CN114058914B - 一种铝合金材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于铝合金材料技术领域，具体涉及一种铝合金材料及其制备方法。本发明通过微量添加的锌、铁、铜、锰、镁、锶元素最大程度限制这些合金元素对铝合金导热性能的影响，还可以形成强化相，提高铝合金的力学性能；纳米TiN‑Ti复合细化剂具有更强的细化效果和作用时间，不但可以细化铝合金中粗大的MgZn₂、Al₂Cu、Mg₂Si第二相，也能够明显细化铝合金中的初生α相，改善铝合金材料的导热性能；真空压铸工艺可以极大程度的减少气体的卷入，提高合金的致密性，采用冰水混合物对压铸试样进行激冷可以使铝合金的凝固组织晶粒更加细小，溶质元素的偏析程度更低，可显著细化晶粒，提高铝合金的导热性能和力学性能。

Description

一种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技术领域，具体涉及一种铝合金材料及其制备方法。

背景技术

随着科技的发展，铝合金材料服役环境复杂化，导致铝合金材料的性能与功能需求日益多样化，集结构与功能于一体是新材料发展的重要方向之一。近年来，电子及通讯领域快速发展，尤其是随着5G时代到来，电子产品、通信设备及智能家居用品等都趋于轻量化，这对铝合金材料的强韧性提出了越来越高的要求。此外，相比4G产品，新一代5G产品的集成度更高，通道数成倍增长，功耗大大增加，其单位体积热耗不断增加，对铝合金材料的导热性能的要求不断增加。例如，根据新一代通信基站设计和选材要求，用于5G基站建设的铝合金滤波器箱体、散热器等重要构件要求其兼具良好的导热性能和力学性能。

目前，为了提高铝合金的导热性能，通常在铝合金中掺杂稀土元素，但是稀土元素的价格昂贵，且对熔炼工艺的要求严格，无法大批量使用在工业化生产中，或者通过合金化来优化铝合金的力学性能，但是会对铝合金的导热能力造成不同程度的降低，造成无法同时提高铝合金的导热性能和强度的困局。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铝合金材料及其制备方法，本发明提供的铝合金材料具有高导热率和高强度特性。

为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种铝合金材料，按质量百分含量计，包括以下化学组分：Si 6～11％，Zn＜0.8％且不为0，Cu＜0.5％且不为0，Mn＜0.5％且不为0，Mg＜0.6％且不为0，Fe＜1.0％且不为0，Sr＜0.3％且不为0，余量为Al；

所述铝合金材料的制备方法包括以下步骤：

将铝源、硅源、铁源和锰源混合，进行第一熔炼，得到第一熔炼液；

将所述第一熔炼液、镁源、锌源、铜源和锶源混合，进行第二熔炼，得到第二熔炼液；

将所述第二熔炼液和纳米TiN-Ti复合细化剂混合，依次进行浇铸和真空压铸成型，得到成型件；

将所述成型件依次进行激冷、干燥和热处理，得到铝合金材料。

优选的，按质量百分含量计，包括以下化学组分：Si 6.5～9.5％，Zn 0.4～0.7％，Cu 0.1～0.4％，Mn 0.2～0.4％，Mg 0.1～0.2％，Fe 0.5～0.8％，Sr 0.1～0.2％，余量为Al。

