CN103468996B - 一种高导热铝合金型材的生产工艺 - Google Patents

一种高导热铝合金型材的生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高导热铝合金型材的生产工艺，该合金中各元素的质量百分含量为：Fe0.8-1.2、Si0.5-0.7、Mg0.5-1、Mn0.8-1.2、Cu0.4-0.8、Zn0.3-0.6、Mo0.2-0.4、Li0.08-0.14、Cr0.05-0.08、Sb0.04-0.06、Bi0.03-0.04、Ti0.02-0.03、B0.01-0.02、RE0.06-0.12，余量为Al；本发明铝合金型材在保证较高强度的基础上具有较好的导热性能，热导率在242-260Wm-1k-1，比现有纯铝的热导率高12-15，可以广泛应用于散热器用铝合金型材，能够有效解决目前大功率散热器所存在的散热问题。

Description

一种高导热铝合金型材的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种高导热铝合金型材的生产工艺，属于铝合金材料技术领域。
背景技术
铝合金材料密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，已成为最具潜力、最广泛应用的金属材料之一。近年来由于电子电器产品倾向于高速化、小型化，散热装置所采用的铝合金材料的散热性能已难以满足要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高导热铝合金型材的生产工艺，在保持铝合金型材较高强度的同时，提高铝合金型材的高热传导性。
本发明采用的技术方案如下：
一种高导热铝合金型材的生产工艺，包括以下步骤：
（1）将炉料投入熔炼炉中进行加热熔炼，待炉料熔化后，撒上3/5量的覆盖剂覆盖，当合金熔液升温至740-760℃时，用炉料重量0.2-0.3%的Na2SiF6和0.5-0.8%的C2Cl6进行精炼，入炉静置10-15min，降温至715-735℃时，将块状变质剂压入炉中央底部，进行变质处理，变质反应1-3min后，撒上剩余的2/5的覆盖剂，静置10-15min后即可进行浇铸，浇铸前确保熔液中各合金元素的质量百分含量为：Fe0.8-1.2、Si0.5-0.7、Mg0.5-1、Mn0.8-1.2、Cu0.4-0.8、Zn0.3-0.6、Mo0.2-0.4、Li0.08-0.14、Cr0.05-0.08、Sb0.04-0.06、Bi0.03-0.04、Ti0.02-0.03、B0.01-0.02、RE0.06-0.12，余量为Al；
（2）将熔液连续浇铸成铸锭，然后进行均匀化退火处理，即铸锭先以40-60℃/h升温至120-150℃，保温2-4h，再以70-90℃/h升温至260-280℃，保温3-6h，再以120-140℃/h升温至520-550℃，保温10-15h，然后以40-50℃/h降温至430-460℃，保温3-4h，再以60-80℃/h降温至280-320℃/h，保温5-6h，最后以50-60℃/h降温至150-180℃，保温4-7h，出炉空冷至室温；均匀化退火后，将铸锭加热至480-500℃，用挤压机挤压成型，挤压速率为6-9m/min；
（3）将铝合金型材先以130-150℃/h升温至300-350℃，保温2-3h，再以80-100℃/h升温至510-530℃，保温0.5-1h，然后以180-220℃/h降温至260-280℃，保温1-2h，再以70-90℃/h降温至140-160℃，保温3-5h，然后放入0-5℃冰盐水中降至50℃以下；将从盐水中取出的铝合金型材先以80-90℃/h升温至205-225℃，保温2-3h，再以50-60℃/h降温至100-120℃，保温8-12h，再以40-50℃升温至200-220℃，保温3-6h，随炉空冷至室温；
（4）时效处理后的铝合金型材经过阳极氧化、电泳涂漆等工序后即得高导热铝合金型材。
所述的覆盖剂由下列重量份的原料混合而成：碳酸钠10-15、氯化钾5-10、玻璃粉8-12、刚玉粉5-10、萤石粉5-10、椰壳炭粉4-6、氮化铝3-5、镁砂粉6-9、莫来石粉8-12、凹凸棒土5-10。
所述的块状变质剂的质量百分比成分为：Ce4-7、Gd3-5、Lu2-3、Ti3-4、Bi4-6、Sb5-8、B1.5-2.5、余量为Al；其由混合稀土金属锭、AlTiB中间合金、AlBiSb中间合金和纯铝锭经熔炼、精炼、除气除渣、搅拌均匀后，浇铸成块状制得。
本发明精炼剂的脱杂质率在65-75%之间，去除合金液中的夹杂物及使夹杂物变性效果好、净化合金液提高了内部质量，气孔度降低1-2度，得到有效的控制。
本发明的有益效果：
本发明铝合金型材在保证较高强度的基础上具有较好的导热性能，热导率在242-260Wm-1k-1，比现有纯铝的热导率高12-15，可以广泛应用于散热器用铝合金型材，能够有效解决目前大功率散热器所存在的散热问题。
具体实施方式
一种高导热铝合金型材的生产工艺，包括以下步骤：
（1）将炉料投入熔炼炉中进行加热熔炼，待炉料熔化后，撒上3/5量的覆盖剂覆盖，当合金熔液升温至750℃时，用炉料重量0.25%的Na2SiF6和0.75%的C2Cl6进行精炼，入炉静置12min，降温至725℃时，将块状变质剂压入炉中央底部，进行变质处理，变质反应2min后，撒上剩余的2/5的覆盖剂，静置15min后即可进行浇铸，浇铸前确保熔液中各合金元素的质量百分含量为：Fe0.8-1.2、Si0.5-0.7、Mg0.5-1、Mn0.8-1.2、Cu0.4-0.8、Zn0.3-0.6、Mo0.2-0.4、Li0.08-0.14、Cr0.05-0.08、Sb0.04-0.06、Bi0.03-0.04、Ti0.02-0.03、B0.01-0.02、RE0.06-0.12，余量为Al；
（2）将熔液连续浇铸成铸锭，然后进行均匀化退火处理，即铸锭先以50℃/h升温至140℃，保温3h，再以80℃/h升温至270℃，保温5h，再以120℃/h升温至530℃，保温15h，然后以40℃/h降温至450℃，保温4h，再以70℃/h降温至300℃/h，保温6h，最后以60℃/h降温至160℃，保温6h，出炉空冷至室温；均匀化退火后，将铸锭加热至490℃，用挤压机挤压成型，挤压速率为8m/min；
（3）将铝合金型材先以150℃/h升温至340℃，保温2h，再以100℃/h升温至520℃，保温0.6h，然后以210℃/h降温至260℃，保温h，再以80℃/h降温至150℃，保温4h，然后放入1℃冰盐水中降至50℃以下；将从盐水中取出的铝合金型材先以90℃/h升温至210℃，保温3h，再以60℃/h降温至105℃，保温10h，再以50℃升温至220℃，保温4h，随炉空冷至室温；
（4）时效处理后的铝合金型材经过阳极氧化、电泳涂漆等工序后即得高导热铝合金型材。
所述的覆盖剂由下列重量（kg）的原料混合而成：碳酸钠15、氯化钾6、玻璃粉8、刚玉粉10、萤石粉8、椰壳炭粉5、氮化铝4、镁砂粉8、莫来石粉10、凹凸棒土8。
所述的块状变质剂的质量百分比成分为：Ce4-7、Gd3-5、Lu2-3、Ti3-4、Bi4-6、Sb5-8、B1.5-2.5、余量为Al；其由混合稀土金属锭、AlTiB中间合金、AlBiSb中间合金和纯铝锭经熔炼、精炼、除气除渣、搅拌均匀后，浇铸成块状制得。
本实施例制得的铝合金型材经检验，其主要性能为：抗拉强度322Mpa，屈服强度为189Mpa，伸长率为13.2%，热导率为256Wm-1k-1。

