CN115679172B - 一种超高导热压铸镁合金及其制备方法 - Google Patents
一种超高导热压铸镁合金及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115679172B CN115679172B CN202211409134.XA CN202211409134A CN115679172B CN 115679172 B CN115679172 B CN 115679172B CN 202211409134 A CN202211409134 A CN 202211409134A CN 115679172 B CN115679172 B CN 115679172B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- die
- casting
- heating
- melt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004512 die casting Methods 0.000 title claims abstract description 53
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 25
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 76
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 74
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 35
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 25
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 40
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 40
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000011161 development Methods 0.000 description 7
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000882 Ca alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LLQPHQFNMLZJMP-UHFFFAOYSA-N Fentrazamide Chemical compound N1=NN(C=2C(=CC=CC=2)Cl)C(=O)N1C(=O)N(CC)C1CCCCC1 LLQPHQFNMLZJMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910008897 Sn—La Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 206010003549 asthenia Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910021652 non-ferrous alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明属于有色金属领域，具体涉及一种超高导热压铸镁合金及其制备方法。其成分为：Si：0.5～4wt.％，Sn：0.3～3wt.％，Ca：0.2～1wt.％，杂质总含量小于0.15wt.％，余量为Mg。包括的步骤为：(1)合金熔炼：对原料在真空干燥箱加热至110℃下预热；通入SF6和CO2混合气体。按成分配比合金加入坩埚，获得合金熔体；在730℃静置保温30min。(2)精炼除杂：升温至740℃，使用RJ‑5号精炼剂，并通入氩气精炼，保持熔体氢含量达到0.1mL/100g以下，机械搅拌5min后进行扒渣，得合金熔体。(3)压铸。本发明所获得合金具有均匀分布的第二相和均匀细小的显微组织，平均晶粒度≥4级，第二相颗粒尺寸≤20μm，呈弥散分布状态，导热系数＞130W/(m·K)。该铸造超高导热镁合金可用于在强度要求不高、高导热的轻量化结构材料领域。