优选的，所述纳米TiN-Ti复合细化剂的质量为所述铝源质量的0.2～0.8％。

优选的，所述真空压铸成型的真空度为80～150kPa。

优选的，所述真空压铸成型的油缸压射压力为20～50MPa，油缸增压压力为10～30MPa；所述真空压铸成型的冲头速度为2～3m/s。

优选的，所述激冷在冰水混合物中进行。

优选的，所述热处理的温度为200～250℃，所述热处理的时间为10～30min。

优选的，所述第一熔炼的温度为720～760℃，所述第一熔炼的时间为3～6h。

优选的，所述第二熔炼的温度为660～720℃，所述第二熔炼的时间为1～3h。

本发明还提供了上述技术方案所述铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：

将铝源、硅源、铁源和锰源混合，进行第一熔炼，得到第一熔炼液；

将所述第一熔炼液、镁源、锌源、铜源和锶源混合，进行第二熔炼，得到第二熔炼液；

将所述第二熔炼液和纳米TiN-Ti复合细化剂混合，依次进行浇铸和真空压铸成型，得到成型件；

将所述成型件依次进行激冷、干燥和热处理，得到铝合金材料。

本发明提供了一种铝合金材料，按质量百分含量计，包括以下化学组分：Si 6～11％，Zn＜0.8％且不为0，Cu＜0.5％且不为0，Mn＜0.5％且不为0，Mg＜0.6％且不为0，Fe＜1.0％且不为0，Sr＜0.3％且不为0，余量为Al；所述铝合金材料的制备方法包括以下步骤：将铝源、硅源、铁源和锰源混合，进行第一熔炼，得到第一熔炼液；将所述第一熔炼液、镁源、锌源、铜源和锶源混合，进行第二熔炼，得到第二熔炼液；将所述第二熔炼液和纳米TiN-Ti复合细化剂混合，依次进行浇铸和真空压铸成型，得到成型件；将所述成型件依次进行激冷、干燥和热处理，得到铝合金材料。相比于现有技术，本发明无需加入稀土元素，而是通过在铝基体中加入硅、锌、铁、铜、锰、镁和锶元素，硅元素可以提高铝合金的力学性能和流动性，微量添加的锌、铁、铜、锰、镁、锶元素最大程度限制这些合金元素对铝合金导热性能的不利影响，还可以形成强化相，提高铝合金的力学性能；根据界面共格对应原则，只有细化剂与金属基体在晶体结构相似和点阵常数相当的条件下，二者之间的界面才具有低的单位表面自由能，从而有利于异质形核，TiN和Al之间具有较好的共格关系，TiN可以较好的作为形核质点促进Al液发生异质形核，更好的细化晶粒；纳米TiN-Ti复合细化剂中纳米TiN颗粒与Al液有较好的润湿性，在高能球磨强烈的撞击和搅拌作用下，纳米TiN颗粒可以在Al液中弥散分布，同时Ti颗粒会与Al液发生剧烈反应，放出大量的热，使得Al原子之间的结合能力降低，进一步提高TiN与Al液的润湿性，提高细化效果和作用时间。纳米TiN-Ti复合细化剂具有更强的细化效果和作用时间，不但可以细化铝合金中粗大的MgZn₂、Al₂Cu、Mg₂Si第二相，也能够明显细化铝合金中的初生α相，改善铝合金材料的导热性能；真空压铸可以减少气体的卷入，使得压铸成形的铸锭内部具有更少的气孔缺陷，使合金内部第二相及基体间彼此紧密连接，提高合金的致密性，降低合金的导热传递阻力，从而提高铝合金的导热性能和力学性能；采用冰水混合物对压铸试样进行激冷可以使铝合金的凝固组织晶粒更加细小，溶质元素的偏析程度更低，可显著细化晶粒，提高铝合金的导热性能和力学性能。实施例结果表明，本发明提供的高强导热铝合金材料的抗拉强度≥232MPa，屈服强度≥128MPa，伸长率≥5.2％，硬度≥92HV，采用25℃激光闪测法测试热扩散，导热率≥171W/m·K，说明本发明提供的铝合金材料和制备工艺可以制备具有高导热率和高强度特性的铝合金材料，适于批量化生产。

