CN102719710A - 高导热导电率铝材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高导热导电率铝材，其组成成分及质量百分比为：B为0.05%～0.28%、Si为0.15%～0.7%、Fe为0.001%～0.035%、Cu不高于0.01%、Mg不高于0.355%、Zn不高于0.04%、Ti不高于0.01%、Cr不高于0.01%、杂质V+Mn不高于0.01%、余量为Al。本发明在铝材中添加硼元素，使得铝材的物理指标优化；导电时的允许工作温度比原来提高了15～30%，导热性能比原来提高了15%～40%；热塑性极好；硼元素能够有效降低Fe、Ti、Cr对铝材导电性的有害作用；铝材耐蚀性优良，无应力腐蚀开裂倾向；硼元素能够有效降低Fe、Ti、Cr对铝导体的有害作用，使铝材的电阻率降低，从而使得导电率、导热率增高；铝材耐蚀性优良，无应力腐蚀开裂倾向；促使铝材成型时间缩短，从而缩短生产的时间，提高工作效率。

Description

高导热导电率铝材
技术领域
本发明涉及铝合金材料，具体是一种高导热导电率铝材。
背景技术
铝材具有良好的导热、导电及机械性能，在工业、航空、交通、电业等众多领域有着极广泛的应用。随着科技的不断进步，不同产品在使用铝材时对导电、导热等各种性能指标的要求不同，而且越来越高。高纯度的铝材导热性能较好，但其硬度又不是较高，通常会在其中添加一些合金元素以提高铝材强度，但此时又会降低铝材的导热率和导电率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种既具有较高的材料强度，同时具能较强导热和导电能力的高导热导电率铝材。
本发明的高导热导电率铝材，其组成成分及质量百分比为：B为0.05%～0.28%、Si为0.15%～0.7%、Fe为0.001%～0.035%、、Cu不高于0.01%、Mg不高于0.355%、Zn不高于0.04%、Ti不高于0.01%、Cr不高于0.01%、杂质V+Mn不高于0.01%、余量为Al。
最佳的，所述Fe与Si的质量比为2.96∶1～4∶0。
最佳的，高导热导电率铝材其组成成分及质量百分比为：B为0.06%、Si为0.15%、Fe为0.015%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.001%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
最佳的，高导热导电率铝材其组成成分及质量百分比为：B为0.1%、Si为0.2%、Fe为0.02%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.001%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
最佳的，高导热导电率铝材其组成成分及质量百分比为：B为0.18%、Si为0.2%、Fe为0.02%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.002%、Cr为0.002%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
最佳的，高导热导电率铝材其组成成分及质量百分比为：B为0.22%、Si为0.3%、Fe为0.03%、Cu为0.01%、Mg为0.1%、Zn为0.02%、Ti为0.001%、Cr为0.002%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
最佳的，高导热导电率铝材其组成成分及质量百分比为：B为0.08%、Si为0.2%、Fe为0.02%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.002%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
最佳的，高导热导电率铝材其组成成分及质量百分比为：B为0.28%、Si为0.3%、Fe为0.015%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.002%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
最佳的，高导热导电率铝材其组成成分及质量百分比为：B为0.16%、Si为0.2%、Fe为0.015%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.002%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
最佳的，高导热导电率铝材其组成成分及质量百分比为：B为0.12%、Si为0.3%、Fe为0.02%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.003%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：在铝材中添加具有低密度、高强度和高熔点性质的硼元素，使得：1、经实际检测其在较高的材料强度下导电和导热性能显著提高，密度为2.40～2.70g/cm3、抗拉强度σb为195～290MPa，导热系数为205～306w/m·k，电阻率为2.32～2.65×10-8Ωm，导电率为63.2～75.5IACS；2、铝材在有效降低工作温度为5%～10%范围内导电性能比普通铝提高了15%～25%左右，导热性能比原来提高了20%～35%；3、铝材具有极好的热塑性，伸长率δ≥9.5%，可以被高速挤压成结构复杂、壁薄、中空的各种型材，或锻造成结构复杂的锻件；4、硼元素能够有效降低Fe、Ti、Cr对铝导体导电性的有害作用，硼元素通过与Ti、Cr发生反应产生硼化物，能使生产出的铝材的电阻率降低，从而能够提高导电率、导热率；5、铝材耐蚀性优良，无应力腐蚀开裂倾向；6、硼元素与铝中部分元素结合发生的化学反应所产生的物理变化能促使铝材成型时间缩短，从而缩短生产的时间，提高工作效率。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
实施例1：一种高导热导电率铝材，其组成成分及质量百分比为：B为0.06%、Si为0.15%、Fe为0.015%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.001%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
实施例2：一种高导热导电率铝材，其组成成分及质量百分比为：B为0.1%、Si为0.2%、Fe为0.02%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.001%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
实施例3：一种高导热导电率铝材，其组成成分及质量百分比为：B为0.18%、Si为0.2%、Fe为0.02%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.002%、Cr为0.002%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
实施例4：一种高导热导电率铝材，其组成成分及质量百分比为：B为0.22%、Si为0.3%、Fe为0.03%、Cu为0.01%、Mg为0.1%、Zn为0.02%、Ti为0.001%、Cr为0.002%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
实施例5：一种高导热导电率铝材，其组成成分及质量百分比为：B为0.08%、Si为0.2%、Fe为0.02%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.002%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
实施例6：一种高导热导电率铝材，其组成成分及质量百分比为：B为0.28%、Si为0.3%、Fe为0.015%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.002%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
实施例7：一种高导热导电率铝材，其组成成分及质量百分比为：B为0.16%、Si为0.2%、Fe为0.015%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.002%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
实施例8：一种高导热导电率铝材，其组成成分及质量百分比为：B为0.12%、Si为0.3%、Fe为0.02%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.003%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
本发明的上述实施例可以通过常规的熔炼和铸造方法形成铸坯，通常的步骤如下：
（1）熔炼：将各实施例的组成成份按工艺要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去。
（2）铸造：熔炼好的铝液在常规的铸造工艺条件下，通过深井铸造系统，冷却铸造成各种规格的铸坯。
获得的材料各项检测指标如下：
Figure BDA00001682126000031
Figure BDA00001682126000041

