CN114606417B - Al-Si系压铸铝合金材料及其制备方法、散热件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种Al‑Si系压铸铝合金材料及其制备方法、散热件，其中铝合金按照重量百分比包括如下组分：碳材料为1％‑5％，硅为13％‑25％，铜为0.1％‑0.25％，铁为0.1％‑0.5％，钛为0.05％‑0.2％，硼为0.01％‑0.05％，变质材料0.02％‑0.13％，铝为69％‑80％，其他杂质小于等于0.3％。本申请提供的Al‑Si系压铸铝合金材料，兼具有好的力学性能、导热性能，可解决现有技术中压铸铝合金难以兼顾高导热和高强度的问题，该材料适用于对力学性能和导热性能都有一定要求的工况。

Description

Al-Si系压铸铝合金材料及其制备方法、散热件

技术领域

本发明一般涉及铝合金材料技术领域，具体涉及一种Al-Si系压铸铝合金材料及其制备方法、散热件。

背景技术

压铸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。压铸铝合金用于生产壳体零件时具有成形性好、生产成本低、生产效率高等优点被广泛用于通讯、车辆、交通运输、动力和航天航空等领域。

现有压铸铝合金中，力学性能和导热性能是具有一定的对立性，同时拥有高的力学性能和高导热性能是铝合金材料研发的一个难点。目前由于通讯、车辆、交通运输、动力和航天航空等领域的发展需要，现有压铸铝合金在屈服强度、延伸率以及导热性方面无法满足目前的要求。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种Al-Si系压铸铝合金材料及其制备方法、散热件。

第一方面，本发明提供一种Al-Si系压铸铝合金材料，铝合金按照重量百分比包括如下组分：

碳材料为1％-5％，硅为13％-25％，铜为0.1％-0.25％，铁为0.1％-0.5％，钛为0.05％-0.2％，硼为0.01％-0.05％，变质材料0.02％-0.13％，铝为69％-80％，其他杂质小于等于0.3％。

作为可选的方案，碳材料为碳纳米管。

作为可选的方案，碳纳米管为多壁碳纳米管，多壁碳纳米管的直径2nm-10nm、长度1um-20um、纯度大于95％、比表面积大于100m²/g。

作为可选的方案，变质材料为锶和/或至少一种稀土金属。

作为可选的方案，铝合金按照重量百分比包括如下组分：

碳纳米管为1％-5％，硅为13％-25％，铜为0.1％-0.25％，铁为0.1％-0.5％，钛为0.05％-0.2％，硼为0.01％-0.05％，铒为0.01％-0.05％，锶为0.01％-0.08％，铝为69％-80％，其他杂质小于等于0.3％。

作为可选的方案，铝合金按照重量百分比包括如下组分：

碳纳米管为2％-4％，硅为19％-23％，铜为0.1％-0.25％，铁为0.2％-0.3％，钛为0.1％-0.2％，硼为0.02％-0.05％，铒为0.02％-0.04％，锶为0.04％-0.06％，铝为74％-77％，其他杂质小于等于0.3％。

作为可选的方案，铝合金的屈服强度不小于185MPa，延伸率不小于5％，导热系数不小于170W/mK。

作为可选的方案，铝合金的屈服强度不小于185MPa且不大于230MPa，延伸率不小于5％且不大于7％，导热系数不小于170W/mK且不大于195W/mK。

第二方面，本发明提供一种第一方面的铝合金材料的制备方法，具体包括：

将铝硅合金粉末加入碳材料的分散液中，混合分散均匀得到混合液I；

将混合液I进行过滤、干燥以及模压得到预制块；

将预制块烧结并冷却后得到铝硅合金与碳材料的中间复合材料；

将含有铝、硅、铜、铁、钛、硼和变质元素的金属材料高温熔炼得到铝合金液，将铝硅合金与碳材料的中间复合材料在高温下投入到铝合金液中搅拌均匀进行熔炼后，压铸得到铝合金。

