在实际生产中，现行的铝合金材料，其导热性能较差。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是在于提供一种超高热传导铝合金及其制备方法，使用于在超高导热需求的零件制作的铝合金产品，提供能够满足特殊行业对铝合金材料导热性的要求。
[0005]本专利技术超高热传导铝合金，主要成分组成是由铝、镍、铝钛碳所组成，其成分组成的重量百分比如下：镍为2～5％，铝钛碳的碳为0.1％～0.5％、钛为0.01～0.2％，铁为0.1％以下，硅为0.1％以下，而铜、锌、锰、镁、铬、铅、锡每一项元素其含量为0.01％以下；M为限制其他元素，每项其含量低为0.005％以下；余量为铝，以上各成分的重量百分比之和为100％。
[0006]本专利技术超高热传导铝合金，其中，较佳的，铝成分组成的重量百分比大于94％。
[0007]本专利技术超高热传导铝合金的制备方法，其方法如下：
[0008]坩锅炉预热至500℃以上；
[0009]投入纯铝锭进行熔炼，熔汤温度达720℃，进行精炼除渣，完成后，升温至750℃，添加主要元素镍，熔炼温度控制在750～810℃，充分搅拌后确认镍熔解完成，进行取样分析成分，确认镍成分无误后，再添加铝钛碳，搅拌并确认铝钛碳熔解完成后，以旋转除气装置，进行除气，除气过程约5～10分钟，完成后静置约10分钟，取样进行成分判定，最终成分判定须符合所订条件，再进行浇铸铝锭。
[0010]本专利技术超高热传导铝合金及其制备方法，其优点是在于：本专利技术的超高热传导铝合金兼具高温强度及导电性，创造出一种具有易成型加工，且在未经热处理的条件下，铝合金的热导率(thermal conductivity)与纯铝相近可高达230W/mK以上的铝合金，具有非常优良的散热效果，可适用于铝合金压铸及铝合金铸造等生产方式，其产品可应用于3C电子
零件、5G通讯设备、车用电子零件、马达转子、航天/卫星通讯等有高散热、高热传导需求的零件上。
附图说明
[0011]图1所示为本专利技术实施例制备方法的流程图。
[0012]图2所示为本专利技术添加2.5％镍的铝合金金相微结构图。
[0013]图3所示为本专利技术添加2.5％镍和铝钛碳的铝合金金相微结构图。
[0014]图4所示为本专利技术添加3.3％镍和铝钛碳的铝合金金相微结构图。
[0015]图5所示为本专利技术添加3.5％镍和铝钛碳的铝合金金相微结构图。
[0016]图6所示为本专利技术添加5％镍的铝合金金相微结构图。
具体实施方式
[0017]有关本专利技术为达上述的使用目的与功效，所采用的技术手段，兹举出较佳可行的实施例，并配合图式所示，详述如下：
[0018]本专利技术超高热传导铝合金的制备方法，请参阅图1所示，其方法如下：
[0019]坩锅炉预热至500℃以上；
[0020]投入纯铝锭进行熔炼，熔汤温度达720℃，进行精练除渣，完成后，升温至750℃，添加主要元素镍(Ni)，熔炼温度控制在750～810℃，充分搅拌后确认镍熔解完成，进行取样分析成分，确认镍成分无误后，再添加铝钛碳(AlTiC)，搅拌并确认铝钛碳熔解完成后，以旋转除气装置进行除气，除气过程约5～10分钟，完成后静置约10分钟，取样进行成分判定，最终成分判定皆须符合所订条件(如表一所示)，再进行浇铸铝锭。
[0021]表一：
[0022]铁(Fe)：0.1max镍(Ni)：2～5max硅(Si)：0.1max钛(Ti)：0.01～0.2铝(Al)：94min
[0023]单位：重量％
[0024]本专利技术超高热传导铝合金，主要的成分组成是由铝(Al)、镍(Ni)、铝钛碳(AlTiC)所组成，其成分组成的重量百分比如下：镍为2～5％，铝钛碳的碳(C)为0.1％～0.5％、钛(Ti)为0.01～0.2％，铁(Fe)为0.1％以下，硅(Si)为0.1％以下，而铜(Cu)、锌(Zn)、锰(Mn)、镁(Mg)、铬(Cr)、铅(Pb)、锡(Sn)每一项元素其含量为0.01％以下；M为限制其他元素(如银Ag、硼B、铍Be、钙Ca、镉Cd、钴Co、镓Ga、汞Hg、铟In、钠Na、锶Sr等)，每项其含量为0.005％以下；余量Al为大于94％。
[0025]本专利技术于铝合金中添加不同比例的镍及铝钛碳所形成的金相结构均不相同，其图2为本专利技术添加2.5％镍透过显微镜检视的金相微结构图，图3为本专利技术添加2.5％镍和铝钛碳透过显微镜检视的金相微结构图，图4为本专利技术添加3.3％镍和铝钛碳透过显微镜检视的金相微结构图，图5为本专利技术添加3.5％镍和铝钛碳透过显微镜检视的金相微结构图，图6为本专利技术添加5％镍透过显微镜检视的金相微结构图。
[0026]本专利技术依镍(Ni)的不同添加量制成的铝合金，其热传导系数及拉伸试验经试验结果如表二所示：
[0027]表二：
[0028][0029]本专利技术超高热传导铝合金具备导电性且接近纯铝锭的热导性，有利于铝合金压铸/铝合金铸造成型，具备铸造成品易加工等特性。
[0030]综上所述，本专利技术确实已达到所预期的使用目的与功效，且更较已知更为的理想、实用，而以上所述实施例仅是针对本专利技术的较佳实施例进行具体说明而已，该实施例并非用以限定本专利技术专利的保护范围，举例凡是其它未脱离本专利技术所揭示的技术手段下所完成的均等变化与修饰，均应包含于本专利技术所涵盖的专利保护范围中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高热传导铝合金，其特征在于，主要成分组成是由铝、镍、铝钛碳所组成，其成分组成的重量百分比如下：镍为2～5％，铝钛碳的碳为0.1％～0.5％、钛为0.01～0.2％，铁为0.1％以下，硅为0.1％以下，而铜、锌、锰、镁、铬、铅、锡每一项元素其含量为0.01％以下；M为限制其他元素，每项其含量为0.005％以下；余量为铝；以上各成分的重量百分比之和为100％。2.如权利要求1所述超高热传导铝合金，其特征在于，铝成分组成的重量百分比大于94％。3.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈圣义，
申请(专利权)人：常琪铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：