Claims (10)

1.一种高导热导电率铝材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：B为0.05%～0.28%、Si为0.15%～0.7%、Fe为0.001%～0.035%、Ti不高于0.01%、Cr不高于0.01%、杂质V+Mn不高于0.01%、Cu不高于0.01%、Mg不高于0.355%、Zn不高于0.04%、余量为Al。
2.根据权利要求1所述的一种高导热导电率铝材，其特征在于：所述Fe与Si的质量比为2.96∶1～4∶1。
3.根据权利要求1所述的一种高导热导电率铝材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：B为0.06%、Si为0.15%、Fe为0.015%、、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.001%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
4.根据权利要求1所述的一种高导热导电率铝材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：B为0.1%、Si为0.2%、Fe为0.02%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.001%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
5.根据权利要求1所述的一种高导热导电率铝材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：B为0.18%、Si为0.2%、Fe为0.02%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.002%、Cr为0.002%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
6.根据权利要求1所述的一种高导热导电率铝材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：B为0.22%、Si为0.3%、Fe为0.03%、Cu为0.01%、Mg为0.1%、Zn为0.02%、Ti为0.001%、Cr为0.002%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
7.根据权利要求1所述的一种高导热导电率铝材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：B为0.08%、Si为0.2%、Fe为0.02%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.002%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
8.根据权利要求1所述的一种高导热导电率铝材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：B为0.28%、Si为0.3%、Fe为0.015%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.002%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
9.根据权利要求1所述的一种高导热导电率铝材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：B为0.16%、Si为0.2%、Fe为0.015%、、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.002%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
10.根据权利要求1所述的一种高导热导电率铝材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：B为0.12%、Si为0.3%、Fe为0.02%、Cu为0.005%、Mg为0.12%、Zn为0.02%、Ti为0.003%、Cr为0.001%、V+Mn为0.001%、余量为Al。
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