CN108950319A - 一种高导热铝合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种高导热铝合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高导热铝合金材料，除铝外，按重量百分比计，包括如下组分：硅，含量为11‑12.2％；铁，含量为0.5‑1.3％；铜，含量为≤0.3％；锰，含量为0.1‑0.5％；镁，含量为0.05‑0.4％，锌，含量为＜0.2％。本发明提供的铝合金材料具有较好的导热性能以及压铸力学性能。

Description

一种高导热铝合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于铝合金材料领域，具体涉及一种高导热铝合金材料及其制备方法。
背景技术
铝合金是一种有利于设备轻量化的多性能材料。通过调节各种元素成分的不同，铝合金可以分别具有高导热、高导电率、高屈服强度、高抗拉强度、抗腐蚀、高韧性、高硬度等不同的性能。被广泛用于通讯、汽车、交通运输、动力和航天航空等领域。随着科技的不断发展，高新技术对于材料的要求也越来越高。以往单一的性能已经无法满足技术的发展要求。
尤其是通讯行业5G技术的推进和3C行业新产品的更新换代，各种新技术对铝合金性能的要求越来越高，这促使了在这一领域应用广泛的铝合金材料需要在强度和导热性能上不断提升以满足更高的要求。
目前缺少一种具有高强度和高导热的铝合金材料。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种具有较好导热性能的高导热铝合金材料及其制备方法。
本发明提供一种高导热铝合金材料，除铝外，按重量百分比计，包括如下组分：硅，含量为11-12.2％；铁，含量为0.5-1.3％；铜，含量为≤0.3％；锰，含量为0.1-0.5％；镁，含量为0.05-0.4％，锌，含量为＜0.2％。
优选地，所述高导热铝合金材料，还包括锶，含量为0.01-0.04％。
优选地，所述高导热铝合金材料，还包括锡，含量为≤0.01％；铅，含量为≤0.1％；镉，含量为≤0.01％。
优选地，铁含量为0.8-1％。
优选地，镁含量为0.2-0.4％。
优选地，锰含量为0.2-0.5％。
优选地，铜含量为≤0.1％。
本发明提供一种高导热铝合金材料，按重量百分比计，包括如下组分：硅，含量为11-12.2％；铁，含量为0.5-1.3％；铜，含量为≤0.3％；锰，含量为0.1-0.5％；镁，含量为0.05-0.4％，锌，含量为＜0.2％；锶，含量为0.01-0.04％；锡，含量为≤0.01％；铅，含量为≤0.1％；镉，含量为≤0.01％；其他杂质总量和不超过0.3％；余量为铝。
本发明还提供一种高导热铝合金材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)向熔炉投入铝锭及硅，加热使其熔化为金属溶液；
(2)温度达到830℃-850℃，在金属溶液中加入铜元素添加剂、锰元素添加剂和铁元素添加剂，使其完全熔化；
(3)将金属溶液降温至760-770℃；
(4)加入铝稀土进行变质；
(5)采用精炼剂进行精炼净化、除渣；
(6)加入镁并使其熔化；
(7)除气，然后加入硼化物进行硼化处理；
(8)浇铸前加入锶对材料进一步变质；
(9)将铝液温度控制在730-750℃的范围浇铸铝合金锭。
优选地，所述精炼剂为无钠精炼剂。
本发明提供的高导热铝合金材料具备较好的导热性能和力学性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明实施例提供一种高导热铝合金材料，除铝外，按重量百分比计，包括如下组分：硅，含量为11-12.2％；铁，含量为0.5-1.3％；铜，含量为≤0.3％；锰，含量为0.1-0.5％；镁，含量为0.05-0.4％，锌，含量为＜0.2％。
本实施例提供的铝合金材料，在以接近共晶的成分基础上，通过控制小量的铜元素、锰元素、镁元素及其交互作用，实现赋予材料拥有高强度和高导热性能。通过调整铁元素的含量提升材料的压铸性能，使材料不但能进行一般的高压压铸，还能具有较好的流动性、脱模性和成型性，还可进一步满足 0.35-0.5mm厚度的薄壁件成型。
在优选实施例中，高导热铝合金材料还包括锶，含量为0.01-0.04％。材料中的锶变质，有助于优化共晶硅的组织结构，同时提升材料的性能。
在优选实施例中，高导热铝合金材料还包括锡，含量为≤0.01％；铅，含量为≤0.1％；镉，含量为≤0.01％。对于人体有害的如锡、镉等元素上，本发明提供的材料要求更加严格。
在优选实施例中，铁含量为0.8-1％。
在优选实施例中，镁含量为0.2-0.4％。
在优选实施例中，锰含量为0.2-0.5％。
在优选实施例中，铜含量为≤0.1％。