Description
技术领域
本发明属于有色金属领域，具体涉及一种超高导热压铸镁合金及其制备方法。
背景技术
近年来，随着航空航天、武器装备、汽车、电子通讯等领域的发展，高集成、轻量化的需求不断提升，对构件散热提出更高要求，迫切需要开发轻量化、高热导率(κ)的材料。目前散热构件主要是铝(～237W/(m·K))、铜(～401W/(m·K))及合金。镁导热系数(～156W/(m·K))导热系数稍低，但比强高，是最佳的轻量化材料。被认为是铝构件的热门替代材料，特别是在轻量化程度高需求度的电子通讯领域[镁及其合金导热研究进展.金属学报，2022，58(04)：400-411]。常用镁合金的导热系数与铝合金比还有明显差距，因此，导热系数＞125W/(m·K)的高强高导热镁合金材料开发是未来导热镁合金发展的主流方向[我国先进镁合金材料产业2035发展战略研究.中国工程科学，2020，22(05)：76-83]。目前散热材料及其构件已达到千亿市场规模，预计到2025年同类散热件镁替代率超过10％，其市场潜力巨大(《2022-2028全球与中国高导热镁合金市场现状及未来发展趋势》，恒州博智)。
商业导热镁合金多为变形镁合金[GB/T 38714--2020高导热镁合金型材]。如：Mg-Zn系列中Mg-2Zn-Zr(热导率为132.1W/(m·K)、抗拉强度达279MP)需经过643K/12h固溶→673K轧制→673K/1h退火→693K/4h+448K/24h时效，其时效和变形处理工艺较为繁琐。再如：Mg-Mn系列中Mg-0.5Mn-0.3Ce，制备工艺：T4(693K/12h)+挤压(673K)，其室温热导率达126.9W/(m·K)、抗拉强度达320.9MPa。导热变形镁合金市场多集中于对导热和强度均具有较高要求的5G基站、车用构件[2022年镁合金行业市场规模及发展前景趋势分析，中研普华]。商用铸造镁合金导热系数低，如Mg-A1系列合金导热性能仅为80W/(m·K)，Mg-RE系列导热系数～50W/(m·K)，无法直接用于散热构件。通过添加多种合金元素，Mg-A1合金可达到110W/(mK)、抗拉强度大于220MPa，如Mg-3A1-3Ce-0.25Mn-1.55La-0.6Zn-0.15Ca压铸试样[一种汽车逆变器壳体用高导热压铸镁合金，CN109136699B]；其合金成分过于复杂，制备难度大。Mg-RE系列通过添加合金元素可提升至～100W/(m·K)，Mg-4Sm-(0.5～2.64)-Al[一种含有高固溶度稀土元素的高导热镁合金及其制备方法CN114351022A]，导热为80～135W/(m·K)，未见力学性能指标。现有文献报道Mg-4Sm-Al-0.3Mn铸态合金抗拉强度仅为105MPa，可见Mg-4Sm-A1体系强度损失较大，且成本较高[铸态和挤压态Mg-4Sm-Al-0.3Mn-xZn合金微观组织和力学性能研究.材料导报，2019，33(08)：1354-1360]。近期文献报道Mg-2Sn-2.3La铸造镁合金，其导热系数达到149W/(m·K)，但未见力学性能指标[Microstructure evolution and improvement of thermal conductivity in Mg-2Snalloy induced by La addition.Journal of Materials Research and Technology，2022，17：1380-1389]，现有文献报道Mg-2.3Sn-2La铸态合金抗拉强度仅为134MPa，可见Mg-Sn-La体系同样强度损失较大[铸态Mg-xSn-2La合金的组织与性能[J].特种铸造及有色合金，2009，29(03)：266-269+194-195]。
发明内容
本发明提出超高导热铸态镁合金，其成分为Mg-Si-Sn-Ca四元合金，其导热系数130～145W/(m·K)，抗拉强度＞110MPa。可应用手机散热件、汽车电池散热模组、汽车仪表支架等非承重性散热构件。
其成分为：Si：0.5～4wt.％，Sn：0.3～3wt.％，Ca：0.2～1wt.％，总杂质含量之和小于0.15wt.％，余量为Mg。
进一步地，为减少Si形成粗大的Mg2Si相，控制Si与Ca原子比在2.8～4之间，促进Si以细小的CaMgSi相析出。
进一步地，本发明超高导热压铸镁合金，所述Si的含量优选为0.8～2.5wt.％，Sn的含量优选为0.5～1.5wt.％。
