CN106566959B

CN106566959B - 一种铝合金材料及其制备方法

Info

Publication number: CN106566959B
Application number: CN201510655296.5A
Authority: CN
Inventors: 刘金; 杨洪亮
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2015-10-10
Filing date: 2015-10-10
Publication date: 2020-06-09
Anticipated expiration: 2035-10-10
Also published as: WO2016177095A1; CN106566959A

Abstract

本发明提供一种铝合金材料及其制备方法，涉及金属材料领域，用于解决现有技术中名铝合金材料导热性不好、机械性能差的问题。所述铝合金材料包括包括硅、铁、锌、镍、铝和杂质，硅、铁、锌和镍质量百分比分别为硅2‑4％、铁0.01‑0.8％、锌0.01‑3％和镍0.01‑3.5％，杂质质量百分比不超过0.3％，其余为铝。本发明还提供了一种制备上述铝合金材料的方法，包括合金融化、铸造成型，合金融化时加入Al‑Sr、Al‑V和Al‑Zr中间合金中至少一种。

Description

一种铝合金材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属材料领域，尤其涉及一种铝合金材料及其制备方法。

背景技术

由于铝合金材料具有加工性能好、比重轻、表面美观、耐腐蚀优异、生产效率高、成本低，是大批量生产的优选材料。因此铝合金材料在汽车、电子、通讯、航天航空等多个行业获得了大量的应用。尽管铝合金种类很多，但应用于压铸的铝合金种类较少，特别是高导热的压铸铝合金则更少。目前主流的压铸铝合金如ADC12铸态时能达到的导热系数约为(96-110)W/(m K)，AlSi12铸态时约为121W/(m K)，ADC1(LM6)属于铸造性偏差的压铸铝合金，其导热系数约为142W/(m K)，已经是压铸铝合金中导热系数比较高的材料了，但是相对于导热系数高达230W/(m K)的纯铝以及导热系数高达192W/(m K)的变形铝合金6063则还有较大的差距。而且大多数压铸件由于内部气孔等缺陷较多，无法进行热处理解决这个问题。

近几年，为获得适用于压铸的高导热铝合金，国内外开展了大量的研究，NIKKEIMC ALUMINIUM公司开发了Al-2Ni-Fe压铸铝合金，铸态时导热系数达到190W/(m K)，但铸造性能较ADC12下降了35％以上，且其硬度低，强度偏低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种铝合金材料，使其既具备良好的铸造性能和机械性能，又具备较高的导热系数。

本发明实施例提供一种铝合金材料。

本发明所采取的技术方案是：

一种铝合金材料包括硅、铁、锌、镍、铝和杂质，硅、铁、锌和镍质量百分比分别为硅2～4％、铁0.01～0.8％、锌0.01～3％和镍0.01～3.5％，杂质质量百分比不超过0.3％，其余为铝。；

进一步，铝合金材料还包括锶、锆和钒中的至少一种；

进一步，锶、锆和钒的质量百分比为锶0.001～0.2％、锆0.001～0.2％、钒0.001～0.2％；

另外本发明实施例还提供了一种铝合金的制备方法，包括以下步骤：合金融化、铸造成型；

进一步的，合金融化时加入Al-Sr、Al-V和Al-Zr中间合金中至少一种。

与现有技术相比较，本发明优点在于，本发明技术方案提供的铝合金铸造性能良好，能用于压铸结构复杂的薄壁壳体，其制成的压铸件在常温条件下，导热率大于196W/(mK)，抗拉强度不低于180MPa左右，导热性能优异，机械性能更加突出。

说明图附图

附图1是本发明实施例的铝合金材料成分表；

附图2是本发明实施例的铝合金材料性能表；

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

图1中提供三个本发明实施例的铝合金成分配比。

实施例一中铝合金材料成分为2.09wt％的硅、0.06wt％的铁、2.96wt％的镍、1.53wt％的锌、0.05wt％的锶，其余为铝和杂质，杂质质量百分比不超过0.3％。

实施例一相对应的铝合金材料制备方法如下：

步骤1：按2.09wt％的硅、0.06wt％的铁、2.96wt％的镍、1.53wt％的锌、0.05wt％的锶，余量为铝，按总重99.5Kg称量配料，同时准备0.5Kg的Al-10Sr中间合金。

