一种具有高导电和高强韧性的压铸铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有高导电和高强韧性的压铸铝合金，由以下原料按照重量百分比组成：

【技术实现步骤摘要】
一种具有高导电和高强韧性的压铸铝合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及压铸铝合金加工
，具体为一种具有高导电和高强韧性的压铸铝合金及其制备方法
。

技术介绍

[0002]新能源行业发展迅速，新能源带来的轻量化需求极大拓展了铝制品的消费增长空间，铝，具有优异的电导性能和热导性，且资源丰富成本低廉，在汽车轻量化领域具有十分明显的优势
。
现阶段，越来越多的车企采用铝制材去替代铜材作为新能源汽车的电机转子，达到节约成本和轻量化的目的；
[0003]铝虽然优势明显，但是本身强度较差，压铸性能不理想，通常需要添加其它合金化元素增强铝的压铸和力学性能，但是，添加的金属元素难以同时兼顾压铸性，电导性和力学性能，总是存在矛盾的变化规律，因此限制了压铸用铝合金的应用；
[0004]专利
CN114318085A
公布了一种力学与电导热导性优良的铝合金及其制造方法，其中该铝合金包括
0.33
～
0.37wt
％的硅元素
、0.45
～
0.55wt
％的镁元素
、
以及
0.07
～
0.15wt
％的铁元素，另包括小于或等于
0.03w t
％的镓元素
、
小于或等于
0.03wt
％的锌元素
、
小于或等于
0.01wt
％的锰元素
、
小于或等于
0.01wt
％的钛元素
、
小于或等于
0.001wt
％的钠元素
、
小于或等于
0.0002wt
％的锂元素
、
小于或等于
0.015wt
％的该锰元素
、
钒元素与铬元素的总和
、
小于或等于
0.01wt
％的其它元素
、
并且上述该些元素的总和在该铝合金中的含量小于或等于
0.1wt
％，其余含量为铝元素；该镁元素相比于该硅元素与三分之一该铁元素的差值的质量比例介
1.45
～
1.75
，该专利中主要元素为
Mg
，
Si
，
Fe
，主要通过
Mg2Si
强化相进行强化，专利合金中缺少高温稳定化元素，材料在较高温度下长时间服役时
Mg2Si
强化相会粗化，导致性能衰减，而该合金成分也缺乏提升流动性的元素，
Si
，
Mg
以及减少粘模倾向的
Fe
的含量也限定在一个较低的水平，意味着在实际的生产过程中很难进行压铸，孔隙率无法保证，应用具有一定的局限性；
[0005]专利
114318090B
公布了一种新能源汽车电机转子铸造铝合金及其制备方法，包括钛
0.05wt
％
‑
0.06wt
％
,
硼
0.04wt
％
‑
0.06wt
％
,
硅
0.15wt
％
‑
0.5wt,
铁
0.01wt
％
‑
0.08wt
％
,
铜
0.5wt
％
‑
0.7wt
％
,
镁
0.3wt
％
‑
0.5wt
％，锌
0.01wt
％
‑
0.2wt
％，锰
0.02wt
％
‑
0.12wt
％，其余为铝
。
该专利也虽通过元素调整保证了常温下材料的力学性能和导电性，通过
Cu
去提高高温性能；
Cu
合金元素的添加去提升强度会牺牲材料电导率，不利于导电能力的提升，同时过高含量
Cu
元素的添加明显加宽了固液相区间，增加了材料在铸造过程中的热裂风险，难以应用于压铸；
[0006]鉴于上述情况，有必要对现有的高导电铝合金制备方式加以改进，使其能够适应现在对压铸铝合金使用的需要，提升生产效率同时兼顾性能，满足电机转子或其它高导电应用性能需求
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了解决上述问题，设计了一种具有高导电和高强韧性的压铸铝合金及其制备方法
。
