CN109097643A - 一种高导热性铝合金及其制备工艺 - Google Patents

一种高导热性铝合金及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高导热性铝合金及其制备工艺，该铝合金以质量份计含有以下成分：Si：0.1～0.6份；Fe：0.09～0.15份；Cu：0.09～0.13份；Mg：0.5～1.1份；Cr：0.02～0.05份；Sm：0.02～0.04份；Pt：0.01～0.03份；Sb：0.05～0.12份；Cd：0.05～0.1份；Sr：0.1～0.5份；Al：92～106份；不可避免的杂质：0.03～0.07份。采用本发明的配方和制备工艺制备得到的铝合金的延伸率好、光泽度高、焊接牢固，并且具有优异的导热性能和美观度。

Description

一种高导热性铝合金及其制备工艺
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种高导热性铝合金及其制备工艺。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。
随着材料技术的不断发展，铝合金的使用范围越来越广，将铝合金与LED灯结合制成得铝合金灯罩，此时就需要铝合金具有很好的导热性能，因为LED灯散热不佳的话会大幅缩短寿命。但是目前市面上使用的铝合金材料的散热效果并不佳，并且其光泽度、延伸率、抗拉强度还有待提高。
发明内容
解决的技术问题：针对现有的铝合金的散热效果差，光泽度、延伸率、抗拉强度还有待提高等缺点，本发明提供一种高导热性铝合金及其制备工艺，制备得到的高导热性铝合金的延伸率好、光泽度高、焊接牢固，并且具有优异的导热性能和美观度。
技术方案：一种高导热性铝合金，以质量份计含有以下成分：Si：0.1～0.6份；Fe：0.09～0.15份；Cu：0.09～0.13份；Mg：0.5～1.1份；Cr：0.02～0.05份；Sm：0.02～0.04份；Pt：0.01～0.03份；Sb：0.05～0.12份；Cd：0.05～0.1份；Sr：0.1～0.5份；Al：92～106份；不可避免的杂质：0.03～0.07份。
上述所述的一种高导热性铝合金，以质量份计含有以下成分：Si：0.3～0.4份；Fe：0.11～0.13份；Cu：0.1～0.12份；Mg：0.7～1份；Cr：0.03～0.04份；Sm：0.025～0.035份；Pt：0.015～0.025份；Sb：0.07～0.1份；Cd：0.07～0.09份；Sr：0.2～0.4份；Al：96～102份；不可避免的杂质：0.03～0.05份。
上述所述的一种高导热性铝合金，以质量份计含有以下成分：Si：0.35份；Fe：0.12份；Cu：0.11份；Mg：0.85份；Cr：0.035份；Sm：0.03份；Pt：0.02份；Sb：0.085份；Cd：0.08份；Sr：0.3份；Al：99份；不可避免的杂质：0.03份。
上述所述的一种高导热性铝合金的制备工艺，该工艺的制备步骤如下：
第一步：用铝锭配置Al-Si、Al-Fe、Al-Cu、Al-Mg、Al-Cr、Al-Sm、Al-Pt、Al-Sb、Al-Cd、Al-Sr的中间合金；
第二步：取铝锭加入熔化炉中熔化，当溶液温度达到700～720℃时，依次加入第一步中的中间合金，待中间合金全部熔化后，继续搅拌20～30min，在温度为700～710℃下保温20～30min，再进行炉前分析，使各元素以及不可避免的杂质的含量在配方范围内，得到合金液；
第三步：将合金液经过陶瓷过滤板过滤并经细化晶粒处理后送入铝合金连铸机进行浇铸，得到铝合金锭；
第四步：将铝合金锭进行均热处理，过程为在500～550℃保温3～5h，降温至300～350℃保温2～4h，升温至400～450℃保温3～5h，升温至520～560℃保温1～2h，然后自然冷却至室温；
第五步：将均热处理后的铝合金锭加热至480～520℃，用挤压机从模具中挤出至所需厚度，得到铝型材，其中挤压模具温度为270～290℃，挤压速度为7～9m/min；
第六步：用冷风将铝型材冷却至150～180℃，再放入20～30℃水中淬火处理15～25min，在进行拉直矫正，拉伸变形量为1～2％；