其压铸镁过程为以下步骤：
(1)合金熔炼：对原料在真空干燥箱加热至110℃下预热；加热坩埚至400℃，通入SF6和CO2混合气体，SF6体积比为0.3～0.6％，余量为CO2气体。撒一层助熔剂以防止局部过烧，将纯镁(≥99.5％)放入坩埚均匀加热至660℃以上充分熔化；继续升温至750℃，按成分配比加入纯Sn(≥99.9％)、纯Si(≥99.9％)、Mg-10Ca中间合金加入坩埚，获得合金熔体；在730℃静置保温30min。
(2)精炼除杂：升温至740℃，使用RJ-5号精炼剂，并通入氩气精炼，保持熔体氢含量达到0.1mL/100g以下，机械搅拌5min后进行扒渣，得合金熔体。
(3)压铸：将合金熔体转移至压铸件熔炉，在670～690℃内保温，炉内通SF6和CO2混合气体进行保护；压铸模具表面喷脱模剂(如：M-2040)，并提前预热至200～300℃后进行压射；压射工艺参数范围建议值为：压射比压为30～70MPa，快压射速度为35～60m/s，压射行程15～22cm，可根据实际情况进行选择调整；压射铸形后，保压1～5s；将压铸件顶出模具，得到铸件，脱模角度为2～5°。
压铸镁合金成分依据GB/T13748-2005《镁及镁合金化学分析方法》，进行取样，并使用电火花直读光谱仪测试成分。压铸镁合金组织依据GB/T6394-2017《金属平均晶粒度测定方法》进行标定，取铸件边缘到心部三组位置进行测量，平均晶粒度≥4级，第二相颗粒尺寸≤30μm，呈弥散分布状态。室温热导率测试依据GB/T 22588-2008《闪光法测量热扩散系数或导热系数》标准规定的导热系数方法，使用激光导热仪(LFA 457)进行测定。对压铸合金室温力学性能测试依据GB6397-86《金属拉伸实验试样》进行加工测试，测试设备为Labsans 30kN万能实验机拉伸机。
本发明提供一种Mg-Si-Sn-Ca超高导热压铸镁合金及其制备方法，所获得合金具有均匀分布的第二相和均匀细小的显微组织，平均晶粒度≥4级，第二相颗粒尺寸≤20μm，呈弥散分布状态，导热系数＞130W/(m·K)。该铸造超高导热镁合金可用于在强度要求较低、导热要求高的如LED灯具、电脑、手机、智能便携设备外壳等领域。
附图说明
图1为实施例1～6合金的扫描电镜组织分析结果，其中1为实施例1，2为实施例2，3为实施例3，4为实施例4，5为实施例5，6为实施例6。
图2为实施例1～6合金的X射线衍射相组成分析结果，其中1为实施例1，2为实施例2，3为实施例3，4为实施例4，5为实施例5，6为实施例6。
图3为实施例1～6合金的拉伸曲线结果，其中1为实施例1，2为实施例2，3为实施例3，4为实施例4，5为实施例5，6为实施例6。
具体实施方式
下面通过具体实施例和附图对本发明做进一步说明，以下实施例均在本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
按本申请配方的成分范围，选取以下几个实施例进行压铸试样制备及测试。表1为实施例成分光谱仪测试结果，表2为实施例性能测试结果。
实施例1。Mg-0.7Si-0.4Sn-0.3Ca镁合金制备
本实施例所述的制备方法，按以下步骤：
(1)合金熔炼：对原料在真空干燥箱加热至110℃下预热；加热坩埚至400℃，通入SF6和CO2混合气体，SF6体积比为0.3％，余量为CO2气体。将纯镁(≥99.5％)放入坩埚均匀加热至660℃以上充分熔化，纯镁底部撒一层助熔剂以防止局部过烧。继续升温至752℃，根据合金成分范围按照质量百分比将纯Sn(≥99.9％)、纯Si(≥99.9％)、Mg-Ca中间合金加入坩埚，获得目标成分熔体；在730℃静置保温30min。
其中Mg使用纯镁锭，Si、Sn以块状单质形式加入，Ca以Mg-10Ca中间合金加入。
(2)精炼除杂：升温至740℃，使用RJ-5号精炼剂，并通入氩气精炼，保持熔体氢含量达到0.1mL/100g以下，机械搅拌5min后进行扒渣，得合金熔体。
(3)压铸：将镁熔体转移至压铸件熔炉，在675℃保温，炉内通SF6和CO2混合气体进行保护；后进行压射，压射比压为35MPa，快压射速度为40m/s，压射行程18cm，选用拉伸试样压铸模具，模具表面喷M-2040脱模剂，并提前预热至230℃；压射完成后，保压2s；将压铸件顶出模具，得到铸件。
本实施例得到的压铸Mg-0.7Si-0.4Sn-0.3Ca合金，其显微组织如图1所示，XRD结果如图2所示。其室温热导率为144.5W/(m·K)；室温拉伸性能：抗拉强度107.2MPa，断裂伸长率9.7％，如表2所示。
