CN113151702B - 用于5g散热壳半固态压铸的铝合金材料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于5G散热壳半固态压铸的铝合金材料制备方法，包括以下步骤：Ⅰ.收集A356铝合金废料。Ⅱ.将步骤Ⅰ收集好的上述A356铝合金废料在熔炼炉内熔化，取样测定再生铝中Sr初始浓度。Ⅲ.根据上述Sr初始浓度计算熔剂加入量。其中，熔剂组分包括NaCl、KCl、AlF3的熔剂。Ⅳ.根据步骤Ⅲ中计算的熔剂加入量将熔剂放置到喷粉罐，并依靠氮气作为载体将熔剂颗粒完全喷入到铝熔体的底部。Ⅴ.静置，同时扒去铝熔体表面的浮渣。Ⅵ.取样测定Sr残余浓度，直至Sr残余浓度达到预设目标，完成Sr去除，并浇注成铝锭留用。该方法实现了利用来源广泛的材料再生制作市场缺口大的产品，提升了制备方法的市场竞争力以及商业价值。

Description

用于5G散热壳半固态压铸的铝合金材料制备方法
技术领域
本发明涉及再生铝合金领域，具体涉及用于5G散热壳半固态压铸的铝合金材料制备方法。
背景技术
随着5G通信技术的发展，高导热铝硅合金材料的需求量快速增长。5G通信基站相对4G时代，功率更大，能耗更高，体积更大，要求材料既有高的导热率，还要轻量化。因此，铝合金在5G通信领域得到广泛应用，其中A356铝合金既适用于半固态压铸成型，同时可以满足高导热和轻量化要求，广泛应用于结构复杂的5G基站散热壳体。
为降低生产成本，应用A356再生铝生产5G基站散热壳体是重要趋势。再生铝原料来源广泛，但该材料目前主要用重力铸造生产，为了获得好的力学性能，会用Sr进行共晶硅相变质，Sr加入量约200-300 ppm。在半态压铸成型过程中，半固态制浆是重要的工序，而Sr元素易造成铝熔体吸气，这在应用机械搅拌法制备半固态浆料时，吸气效应更为突出，最终造成铸件中产生气孔。因此，应用A356再生铝，通过半固态压铸成型制造5G基站部件时，需要严格控制A356再生铝中Sr元素的残余量。
目前常用的除Sr元素方法主要是通过长时间静置，让Sr在铝熔体中氧化烧损后通过扒渣去除，但该方法需要较长的时间，约4-6小时，会严重影响生产效率，且增加能耗成本。另一种方法是通过加入B元素，让B与Sr结合成金属间化合物，达到固定Sr的目的，但Sr元素不会脱离铝熔体，会影响铝合金的组织成分。因此，在面对用A356再生铝制造5G基站散热壳体时，缺乏一种更高效率的除Sr方法。
发明内容
本发明提供用于5G散热壳半固态压铸的铝合金材料制备方法，以解决上述问题。
本发明采用如下技术方案：
用于5G散热壳半固态压铸的铝合金材料制备方法，包括以下步骤：
Ⅰ.收集A356铝合金废料。
Ⅱ.将步骤Ⅰ收集好的上述A356铝合金废料在熔炼炉内熔化，取样测定再生铝中Sr初始浓度。
Ⅲ.根据上述Sr初始浓度计算熔剂加入量。其中，熔剂组分包括NaCl、KCl、AlF3的熔剂。
Ⅳ.根据步骤Ⅲ中计算的熔剂加入量将熔剂放置到喷粉罐，并依靠氮气作为载体将熔剂颗粒完全喷入到铝熔体的底部。
Ⅴ.静置，同时扒去铝熔体表面的浮渣。
Ⅵ.取样测定Sr残余浓度，直至Sr残余浓度达到预设目标，完成Sr去除，并浇注成铝锭留用。
进一步地：
上述熔剂NaCl、KCl、AlF3构成，三者质量分数比为40%：50%：10%，该熔剂由NaCl、KCl、AlF3颗粒搅拌混合而成。
上述步骤Ⅱ中将含Sr的A356铝合金废料在熔炼炉内熔化，且铝水温度达到730℃以上时，再测定上述Sr初始浓度。
上述步骤Ⅴ的静置为铝水温度保持在700℃至720℃，静置20分钟。
由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：
第一，本发明通过含有NaCl、KCl、AlF3这三种组分的三元熔剂的应用，根据Sr和AlF3之间的化学置换反应的原理，利用该熔剂去除了A356铝合金废料中的Sr，令应用最广泛的A356铝合金得以再生并利用至5G散热壳的生产中，利用了来源广泛的材料再生制作市场缺口大的产品，提升了制备方法的市场竞争力以及商业价值。
第二，本发明的熔剂的熔点低至为653℃，实现了其在常规的铝合金熔炼温度下熔化，降低了本发明的制备方法的应用成本。
附图说明
图1为本发明应用的化学置换反应在不同温度下的自由能变化折线图。
具体实施方式
下面说明本发明的具体实施方式。
用于5G散热壳半固态压铸的铝合金材料制备方法，利用Sr元素在高温铝熔体中与AlF3产生化学置换反应，从而达到降低残余Sr元素含量的目的。该方法除Sr效率高，可以解决再生的A356铝合金中Sr含量高导致的铝熔体吸气问题。
该化学置换反应为：1.5Sr + AlF3= 1.5SrF2+ Al。
参考图1，该反应在不同温度下的自由能如图1所示，可以看出，600-800℃区间的反应自由能均小于0，表明该反应式可以向右进行，即Sr可以被Al置换。
反应后Sr元素转变为SrF2，AlF3转变为Al。SrF2密度较铝水低，会以熔化态漂浮到铝熔体表面，通过扒渣方式去除，Al则可以留在铝熔体中。
具体的，该用于5G散热壳半固态压铸的铝合金材料制备方法包括以下步骤：
Ⅰ.收集A356铝合金废料。
Ⅱ.将步骤Ⅰ收集好的上述A356铝合金废料在熔炼炉内熔化，铝水温度提升到730℃以上，取样测定再生铝中Sr初始浓度。
Ⅲ.根据上述Sr初始浓度计算熔剂加入量。其中，熔剂组分包括NaCl、KCl、AlF3的熔剂。
上述熔剂NaCl、KCl、AlF3构成，三者质量分数比为40%：50%：10%，该熔剂由NaCl、KCl、AlF3颗粒搅拌混合而成。
而该熔剂加入量则由该Sr初始浓度以及预设的Sr目标浓度由上述置换反应方程式计算而得。
Ⅳ.根据步骤Ⅲ中计算的熔剂加入量将熔剂放置到喷粉罐，往喷粉罐中通入氮气与熔剂颗粒混合，在一定压力的作用下以氮气作为载体将熔剂颗粒喷入到铝熔体的底部，直至喷粉罐中的熔剂全部用完。
Ⅴ.铝水温度保持在700℃至720℃，静置20分钟，反应产物和残余熔剂自主上浮至铝熔体表面，扒去铝熔体表面的浮渣。
Ⅵ.从铝熔体中取样，用直读光谱测量Sr残余浓度，直至Sr残余浓度达到预设目标，完成Sr去除，并浇注成铝锭留用。
具体的，下面以汽车轮毂再生铝来作为制备5G散热壳的铝合金材料为例，该产品所用铝合金牌呈为A356，属于亚共晶铝硅合金，为了提高轮毂的性能，该类铝合金在制备中会添加250 ppm左右的Sr，用于变质共晶硅相。该轮毂再生铝来源为轮毂企业生过程中产生的不良品。
该用于5G散热壳半固态压铸的铝合金材料制备方法包括以下步骤：
Ⅰ.收集A356铝合金废料。
Ⅱ.将1吨步骤Ⅰ收集好的上述A356铝合金废料在熔炼炉内熔化，铝水温度提升到740℃，取样测定再生铝中Sr初始浓度为263ppm。
Ⅲ.根据上述Sr初始浓度计算熔剂加入量。其中，熔剂组分包括NaCl、KCl、AlF3的熔剂。上述熔剂NaCl、KCl、AlF3构成，三者质量分数比为40%：50%：10%，该熔剂由NaCl、KCl、AlF3颗粒搅拌混合而成。
而该熔剂加入量则由该Sr初始浓度263ppm以及预设的Sr目标浓度20ppm以下，通过上述置换反应方程式计算，熔剂加入量为1.2%。
Ⅳ.根据步骤Ⅲ中计算的熔剂加入量将熔剂放置到喷粉罐，往喷粉罐中通入氮气与熔剂颗粒混合，喷粉罐的氮气压力控制在2-2.5Mpa，启动喷粉罐，以氮气作为载体将熔剂颗粒喷入到铝熔体的底部，直至喷粉罐中的熔剂全部用完。
Ⅴ.铝水温度保持在700℃至720℃，静置20分钟，反应产物和残余熔剂自主上浮至铝熔体表面，扒去铝熔体表面的浮渣。
Ⅵ.从铝熔体中取样，用直读光谱测量Sr残余浓度为16ppm，完成Sr去除，并浇注成铝锭留用。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (3)