步骤2：预热坩埚，当温度达到300℃以上时依次加入铝、锌、硅、铁进行融化，当温度上升到780℃以上时，加入镍、锶，保持温度在680～850℃以内，待加入料融化后再加入Al-10Sr中间合金，待其全部熔化后调整溶液温度到700±10℃，用通用的铝合金精炼剂精炼10min。精炼完毕，清除液面上的溶剂和浮渣。然后静置5min使夹杂充分上浮或下沉，扒渣。

步骤3：调整溶液至680～720℃后将铝合金熔液浇入高压压铸机进行压铸生产。

实施例二中铝合金材料成分为3.08wt％的硅、0.07wt％的铁、2.58wt％的镍、1.71wt％的锌、0.05wt％的锆，其余为铝和杂质，杂质质量百分比不超过0.3％。

实施例二相对应的铝合金材料制备方法如下：

步骤1：按3.08wt％的硅、0.07wt％的铁、2.58wt％的镍、1.71wt％的锌、0.05wt％的锆，其余为铝和杂质，杂质质量百分比不超过0.3％，按总重99Kg称量配料，同时准备1Kg的Al-5Zr中间合金。

步骤2：预热坩埚，当温度达到300℃以上时依次加入铝、锌、硅、铁进行融化，当温度上升到780℃以上时，加入镍、锆，保持温度在680～850℃以内，待加入料融化后再加入Al-5Zr中间合金，待其全部熔化后调整溶液温度到700±10℃，采用GBF(气泡过滤)法通入氩气精炼8min。精炼完毕，清除液面上的溶剂和浮渣。然后静置10min使夹杂充分上浮或下沉，扒渣。

步骤3：调整溶液至680～720℃后将铝合金熔液进行半固态制浆处理后再浇入压铸机进行压铸生产。

实施例三中的铝合金材料成分为3.79wt％的硅、0.08wt％的铁、1.21wt％的镍、2.50wt％的锌、0.11wt％的钒，余量为铝和杂质，其中杂质质量百分比不超过0.3％。

实施例三相对应的铝合金材料制备方法如下：

步骤1：按3.79wt％的硅、0.08wt％的铁、1.21wt％的镍、2.50wt％的锌、0.11wt％的钒，余量为铝和杂质，其中杂质质量百分比不超过0.3％，按总重100Kg称量配料，同时准备0.2Kg的Al-55V中间合金。

步骤2：预热坩埚，当温度达到300℃以上时依次加入铝、锌、硅、铁、钒、Al-55V中间合金进行融化，当温度上升到780℃以上时，加入镍、锰、铜，待其全部熔化后调整溶液温度到700±10℃，采用GBF(气泡过滤)法通入氮气精炼12min。精炼完毕，清除液面上的溶剂和浮渣。然后静置12min使夹杂充分上浮或下沉，扒渣。

步骤3：调整溶液至680～700℃后将铝合金熔液浇入高压压铸机进行压铸生产。

图2是上述三个实施例所制备的铝合金材料的性能参数。

为检测实施例中所制备的铝合金导热系数，根据ASTM E1461，在实施例一～三所制备的铝合金零件上截取直径为12.7mm厚2mm的圆盘用于导热系数测试，测试试样均为铸态试样，实验设备为德国耐驰激光导热系数测试仪。同时按照国标GB/T 228要求本体取样板材试样用于机械性能测试，测试试样均为铸态试样，测试设备为拉伸试验机。

实施例一中的铝合金材料性能参数为抗拉强度175.7MPa，断后延伸率4.2％，导热系数209.3W/(m K)。

实施例二中的铝合金材料性能参数为抗拉强度193.9MPa，断后延伸率3.9％，导热系数206.5W/(m K)。

实施例三中的铝合金材料性能参数为抗拉强度203.2MPa，断后延伸率3.8％，导热系数196.8W/(m K)。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims

1.一种铝合金材料的制备方法,其特征在于，所述铝合金材料包括硅、铁、锌、镍、铝和杂质，硅、铁、锌和镍质量百分比分别为硅2.09-3.79％、铁0.06-0.08％、锌1.53-2.50％和镍1.21-2.96％，杂质质量百分比不超过0.3％，其余为铝；所述铝合金材料还包括锶和钒中的至少一种,所述锶和钒的质量百分比为锶0.001-0.2％、钒0.001-0.2％；

所述铝合金材料的制备方法包括合金融化和铸造成型步骤，且所述合金融化步骤中加入Al-Sr、Al-V和Al-Zr中间合金的至少一种。