实施例2。Mg-2Si-0.5Sn-0.6Ca压铸镁合金制备
本实施例中合金的熔炼和制备工艺过程与实施例1相同。所不同的具体的工艺参数有差异。
本实施例所述的制备方法，按以下步骤：
(1)合金熔炼：对原料在真空干燥箱加热至110℃下预热；加热坩埚至400℃，通入SF6和CO2混合气体，SF6体积比为0.3％，余量为CO2气体。将纯镁(≥99.5％)放入坩埚均匀加热至660℃以上充分熔化，纯镁底部撒一层助熔剂以防止局部过烧。继续升温至752℃，根据合金成分范围按照质量百分比将纯Sn(≥99.9％)、纯Si(≥99.9％)、Mg-Ca中间合金加入坩埚，获得目标成分熔体；在730℃静置保温30min。
其中Mg使用纯镁锭，Si、Sn以块状单质形式加入，Ca以Mg-10Ca中间合金加入。
(2)精炼除杂：升温至740℃，使用RJ-5号精炼剂，并通入氩气精炼，保持熔体氢含量达到0.1mL/100g以下，机械搅拌5min后进行扒渣，得合金熔体。
(3)压铸：将镁熔体转移至压铸件熔炉，在675℃保温，炉内通SF6和CO2混合气体进行保护；后进行压射，压射比压为60MPa，快压射速度为40m/s，压射行程17cm，选用拉伸试样压铸模具，模具表面喷M-2040脱模剂，并提前预热至247℃；压射完成后，保压2s；将压铸件顶出模具，得到铸件。
本实施例得到的压铸Mg-2Si-0.5Sn-0.6Ca合金，其显微组织如图1所示，XRD结果如图2所示。其室温热导率为141.1W/(m·K)；室温拉伸性能：抗拉强度152.8MPa，断裂伸长率9.6％，如表2所示。
实施例3。Mg-2.1Si-1.4Sn-0.9Ca压铸镁合金制备
本实施例中合金的熔炼和制备工艺过程与实施例1相同。所不同的具体的工艺参数有差异。
本实施例所述的制备方法，按以下步骤：
(1)合合金熔炼：对原料在真空干燥箱加热至110℃下预热；加热坩埚至400℃，通入SF6和CO2混合气体，SF6体积比为0.3％，余量为CO2气体。将纯镁(≥99.5％)放入坩埚均匀加热至660℃以上充分熔化，纯镁底部撒一层助熔剂以防止局部过烧。继续升温至752℃，根据合金成分范围按照质量百分比将纯Sn(≥99.9％)、纯Si(≥99.9％)、Mg-Ca中间合金加入坩埚，获得目标成分熔体；在730℃静置保温30min。其中Mg使用纯镁锭，Si、Sn以块状单质形式加入，Ca以Mg-10Ca中间合金加入。
(2)精炼除杂：升温至740℃，使用RJ-5号精炼剂，并通入氩气精炼，保持熔体氢含量达到0.1mL/100g以下，机械搅拌5min后进行扒渣，得合金熔体。
(3)压铸：将镁熔体转移至压铸件熔炉，在675℃保温，炉内通SF6和CO2混合气体进行保护；后进行压射，压射比压为54MPa，快压射速度为55m/s，压射行程21cm，选用拉伸试样压铸模具，模具表面喷M-2040脱模剂，并提前预热至263℃；压射完成后，保压4s；将压铸件顶出模具，得到铸件。
本实施例得到的压铸Mg-2.1Si-1.4Sn-0.9Ca合金，其显微组织如图1所示，XRD结果如图2所示。其室温热导率为135.1W/(m·K)；室温拉伸性能：抗拉强度167.4MPa，断裂伸长率11.1％，如表2所示。
实施例4。Mg-3.7Si-1.2Sn-0.3Ca压铸镁合金制备
本实施例中合金的熔炼和制备工艺过程与实施例1相同。所不同的具体的工艺参数有差异。
本实施例所述的制备方法，按以下步骤：
(1)合金熔炼：对原料在真空干燥箱加热至110℃下预热；加热坩埚至400℃，通入SF6和CO2混合气体，SF6体积比为0.3％，余量为CO2气体。将纯镁(≥99.5％)放入坩埚均匀加热至660℃以上充分熔化，纯镁底部撒一层助熔剂以防止局部过烧。继续升温至752℃，根据合金成分范围按照质量百分比将纯Sn(≥99.9％)、纯Si(≥99.9％)、Mg-Ca中间合金加入坩埚，获得目标成分熔体；在730℃静置保温30min。其中Mg使用纯镁锭，Si、Sn以块状单质形式加入，Ca以Mg-10Ca中间合金加入。
(2)精炼除杂：升温至740℃，使用RJ-5号精炼剂，并通入氩气精炼，保持熔体氢含量达到0.1mL/100g以下，机械搅拌5min后进行扒渣，得合金熔体。
(3)压铸：将镁熔体转移至压铸件熔炉，在675℃保温，炉内通SF6和CO2混合气体进行保护；后进行压射，压射比压为45MPa，快压射速度为60m/s，压射行程15cm，选用拉伸试样压铸模具，模具表面喷M-2040脱模剂，并提前预热至225℃；压射完成后，保压3s；将压铸件顶出模具，得到铸件。
