【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种不粘模压铸铝合金，其具有高的力学性能以及导热性能，该铝合金在压铸过程中不粘模，产品的质量好、成品率高，本专利技术还提供上述不粘模的压铸铝合金的制备方法，本专利技术的不粘模压铸铝合金在3c产品壳体及框架、交通工具零部件、航空航天零部件等中都能够广泛适用。
技术介绍
1、铝合金具有低密度、高强度、高导热率的特点，被广泛应用于3c产品、航空航天、交通运输等领域。随着工业的进步和产品的迭代发展，各个零部件的形状结构也越来越复杂，对于成型精度的要求也是越来越高。出于上述技术发展的要求，压铸铝合金成为高精度、复杂铝合金零部件的主要制备成型工艺。
2、在生产实践中，发现传统的压铸铝合金粘模问题严重，由于压铸零件通常尺寸结构复杂、精度和质量要求高并且通常壁薄，粘模缺陷大大影响了产品的精度和成品率，导致压铸铝合金材料的生产成本居高不下。
3、如被行业广泛认识到的，fe能够很好的缓解压铸铝合金粘模问题，但是fe的添加还会带来新的问题，即fe的添加将导致铝合金中出现粗大的富铁金属间化合物，也称为“富铁相”。粗大的富铁相将急剧恶化压铸铝合金的力学性能和导热性能。为了避免粗大富铁相的生成，需要对熔体进行急冷快淬或者添加na、ca、sr等变质元素，也可以采用后续的热处理对其作进一步细化。然而，急冷快淬、变质处理或者后续热处理无疑会增加工艺门槛，导致工艺窗口收缩，不能够有效的控制工艺成本。
4、基于此，本专利技术旨在提供一种力学性能、导热性能优异并且不粘模的压铸铝合金材料。
技
1、本专利技术提供一种不粘模的压铸铝合金，其具有高的力学性能以及导热性能，该铝合金在压铸过程中不粘模，产品的质量好、成品率高，可以广泛应用于3c产品壳体及框架、交通工具零部件、航空航天零部件等。
2、本专利技术的技术目的是通过以下手段实现的。
3、一种不粘模的压铸铝合金，其特征在于：所述压铸铝合金的成分按重量百分比计为：si：7.5-9.5%、cu：2.0-4.2%、zn：1.5-2.5%、sb：1.1-2.7%，余量为al和不可避免的杂质，其中[cu]/[sb]=1.02-2.13，[zn]/[sb]=0.74-1.88，其中[cu]、[sb]、[zn]分别代表压铸铝合金中cu、sb、zn的质量百分含量。
4、下面，描述一下本专利技术压铸铝合金中各元素的作用。
5、si：硅是改善压铸铝合金压铸流动性的元素，并且硅也是保证本专利技术铝合金强度的元素，硅含量过高将导致延伸率下降，硅含量过低则强度，并且硅含量过低将导致铝合金液体流动性下降，给压铸工序带来困难。本专利技术中，硅的含量控制在7.5-9.5%。
6、cu：铜添加至本专利技术的压铸铝合金中，可以显著提高其强度性能，cu可以形成cual2固溶到基体中产生强化作用，cu过高则延伸率下降明显，cu含量过低则强度无法保证，本专利技术的cu含量控制在2.0-4.2%。
7、zn：锌添加至本专利技术的压铸铝合金中，可以提高铝熔体的流动性，也能够有效提高强度，但是锌在提高压铸铝合金强度的同时会一定程度的损失导热性能，为了兼顾强度和导热性能，本专利技术控制zn的添加量为1.5-2.5%，zn过高则导热性能恶化，zn过低则强度不能满足专利技术要求。
8、sb：锑是实现本专利技术技术效果的至关重要的元素。专利技术人发现，向本专利技术成分的压铸铝合金中添加一定量sb并且协同控制cu、zn、sb含量比例关系在一定范围内，可以避免铝合金压铸过程中的粘模缺陷同时又可以确保压铸铝合金具有优异的机械性能和导热性能。本专利技术压铸铝合金的sb添加量控制在1.1-2.7%。
9、如前所述，在添加sb的同时，必须要协同控制cu/sb和zn/sb才可以最终获得无粘模的压铸铝合金并且压铸铝合金保持了良好的机械性能（抗拉强度、屈服强度、延伸率）和导热性能，虽然具体原因机理尚不明确，但猜测应当与cu-sb、zn-sb金属间化合物的形成具有一定的关联。 本专利技术的专利技术人经过反复的研究探索，最终确定了可以兼顾机械性能、导热性能以及无粘模缺陷的cu、zn、sb含量之比，[cu]/[sb]=1.02-2.13，[zn]/[sb]=0.74-1.88。
10、基于本专利技术的成分设计，特别是sb的添加以及cu、zn、sb含量比例的控制，实现了在确保压铸铝合金机械性能、导热性能的基础上有效避免压铸过程中的粘模缺陷。这样，就无需像传统的工艺技术那样依靠添加大量的fe来解决粘模问题，也不会面临由于fe的添加带来的压铸铝合金性能的恶化，在压铸生产过程中无需严格要求高的冷却速度、熔炼过程中也无需变质处理、后续也无需热处理，因此，本专利技术的压铸铝合金成分设计简单、生产工艺简单、工艺成本低。
11、作为本专利技术技术方案的进一步描述，本专利技术的压铸铝合金包括cu-sb金属间化合物和zn-sb金属间化合物。作为非限定性的描述，所述cu-sb金属间化合物包括cu3sb、cu2sb金属间化合物；作为非限定性的描述，所述zn-sb金属间化合物包括znsb金属间化合物。
