CN103849797A - 一种led灯具散热器铸造铝合金材料及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED灯具散热器铸造铝合金材料,包括如下不同质量百分比的物质成分:Cu:2~3%、Ag:3.2~4.2%、Si:6.3~6.8%、Mg:0.1~0.2%、Zn:0.5~1.0%、Fe:0.7~1.0%、Mn:0.1~0.6%、Ni:0.02~0.06%、Sn:0.005~0.03%、Ti:0.02~0.05%、Cr:0.01~0.02%、Pb:0.02~0.05%,余量为Al及不可避免的杂质构成;本发明提供的铸造铝合金材料通过压铸生产的LED灯具散热器导热率高,其热传导系数达到190W/mK,减轻了LED灯具散热器的重量,提高了设计的自由度,节能环保,降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金材料,尤其涉及一种LED灯具散热器铸造铝合金材料及其制备工艺。
背景技术
LED是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED固体光源具有高效率、长寿命、低耗电、无污染、耐振动、响应速度快、小型化、光束集中等优势,是目前公认的“绿色照明光源”,在未来3-5年可望全面替代荧光节能灯。然而,白光LED不能作为普通光源简单使用,需要驱动电源、光学和热传导配合。通常大功率LED芯片仅有约20%的电能转换成光,80%的电能被转化成热能,散热成为当前大功率LED照明推广应用必须突破的关键瓶颈。散热欠佳,会造成光衰加快,发光效率和寿命明显降低。
现有技术中的LED灯具散热器都是通过铝合金散热器来散热,现有技术中的铝合金散热器导热率低,由铝合金材料实现散热的目的,因而发热量愈高需要铝合金愈多,使得散热器重量和体积随之增大,加大成本。
发明内容
本发明为了克服现有技术中的不足,提供了一铝合金LED灯具散热器铸造铝合金材料及其制备工艺。
本发明是通过以下技术方案实现:
一种LED灯具散热器铸造铝合金材料,包括如下不同质量百分比的物质成分:
Cu:2~3%、Ag:3.2~4.2%、Si:6.3~6.8%、Mg:0.1~0.2%、Zn:0.5~1.0%、Fe:0.7~1.0%、Mn:0.1~0.6%、Ni:0.02~0.06%、Sn:0.005~0.03%、Ti:0.02~0.05%、Cr:0.01~0.02%、Pb:0.02~0.05%,余量为Al及不可避免的杂质构成。
制作上述一种铝合金LED灯具散热器铸造铝合金材料的制备工艺是按如下步骤进行:
(1)先清洗熔炼炉,预热至220-290℃,然后清理操作工具,并预热至220-290℃,并去除水份;
(2)熔炼:按照上述比例加入Al、Cu、Ag、Fe、Mg等原料,熔炼温度达到750-780℃,均匀搅拌,然后冷却到700-720℃,加入纯硅,待硅溶化后搅拌均匀;
(3)理化测试成份:按照上述物质成分的质量百分比要求进行选取调整;
(4)成份调整结束后,将温度控制在700-720℃,去除液面浮渣,加入精炼剂,撒在液面表面,并压入液面,反复来回上下运动,直到液面不再冒泡,时间要求30分钟左右,精炼剂按照炉当量的2-2.6%;
(5)检查断口:断口合格后扒渣,在680-690℃时浇注;
(6)冷却到650-665℃时,保温10-20分钟;
(7)冷却到570-580℃时,保温10-20分钟;
(8)冷却到545-555℃时,保温10-20分钟;
(9)自然冷却至室温。
与现有的技术相比,本发明的效果是:本发明提供的铸造铝合金材料通过压铸制造的LED灯具散热器导热率高,其热传导系数达到190W/mK,减轻了LED灯具散热器的重量,提高了设计的自由度,节能环保,降低了生产成本。
具体实施方式
一种LED灯具散热器铸造铝合金材料,包括如下不同质量百分比的物质成分:Cu:2~3%、Ag:3.2~4.2Si:6.3~6.8%、Mg:0.1~0.2%、Zn:0.5~1.0%、Fe:0.7~1.0%、Mn:0.1~0.6%、Ni:0.02~0.06%、Sn:0.005~0.03%、Ti:0.02~0.05%、Cr:0.01~0.02%、Pb:0.02~0.05%,余量为Al及不可避免的杂质构成。