Claims (1)

1.一种高导热铝合金型材的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：
(1)、将炉料投入熔炼炉中进行加热熔炼，待炉料熔化后，撒上3/5量的覆盖剂覆盖，当合金熔液升温至740-760℃时，用炉料重量0.2-0.3%的Na2SiF6和0.5-0.8%的C2Cl6进行精炼，入炉静置10-15min，降温至715-735℃时，将块状变质剂压入炉中央底部，进行变质处理，变质反应1-3min后，撒上剩余的2/5的覆盖剂，静置10-15min后即可进行浇铸，浇铸前确保熔液中各合金元素的质量百分含量为：Fe0.8-1.2、Si0.5-0.7、Mg0.5-1、Mn0.8-1.2、Cu0.4-0.8、Zn0.3-0.6、Mo0.2-0.4、Li0.08-0.14、Cr0.05-0.08、Sb0.04-0.06、Bi0.03-0.04、Ti0.02-0.03、B0.01-0.02、RE0.06-0.12，余量为Al；
(2)、将熔液连续浇铸成铸锭，然后进行均匀化退火处理，即铸锭先以40-60℃/h升温至120-150℃，保温2-4h，再以70-90℃/h升温至260-280℃，保温3-6h，再以120-140℃/h升温至520-550℃，保温10-15h，然后以40-50℃/h降温至430-460℃，保温3-4h，再以60-80℃/h降温至280-320℃，保温5-6h，最后以50-60℃/h降温至150-180℃，保温4-7h，出炉空冷至室温；均匀化退火后，将铸锭加热至480-500℃，用挤压机挤压成型，挤压速率为6-9m/min；
（3）、将铝合金型材先以130-150℃/h升温至300-350℃，保温2-3h，再以80-100℃/h升温至510-530℃，保温0.5-1h，然后以180-220℃/h降温至260-280℃，保温1-2h，再以70-90℃/h降温至140-160℃，保温3-5h，然后放入0-5℃冰盐水中降至50℃以下；将从盐水中取出的铝合金型材先以80-90℃/h升温至205-225℃，保温2-3h，再以50-60℃/h降温至100-120℃，保温8-12h，再以40-50℃升温至200-220℃，保温3-6h，随炉空冷至室温；
（4）、时效处理后的铝合金型材经过阳极氧化、电泳涂漆这些工序后即得高导热铝合金型材；
所述的覆盖剂由下列重量份的原料混合而成：碳酸钠10-15、氯化钾5-10、玻璃粉8-12、刚玉粉5-10、萤石粉5-10、椰壳炭粉4-6、氮化铝3-5、镁砂粉6-9、莫来石粉8-12、凹凸棒土5-10；
所述的块状变质剂的质量百分比成分为：Ce4-7、Gd3-5、Lu2-3、Ti3-4、Bi4-6、Sb5-8、B1.5-2.5、余量为Al；其由混合稀土金属锭、AlTiB中间合金、AlBiSb中间合金和纯铝锭经熔炼、精炼、除气除渣、搅拌均匀后，浇铸成块状制得。
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