作为可选的方案，铝硅合金粉末中硅的含量为19％-30％，且铝硅合金粉末与碳材料的质量比为(3-6):1。

作为可选的方案，铝硅合金粉末中硅的含量20％-25％。

第三方面，本发明提供一种散热件，散热件包括第一方面所述的铝合金材料；优选地，散热件包括基站散热件、车辆散热件、LED灯散热件以及3C电子产品散热件中的至少一种。

本申请提供的Al-Si系压铸铝合金材料中，碳材料具有高导热性能，有利于提高铝合金材料的导热性能，同时碳材料均匀分散在铝合金基体中且与铝合金基体结合良好；在碳材料、硅元素、铜元素、铁元素、钛元素、硼元素以及变质材料的协同作用下，提高了铝合金的力学性能和导热性能。本申请提供的Al-Si系压铸铝合金材料具有较高的屈服强度、延伸率和导热性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，实施例中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考实施例来详细说明本申请。

本发明提供一种Al-Si系压铸铝合金材料，该铝合金按照重量百分比包括如下组分：

碳材料为1％-5％，硅为13％-25％，铜为0.1％-0.25％，铁为0.1％-0.5％，钛为0.05％-0.2％，硼为0.01％-0.05％，变质材料0.02％-0.13％，铝为69％-80％，其他杂质小于等于0.3％。

需要说明的是，碳材料可以碳纳米管、石墨烯、改性石墨烯(例如，氨基、羧基、硝基等改性石墨烯)、氧化石墨，以及多孔碳材料等石墨化的碳材料。碳材料具有良好的导热性能，有利于改善铝合金材料的导热性能。

变质材料主要是能够对共晶硅和初晶硅的形貌进行优化，有利于改善该合金的力学性能。

本发明实施例的铝合金材料，在碳材料、硅元素、铜元素、铁元素、钛元素、硼元素以及变质材料的共同作用下，通过优化各元素的重量百分比，以发挥各元素的协同作用，使得铝合金在具备较高的力学性能(屈服强度和延伸率)的同时具有良好的导热性能。

优选地，碳材料为碳纳米管。其中碳纳米管可以是单壁碳纳米管或多壁碳纳米管，本发明实施例对此不做具体限定。

优选地，碳纳米管为多壁碳纳米管，多壁碳纳米管的直径2nm-10nm、长度1um-20um、纯度大于95％、比表面积大于100m²/g。

优选地，变质材料为锶和/或至少一种稀土金属。其中稀土金属包括钪、钇、镧系17种元素，即就是钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。

作为可实现的方式，铝合金按照重量百分比包括如下组分：

碳纳米管为1％-5％，硅为13％-25％，铜为0.1％-0.25％，铁为0.1％-0.5％，钛为0.05％-0.2％，硼为0.01％-0.05％，铒为0.01％-0.05％，锶为0.01-0.08％，铝为69％-80％，其他杂质小于等于0.3％。

其中，碳纳米管可以均匀分散在铝基体中，与铝合金基体相结合，提高铝合金材料的力学性能；同时，碳纳米管具有高导热性能，进而提高铝合金材料的导热性能。

硅元素能够提高铸造铝合金的流动性并降低收缩率，同时提高Si元素的含量有利于提高合金的强度，但是过多的Si元素会降低合金的导热性能。现有关于高强高导热的铝合金中Si含量与导热呈现反比，合金配方中加入Si一是为了增加成型性(流动性)便于压铸，二是增加铝合金强度，现有技术对于Al-Si压铸铝合金的成分设计在成型性、导热、强度是矛盾的，例如Si含量越多，铝合金的强度优异但是铝合金的导热性较差同时成型性较低。本实施例的Si元素含量为13％-25％，在碳纳米管的协同作用下有利于保证铝合金具有较高的强度的同时不降低铝合金的导热性能。

