CN103898383B - 一种高热导率铝合金型材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高热导率铝合金型材及其制备方法，按质量百分数比该合金化学成分为：Mg0.2-0.4、Fe0.4-0.8、Ag0.6-1.2、Cu1.0-1.5、Si0.25-0.45、Mn0.3-0.5、Zn0.15-0.25、Ce0.04-0.06、Dy0.02-0.05、Eu0.015-0.035，余量为Al。本发明制得的铝合金型材热导率高，热导率在240-260Wm-1k-1，具有优异的散热性能，同时具有良好的力学性能，完全满足电子电器对于具有更高导热性能的铝合金材料的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种高热导率铝合金型材及其制备方法，属于铝合金材料领域。
背景技术
铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，易于加工，可制成各种型材，具有优良的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。铝合金型材广泛应用于航空航天、交通运输、机械制造、建筑装修、化学工业等，是一种重要的有色金属结构材料。随着电子电器产品倾向于高速化、小型化，对铝合金型材热导率高的要求日益提高，然而现有的铝合金型材的散热性能已难以满足要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高热导率铝合金型材及其制备方法，提高铝合金型材的散热性能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高热导率铝合金型材，按质量百分数比该合金化学成分为：Mg0.2-0.4、Fe0.4-0.8、Ag0.6-1.2、Cu1.0-1.5、Si0.25-0.45、Mn0.3-0.5、Zn0.15-0.25、Ce0.04-0.06、Dy0.02-0.05、Eu0.015-0.035，余量为Al。
本发明高热导率铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
（1）按配方配比计算称取炉料，取铝锭加入熔化炉中加热熔化，当熔液温度达705-725℃时，依次加入Al-15wt%Cu中间合金、Al-10wt%Mg中间合金、Al-5wt%Mn中间合金，搅拌均匀后继续升温至720-740℃，依次加入Al-10wt%Ag中间合金、Al-5wt%Fe中间合金，炉料全部熔化后，搅拌10-15min，使成分均匀，调整温度至715-735℃，通过氮气将精炼剂吹入至熔液面2/3处进行精炼，精炼剂用量为熔液重量的1.5-2%，精炼15-20min后扒渣，静置10-15min，调整温度至700-720℃，加入其它剩余元素合金成分，搅拌15-20min后，取样分析、调整至合格；以气体流量为1.8-2.4L/min通氩气除气精炼10-15min，扒渣，升温至720-740℃，保温静置15-20min后即可出炉浇注，浇注温度为670-690℃；
（2）将步骤（1）得到的铸坯加入到熔化炉中，加热至710-730℃，待其完全熔化后，搅拌15-25min后进行第二次取样分析，然后调整温度至690-710℃，以气体流量为1.5-2.0L/min通50%N2+50%Cl2混合气体除气精炼15-20min，扒渣后静置20-30min，取样进行炉前快速分析，分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注，浇注温度为650-670℃；
（3）将步骤（2）得到的重熔铸坯在均匀化处理炉中进行均匀化处理：先在280-320℃下保温2-3h，空冷至室温，再在420-460℃下保温5-10h，然后强风冷却至150-200℃后放入0-5℃冰水中冷却至50℃以下，再在475-495℃下保温10-15h，空冷至室温；
（4）将均匀化后的铸坯挤压成型，挤压温度为460-480℃，挤压速率为10-15m/min，然后将挤出的型材采用在线风冷或水雾冷却淬火，淬火后进行拉伸矫直,拉伸变形量为2-3%；
（5）将拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理：先在80-100℃下保温15-20h，空冷至室温，再在120-150℃下保温10-15h，空冷至室温，再在180-240℃下保温1-2h，出炉空冷至室温。
所述的精炼剂由以下重量份的的组分组成：硝酸钠18-24、氟酸钛钾5-10、氯化钾33-41、氯化锌15-20、硫酸钠3-8、五氯化磷10-15、氟硼酸钠12-18、氟化铝8-14、碳酸钙16-22、木炭粉10-15。
本发明的有益效果：
本发明制得的铝合金型材热导率高，热导率在240-260Wm-1k-1，具有优异的散热性能，同时具有良好的力学性能，完全满足电子电器对于具有更高导热性能的铝合金材料的要求。
具体实施方式
实施例
一种高热导率铝合金型材，按质量百分数比该合金化学成分为：Mg0.2-0.4、Fe0.4-0.8、Ag0.6-1.2、Cu1.0-1.5、Si0.25-0.45、Mn0.3-0.5、Zn0.15-0.25、Ce0.04-0.06、Dy0.02-0.05、Eu0.015-0.035，余量为Al。
高热导率铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
