CN105256185B

CN105256185B - 一种高导热铸造铝合金

Info

Publication number: CN105256185B
Application number: CN201510769596.6A
Authority: CN
Inventors: 袁茂凯
Original assignee: TIANJIN AITIAN AUTO PARTS Co Ltd
Current assignee: Tianjin Chengtian New Energy Co ltd
Priority date: 2015-11-11
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2017-09-08
Anticipated expiration: 2035-11-11
Also published as: CN105256185A

Abstract

本发明提供一种高导热铸造铝合金，其各组重量百分比如下，硅：4.0‑6.5％，铁：1.0‑3.0％，铜：0.4‑1.0％,镁：0.05‑0.15％，锰：0.3‑0.4％,镍：0.4‑0.6％，锡：0.1‑0.2％，杂质：0.05‑0.2％，其余为铝。本发明铸造性能好，具有良好的机械性能，高导热性，导电性，特别适用于制作LED车灯散热器、发热盘等汽车配件。

Description

一种高导热铸造铝合金

技术领域

本发明涉及铸造领域，尤其是一种高导热铸造铝合金。

背景技术

铝合金容易加工，质量轻，节能等特点，其在航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中被广泛应用。随着汽车工业的不断发展，汽车轻量化和能源低消耗的要求已经成为汽车制造业的一大趋势。目前，应用于汽车的铝合金零部件大多采用铸造成型，铸造成型的铝合金零部件可具有良好的机械性能，可延长零部件本身和与之直接接触的零配件的使用寿命。然而，现有铸造铝合金的导热性不够理想，限制了汽车的高速化和高功率化的发展，由此高导热的铸造铝合金的研发对汽车工业的可持续发展具有重要意义。

发明内容

本发明创造要解决的问题是提供一种高导热铸造铝合金，以克服现有技术中铝合金热传导性能较差，无法满足汽车发展需求的问题。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：本各组重量百分比如下，硅：4.0-6.5％，铁：1.0-3.0％，铜：0.2-1.0％,镁：0.05-0.2％，锰：0.1-0.6％,镍：0.3-0.8％，锡：0.1-0.5％，杂质：0.05-0.2％，其余为铝，上述各组分重量百分比之和为100％。

进一步，所述各组重量百分比如下，硅：5.0-6.0％，铁：1.5-2.5％，铜：0.4-0.8％,镁：0.1-0.15％，锰：0.3-0.4％,镍：0.4-0.6％，锡：0.15-0.3％，杂质：0.1-0.2％，其余为铝，上述各组分重量百分比之和为100％。

进一步，各组重量百分比如下，硅：4.5-5.5％，铁：1.5-2.5％，铜：0.3-0.9％,镁：0.1-0.15％，锰：0.2-0.5％,镍：0.4-0.7％，锡：0.15-0.4％，杂质：0.06-0.15％，其余为铝，上述各组分重量百分比之和为100％。

进一步，一种制备高导热铸造铝合金方法，包括以下步骤：

1)先将熔炉在400-450℃下预热20-30分钟，并用惰性气体吹扫，后加入纯铝锭进行融化，当纯铝业温度达到800-830℃时，恒温20-30分钟，使用纯铝定充分融化，再将熔炉降温至760-790℃，再加入纯硅，恒温20-30分钟，硅熔化后，继续搅拌10-15分钟，降温，当熔炉温度降至700-740℃时，再加入剩余中间合金，熔化完全后，静置，最后再加入镁，熔化完全后，继续搅拌6-8分钟，祛除浮渣，在700-740℃加入精炼剂进行精炼，搅拌15-20分钟，进行炉前成分分析，检测合金的成分含量，对成分含量不合格的熔体通过补料或冲淡方式达到合格的范围。

2)把成分含量合格的合金熔体降温到670-700℃，使用惰性气体除气除渣，在进行炉前成分分析，合格后进行压铸，在120-150℃的条件下进行时效处理，时效时间为5-10小时。

进一步，所述精炼剂为氯化锰、硝酸钠、碳酸钠、氯化镁、氯化锌、二氧化钛、六氯乙烷、碳酸钾、氮气、氯气其中的一种或多种。

进一步，所述惰性气体可选氩气、氮气、氦气中的一种。

进一步，所述除气除渣时间为15-25分钟。

进一步，所述惰性气体可选氩气、氮气、氦气其中的一种。

所述铝合金编号为ATA006。

本发明的有益效果是：

1、本发明产品材料具有良好的机械性能，高导热性，导电性。

2、本发明可达到如下技术指标：单轴拉伸强度可达220MPa-240MPa,屈服应力可达130MPa-150MPa,延伸率可达6％-8％，硬度可达80BHN-90BHN，剪切强度可达121MPa-142MPa,耐疲劳强度可达117MPa-130MPa,弹性模量为7.0GPa-7.5GPa，热传导率可达170W/mK-185W/m K。

具体实施方式

在下列实施例中，根据国标GB/T15115-2009对铝合金成分进行测定，根据GB/T10623-2008对材料进行单轴拉伸强度、屈服应力、延伸率、硬度、剪切强度、耐疲劳强度进行测定，根据国标GB/T3651-2008测定铝合金导热率。

实施例1

本发明的一种高导热铸造铝合金，其各组重量百分比如下，硅：4.0％，铁：3.0％，铜：0.4％,镁：0.15％，锰：0.3％,镍：0.6％，锡：0.1％，杂质：0.1％，其余为铝。