铜元素能起到固溶强化作用，增强铝合金强度，且Cu原子半径与Al差别不大，对铝合金的导电性能影响较小。铁元素在压铸铝合金中能够减少压铸件粘膜倾向，有效改善材料的粘膜特性，提高生产效率和模具寿命，但是过多的铁会形成粗大的含铁相，降低铝合金的导热性能和力学性能。本实施例中公开的铁含量有利于改善铝合金材料的粘膜特性，利于加工，同时不影响铝合金导热性能和力学性能。

钛元素作为铝合金颗粒细化剂，能够细化α-Al，但是过多的钛元素会严重影响铝合金的导热性能。本实施例公开的钛元素的含量在细化铝合金颗粒的同时对铝合金的导热性能影响不大。

硼元素能够在铝合金加工过程中除去Al-Si合金中的杂质元素(例如V、Cr等)，即与这些杂质元素形成不溶解的硼化合物，沉于炉底以炉渣的形式被除去，从而提高合金的电导率。经过试验研究硼元素过量时，除过与合金中的杂质元素结合生成沉淀后，剩余的硼元素作为杂质元素固溶在铝基体中，阻碍了电子的运动从而降低铝合金的导热性。本实施例中硼元素的含量有利于改善铝合金的屈服强度以及导热性能。

铒元素和锶元素能够对初晶硅和共晶硅起到变质作用，与上述元素的协同作用，能对熔体进行除气，减少铝合金材料中的气孔、疏松等缺陷，有利于改善铝合金的强度。本实施例公开的铒元素和锶元素的含量有利于在提高铝合金强度的同时不影响铝合金的导热性能。

需要说明的是，碳纳米管为1％-5％，例如：1％，2％，3％，4％以及5％等；硅为13％-25％，例如：13％、14％，15％，17％，19％，21％，23％，24％以及25％；铜为0.1％-0.25％，例如：0.1％，0.15％，0.17％，0.19％，0.21％，0.22％，0.24％以及0.25％；铁为0.1％-0.5％，例如：0.1％，0.15％，0.2％，0.25％，0.3％，0.35％，0.4％，0.45％以及0.5％；钛为0.05％-0.2％，例如：0.05％，0.07％，0.09％，0.1％，0.12％，0.15％以及0.2％；硼为0.01％-0.05％，例如：0.01％，0.02％，0.03％，0.04％以及0.05％；铒为0.01％-0.05％，例如：0.01％，0.02％，0.03％，0.04％以及0.05％；锶为0.01％-0.08％，例如：0.01％，0.02％，0.03％，0.04％，0.05％，0.06％，0.07％以及0.08％。

作为可实现的方式，铝合金按照重量百分比包括如下组分：

碳纳米管为2％-4％，硅为19％-23％，铜为0.1％-0.25％，铁为0.2％-0.3％，钛为0.1％-0.2％，硼为0.02％-0.05％，铒为0.02％-0.04％，锶为0.04％-0.06％，铝为69％-80％，其他杂质小于等于0.3％。

进一步地，铝合金的屈服强度不小于185MPa，延伸率不小于5％，导热系数不小于170W/mK。

进一步地，铝合金的屈服强度不小于185MPa且大于230MPa，延伸率不小于5％且不大于7％，导热系数不小于170W/mK且不大于195W/mK。

综上，本发明的一种Al-Si系压铸铝合金材料碳材料具有高导热性能，有利于提高铝合金材料的导热性能；硅元素、铜元素、铁元素以、钛元素、硼元素以及变质材料协同作用，有利于提高铝合金的力学性能和导热性能。相比于现有技术，本发明的Al-Si系压铸铝合金材料具有较高的屈服强度、延伸率和导热性能，可以满足通讯、车辆、航空、航天等对材料导热及强度需求。