1.用于5G散热壳半固态压铸的铝合金材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
Ⅰ.收集A356铝合金废料；
Ⅱ.将步骤Ⅰ收集好的所述A356铝合金废料在熔炼炉内熔化，取样测定再生铝中Sr初始浓度；
Ⅲ.根据所述Sr初始浓度计算熔剂加入量；其中，所述熔剂由NaCl、KCl、AlF3构成，三者质量分数比为40%：50%：10%，该熔剂由NaCl、KCl、AlF3颗粒搅拌混合而成，而该熔剂加入量则由该Sr初始浓度以及预设的Sr目标浓度由以下置换反应方程式计算而得：1.5Sr + AlF3= 1.5SrF2 + Al；
Ⅳ.根据步骤Ⅲ中计算的熔剂加入量将熔剂放置到喷粉罐，并依靠氮气作为载体将熔剂颗粒完全喷入到铝熔体的底部；
Ⅴ.静置，同时扒去铝熔体表面的浮渣；
Ⅵ.取样测定Sr残余浓度，直至Sr残余浓度达到预设目标，完成Sr去除，并浇注成铝锭留用。
2.根据权利要求1所述的用于5G散热壳半固态压铸的铝合金材料制备方法，其特征在于：所述步骤Ⅱ中将含Sr的A356铝合金废料在熔炼炉内熔化，且铝水温度达到730℃以上时，再测定所述Sr初始浓度。
3.根据权利要求1所述的用于5G散热壳半固态压铸的铝合金材料制备方法，其特征在于：所述步骤Ⅴ的静置为铝水温度保持在700℃至720℃，静置20分钟。
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GB1428146A (en) * 1972-09-18 1976-03-17 Aluminum Co Of America Purification of aluminium
JP3447274B2 (ja) * 2001-02-22 2003-09-16 化成オプトニクス株式会社 アルミン酸塩蛍光体の製造方法
CN104294068B (zh) * 2014-10-11 2016-08-31 江苏大学 一种能提高a356铝合金细化变质效果的工艺方法
CN106868316A (zh) * 2017-02-10 2017-06-20 上海交通大学 一种再生铝多元杂质元素同步净化方法及装置
CN110564993A (zh) * 2019-10-16 2019-12-13 南通众福新材料科技有限公司 一种高性能汽车压铸件铝合金材料及其制备方法

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