【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金的制备领域，具体而言，涉及一种高强高导电al-si-mg铝合金及其制备方法。
技术介绍
1、新能源汽车是全球汽车产业转型发展的主要方向，也是促进世界经济持续增长的重要引擎。我国是新能源汽车产销量最大的国家，而新能源汽车的动力电池材料对工作温度的要求非常严格，一般要求不超过60℃。但随着新能源汽车功率和续航能力的增大，对电池散热材料的力学性能、导电性能以及导热性能的提出了更高的要求。此外，5g通讯基站和铝合金导线的导电性能以及导热性能的要求也逐渐提高。
2、6xxx合金具有良好的导热、导电性和中等强度等优点，成为高强高导材料的理想材料之一，广泛应用于汽车、通讯、电子及电线电缆行业。根据金属的强化方法，现有技术中的强化方式均对合金的导热性能以及导电性能产生了不利的影响。为了实现高强高导性能，主要通过调整强化元素含量和“硼化”去除杂质元素的方式。如中国专利cn110358949a公开了一种高导热散热器铝型材及其制备方法，其中的散热器材料主要由si 0.4～0.5％，fe≤0.25％，cu≤0.1％，mn≤0.05％，mg 0.45～0.6％，cr≤0.03％，zn≤0.1％，ti≤0.1％，余量为铝组成。制备的铝型材散热器，其抗拉强度为210～240mpa，屈服强度为190～210mpa，延伸率为10～14％，导热系数为205～215w/m·k。又如中国专利cn105018801a公开了一种高强高导耐热铝合金导线及其制备方法，其成分为：mg 0.60～0.90％，si 0.50～0.80％，b 0.03
技术实现思路
1、基于此，为了解决现有技术中不能同时提高al-si-mg铝合金的强度、导热性能以及导电性能，且制备成本高的问题，本专利技术提供了一种高强高导电al-si-mg铝合金及其制备方法，具体技术方案如下：
2、一种高强高导电al-si-mg铝合金，所述高强高导电al-si-mg铝合金由以下质量百分比的成分组成：si 0.50～0.65％，mg 0.35～0.50％，fe0.10～0.40％，b 0.005～0.02％，re 0.01～0.08％，sr 0.005～0.02％，不可避免杂质元素总量≤0.15，余量为al；其中，re和sr以al-sr-re的形式添加；re为la和ce中的至少一种；si/mg质量比不低于1.3。
3、另外，本申请还提供一种高强高导电al-si-mg铝合金的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
4、配料，包括工业纯铝、工业纯镁、速溶硅和/或al-si中间合金、al-b中间合金、al-sr-re中间合金；
5、将工业纯铝、速溶硅和/或al-si中间合金加入熔炼炉中，并在炉料表面撒入覆盖剂，待完全熔化后，加入工业纯镁；
6、第一次精炼处理，静置15min～30min，扒渣处理；
7、取样测试熔体的成份，调整调整si、mg含量至合格范围内，同时根据v、ti、cr杂质元素的实测含量，添加al-b中间合金，b与(v+ti+cr)的原子比控制在2.5～5；
8、第二次精炼处理，然后加入al-sr-re中间合金，并开通电磁搅拌装置，促进熔体成分均匀化；
9、待熔体静置30min～60min后扒渣处理，随后再次在熔体表面撒入覆盖剂，然后将熔体导入流槽，经过除气箱、陶瓷过滤板/箱后，半连续铸造制备铝合金圆棒；
10、将铝合金圆棒进行加热处理，先后采用强风和水雾进行强制冷却；将铝合金圆棒切段，预热后进行热挤压，采用强风、喷淋或穿水冷却的方式对型材进行在线淬火；
11、将型材进行加热处理，随炉冷却至室温后，获得高强高导电al-si-mg铝合金。
12、进一步地，所述第一次精炼处理为：采用高纯惰性气体将占熔体质量0.15-0.25％的精炼剂均匀地吹入熔体内部。
13、进一步地，所述惰性气体为氮气或氩气，其纯度≥99.9％。
14、进一步地，所述第二次精炼处理为：采用高纯惰性气体将占熔体质量0.15-0.25％的精炼剂均匀地吹入熔体内部。
15、进一步地，将铝合金圆棒进行加热处理：加热至560℃～580℃，保温3h～8h。
16、进一步地，将型材进行加热处理：加热至200℃～240℃，保温2h～6h。
17、有益效果：