第二方面，本发明的实施例提供一种Al-Si系压铸铝合金材料的制备方法，包括：

S1、制备铝硅合金与碳材料的中间复合材料；

将铝硅合金粉末加入碳材料的分散液中，混合分散均匀得到混合液I；

将混合液I进行过滤、干燥以及模压得到预制块；

将预制块烧结并冷却后得到铝硅合金与碳材料的中间复合材料；

S2、熔炼，压铸得到铝合金：

将含有铝、硅、铜、铁、钛、硼和变质元素金属材料高温熔炼得到铝合金液，将铝硅合金与碳材料的中间复合材料在高温下投入到铝合金液中搅拌均匀进行熔炼后，压铸得到铝合金。

具体的，碳材料分散液一般是将碳材料通过超声分散于无水乙醇或丙醇中。

将铝硅合金粉末和碳材料的分散液可以采用搅拌，超声或者球磨的方式进行混合均匀，本实施例对此不做具体限定。作为优选的实施方式，采用球磨机进行球磨混合均匀，其中，球料比为4～7:1、球磨转速150r/min-300r/min。

其中，在步骤S1，制备铝硅合金与碳材料的中间复合材料的过程中，可以加入石蜡，石蜡主要作为成型剂，并且有利于减少铝硅合金粉末在混合过程中的冷焊；其中，石蜡相对于铝硅合金粉末的质量百分数1％-3％。

其中，混合液I的过滤可以是在常压直接过滤，也可以是采用真空泵抽滤的方式；过滤得到的固体物进行干燥，干燥可以是常压干燥，也可以是真空干燥，本实施例对此不做具体限定；干燥得到的固体物还可以进行过筛。

模压的条件是：压制压力100Mpa-150Mpa，保压90s-100s。

预制块烧结的条件是：温度550℃-590℃，保温30min-60min。

其中，分别含有铝、硅、铜、铁、钛、硼和变质元素金属材料，可以是含有硅、铜、铁、钛、硼和变质元素铝基金属块，例如商业化使用的Al-Si合金、Al-Cu合金、Al-Fe合金、Al-Ti合金、Al-B合金、Al-Er合金、Al-Sr合金的金属块；也可以是纯铝块、以及含有硅、铜、铁、钛、硼和变质元素的纯金属；铝硅合金粉末可以是商业化的Al-Si合金粉末，也可以是铝粉和硅粉的混合物。

其中，步骤S2中，熔炼得到的铝合金液体可以直接转移到压铸设备进行压铸；也可以是铝合金液体冷却后得到铸锭在压铸设备中重熔后进行压铸。

进一步地，铝硅合金粉末中硅的含量为19％-30％，且铝硅合金粉末与碳材料的质量比为(3-6):1。

其中，铝硅合金中的硅有利于改善铝合金液的流动性，降低了对压铸机的压铸温度及压铸速度的要求，并且硅元素有利于改善铝合金的延伸率，但是过高的硅含量会降低铝合金的导热性能，本实施例中选择的铝硅合金粉末中硅的含量有利于改善铝合金的加工工艺，在提高铝合金延伸率的同时不影响铝合金的导热性能。

本实施例公开的铝合金粉末与碳材料的质量比(3-6):1，例如：3:1，4:1，5:1以及6:1等。本实施例公开的范围有利于保证碳材料在提高铝合金导热性能的同时与铝合金基体结合，加工工艺易于实现。

进一步地，铝硅合金粉末中硅的含量20％-25％。

需要说明的是，本发明的实施例制备得到铝合金中的硅分别来自于铝硅合金粉末和铝硅合金金属块。

例如：制备100g铝合金，其中碳材料为5％，硅为13％；则可知碳材料为5g，铝合金中硅的含量为13g；按照铝硅合金粉末与碳材料的质量比为4:1计算，则应加入的铝硅合金粉末为20g，铝硅合金粉末中硅的含量为20％，即制备得到的铝硅合金与碳材料中间体中硅的含量为4g，则剩余9g硅应当全部来源于铝硅金属块中，本发明的实施例中铝硅金属块中硅含量为20％，则在熔炼过程中加入铝硅金属块的质量为45g。