按照配比加入各原料进行熔炼，先将熔炉在400-450℃下预热20分钟，并用惰性气体吹扫，后加入纯铝锭进行融化，当纯铝业温度达到800℃时，恒温20分钟，使用纯铝定充分融化，再将熔炉降温至760℃，再加入纯硅，恒温20分钟，硅熔化后，继续搅拌10分钟，降温，当熔炉温度降至700℃时，再加入剩余中间合金，熔化完全后，静置，最后再加入镁，熔化完全后，继续搅拌6分钟，祛除浮渣，在700℃加入精炼剂进行精炼，搅拌15分钟，进行炉前成分分析，检测合金的成分含量，对成分含量不合格的熔体通过补料或冲淡方式达到合格的范围。把成分含量合格的合金熔体降温到670℃，使用惰性气体除气除渣，在进行炉前成分分析，合格后进行压铸，在120℃的条件下进行时效处理，时效时间为5小时。

获得的铝合金单轴拉伸强度为228MPa,屈服应力为131MPa,延伸率为6.0mm，硬度为80BHN，剪切强度122MPa,耐疲劳强度117MPa,弹性模量为7.1GPa，热传导率为171W/m K。

实施例2

本发明的一种高导热铸造铝合金，其各组重量百分比如下，硅：6.5％，铁：1.0％，铜：1.0％,镁：0.05％，锰：0.4％,镍：0.4％，锡：0.2％，杂质：0.15％，其余为铝。

按照配比加入各原料进行熔炼，先将熔炉在450℃下预热30分钟，并用惰性气体吹扫，后加入纯铝锭进行融化，当纯铝业温度达到830℃时，恒温30分钟，使用纯铝定充分融化，再将熔炉降温至790℃，再加入纯硅，恒温30分钟，硅熔化后，继续搅拌15分钟，降温，当熔炉温度降至740℃时，再加入剩余中间合金，熔化完全后，静置，最后再加入镁，熔化完全后，继续搅拌8分钟，祛除浮渣，在740℃加入精炼剂进行精炼，搅拌20分钟，进行炉前成分分析，检测合金的成分含量，对成分含量不合格的熔体通过补料或冲淡方式达到合格的范围。把成分含量合格的合金熔体降温到700℃，使用惰性气体除气除渣，在进行炉前成分分析，合格后进行压铸，在150℃的条件下进行时效处理，时效时间为10小时。

获得的铝合金单轴拉伸强度为230MPa,屈服应力为142MPa,延伸率为6.5mm，硬度可达85BHN，剪切强度为132MPa,耐疲劳强度为124MPa,弹性模量为7.4GPa，热传导率为185W/m K。

实施例3

本发明的一种高导热铸造铝合金，其各组重量百分比如下，硅：5.0％，铁：2.0％，铜：0.6％,镁：0.1％，锰：0.35％,镍：0.5％，锡：0.15％，杂质：0.2％，其余为铝。

按照配比加入各原料进行熔炼，先将熔炉在420℃下预热25分钟，并用惰性气体吹扫，后加入纯铝锭进行融化，当纯铝业温度达到810℃时，恒温25分钟，使用纯铝定充分融化，再将熔炉降温至770℃，再加入纯硅，恒温25分钟，硅熔化后，继续搅拌12分钟，降温，当熔炉温度降至720℃时，再加入剩余中间合金，熔化完全后，静置，最后再加入镁，熔化完全后，继续搅拌7分钟，祛除浮渣，在710℃加入精炼剂进行精炼，搅拌17分钟，进行炉前成分分析，检测合金的成分含量，对成分含量不合格的熔体通过补料或冲淡方式达到合格的范围。把成分含量合格的合金熔体降温到690℃，使用惰性气体除气除渣，在进行炉前成分分析，合格后进行压铸，在140℃的条件下进行时效处理，时效时间为8小时。

获得的铝合金单轴拉伸强度为235MPa,屈服应力为138MPa,延伸率为7.2％，硬度可达90BHN，剪切强度为128MPa,耐疲劳强度为121MPa,弹性模量为7.1GPa，热传导率为178W/m K。

以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims

1.一种高导热铸造铝合金，其特征在于：各组重量百分比如下，硅：6.5%，铁：1.0%，铜：1.0%,镁：0.05%，锰：0.4%,镍：0.4%，锡：0.2%，杂质：0.15%，其余为铝，上述各组分重量百分比之和为100%。

2.根据权利要求1所述的一种高导热铸造铝合金，其特征在于：所述高导热铸造铝合金应用在汽车配件中。

3.根据权利要求1 和2 任一项所述的一种高导热铸造铝合金的制备方法,其特征在于：包括以下步骤：

1)先将熔炉在450℃下预热30分钟，并用惰性气体吹扫，后加入纯铝锭进行熔化，当纯铝液温度达到830℃时，恒温30分钟，使纯

铝锭充分熔化，再将熔炉降温至790℃，再加入纯硅，恒温30分钟，硅熔化后，继续搅拌15 分钟，降温，当熔炉温度降至740℃时，再加入剩余中间合金，熔化完全后，静置，最后再加入镁，熔化完全后，继续搅拌8分钟，祛除浮渣，在740℃加入精炼剂进行精炼，搅拌20分钟，进行炉前成分分析，检测合金的成分含量，对成分含量不合格的熔体通过补料或冲淡方式达到合格的范围；

2）把成分含量合格的合金熔体降温到700℃，使用惰性气体除气除渣，再进行炉前成分分析，合格后进行压铸，在150℃的条件下进行时效处理，时效时间为10小时。

4.根据权利要求3 所述的一种高导热铸造铝合金制备方法，其特征在于，步骤1）所述精炼剂为氯化锰、硝酸钠、碳酸钠、氯化镁、氯化锌、二氧化钛、六氯乙烷、碳酸钾、氮气、氯气其中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的一种高导热铸造铝合金制备方法,其特征在于：步骤1）和步骤2）中，所述惰性气体均为氩气、氦气中的一种。