12、作为示例性的描述，本专利技术的压铸铝合金具有如下机械性能：①室温抗拉强度为305mpa以上，优选为320mpa以上，更优选335mpa以上；②室温屈服强度为195mpa以上，优选为210mpa以上，更优选为230mpa以上；③室温延伸率达到6.6%以上，优选为7.3%以上，更优选为8.0%以上。
13、作为示例性的描述，本专利技术的压铸铝合金具有如下导热性能：本专利技术的压铸铝合金导热系数达到160w/m·k，优选175w/m·k以上，更优选为180w/m·k以上。
14、作为本专利技术压铸铝合金的显著特征之一，本专利技术的压铸铝合金通过成分的设计配合，特别是sb加入量的控制以及cu、zn、sb含量比例的配合，在压铸之后不存在粘模缺陷。
15、本专利技术的另一个技术目的在于提供本专利技术所述的不粘模的压铸铝合金的制备方法，具体是：s1、熔炼得到相应组分的铝合金液；s2、将压铸模具预热至150-250℃，同时将压铸型腔的真空度控制在10kpa以下；s3、将铝合金液温度调整至650-700℃，进行压铸，控制压铸机的压射压力为40-150mpa，压射速度为1.0-5.0m/s，压铸结束后保压1-5min后脱模。
16、本专利技术方法制备得到的不粘模的压铸铝合金在3c产品（如手机、笔记本、平板电脑等）壳体及框架、交通工具（如汽车、高铁等）零部件、航空航天零部件等中广适用，由于本专利技术的不粘模的压铸铝合金成分设计简单、机械性能和导热性能优异、压铸过程中不粘模，确保了高性能和高成品合格率，工序步骤简单，工艺成本低，竞争优势明显。
17、本专利技术压铸得到的铝合金产品尺寸不做具体限定，即适合制作任何可以通过常规压铸工艺生产的铝合金零部件。需要特别指出说明的是，由于本专利技术的压铸铝合金在压铸时不粘模，所以本专利技术的压铸铝合金在制备高精度、薄壁、复杂零部件时的工艺优势和成本优势则显得更为突出。
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【技术保护点】
1.一种不粘模的压铸铝合金，其特征在于：所述压铸铝合金的成分按重量百分比计为：Si：7.5-9.5%、Cu：2.0-4.2%、Zn：1.5-2.5%、Sb：1.1-2.7%，余量为Al和不可避免的杂质，其中[Cu]/[Sb]=1.02-2.13，[Zn]/[Sb]=0.74-1.88，其中[Cu]、[Sb]、[Zn]分别代表压铸铝合金中Cu、Sb、Zn的质量百分含量。
2.根据权利要求1所述的不粘模的压铸铝合金，其特征在于，所述不粘模的压铸铝合金包括Cu-Sb金属间化合物和Zn-Sb金属间化合物。
3.根据权利要求1所述的不粘模的压铸铝合金，其特征在于，所述Cu-Sb金属间化合物包括Cu3Sb、Cu2Sb金属间化合物。
4.根据权利要求1所述的不粘模的压铸铝合金，其特征在于，所述Zn-Sb金属间化合物包括ZnSb金属间化合物。
5.根据权利要求1所述的不粘模的压铸铝合金，其特征在于，所述不粘模的压铸铝合金的室温抗拉强度为305MPa以上。
6.根据权利要求1所述的不粘模的压铸铝合金，其特征在于，所述不粘模的压铸铝合金的室
7.根据权利要求1所述的不粘模的压铸铝合金，其特征在于，所述不粘模的压铸铝合金的导热系数达到160W/m·K以上。
8.根据权利要求1所述的不粘模的压铸铝合金，其特征在于，所述不粘模的压铸铝合金的室温延伸率达到6.6%以上。
9.根据权利要求1-8任一项所述的不粘模的压铸铝合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种不粘模的压铸铝合金，其特征在于：所述压铸铝合金的成分按重量百分比计为：si：7.5-9.5%、cu：2.0-4.2%、zn：1.5-2.5%、sb：1.1-2.7%，余量为al和不可避免的杂质，其中[cu]/[sb]=1.02-2.13，[zn]/[sb]=0.74-1.88，其中[cu]、[sb]、[zn]分别代表压铸铝合金中cu、sb、zn的质量百分含量。
2.根据权利要求1所述的不粘模的压铸铝合金，其特征在于，所述不粘模的压铸铝合金包括cu-sb金属间化合物和zn-sb金属间化合物。
3.根据权利要求1所述的不粘模的压铸铝合金，其特征在于，所述cu-sb金属间化合物包括cu3sb、cu2sb金属间化合物。
4.根据权利要求1所述的不...
【专利技术属性】
技术研发人员：帅莉，朱昊月，帅德军，舒小凤，汪丹，
申请(专利权)人：襄阳金耐特机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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