在具体的实施例中，本发明Al-Si系压铸铝合金材料的制备过程如下：

S1、制备铝硅合金与碳纳米管的中间复合材料；

将铝硅合金粉末加入碳纳米管的分散液中，并滴加石蜡后，混合分散均匀得到混合液I，其中石蜡铝硅合金粉末的1％-3％；

将混合液I进行过滤、干燥、过筛以及模压的得到预制块，其中模压的压力为100Mpa-150Mpa，保压90s-100s；

将预制块在温度为550℃-590℃烧结30min，并冷却后得到铝硅合金与碳纳米管的中间复合材料；

S2、熔炼，压铸得到铝合金：

将分别含有硅、铜、铁、钛、硼和变质元素的铝基金属块，以及纯铝块高温熔炼得到铝合金液，控制熔炼温度在720℃-750℃，将铝硅合金与碳纳米管的中间复合材料在高温下投入到铝合金液中搅拌均匀熔炼得到压铸材料；

将压铸材料通过压铸机压铸得到铝合金。

需要说明的是，本实施例公开的制备过程，碳纳米管均匀分散在铝基体中，在其表面形成了纳米级β-SiC(其中β-SiC的厚度大约为1nm-3nm)，β-SiC的存在改善了碳纳米管与基体的润湿性，同时也阻碍了界面形成不稳定的Al₄C₃，最终提高了碳纳米管与铝合金基体的结合。并且，最终碳纳米管的含量与加入含量基本一致。本申请实施例的制备方法有效避免了直接将纯铝粉与碳纳米管混合，碳纳米管与铝基体界面的润湿性差，结合不牢固的问题；同时还有效避免了将碳纳米管直接加入铝合金液中熔炼，由于碳纳米管密度小，导致碳纳米管上浮团聚，与铝合金基体不能有效结合的问题。

综上，本发明的制备过程中一方面有利于铝硅合金粉末能够与碳纳米管形成稳定的界面，另一方面解决了铝合金的力学性能和导热性能冲突的这一矛盾，使得合金能够同时拥有导热好、强度高、韧性好、成型优异的性能。

第三方面，本发明的实施例提供一种散热件，该散热件包括第一方面的铝合金材料。本领域技术人员可以理解，该散热件具有前面所述制备铝合金材料的所有特征和优点，在此不再过多赘述。

优选地，散热件包括基站壳体散热件、车辆散热件、LED灯散热件以及3C电子产品散热件中的至少一种。

示例地，该散热件可以是5G基站壳体，车辆发动机的外壳、车辆的排烟管、车辆的车灯、笔记本外壳等。

下面通过具体实施例对本发明进行说明，需要说明的是，下面的具体实施例仅仅是用于说明的目的，而不以任何方式限制本发明的范围，另外，如无特殊说明，未具体记载条件或者步骤的方法均为常规方法，所采用的试剂和材料均可从商业途径获得。

实施例1-30和对比例1-15按照如下过程制备铝合金；其中铝合金包括碳纳米管、硅、铜、铁、钛、硼、锶、铒，其余为铝和其他杂质；各实施例以及对比例中碳纳米管、硅、铜、铁、钛、硼、锶以及铒的含量如表1所示。

S1、制备铝硅合金与碳纳米管的中间复合材料；

根据上述重量百分比，将适量铝硅合金粉末(其中，铝硅合金粉末中硅的含量为23％)加入碳纳米管的分散液中(铝硅合金粉末与碳纳米管的质量比为4:1)，并滴加1％石蜡后，进行球磨混合分散均匀得到混合液I，

将混合液I进行过滤、干燥、过筛以及模压的得到预制块，其中模压的压力为100Mpa，保压90s；

将预制块在温度为550℃烧结30min，并冷却后得到铝硅合金与碳纳米管的中间复合材料；

S2、熔炼，压铸得到铝合金：

将铝硅金属块、铝铜金属块、铝铁金属块、铝钛金属块、铝硼金属块、铝铒金属块，铝锶金属块以及纯铝块在高温熔炼得到铝合金液，控制熔炼温度在720℃，将铝硅合金与碳纳米管的中间复合材料投入到铝合金液中搅拌均匀熔炼得到压铸材料；