附图说明

图1为本发明中铝合金材料的制备工艺流程图；

图2为实施例1的铝合金材料的显微组织图；

图3为实施例2的铝合金材料的显微组织图；

图4为对比例1的铝合金材料的显微组织图；

图5为对比例2的铝合金材料的显微组织图。

具体实施方式

本发明提供了一种铝合金材料，包括以下化学组分：Si 6～11％，Zn＜0.8％且不为0，Cu＜0.5％且不为0，Mn＜0.5％且不为0，Mg＜0.6％且不为0，Fe＜1.0％且不为0，Sr＜0.3％且不为0，余量为Al。

按质量百分含量计，本发明提供的铝合金材料包括Si 6～11％，优选为Si 6.5～10.5％。在本发明中，Si元素的添加主要是提高合金的力学性能和流动性能。通常中间合金成分含量添加的越多，合金的导热性能越会被限制，因此，在本发明中，Si元素作为唯一的主要添加元素，其他中间合金元素少量添加，能够在最大程度降低中间合金元素的添加对铝合金导热性能的影响的同时，使中间合金元素最大程度地固溶到铝合金基体中，形成第二强化相，提高铝合金的力学性能，得到具有高导热性和高强度的铝合金材料。

按质量百分含量计，本发明提供的铝合金材料包括Zn＜0.8％且不为0，优选为Zn0.4～0.7％。

按质量百分含量计，本发明提供的铝合金材料包括Cu＜0.5％且不为0，优选为Cu0.1～0.4％。

按质量百分含量计，本发明提供的铝合金材料包括Mn＜0.5％且不为0，优选为Mn0.2～0.4％。

按质量百分含量计，本发明提供的铝合金材料包括Mg＜0.6％且不为0，优选为Mg0.1～0.5％。在本发明中，Zn、Cu、Mg元素等微量元素的添加主要起到固溶强化作用，以及形成MgZn₂、Al₂Cu、Mg₂Si第二相，对铝合金的力学性能起到第二相强化作用，同时微量合金元素的添加可以最大程度降低对合金导热性能的影响。

按质量百分含量计，本发明提供的铝合金材料包括Fe＜1.0％，且不为0，优选为Fe0.1～0.8％。

按质量百分含量计，本发明提供的铝合金材料包括Sr＜0.3％，且不为0，优选为Sr0.1～0.25％。通常未变质的Si相会以纤维状的形式分布在基体中对基体产生较强的割裂作用，降低合金的力学性能和导热性能，而本发明采用Sr元素作为变质剂，可以有效调控Si相形貌，将板条状的Si相调控为短棒状，板条状的Si相具有较为锋利的棱角，对基体具有为强烈的割裂作用，同时容易产生应力集中，易形成裂纹缺陷，降低合金力学性能，而经过Sr元素变质处理后，Si相有板条状转变为短棒状，对基体的割裂作用降低，使合金的力学性能和导热性能得到提高。

按质量百分含量计，本发明提供的铝合金材料包括余量Al。

在本发明中，所述铝合金材料的制备方法包括以下步骤：

将铝源、硅源、铁源和锰源混合，进行第一熔炼，得到第一熔炼液；

将所述第一熔炼液、镁源、锌源、铜源和锶源混合，进行第二熔炼，得到第二熔炼液；

将所述第二熔炼液和纳米TiN/Ti复合细化剂混合，依次进行浇铸和真空压铸成型，得到成型件；

将所述成型件依次进行激冷、干燥和热处理，得到铝合金材料。

如无特殊说明，本发明对所用制备原料的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售商品即可。

本发明将铝源、硅源、铁源和锰源混合，进行第一熔炼，得到第一熔炼液。在本发明中，所述铝源优选为纯度≥99.99％的铝锭，所述硅源优选为Al-30Si合金，所述铁源优选为Al-50Fe合金，所述锰源优选为Al-10Mn合金。在本发明中，所述第一熔炼温度优选为720～760℃，更优选为730～750℃；所述第一熔炼的时间优选为3～6h，更优选为3～5h。本发明对所述铝源、硅源、铁源和锰源混合的过程没有特殊限定，采用本领域熟知的混合过程即可。