第七步：对拉直矫正后的铝型材进行时效处理，时效温度为160～180℃，保温时间为10～12h；
第八步：最后将铝型材裁剪至所需形状，即得一种高导热性铝合金。
上述所述的第四步中均热处理的过程为在525℃保温4h，降温至325℃保温3h，升温至425℃保温4h，升温至540℃保温1.5h，然后自然冷却至室温。
上述所述的第五步中挤压模具温度为280℃，挤压速度为8m/min。
上述所述的第七步中时效处理温度为170℃，保温时间为11h。
有益效果：本发明提供的一种高导热性铝合金及其制备工艺，具有以下有益效果：通过该配方和制备工艺制备得到的铝合金，具有优异的耐冲击性能、抗拉伸性能、高屈服强度和高延展性，并且其延伸率好、光泽度高、焊接牢固；用其制作成的铝合金制品具有优异的导热性能和美观度。
具体实施方式
实施例1
一种高导热性铝合金，以质量份计含有以下成分：Si：0.1份；Fe：0.09份；Cu：0.09份；Mg：0.5份；Cr：0.02份；Sm：0.02份；Pt：0.01份；Sb：0.05份；Cd：0.05份；Sr：0.1份；Al：92份；不可避免的杂质：0.07份。
一种高导热性铝合金的制备工艺，该工艺的制备步骤如下：
第一步：用铝锭配置Al-Si、Al-Fe、Al-Cu、Al-Mg、Al-Cr、Al-Sm、Al-Pt、Al-Sb、Al-Cd、Al-Sr的中间合金；
第二步：取铝锭加入熔化炉中熔化，当溶液温度达到720℃时，依次加入第一步中的中间合金，待中间合金全部熔化后，继续搅拌30min，在温度为710℃下保温30min，再进行炉前分析，使各元素以及不可避免的杂质的含量在配方范围内，得到合金液；
第三步：将合金液经过陶瓷过滤板过滤并经细化晶粒处理后送入铝合金连铸机进行浇铸，得到铝合金锭；
第四步：将铝合金锭进行均热处理，过程为在550℃保温5h，降温至350℃保温4h，升温至450℃保温5h，升温至560℃保温2h，然后自然冷却至室温；
第五步：将均热处理后的铝合金锭加热至520℃，用挤压机从模具中挤出至所需厚度，得到铝型材，其中挤压模具温度为290℃，挤压速度为9m/min；
第六步：用冷风将铝型材冷却至180℃，再放入30℃水中淬火处理25min，在进行拉直矫正，拉伸变形量为1～2％；
第七步：对拉直矫正后的铝型材进行时效处理，时效温度为180℃，保温时间为12h；
第八步：最后将铝型材裁剪至所需形状，即得一种高导热性铝合金。
实施例2
一种高导热性铝合金，以质量份计含有以下成分：Si：0.6份；Fe：0.15份；Cu：0.13份；Mg：1.1份；Cr：0.05份；Sm：0.04份；Pt：0.03份；Sb：0.12份；Cd：0.1份；Sr：0.5份；Al：106份；不可避免的杂质：0.06份。
一种高导热性铝合金的制备工艺，该工艺的制备步骤如下：
第一步：用铝锭配置Al-Si、Al-Fe、Al-Cu、Al-Mg、Al-Cr、Al-Sm、Al-Pt、Al-Sb、Al-Cd、Al-Sr的中间合金；
第二步：取铝锭加入熔化炉中熔化，当溶液温度达到700℃时，依次加入第一步中的中间合金，待中间合金全部熔化后，继续搅拌20min，在温度为700℃下保温20min，再进行炉前分析，使各元素以及不可避免的杂质的含量在配方范围内，得到合金液；
第三步：将合金液经过陶瓷过滤板过滤并经细化晶粒处理后送入铝合金连铸机进行浇铸，得到铝合金锭；
第四步：将铝合金锭进行均热处理，过程为在500℃保温3h，降温至300℃保温2h，升温至400℃保温3h，升温至520℃保温1h，然后自然冷却至室温；
第五步：将均热处理后的铝合金锭加热至480℃，用挤压机从模具中挤出至所需厚度，得到铝型材，其中挤压模具温度为270℃，挤压速度为7m/min；
第六步：用冷风将铝型材冷却至150℃，再放入20℃水中淬火处理15min，在进行拉直矫正，拉伸变形量为1～2％；
第七步：对拉直矫正后的铝型材进行时效处理，时效温度为160℃，保温时间为10h；
第八步：最后将铝型材裁剪至所需形状，即得一种高导热性铝合金。
实施例3