将压铸材料通过压铸机压铸得到铝合金。

表1实施例1-30，以及对比例1-15的铝合金组分

实施例31和实施例32与实施例1不同的是，分别选择氧化石墨烯和单壁碳纳米管，其他与实施例1相同。实施例31和实施例32制备的铝合金组分的含量如表2所示：

表2实施例31-32的铝合金组分

实施例33-37与实施例1不同的是，分别选择不同的稀土金属作为变质元素，其他与实施例1相同。实施例33-37制备的铝合金组分的含量如表3所示：

表3实施例33-37的铝合金组分

实施例38

本实施例与其他实施例1不同的是，制备铝硅合金与碳纳米管的中间复合材料的过程中，加入铝硅合金粉末中硅的含量为20％，其他与实施例1相同。

实施例39

本实施例与其他实施例1不同的是，制备铝硅合金与碳纳米管的中间复合材料的过程中，加入铝硅合金粉末中硅的含量为28％，其他与实施例1相同。

实施例40

本实施例与其他实施例1不同的是，制备铝硅合金与碳纳米管的中间复合材料的过程中，加入铝硅合金粉末与碳纳米管的比例为3:1，其他与实施例1相同。

实施例41

本实施例与其他实施例1不同的是，制备铝硅合金与碳纳米管的中间复合材料的过程中，加入铝硅合金粉末与碳纳米管的比例为6:1，其他与实施例1相同。

实施例42

本实施例与其他实施例1不同的是，制备铝硅合金与碳纳米管的中间复合材料的过程中，加入铝硅合金粉末与碳纳米管的比例为10:1，其他与实施例1相同。

将上述实施例1-42，以及对比例1-15的铝合金进行力学性能测试和导热性能测试，测试结果如表4所示：

表4实施例1-42，以及对比例1-15的铝合金的性能测试结果

从表4的结果可得出：

比较实施例1-实施例42与对比例1-对比例15，制备得到的铝合金的性能测试结果可得，本申请实施例的铝合金的性能均优于对比例的铝合金的性能。

其中，比较实施例1-4、以及对比例1-3制备得到的铝合金的性能测试结果，实施例1-4制备的铝合金的屈服强度、延伸率优于对比例1-3制备得到的铝合金，实施例1-4的导热性优于对比例1和对比例3，但导热性低于对比例2；其中，对比例1中碳纳米管含量较少，对比例2中碳纳米管含量较多，对比例3中不包含碳材料。因此，本申请实施例的碳材料的范围在改善铝合金的导热性能的同时保证铝合金具有优异的屈服强度和延伸率。

比较实施例5-8和对比例4-5制备得到的铝合金的性能测试结果，对比例4的延伸率相比于实施例5-8有显著提升，但屈服强度大幅下降，对比例5的屈服强度虽然较高但是延伸率和导热性显著下降。对比例5中过量的硅提高的铝合金的屈服强度的同时降低了铝合金的延伸率和导热性。因此，本申请实施例的硅的含量范围有利于保证铝合金的较高屈服强度、和延伸率的同时，具有较高的导热性。

比较实施例9-11和对比例6制备得到的铝合金的性能测试结果，对比例6中过量铜提高了屈服强度，但降低了延伸率和导热性。因此，本申请实施例铜的范围有利于使得铝合金具有的较高屈服强度、和延伸率的同时，具有较高的导热性。

比较实施例12-14和对比例7制备得到的铝合金的性能测试结果，对比例7中过量的铁提高了屈服强度，但降低了延伸率和导热性。因此，本申请实施例铁的范围有利于使得铝合金具有的较高屈服强度、和延伸率的同时，具有较高的导热性。