得到第一熔炼液后，本发明将所述第一熔炼液、镁源、锌源、铜源和锶源混合，进行第二熔炼，得到第二熔炼液。在本发明中，所述镁源优选为纯度≥99.9％的镁锭；所述锌源优选为纯度≥99.9％的锌锭；所述铜源优选为Al-50Cu合金；所述锶源优选为Al-10Sr合金。在本发明中，所述第二熔炼的温度优选为660～720℃，更优选为680～710℃；所述第二熔炼的时间优选为1～3h，更优选为1～2h。本发明对所述第一熔炼液、镁源、锌源和铜源混合的过程没有特殊限定，采用本领域熟知的混合过程即可。

得到第二熔炼液后，本发明将所述第二熔炼液和纳米TiN/Ti复合细化剂混合，依次进行浇铸和真空压铸成型，得到成型件。

在本发明中，所述纳米TiN/Ti复合细化剂的质量优选为所述铝源质量的0.2～0.8％，更优选为0.3～0.6％；所述纳米TiN/Ti复合细化剂的制备方法优选为将粒径为30～50nm的纳米级TiN粉和Ti粉按1:1的比例混合，在高能球磨机中进行球磨，得到纳米TiN/Ti复合细化剂。

本发明优选在第二次熔炼结束至浇铸前40～60min内将所述第二熔炼液和纳米TiN/Ti复合细化剂混合，搅拌均匀后静置15～30min。本发明对所述浇铸的过程没有特殊限定，采用本领域熟知的浇铸过程即可。影响合金导热率的一个主要因素是合金中的组织形态，细小的第二相及均匀的溶质元素分布可以降低对运动电子的散射作用，电子的平均自由行程增加，进而提高合金的热导率。常规的Al-Ti-B细化剂，是一种短效的细化剂，对晶粒的细化效果有限，与常规细化剂相比，本发明采用的纳米TiN/Ti复合细化剂具有更强的细化效果和作用时间，不但可以细化铝合金中粗大的第二相，也能够明显细化铝合金中的初生α相，改善铝合金材料的导热率。

在本发明中，所述真空压铸成型的真空度优选为80～150kPa，更优选为90～120kPa；所述真空压铸成型的油缸压射压力优选为20～50MPa，更优选为30～50MPa；所述真空压铸成型的油缸增压压力优选为10～30MPa，更优选为20～30MPa；所述真空压铸成型的冲头速度优选为2～3m/s，更优选为2～2.8m/s。本发明采用真空压铸成型将型腔内气体抽出达到高真空度气压，然后采用多浇道和大面积浇口，保证金属液短时间充填型腔。影响合金导热率的另外一个主要因素是铸造过程产生的缺陷，主要包括杂质、空隙以及枝晶偏析等因素，通过影响合金的致密度进而降低合金的导热性能和力学性能。与常规压铸工艺相比，本发明采用的真空压铸工艺可以极大程度的减少气体的卷入，提高合金的致密性，从而改善铝合金的导热性能和力学性能。

得到成型件后，本发明将所述成型件依次进行激冷、干燥和热处理，得到铝合金材料。

在本发明中，所述激冷优选为在冰水混合物中进行。溶质元素(Zn、Cu、Mg、Si、Mn、Fe)在基体中的固溶度也会影响合金的导热率和力学性能，通过影响铝基体中晶格畸变的程度来影响合金的导热性能。本发明通过冰水混合物对压铸成型试样进行冷却的方式可以产生更大的激冷作用，使铝合金的凝固组织晶粒更加细小，同时由于在冰水混合物条件下，铝合金试样的冷却速度更快，溶质元素的偏析程度更低，因此，铝合金试样整体导电性更加均匀。