[0008]实现上述目的本专利技术的技术方案为，一种具有高导电和高强韧性的压铸铝合金，由以下原料按照重量百分比组成：
Fe:≤0.3wt
％，
Si
：
0.1
～
0.4wt
％，
Ce:≤1.5wt
％，
La:≤0.5wt
％，
Ni
：
≤4.0wt
％，
Zr
：
0.05
～
0.3wt
％，
B
：
0.05
～
0.15wt
％，
Mg
：
0.05
～
0.4wt
％，
Cu≤0.2wt
％，
Mn+Cr+Ti+V≤0.1wt
％，余量为
Al
和不可避免的杂质，杂质的重量百分比之和控制在
0.1wt
％以下
。
[0009]对本技术方案的进一步补充，所述
Zr
及
La
，
Ce
以细晶化合金形式进行添加
。
[0010]对本技术方案的进一步补充，所述细晶化合金通过高速气体急冷法结合行星高能机械球磨法方式对
Al
‑
Zr、Al
‑
La
和
Al
‑
Ce
进行处理，制得细晶合金粉体
。
[0011]对本技术方案的进一步补充，所述高速气体急冷法结合行星高能机械球磨法包括以下工作步骤：
[0012]步骤一
:
分别加入
Al
‑
Zr、Al
‑
La
和
Al
‑
Ce
中间相合金，具体地，其质量分配形式按照组分需求进行配比得到预置成分的中间合金；
[0013]步骤二：通过感应加热器将预置成分中间合金加热到
950
‑
1200℃
熔融状态；
[0014]步骤三：通过高速惰性气流冲击熔融液流形成微小液滴，急冷后收集得到混合细晶合金粉末；
[0015]步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有高导电和高强韧性的压铸铝合金，其特征在于，由以下原料按照重量百分比组成：
Fe:≤0.3wt
％，
Si
：
0.1
～
0.4wt
％，
Ce:≤1.5wt
％，
La:≤0.5wt
％，
Ni
：
≤4.0wt
％，
Zr
：
0.05
～
0.3wt
％，
B
：
0.05
～
0.15wt
％，
Mg
：
0.05
～
0.4wt
％，
Cu≤0.2wt
％，
Mn+Cr+Ti+V≤0.1wt
％，余量为
Al
和不可避免的杂质，杂质的重量百分比之和控制在
0.1wt
％以下
。2.
根据权利要求1所述的一种具有高导电和高强韧性的压铸铝合金，其特征在于，所述
Zr
及
La
，
Ce
以细晶化合金形式进行添加
。3.
根据权利要求2所述的一种具有高导电和高强韧性的压铸铝合金，其特征在于，所述细晶化合金通过高速气体急冷法结合行星高能机械球磨法方式对
Al
‑
Zr、Al
‑
La
和
Al
‑
Ce
进行处理，制得细晶合金粉体
。4.
根据权利要求1所述的一种具有高导电和高强韧性的压铸铝合金，其特征在于，所述高速气体急冷法结合行星高能机械球磨法包括以下工作步骤：步骤一
:
分别加入
Al
‑
Zr、Al
‑
La
和
Al
‑
Ce
中间相合金，具体地，其质量分配形式按照组分需求进行配比得到预置成分的中间合金；步骤二：通过感应加热器将预置成分中间合金加热到
950
‑
1200℃
熔融状态；步骤三：通过高速惰性气流冲击熔融液流形成微小液滴，急冷后收集得到混合细晶合金粉末；步骤四：将混合细晶合金粉末放置于惰性气体氛围保护下行星高能球磨机中进行间断性球磨，促使合金进一步转变，最终得到所需细晶合金
。5.
根据权利要求4所述的一种具有高导电和高强韧性的压铸铝合金，其特征在于，高速气体急冷法中所述气流为氦气，气流压力3‑
8Mpa
；高能机械球磨法所述球磨时间
20
～
60h
，运行时间与停止时间比为5：1，球磨转速为
300<...

【专利技术属性】
技术研发人员：裘珂可，胡波，郭潘狄，李德江，周其良，陈浩，曾小勤，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：