高硅铝合金件及其制备方法技术

本发明专利技术涉及合金材料的制备技术领域。公开了高硅铝合金件及其制备方法。高硅铝合金件的制备方法，包括：将铜含量为1～6wt％的高硅铝粉作为原料粉，采用激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件。高硅铝合金件，采用上述制备方法制得。本申请提供的方法通过铜来达到熔池凝固过程中抑制硅相的生长以及促进硅相的球化，从而来抑制激光选区熔化过程中裂纹的萌生和扩展，进而获得力学性能好的高硅铝合金件的目的。该方法制备周期短，不存在刀具消耗，成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
高硅铝合金件及其制备方法


[0001]本专利技术涉及合金材料的制备
，具体而言，涉及高硅铝合金件及其制备方法。

技术介绍

[0002]作为新一代环境友好的轻质电子封装材料，高硅铝合金因其优良的热导性、耐磨性、抗蚀性、耐热性，高的刚度和比强度等优点，已用于制备航空航天飞行器电子系统、卫星基站、移动通讯系统和交通运输等领域电子器件散热的封装壳体。目前高硅铝合金主要采用喷射工艺制备成块体，后经热等静压致密化(如专利CN102978485A、CN105986134A、CN112746200A、CN106435292B)。为制备成适合的电子封装壳体材料，通常采用铣削刀具将块体高硅铝合金加工成壳体零件。
[0003]采用现有方法制备高硅铝电子封装壳体等复杂构件存在制备周期长、刀具消耗量大、成本高的缺点。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供高硅铝合金件及其制备方法，旨在改善
技术介绍
提到的至少一种问题。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种高硅铝合金件的制备方法，包括：
[0008]将铜含量为1～6wt％的高硅铝粉作为原料粉，采用激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件。
[0009]在可选的实施方式中，选区熔化设备的成型舱底部设置有基板，基板与目标高硅铝合金件的膨胀系数相同。
[0010]在可选的实施方式中，高硅铝粉中硅含量为50～70％，余量为铜和铝；
[0011]优选地，基板的成分为硅铝合金，其中硅含量与高硅铝粉含量相同。
[0012]在可选的实施方式中，在进行激光选区熔化制造高硅铝合金件之前，将成型舱预热至100～300℃。
[0013]在可选的实施方式中，激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件的过程中，构建高硅铝合金件的三维模型，对模型进行切片，切片厚度为20～40μm，将切片后的模型导入激光选区熔化设备的控制系统中，进行激光选区熔化。
[0014]在可选的实施方式中，进行激光选区熔化工艺制造时，激光功率为100～300W、扫描速率为500～1000mm/min，扫描间距为50～150μm，后一层的激光扫描方向与前一层的激光扫描方向夹角为60～75
°
。
[0015]在可选的实施方式中，在进行激光选区熔化制造高硅铝合金件之前包括：
[0016]将原料粉置于选区熔化设备舱室内，以氩气作为保护气，使设备舱内的氧含量≤
500ppm。
[0017]在可选的实施方式中，高硅铝粉的颗粒粒径为300目至1000目。
[0018]在可选的实施方式中，在进行激光选区熔化制造高硅铝合金件之前包括：
[0019]将纯铜粉、硅粉和铝粉置于三维混料机中在转速100～200r/min下混合搅拌15～25min得到混合粉；然后将混合粉置于温度80～150℃的环境下干燥至少1h。
[0020]第二方面，本专利技术提供一种高硅铝合金件，采用如前述实施方式任一项的制备方法制得。
[0021]本专利技术具有以下有益效果：
[0022]本申请实施例提供的高硅铝合金件的制备方法，采用激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件，通过向高硅铝粉中添加合适量的铜粉，通过铜来达到熔池凝固过程中抑制硅相的生长以及促进硅相的球化，从而来抑制激光选区熔化过程中裂纹的萌生和扩展，进而获得力学性能好的高硅铝合金件的目的。因此，本申请实施例提供的高硅铝合金件的制备方法，由于采用激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件，制备周期短，不存在刀具消耗，成本低，且能获得近乎全致密且力学性能良好的高硅铝合金件。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0024]图1为现有激光选区熔化技术制备的AlSi60合金件的实物图；
[0025]图2为实施例1制备过程中构件的三维模型图；
[0026]图3为实施例1制备得到的高硅铝合金壳体的实物图；
[0027]图4为对比例1制得的高硅铝合金壳体的SEM图；
[0028]图5为实施例1制得的高硅铝合金壳体的SEM图；
[0029]图6为对比例1制得的高硅铝合金壳体的ESD分层图像；
[0030]图7为实施例1制得的高硅铝合金壳体的ESD分层图像；
[0031]图8为实施例1制得的高硅铝合金壳体的透射电镜图；
[0032]图9为实施例1制得的高硅铝合金壳体的拉伸应变
‑
应力曲线图。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0034]下面对本专利技术实施例提供的高硅铝合金及其制备方法进行具体描述。
[0035]激光选区熔化技术是一种先进的近净成形技术，该技术以激光为热源，首先在计算机中绘制零件的三维模型图，后采用切片软件将模型按照一定的方向分成等厚度的片层，并规划好每层的路径，最后在金属粉末床内对粉末进行逐层激光选区熔化形成零件，是
一种先进的近净成形技术，且获得的零件晶粒细小、致密度高，制造周期短和成本低。
[0036]但专利技术人发现由于高硅铝合金韧性差，大尺寸的壳体零件在激光选区熔化过程中极易因拘束应力等作用而发生开裂，直接采用高硅铝粉末制造高硅铝合金件难以得到品质令人满意的产品。鉴于此原因，专利技术人提出了如下技术方案。
[0037]本申请实施例提供的高硅铝合金件的制备方法，包括：
[0038]将铜含量为1～6wt％的高硅铝粉作为原料粉，采用激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件。
[0039]本申请实施例提供的高硅铝合金件的制备方法，采用采用激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件，通过向高硅铝粉中添加合适量的铜粉，通过铜来达到熔池凝固过程中抑制硅相的生长以及促进硅相的球化，从而来抑制激光选区熔化过程中裂纹的萌生和扩展，进而获得力学性能好的高硅铝合金件的目的。因此，本申请实施例提供的高硅铝合金件的制备方法，由于采用激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件，制备周期短，不存在刀具消耗，成本低，且能获得近乎全致密且力学性能良好的高硅铝合金件。需要说明的是，铜粉的添加量不宜过多，过多则导致晶界出现大量析出相，弱化晶界，反而导致更多的裂纹。
[0040]具体地，本申请实施例提供的高硅铝合金件的制备方法，制备过程可以为：
[0041]S1、将粉末粒径为300目至1000目的纯铝粉、纯硅粉、纯铜粉按照所需比例置于三维混料机中，在转速100～200本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高硅铝合金件的制备方法，其特征在于，包括：将铜含量为1～6wt％的高硅铝粉作为原料粉，采用激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，选区熔化设备的成型舱底部设置有基板，所述基板与目标高硅铝合金件的膨胀系数相同。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述高硅铝粉中硅含量为50～70％，余量为铝和铜；优选地，所述基板的成分为硅铝合金，其中硅含量与所述高硅铝粉含量相同。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在进行激光选区熔化制造高硅铝合金件之前，将成型舱预热至100～300℃。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件的过程中，构建高硅铝合金件的三维模型，对模型进行切片，切片厚度为20～40μm，将切片后的模型导入激光选区熔化设备的控制系统中，进行激光选区熔化。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，进行激光选区熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振林，陈辉，刘艳，李果，胡登文，吴影，李海舟，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：