在本发明中，所述干燥的方式优选为在室温下通风干燥。

在本发明中，所述热处理的温度优选为200～250℃，更优选为220～250℃；所述热处理的时间优选为10～30min，更优选为10～20min。

本发明采用纳米TiN/Ti复合细化剂和真空压铸的工艺有效改善晶粒尺寸，减少缺陷，使铝合金组织溶质元素分布较为均匀，晶粒尺寸较小，且无气孔缺陷。因此，后期的热处理只需短时间进行来消除应力和强化时效析出。本发明采用的热处理方式可以大幅度降低加工成本，且适合广泛应用生产。

本发明通过在铝基体中加入硅、锌、铁、铜、锰、镁、锶元素，降低了原料成本，后期通过超短时间的热处理方式，可获得了兼具高导热率与较高强度的铝合金。

本发明提供了上述技术方案所述铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：

将铝源、硅源、铁源和锰源混合，进行第一熔炼，得到第一熔炼液；

将所述第一熔炼液、镁源、锌源、铜源和锶源混合，进行第二熔炼，得到第二熔炼液；

将所述第二熔炼液和纳米TiN-Ti复合细化剂混合，依次进行浇铸和真空压铸成型，得到成型件；

将所述成型件依次进行激冷、干燥和热处理，得到铝合金材料。

在本发明中，所述铝合金材料的制备过程同上，在此不再赘述。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

按质量百分含量计，本实施例中铝合金材料的化学组成为：Si 6.5％，Zn 0.7％，Cu 0.4％，Mn 0.2％，Mg 0.1％，Fe 0.6％，Sr 0.15％，余量为Al；

所述铝合金的制备方法包括以下步骤：

将铝锭(纯度≥99.99％)、Al-30Si合金、Al-50Fe合金和Al-10Mn合金混合，在730℃下进行第一熔炼4h，得到第一熔炼液；将所述第一熔炼液、镁锭(纯度≥99.9％)、锌锭(纯度≥99.9％)和Al-50Cu合金混合，在680℃下进行第二熔炼1h，得到第二熔炼液；将所述第二熔炼液和0.2％的纳米TiN/Ti复合细化剂混合，进行浇铸，然后将真空压铸成型型腔抽真空，使真空度为90kPa，以压射压力为30MPa，油缸增压压力为30MPa，压铸速度为2.5m/s进行真空压铸成型，将所得压铸成型样品放置于冰水混合物中进行激冷，然后将压铸成型样品在室温下通风进行干燥，将干燥后的压铸成型样品在220℃下热处理15min，得到铝合金材料。

实施例2

按质量百分含量计，本实施例中铝合金材料的化学组成为：Si 7.5％，Zn 0.4％，Cu 0.2％，Mn 0.3％，Mg 0.3％，Fe 0.3％，Sr 0.2％，余量为Al；

所述铝合金的制备方法包括以下步骤：

将铝锭(纯度≥99.99％)、Al-30Si合金、Al-50Fe合金和Al-10Mn合金混合，在740℃下进行第一熔炼5h，得到第一熔炼液；将所述第一熔炼液、镁锭(纯度≥99.9％)、锌锭(纯度≥99.9％)和Al-50Cu合金混合，在685℃下进行第二熔炼2h，得到第二熔炼液；将所述第二熔炼液和铝源质量0.3％的纳米TiN/Ti复合细化剂混合，进行浇铸，然后将真空压铸成型型腔抽真空，使真空度为100kPa，以压射压力为35MPa，油缸增压压力为25MPa，压铸速度为2.2m/s进行真空压铸成型，将所得压铸成型样品放置于冰水混合物中进行激冷，然后将压铸成型样品在室温下通风进行干燥，将干燥后的压铸成型样品在230℃下热处理10min，得到铝合金材料。

实施例3

按质量百分含量计，本实施例中铝合金材料的化学组成为：Si 10.5％，Zn 0.7％，Cu 0.3％，Mn 0.4％，Mg 0.5％，Fe 0.7％，Sr 0.25％，余量为Al；