比较实施例15-17和对比例8-9制备得到的铝合金的性能测试结果，对比例8中过量钛提高了屈服强度，但降低了延伸率和导热性；对比例9中不含钛的屈服强度与实施例15-17相差不大，但是延伸率和导热性较低。因此，本申请实施例钛的范围有利于使得铝合金具有的较高屈服强度、和延伸率的同时，具有较高的导热性。

比较实施例18-21和对比例10-11制备得到的铝合金的性能测试结果，对比例10中过量硼提高了屈服强度，但降低了延伸率和导热性；对比例11中不含硼的屈服强度和衍射率与实施例18-21相差不大，但是导热性较低。因此，本申请实施例硼的范围有利于使得铝合金具有的较高屈服强度、和延伸率的同时，具有较高的导热性。

同样地，从实施例22-30以及对比例12-15的测试结果可得，本申请实施例的变质元素的范围使得铝合金具有的较高屈服强度、和延伸率的同时，具有较高的导热性。

综上所述，本申请的铝合金在碳材料、硅元素、铜元素、铁元素、钛元素、硼元素以及变质材料的协同作用下，提高了铝合金的力学性能和导热性能。本申请提供的Al-Si系压铸铝合金材料具有较高的屈服强度、延伸率和导热性能。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种Al-Si系压铸铝合金材料，其特征在于，所述铝合金按照重量百分比由如下组分构成：

碳材料为1%-5%，硅为13%-25%，铜为0.1%-0.25%，铁为0.1%-0.5%，钛为0.05%-0.2%，硼为0.01%-0.05%，变质材料0.02%-0.13%，铝为69%-80%，其他杂质小于等于0.3%；

其中，所述碳材料为碳纳米管，所述变质材料为锶和/或至少一种稀土金属，所述铝合金的屈服强度不小于185MPa，延伸率不小于5%，导热系数不小于170W/mK。

2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，所述多壁碳纳米管的直径2nm-10nm、长度1um-20um、纯度大于95%、比表面积大于100m²/g。

3.根据权利要求1-2任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金按照重量百分比由如下组分构成：

碳纳米管为1%-5%，硅为13%-25%，铜为0.1%-0.25%，铁为0.1%-0.5%，钛为0.05%-0.2%，硼为0.01%-0.05%，铒为0.01%-0.05%，锶为0.01%-0.08%，铝为69%-80%，其他杂质小于等于0.3%。

4.根据权利要求3所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金按照重量百分比包括如下组分：

碳纳米管为2%-4%，硅为19%-23%，铜为0.1%-0.25%，铁为0.2%-0.3%，钛为0.1%-0.2%，硼为0.02%-0.05%，铒为0.02%-0.04%，锶为0.04%-0.06%，铝为74%-77%，其他杂质小于等于0.3%。

5.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金的屈服强度不小于185MPa且不大于230MPa，延伸率不小于5%且不大于7%，导热系数不小于170W/mK且不大于195W/mK。

6.一种权利要求1-5任一项所述的铝合金材料的制备方法，其特征在于，具体包括：

将铝硅合金粉末加入所述碳材料的分散液中，混合分散均匀得到混合液I；

将所述混合液I进行过滤、干燥以及模压得到预制块；

将所述预制块烧结并冷却后得到铝硅合金与碳材料的中间复合材料；

将含有铝、硅、铜、铁、钛、硼和变质元素的金属材料高温熔炼得到铝合金液，将所述铝硅合金与碳材料的中间复合材料在高温下投入到所述铝合金液中搅拌均匀进行熔炼后，压铸得到所述铝合金。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述铝硅合金粉末中硅的含量为19%-30%，且所述铝硅合金粉末与所述碳材料的质量比为（3-6）:1。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述铝硅合金粉末中硅的含量20%-25%。

9.一种散热件，其特征在于，所述散热件包括权利要求1-5任一项所述的铝合金材料。

10.根据权利要求9所述的散热件，其特征在于，所述散热件包括基站壳体、车辆散热件、LED灯散热件以及3C电子产品散热件中的至少一种。