一种高导热性铝合金，以质量份计含有以下成分：Si：0.3份；Fe：0.11份；Cu：0.1份；Mg：0.7份；Cr：0.03份；Sm：0.025份；Pt：0.015份；Sb：0.07份；Cd：0.07份；Sr：0.2份；Al：96份；不可避免的杂质：0.05份。
一种高导热性铝合金的制备工艺，该工艺的制备步骤如下：
第一步：用铝锭配置Al-Si、Al-Fe、Al-Cu、Al-Mg、Al-Cr、Al-Sm、Al-Pt、Al-Sb、Al-Cd、Al-Sr的中间合金；
第二步：取铝锭加入熔化炉中熔化，当溶液温度达到710℃时，依次加入第一步中的中间合金，待中间合金全部熔化后，继续搅拌25min，在温度为705℃下保温25min，再进行炉前分析，使各元素以及不可避免的杂质的含量在配方范围内，得到合金液；
第三步：将合金液经过陶瓷过滤板过滤并经细化晶粒处理后送入铝合金连铸机进行浇铸，得到铝合金锭；
第四步：将铝合金锭进行均热处理，过程为在525℃保温4h，降温至325℃保温3h，升温至425℃保温4h，升温至540℃保温1.5h，然后自然冷却至室温；
第五步：将均热处理后的铝合金锭加热至500℃，用挤压机从模具中挤出至所需厚度，得到铝型材，其中挤压模具温度为280℃，挤压速度为8m/min；
第六步：用冷风将铝型材冷却至165℃，再放入25℃水中淬火处理20min，在进行拉直矫正，拉伸变形量为1～2％；
第七步：对拉直矫正后的铝型材进行时效处理，时效温度为170℃，保温时间为11h；
第八步：最后将铝型材裁剪至所需形状，即得一种高导热性铝合金。
实施例4
一种高导热性铝合金，以质量份计含有以下成分：Si：0.4份；Fe：0.13份；Cu：0.12份；Mg：1份；Cr：0.04份；Sm：0.035份；Pt：0.025份；Sb：0.1份；Cd：0.09份；Sr：0.4份；Al：102份；不可避免的杂质：0.04份。
一种高导热性铝合金的制备工艺，该工艺的制备步骤如下：
第一步：用铝锭配置Al-Si、Al-Fe、Al-Cu、Al-Mg、Al-Cr、Al-Sm、Al-Pt、Al-Sb、Al-Cd、Al-Sr的中间合金；
第二步：取铝锭加入熔化炉中熔化，当溶液温度达到710℃时，依次加入第一步中的中间合金，待中间合金全部熔化后，继续搅拌25min，在温度为705℃下保温25min，再进行炉前分析，使各元素以及不可避免的杂质的含量在配方范围内，得到合金液；
第三步：将合金液经过陶瓷过滤板过滤并经细化晶粒处理后送入铝合金连铸机进行浇铸，得到铝合金锭；
第四步：将铝合金锭进行均热处理，过程为在525℃保温4h，降温至325℃保温3h，升温至425℃保温4h，升温至540℃保温1.5h，然后自然冷却至室温；
第五步：将均热处理后的铝合金锭加热至500℃，用挤压机从模具中挤出至所需厚度，得到铝型材，其中挤压模具温度为280℃，挤压速度为8m/min；
第六步：用冷风将铝型材冷却至165℃，再放入25℃水中淬火处理20min，在进行拉直矫正，拉伸变形量为1～2％；
第七步：对拉直矫正后的铝型材进行时效处理，时效温度为170℃，保温时间为11h；
第八步：最后将铝型材裁剪至所需形状，即得一种高导热性铝合金。
实施例5
一种高导热性铝合金，以质量份计含有以下成分：Si：0.35份；Fe：0.12份；Cu：0.11份；Mg：0.85份；Cr：0.035份；Sm：0.03份；Pt：0.02份；Sb：0.085份；Cd：0.08份；Sr：0.3份；Al：99份；不可避免的杂质：0.03份。
一种高导热性铝合金的制备工艺，该工艺的制备步骤如下：
第一步：用铝锭配置Al-Si、Al-Fe、Al-Cu、Al-Mg、Al-Cr、Al-Sm、Al-Pt、Al-Sb、Al-Cd、Al-Sr的中间合金；
第二步：取铝锭加入熔化炉中熔化，当溶液温度达到710℃时，依次加入第一步中的中间合金，待中间合金全部熔化后，继续搅拌25min，在温度为705℃下保温25min，再进行炉前分析，使各元素以及不可避免的杂质的含量在配方范围内，得到合金液；
第三步：将合金液经过陶瓷过滤板过滤并经细化晶粒处理后送入铝合金连铸机进行浇铸，得到铝合金锭；
第四步：将铝合金锭进行均热处理，过程为在525℃保温4h，降温至325℃保温3h，升温至425℃保温4h，升温至540℃保温1.5h，然后自然冷却至室温；