所述铝合金的制备方法包括以下步骤：

将铝锭(纯度≥99.99％)、Al-30Si合金、Al-50Fe合金和Al-10Mn合金混合，在740℃下进行第一熔炼3h，得到第一熔炼液；将所述第一熔炼液、镁锭(纯度≥99.9％)、锌锭(纯度≥99.9％)和Al-50Cu合金混合，在705℃下进行第二熔炼1.5h，得到第二熔炼液；将所述第二熔炼液和铝源质量0.5％的纳米TiN/Ti复合细化剂混合，进行浇铸，然后将真空压铸成型型腔抽真空，使真空度为120kPa，以压射压力为45MPa，油缸增压压力为30MPa，压铸速度为2.8m/s进行真空压铸成型，将所得压铸成型样品放置于冰水混合物中进行激冷，然后将压铸成型样品在室温下通风进行干燥，将干燥后的压铸成型样品在250℃下热处理10min，得到铝合金材料。

对比例1

按质量百分含量计，本实施例中铝合金材料的化学组成为：Si 7.7％，Zn0.9％，Cu1.0％，Mn 0.2％，Mg 0.6％，Fe 1.0％，Sr 0.1％，余量为Al；

所述铝合金的制备方法包括以下步骤：

将铝锭(纯度≥99.99％)、Al-30Si合金、Al-50Fe合金和Al-10Mn合金混合，在760℃下进行第一熔炼3h，得到第一熔炼液；将所述第一熔炼液、镁锭(纯度≥99.9％)、锌锭(纯度≥99.9％)和Al-50Cu合金混合，在720℃下进行第二熔炼2h，得到第二熔炼液；将所述第二熔炼液和铝源质量0.3％的Al-Ti-B细化剂混合，选用常规液态压铸方式进行挤压成型，比压为300MPa，然后将挤压成型样品在常温液态水中进行冷却，在230℃下热处理60min，得到铝合金材料。

对比例2

按质量百分含量计，本实施例中铝合金材料的化学组成为：Si 3.5％，Zn 2.4％，Cu 2.2％，Mn 0.3％，Mg 1.5％，Fe 1.3％，余量为Al；

所述铝合金的制备方法包括以下步骤：

将铝锭(纯度≥99.99％)、Al-30Si合金、Al-50Fe合金和Al-10Mn合金混合，在720℃下进行第一熔炼6h，得到第一熔炼液；将所述第一熔炼液、镁锭(纯度≥99.9％)、锌锭(纯度≥99.9％)和Al-50Cu合金混合，在685℃下进行第二熔炼1h，得到第二熔炼液；将所述第二熔炼液和0.2％的RE细化剂混合，进行金属型重力铸造成型，然后将成型样品进行室温空冷，在230℃下热处理20min，得到铝合金材料。

对比例3

按质量百分含量计，本实施例中铝合金材料的化学组成为：Si 4.5％，Zn 1.6％，Cu 2.5％，Mn 0.4％，Mg 0.5％，Fe 0.3％，Sr 0.2％，余量为Al；

所述铝合金的制备方法包括以下步骤：

将铝锭(纯度≥99.99％)、Al-30Si合金、Al-50Fe合金和Al-10Mn合金混合，在720℃下进行第一熔炼5h，得到第一熔炼液；将所述第一熔炼液、镁锭(纯度≥99.9％)、锌锭(纯度≥99.9％)和Al-50Cu合金混合，在685℃下进行第二熔炼1.5h，得到第二熔炼液；将所述第二熔炼液和0.2％的Al-Ti-B细化剂混合，进行液态压铸成型，然后将成型样品进行液氮冷却，在220℃下热处理30min，得到铝合金材料。