本发明还提供一种高导热铝合金材料，按重量百分比计，包括如下组分：硅，含量为11-12.2％；铁，含量为0.5-1.3％；铜，含量为≤0.3％；锰，含量为 0.1-0.5％；镁，含量为0.05-0.4％，锌，含量为＜0.2％；锶，含量为0.01-0.04％；锡，含量为≤0.01％；铅，含量为≤0.1％；镉，含量为≤0.01％；其他杂质总量和不超过0.3％；余量为铝。
本发明实施例还提供一种高导热铝合金材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)向熔炉投入铝锭及硅，加热使其熔化为金属溶液；
(2)温度达到830℃-850℃，在金属溶液中加入铜元素添加剂、锰元素添加剂和铁元素添加剂，使其完全熔化；
(3)将金属溶液降温至760-770℃；
(4)加入铝稀土进行变质；
(5)采用精炼剂进行精炼净化、除渣；
(6)加入镁并使其熔化；
(7)除气，然后加入硼化物进行硼化处理；
(8)浇铸前加入锶对材料进一步变质；
(9)将铝液温度控制在730-750℃的范围浇铸铝合金锭。
在优选实施例中，精炼剂为无钠精炼剂。
在优选实施例中，精炼剂的用量为炉内金属总重的0.2％-0.3％。
为了对本发明的技术方案能有更进一步的了解和认识，现列举几个较佳实施例对其做进一步详细说明。
实施例1
原料配比，按重量百分比计算：硅，含量为11.37％；铁，含量为0.663％；铜，含量为0.174％；锰，含量为0.296％；镁，含量为0.212％；锌，含量为0.0257％；锶，含量为0.0169％；锡，含量为≤0.00024％；铅，含量为≤0.00013％；镉，含量为≤0.00093％，余量为铝。
按照上述配比制备合金，步骤如下：
向熔炉投入铝锭及硅，并加热使其熔化为金属溶液，使金属溶液的温度达到830℃；在金属溶液中加入铜元素添加剂、锰元素添加剂和铁元素添加剂进行合金化，使其完全熔化后将金属溶液降温至760℃，加入铝稀土进行变质，然后加入无钠精炼剂进行精炼净化、除渣；再加入镁并使其熔化，采用氮气对金属溶液进行除气，然后对金属溶液取样检验成分，接着加入硼化物进行硼化处理，最后加入锶变质，净置一段时间后，铝液温度控制在730-750℃的范围内进行浇铸铝合金锭。
实施例2
原料配比，按重量百分比计算：硅，含量为11.41％；铁，含量为0.663％；铜，含量为0.163％；锰，含量为0.302％；镁，含量为0.204％，锌，含量为0.0246％；锶，0.0167％；锡，含量为≤0.00054％；铅，含量为≤0.00086％；镉，含量为≤ 0.00092％，余量为铝。
按照上述配比制备合金，步骤如下：
向熔炉投入铝锭及硅，并加热使其熔化为金属溶液，使金属溶液的温度达到830℃；在金属溶液中加入铜元素添加剂、锰元素添加剂和铁元素添加剂进行合金化，使其完全熔化后将金属溶液降温至760℃，加入铝稀土进行变质，然后加入无钠精炼剂进行精炼净化、除渣；再加入镁并使其熔化，采用氮气对金属溶液进行除气，然后对金属溶液取样检验成分，接着加入硼化物进行硼化处理，最后加入锶变质，净置一段时间后，铝液温度控制在730-750℃的范围内进行浇铸铝合金锭。
对比例1
将欧盟标准DINEN1706中的ENAC-47100作为对比例，ENAC-47100的主要化学成分标准为：硅(Si)10.5％-13.5％、镁(Mg)≤0.35％、铁(Fe)0.6％-1.1％、铜(Cu) 0.7％-1.2％、锰(Mn)≤0.55％、锌(Zn)≤0.55％、铬(Cr)≤0.1％；镍(Ni)≤0.3％；铅(Pb)≤0.2％；锡(Sn)≤0.1％；Ti≤0.2％，其余单个杂质≤0.05％；杂质总计≤0.25％；余量为铝(Al)。
对比例2
与实施例1相比，对比例2中的铜含量为0.561％，其余配比和制备方法与实施例1相同。
效果实施例
将实施例1、实施例2制备得到的铝合金材料和对比例的铝合金材料进行导热系数和压铸后的抗拉强度、屈服强度、延伸率的测定。具体数据如表1所示。
表1
本实施例1和实施例2的铝合金材料，相比对比例1而言，强化元素铜的含量较低，但是通过其他元素合理的成分配比，得到的铝合金材料具备比 ENAC-47100更好的抗拉强度。并且，本实施例1、实施例2的铝合金材料还具有较好的导热系数。说明本实施例1和实施例2的铝合金配方合理，使铝合金材料具有较好的导热性能和压铸力学性能。
对比例2中，其余成分及制备方法与实施例1、实施例2相同。不同之处在于其增加强化元素铜的含量。但是，其压铸力学性能并没有较大提升，甚至导热系数有较大的下降。进一步说明本实施例1和实施例2的配方合理，使铝合金材料具有较好的导热性能和压铸力学性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高导热铝合金材料，其特征在于，除铝外，按重量百分比计，包括如下组分：硅，含量为11-12.2％；铁，含量为0.5-1.3％；铜，含量为≤0.3％；锰，含量为0.1-0.5％；镁，含量为0.05-0.4％，锌，含量为＜0.2％。
2.如权利要求1所述的高导热铝合金材料，其特征在于，还包括锶，含量为0.01-0.04％。
3.如权利要求1所述的高导热铝合金材料，其特征在于，还包括锡，含量为≤0.01％；铅，含量为≤0.1％；镉，含量为≤0.01％。