第五步：将均热处理后的铝合金锭加热至500℃，用挤压机从模具中挤出至所需厚度，得到铝型材，其中挤压模具温度为280℃，挤压速度为8m/min；
第六步：用冷风将铝型材冷却至165℃，再放入25℃水中淬火处理20min，在进行拉直矫正，拉伸变形量为1～2％；
第七步：对拉直矫正后的铝型材进行时效处理，时效温度为170℃，保温时间为11h；
第八步：最后将铝型材裁剪至所需形状，即得一种高导热性铝合金。
上述实施例1～实施例5的高导热性铝合金的技术性能指标，其检测结果如下：
以上对本发明实施例进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种高导热性铝合金，其特征在于以质量份计含有以下成分：Si：0.1～0.6份；Fe：0.09～0.15份；Cu：0.09～0.13份；Mg：0.5～1.1份；Cr：0.02～0.05份；Sm：0.02～0.04份；Pt：0.01～0.03份；Sb：0.05～0.12份；Cd：0.05～0.1份；Sr：0.1～0.5份；Al：92～106份；不可避免的杂质：0.03～0.07份。
2.根据权利要求1所述的一种高导热性铝合金，其特征在于以质量份计含有以下成分：Si：0.3～0.4份；Fe：0.11～0.13份；Cu：0.1～0.12份；Mg：0.7～1份；Cr：0.03～0.04份；Sm：0.025～0.035份；Pt：0.015～0.025份；Sb：0.07～0.1份；Cd：0.07～0.09份；Sr：0.2～0.4份；Al：96～102份；不可避免的杂质：0.03～0.05份。
3.根据权利要求1所述的一种高导热性铝合金，其特征在于以质量份计含有以下成分：Si：0.35份；Fe：0.12份；Cu：0.11份；Mg：0.85份；Cr：0.035份；Sm：0.03份；Pt：0.02份；Sb：0.085份；Cd：0.08份；Sr：0.3份；Al：99份；不可避免的杂质：0.03份。
4.如权利要求1所述的一种高导热性铝合金的制备工艺，其特征在于该工艺的制备步骤如下：
第一步：用铝锭配置Al-Si、Al-Fe、Al-Cu、Al-Mg、Al-Cr、Al-Sm、Al-Pt、Al-Sb、Al-Cd、Al-Sr的中间合金；
第二步：取铝锭加入熔化炉中熔化，当溶液温度达到700～720℃时，依次加入第一步中的中间合金，待中间合金全部熔化后，继续搅拌20～30min，在温度为700～710℃下保温20～30min，再进行炉前分析，使各元素以及不可避免的杂质的含量再配方范围内，得到合金液；
第三步：将合金液经过陶瓷过滤板过滤并经细化晶粒处理后送入铝合金连铸机进行浇铸，得到铝合金锭；
第四步：将铝合金锭进行均热处理，过程为在500～550℃保温3～5h，降温至300～350℃保温2～4h，升温至400～450℃保温3～5h，升温至520～560℃保温1～2h，然后自然冷却至室温；
第五步：将均热处理后的铝合金锭加热至480～520℃，用挤压机从模具中挤出至所需厚度，得到铝型材，其中挤压模具温度为270～290℃，挤压速度为7～9m/min；
第六步：用冷风将铝型材冷却至150～180℃，再放入20～30℃水中淬火处理15～25min，在进行拉直矫正，拉伸变形量为1～2％；
第七步：对拉直矫正后的铝型材进行时效处理，时效温度为160～180℃，保温时间为10～12h；
第八步：最后将铝型材裁剪至所需形状，即得一种高导热性铝合金。
5.根据权利要求5所述的一种高导热性铝合金的制备工艺，其特征在于：所述第四步中均热处理的过程为在525℃保温4h，降温至325℃保温3h，升温至425℃保温4h，升温至540℃保温1.5h，然后自然冷却至室温。
6.根据权利要求5所述的一种高导热性铝合金的制备工艺，其特征在于：所述第五步中挤压模具温度为280℃，挤压速度为8m/min。
7.根据权利要求5所述的一种高导热性铝合金的制备工艺，其特征在于：所述第七步中时效处理温度为170℃，保温时间为11h。
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