18、(1)上述方案中通过成分优化设计，提高al-si-mg铝合金的强度、导电性能以及导热率。β”(mg5si6或mg5al2si4)是6xxx铝合金的主要强化相，为了充分促进β”的形成和减少mg的固溶度，在铝合金成分设计上采用si过剩的方法，即si/mg质量比不低于1.3，达到或超过β”相中si/mg质量比的上限，si在al中的固溶度小，对合金导电性能以及导热率影响较小。
19、(2)通过复合变质第二相，提高铝合金的导电性能以及导热率，具体通过添加sr、re深度变质过剩的共晶硅和富铁相，改善第二相的尺寸、形态和分布，促进第二相在均匀化热处理过程中的溶解。通过以al-sr-re的方式，形成了相互掺杂的al4(srre)和al11(srre)3相，提高了sr的稳定性，降低了sr的吸气倾向。此外，sr和re在al中的固溶度均很低，其形成的化合物可抑制晶粒的过度长大。
20、(3)通过硼化处理及工艺优化，提高b的除杂效率和铝合金导电性能以及导热率。v、ti、cr等过渡元素在al中具有一定的固溶度，引起的晶格畸变对合金导电性能以及导热率影响很大。工业纯铝中含有一定量的v、ti、cr，尤其是v的含量可高达0.04％以上。为了减少v、ti、cr对导电性能以及导热性的影响，添加相应比例的b和进行熔体静置处理，形成vb2、tib2和crb2化合物，并沉降至炉底，从而使v、ti、cr等单个元素的含量降低至0.002％以下。为了减少b的残留量，b与(v+ti+cr)元素的原子比控制在2.5～5。
21、(4)为了减少ti的添加量，本申请铝合金不添加任何的细化剂，在未添加细化剂的情况下，通过提高杂质fe的含本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高强高导电Al-Si-Mg铝合金，其特征在于，所述高强高导电Al-Si-Mg铝合金由以下质量百分比的成分组成：Si 0.50～0.65％，Mg0.35～0.50％，Fe 0.10～0.40％，B0.005～0.02％，RE 0.01～0.08％，Sr0.005～0.02％，不可避免杂质元素总量≤0.15，余量为Al；其中，RE和Sr以Al-Sr-RE的形式添加；RE为La和Ce中的至少一种；Si/Mg质量比不低于1.3。
2.一种高强高导电Al-Si-Mg铝合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1所述的高强高导电Al-Si-Mg铝合金，所述制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一次精炼处理为：采用高纯惰性气体将占熔体质量0.15-0.25％的精炼剂均匀地吹入熔体内部。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体包括氩气和氮气，其纯度≥99.9％。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二次精炼处理为：采用高纯惰性气体将占熔体质量0.15-
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将铝合金圆棒进行加热处理：加热至560℃～580℃，保温3h～8h。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，将型材进行加热处理：加热至180℃～240℃，保温2h～6h。
...【技术特征摘要】
1.一种高强高导电al-si-mg铝合金，其特征在于，所述高强高导电al-si-mg铝合金由以下质量百分比的成分组成：si 0.50～0.65％，mg0.35～0.50％，fe 0.10～0.40％，b0.005～0.02％，re 0.01～0.08％，sr0.005～0.02％，不可避免杂质元素总量≤0.15，余量为al；其中，re和sr以al-sr-re的形式添加；re为la和ce中的至少一种；si/mg质量比不低于1.3。
2.一种高强高导电al-si-mg铝合金的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1所述的高强高导电al-si-mg铝合金，所述制备方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所...
【专利技术属性】
技术研发人员：项胜前，宋东福，韦杰宝，柯彬，朱世安，刘欢，石新月，
申请(专利权)人：广东豪美技术创新研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。