性能测试：

(1)对实施例1～2和对比例1～2的铝合金材料进行显微组织测试，其测试结果如图2～5所示。

由图2可知，实施例1的铝合金材料中α-Al枝晶呈等轴状，共晶Si相均匀弥散的分布在基体中；由图3可知，实施例2的铝合金材料中α-Al枝晶呈等轴状，且更加元整，尺寸更加细小，共晶Si相均匀弥散的分布在基体中；由图4可知，对比例1的铝合金材料中α-Al枝晶呈树枝晶状，共晶Si相尺寸较大，呈纤维状分布在基体中；由图5可知，对比例2的铝合金材料中α-Al枝晶呈粗大的树枝晶状分布在基体中，共晶Si尺寸较为细小，均匀的分布在基体中。

(2)对实施例1～3和对比例1～3的铝合金材料进行性能测试，测试指标包括导热系数、抗拉强度、屈服强度、伸长率和硬度，导热系数的测量方法为国标：GB/T 3651-2008，测量抗拉强度和屈服强度的方法为国标：GBT228-2002，测量伸长率的方法为国标：GB/T228.1-2010，测量硬度的方法为国标：GB/T231，测试结果如表1所示。

表1实施例1～3和对比例1～3的铝合金材料的性能

从表1中可以看出，本发明实施例1～3提供的铝合金材料的导热系数≥171W/m·K，且抗拉强度≥232MPa，屈服强度≥128MPa，伸长率≥5.2％，硬度≥92HV，导热系数和强度均显著高于对比例1～3中合金的导热系数和强度。本发明优化了铝合金成分，并采用高效的纳米TiN/Ti复合细化剂对铝合金进行处理，可以显著细化其晶粒。同时采用真空压铸成型的方式，可以有效减少压铸样品中卷气等缺陷，大幅度提高铝合金的力学性能和导热性能。由以上实施例可知，本发明提供的铝合金材料同时具有高导热率和和较高的力学性能，综合性能优异。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (7)

1.一种铝合金材料，按质量百分含量计，包括以下化学组分：Si 6～11％，Zn＜0.8％且不为0，Cu＜0.5％且不为0，Mn＜0.5％且不为0，Mg＜0.6％且不为0，Fe＜1.0％且不为0，Sr＜0.3％且不为0，余量为Al；

所述铝合金材料的制备方法包括以下步骤：

将铝源、硅源、铁源和锰源混合，进行第一熔炼，得到第一熔炼液；

将所述第一熔炼液、镁源、锌源、铜源和锶源混合，进行第二熔炼，得到第二熔炼液；

将所述第二熔炼液和纳米TiN-Ti复合细化剂混合，依次进行浇铸和真空压铸成型，得到成型件；所述纳米TiN-Ti复合细化剂的质量为所述铝源质量的0.2～0.8％；所述真空压铸成型的真空度为80～150kPa；

将所述成型件依次进行激冷、干燥和热处理，得到铝合金材料；

所述激冷在冰水混合物中进行。

2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，按质量百分含量计，包括以下化学组分：Si 6.5～9.5％，Zn 0.4～0.7％，Cu0.1～0.4％，Mn 0.2～0.4％，Mg 0.1～0.2％，Fe0.5～0.8％，Sr 0.1～0.2％，余量为Al。

3.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述真空压铸成型的油缸压射压力为20～50MPa，油缸增压压力为10～30MPa；所述真空压铸成型的冲头速度为2～3m/s。

4.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述热处理的温度为200～250℃，所述热处理的时间为10～30min。

5.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述第一熔炼的温度为720～760℃，所述第一熔炼的时间为3～6h。

6.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述第二熔炼的温度为660～720℃，所述第二熔炼的时间为1～3h。

7.权利要求1～6任一项所述铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将铝源、硅源、铁源和锰源混合，进行第一熔炼，得到第一熔炼液；

将所述第一熔炼液、镁源、锌源、铜源和锶源混合，进行第二熔炼，得到第二熔炼液；

将所述第二熔炼液和纳米TiN-Ti复合细化剂混合，依次进行浇铸和真空压铸成型，得到成型件；

将所述成型件依次进行激冷、干燥和热处理，得到铝合金材料。

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