（1）按配方配比计算称取炉料，取铝锭加入熔化炉中加热熔化，当熔液温度达715℃时，依次加入Al-15wt%Cu中间合金、Al-10wt%Mg中间合金、Al-5wt%Mn中间合金，搅拌均匀后继续升温至730℃，依次加入Al-10wt%Ag中间合金、Al-5wt%Fe中间合金，炉料全部熔化后，搅拌15min，使成分均匀，调整温度至725℃，通过氮气将精炼剂吹入至熔液面2/3处进行精炼，精炼剂用量为熔液重量的1.8%，精炼20min后扒渣，静置15min，调整温度至710℃，加入其它剩余元素合金成分，搅拌15-20min后，取样分析、调整至合格；以气体流量为2.2L/min通氩气除气精炼15min，扒渣，升温至730℃，保温静置20min后即可出炉浇注，浇注温度为680℃；
（2）将步骤（1）得到的铸坯加入到熔化炉中，加热至720℃，待其完全熔化后，搅拌20min后进行第二次取样分析，然后调整温度至705℃，以气体流量为1.6L/min通50%N2+50%Cl2混合气体除气精炼15min，扒渣后静置20min，取样进行炉前快速分析，分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注，浇注温度为660℃；
（3）将步骤（2）得到的重熔铸坯在均匀化处理炉中进行均匀化处理：先在300℃下保温3h，空冷至室温，再在450℃下保温8h，然后强风冷却至180℃后放入1℃冰水中冷却至50℃以下，再在485℃下保温12h，空冷至室温；
（4）将均匀化后的铸坯挤压成型，挤压温度为470℃，挤压速率为12m/min，然后将挤出的型材采用在线风冷或水雾冷却淬火，淬火后进行拉伸矫直,拉伸变形量为2.5%；
（5）将拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理：先在90℃下保温16h，空冷至室温，再在140℃下保温12h，空冷至室温，再在220℃下保温1h，出炉空冷至室温。
所述的精炼剂由以下重量份的的组分组成：硝酸钠20、氟酸钛钾10、氯化钾35、氯化锌15、硫酸钠4、五氯化磷10、氟硼酸钠12、氟化铝10、碳酸钙18、木炭粉10。
经检验，所得铝合金型材的主要性能为：抗拉强度达到436MPa，屈服强度达到311Pa，伸长率为12.7%，热导率在258Wm-1k-1。
Claims (1)
1.一种高热导率铝合金型材，其特征在于，按质量百分数比该合金化学成分为：Mg0.2-0.4、Fe0.4-0.8、Ag0.6-1.2、Cu1.0-1.5、Si0.25-0.45、Mn0.3-0.5、Zn0.15-0.25、Ce0.04-0.06、Dy0.02-0.05、Eu0.015-0.035，余量为Al；
所述的高热导率铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
（1）按配方配比计算称取炉料，取铝锭加入熔化炉中加热熔化，当熔液温度达705-725℃时，依次加入Al-15wt%Cu中间合金、Al-10wt%Mg中间合金、Al-5wt%Mn中间合金，搅拌均匀后继续升温至720-740℃，依次加入Al-10wt%Ag中间合金、Al-5wt%Fe中间合金，炉料全部熔化后，搅拌10-15min，使成分均匀，调整温度至715-735℃，通过氮气将精炼剂吹入至熔液面2/3处进行精炼，精炼剂用量为熔液重量的1.5-2%，精炼15-20min后扒渣，静置10-15min，调整温度至700-720℃，加入其它剩余元素合金成分，搅拌15-20min后，取样分析、调整至合格；以气体流量为1.8-2.4L/min通氩气除气精炼10-15min，扒渣，升温至720-740℃，保温静置15-20min后即可出炉浇注，浇注温度为670-690℃；
（2）将步骤（1）得到的铸坯加入到熔化炉中，加热至710-730℃，待其完全熔化后，搅拌15-25min后进行第二次取样分析，然后调整温度至690-710℃，以气体流量为1.5-2.0L/min通50%N2+50%Cl2混合气体除气精炼15-20min，扒渣后静置20-30min，取样进行炉前快速分析，分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注，浇注温度为650-670℃；
（3）将步骤（2）得到的重熔铸坯在均匀化处理炉中进行均匀化处理：先在280-320℃下保温2-3h，空冷至室温，再在420-460℃下保温5-10h，然后强风冷却至150-200℃后放入0-5℃冰水中冷却至50℃以下，再在475-495℃下保温10-15h，空冷至室温；
将均匀化后的铸坯挤压成型，挤压温度为460-480℃，挤压速率为10-15m/min，然后将挤出的型材采用在线风冷或水雾冷却淬火，淬火后进行拉伸矫直,拉伸变形量为2-3%；
将拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理：先在80-100℃下保温15-20h，空冷至室温，再在120-150℃下保温10-15h，空冷至室温，再在180-240℃下保温1-2h，出炉空冷至室温；
所述的精炼剂由以下重量份的的组分组成：硝酸钠18-24、氟酸钛钾5-10、氯化钾33-41、氯化锌15-20、硫酸钠3-8、五氯化磷10-15、氟硼酸钠12-18、氟化铝8-14、碳酸钙16-22、木炭粉10-15。
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