其中,加入硅(Si)的目的是改善流动性能,使其从共晶到过共晶都能得到最好的流动性,但结晶析出的硅易形成硬点,使切削性变差,所以一般都不让它超过共晶点。另外,硅可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度,而使延伸率降低。
加入铜的目的是提高其机械性能,改善其切削性能。
加入银的目的是提高其散热性能。
加入镁的作用主要是提高其耐蚀性能,因为ADC5、ADC6是耐蚀性合金,它的凝固范围很大,所以有热脆性,铸件易产生裂纹,难以铸造。
加入铁的目的是提高脱模效果,保持合金的流动性,延长压铸设备中金属组件的寿命。
加入铬作用是,铬在铝中形成(Cr、Fe)Al7和(Cr、Mn)Al12等金属间化合物,阻碍再结晶的形成和长大过程,对合金有一定的强化作用,改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。
加入锰的作用是提高再结晶温度,细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用,另外,MnAl6溶解杂质铁,形成(Fe、Mn)Al6,减小铁的有害影响。
加入镍的作用是改善高温强度耐热性。
加入锌的作用是形成Al-Zn-Mg-Cu系合金,增强合金强度,提高表面光洁度。
加入少量的锡、钛以及铅的目的是改善切削性能。
制作上述一种LED灯具散热器材料的制备工艺是按如下步骤进行:
(1)先清洗熔炼炉,预热至220-290℃,然后清理操作工具,并预热至220-290℃,并去除水份;
(2)熔炼:按照上述比例加入Al、Cu、Ag、Fe、Mg等原料,熔炼温度达到750-780℃,均匀搅拌,然后冷却到700-720℃,加入纯硅,待硅溶化后搅拌均匀;
(3)理化测试成份:按照上述物质成分的质量百分比要求进行选取调整;
(5)成份调整结束后,将温度控制在700-720℃,去除液面浮渣,加入精炼剂,撒在液面表面,并压入液面,反复来回上下运动,直到液面不再冒泡,时间要求30分钟左右,精炼剂按照炉当量的2-2.6%;
(5)检查断口:断口合格后扒渣,在680-690℃时浇注;
(6)冷却到650-665℃时,保温10-20分钟;
(7)冷却到570-580℃时,保温10-20分钟;
(8)冷却到545-555℃时,保温10-20分钟;
(9)自然冷却至室温。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种LED灯具散热器铸造铝合金材料,其特征在于,包括如下不同质量百分比的物质成分:
Cu:2~3%、Ag:3.2~4.2%、Si:6.3~6.8%、Mg:0.1~0.2%、Zn:0.5~1.0%、Fe:0.7~1.0%、Mn:0.1~0.6%、Ni:0.02~0.06%、Sn:0.005~0.03%、Ti:0.02~0.05%、Cr:0.01~0.02%、Pb:0.02~0.05%,余量为Al及不可避免的杂质构成。
2.制备如权利要求1所述的一铝合金LED灯具散热器铸造铝合金材料的制备工艺,其特征在于,按如下步骤进行:
(1)先清洗熔炼炉,预热至220-290℃,然后清理操作工具,并预热至220-290℃,并去除水份;
(2)熔炼:按照上述比例加入Al、Cu、Ag、Fe、Mg等原料,熔炼温度达到750-780℃,均匀搅拌,然后冷却到700-720℃,加入纯硅,待硅溶化后搅拌均匀;
(3)理化测试成份:按照上述物质成分的质量百分比要求进行选取调整;
(4)成份调整结束后,将温度控制在700-720℃,去除液面浮渣,加入精炼剂,撒在液面表面,并压入液面,反复来回上下运动,直到液面不再冒泡,时间要求30分钟左右,精炼剂按照炉当量的2-2.6%;
(5)检查断口:断口合格后扒渣,在680-690℃时浇注;
(6)冷却到650-665℃时,保温10-20分钟;
(7)冷却到570-580℃时,保温10-20分钟;
(8)冷却到545-555℃时,保温10-20分钟;
(9)自然冷却至室温。
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