4.如权利要求1所述的高导热铝合金材料，其特征在于，铁含量为0.8-1％。
5.如权利要求1所述的高导热铝合金材料，其特征在于，镁含量为0.2-0.4％。
6.如权利要求1所述的高导热铝合金材料，其特征在于，锰含量为0.2-0.5％。
7.如权利要求1所述的高导热铝合金材料，其特征在于，铜含量为≤0.1％。
8.一种高导热铝合金材料，其特征在于，按重量百分比计，包括如下组分：硅，含量为11-12.2％；铁，含量为0.5-1.3％；铜，含量为≤0.3％；锰，含量为0.1-0.5％；镁，含量为0.05-0.4％，锌，含量为＜0.2％；锶，含量为0.01-0.04％；锡，含量为≤0.01％；铅，含量为≤0.1％；镉，含量为≤0.01％；其他杂质总量和不超过0.3％；余量为铝。
9.如权利要求8所述的高导热铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)向熔炉投入铝锭及硅，加热使其熔化为金属熔液；
(2)温度达到830℃-850℃，在金属溶液中加入铜元素添加剂、锰元素添加剂和铁元素添加剂，使其完全熔化；
(3)将金属溶液降温至760-770℃；
(4)加入铝稀土进行变质；
(5)采用精炼剂进行精炼净化、除渣；
(6)加入镁并使其熔化；
(7)除气，然后加入硼化物进行硼化处理；
(8)浇铸前加入锶对材料进一步变质；
(9)将铝液温度控制在730-750℃的范围浇铸铝合金锭。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述精炼剂为无钠精炼剂。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110119595A (zh) * 2019-06-03 2019-08-13 广州致远新材料科技有限公司 一种压铸铝合金材料的设计方法
CN110232233A (zh) * 2019-06-03 2019-09-13 广州致远新材料科技有限公司 一种压铸铝合金材料的设计方法
CN110241333A (zh) * 2019-06-27 2019-09-17 广东顺博铝合金有限公司 一种具有良好散热的铝合金
CN111647784A (zh) * 2020-06-17 2020-09-11 帅翼驰新材料集团有限公司 高导热高强度压铸铝合金及其制备方法
CN112342413A (zh) * 2020-10-28 2021-02-09 哈工宁伯医疗科技泰州有限公司 一种高导热铝合金材料制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108085541A (zh) * 2016-11-23 2018-05-29 比亚迪股份有限公司 一种导热铝合金及其应用
CN108130456A (zh) * 2017-12-22 2018-06-08 广州致远新材料科技有限公司 一种高导热压铸铝合金材料及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108085541A (zh) * 2016-11-23 2018-05-29 比亚迪股份有限公司 一种导热铝合金及其应用
CN108130456A (zh) * 2017-12-22 2018-06-08 广州致远新材料科技有限公司 一种高导热压铸铝合金材料及其制备方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周家荣: "《铝合金熔铸生产技术问答》", 31 January 2008 *
娄尔康: "《现代电缆工程》", 30 September 1989 *
李安敏: "《金属材料学》", 30 April 2017 *
王怀林: "《汽车典型零部件的铸造工艺》", 31 August 2003 *
韦世鹤: "《铸造合金原理及熔炼》", 31 March 1997 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110119595A (zh) * 2019-06-03 2019-08-13 广州致远新材料科技有限公司 一种压铸铝合金材料的设计方法
CN110232233A (zh) * 2019-06-03 2019-09-13 广州致远新材料科技有限公司 一种压铸铝合金材料的设计方法
CN110241333A (zh) * 2019-06-27 2019-09-17 广东顺博铝合金有限公司 一种具有良好散热的铝合金
CN111647784A (zh) * 2020-06-17 2020-09-11 帅翼驰新材料集团有限公司 高导热高强度压铸铝合金及其制备方法
CN112342413A (zh) * 2020-10-28 2021-02-09 哈工宁伯医疗科技泰州有限公司 一种高导热铝合金材料制备方法

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