本实施例得到的压铸Mg-3.7Si-1.2Sn-0.3Ca合金，其显微组织如图1所示，XRD结果如图2所示。其室温热导率为130.6W/(m·K)；室温拉伸性能：抗拉强度182.9MPa，断裂伸长率7.6％，如表2所示。
实施例5。Mg-2.4Si-2.8Sn-0.8Ca镁合金制备
本实施例中合金的熔炼和制备工艺过程与实施例1相同。所不同的具体的工艺参数有差异。
本实施例所述的制备方法，按以下步骤：
(1)合金熔炼：对原料在真空干燥箱加热至110℃下预热；加热坩埚至400℃，通入SF6和CO2混合气体，SF6体积比为0.3％，余量为CO2气体。将纯镁(≥99.5％)放入坩埚均匀加热至660℃以上充分熔化，纯镁底部撒一层助熔剂以防止局部过烧。继续升温至752℃，根据合金成分范围按照质量百分比将纯Sn(≥99.9％)、纯Si(≥99.9％)、Mg-Ca中间合金加入坩埚，获得目标成分熔体；在730℃静置保温30min。其中Mg使用纯镁锭，Si、Sn以块状单质形式加入，Ca以Mg-10Ca中间合金加入。
(2)精炼除杂：升温至740℃，使用RJ-5号精炼剂，并通入氩气精炼，保持熔体氢含量达到0.1mL/100g以下，机械搅拌5min后进行扒渣，得合金熔体。
(3)压铸：将镁熔体转移至压铸件熔炉，在679℃保温，炉内通SF6和CO2混合气体进行保护；后进行压射，压射比压为70MPa，快压射速度为50m/s，压射行程22cm，选用拉伸试样压铸模具，模具表面喷M-2040脱模剂，并提前预热至225℃；压射完成后，保压2s；将压铸件顶出模具，得到铸件。
本实施例得到的压铸Mg-2.4Si-2.8Sn-0.8Ca合金，其显微组织如图1所示，XRD结果如图2所示。其室温热导率为136.4W/(m·K)；室温拉伸性能：抗拉强度183.6MPa，断裂伸长率8.9％，如表2所示。
实施例6。Mg-0.9Si-2.6Sn-0.5Ca镁合金制备
本实施例中合金的熔炼和制备工艺过程与实施例1相同。所不同的具体的工艺参数有差异。
本实施例所述的制备方法，按以下步骤：
(1)合金熔炼：对原料在真空干燥箱加热至110℃下预热；加热坩埚至400℃，通入SF6和CO2混合气体，SF6体积比为0.3％，余量为CO2气体。将纯镁(≥99.5％)放入坩埚均匀加热至660℃以上充分熔化，纯镁底部撒一层助熔剂以防止局部过烧。继续升温至752℃，根据合金成分范围按照质量百分比将纯Sn(≥99.9％)、纯Si(≥99.9％)、Mg-Ca中间合金加入坩埚，获得目标成分熔体；在730℃静置保温30min。其中Mg使用纯镁锭，Si、Sn以块状单质形式加入，Ca以Mg-10Ca中间合金加入。
(2)精炼除杂：升温至740℃，使用RJ-5号精炼剂，并通入氩气精炼，保持熔体氢含量达到0.1mL/100g以下，机械搅拌5min后进行扒渣，得合金熔体。
(3)压铸：将镁熔体转移至压铸件熔炉，在679℃保温，炉内通SF6和CO2混合气体进行保护；后进行压射，压射比压为60MPa，快压射速度为45m/s，压射行程19cm，选用拉伸试样压铸模具，模具表面喷M-2040脱模剂，并提前预热至225℃；压射完成后，保压2s；将压铸件顶出模具，得到铸件。
本实施例得到的压铸Mg-0.9Si-2.6Sn-0.5Ca合金，其显微组织如图1所示，XRD结果如图2所示。其室温热导率为139.4W/(m·K)；室温拉伸性能：抗拉强度157.6MPa，断裂伸长率10.2％，如表2所示。
表1实施例成分测试结果
表2实施例性能测试结果
以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (2)
1.一种超高导热压铸镁合金，其特征在于，其成分为：Si:0.7~3.7wt.%，Sn:0.4~2.8wt.%，Ca:0.3~0.9wt.%，总杂质量小于0.15 wt.%，余量为Mg；所述Si与Ca原子比控制在2.8~4之间；所述超高导热压铸镁合金的导热系数＞130 W/(m·K)；
所述超高导热压铸镁合金通过以下步骤制得：
（1）合金熔炼：将原料在真空干燥箱加热至110℃预热；加热坩埚至400℃，通入SF6和CO2混合气体，SF6体积比为0.3~0.6%，余量为CO2气体；撒一层助熔剂以防止局部过烧，将纯镁放入坩埚均匀加热至660℃以上充分熔化；继续升温至750℃，按成分配比将纯Sn、纯Si、Mg-10Ca中间合金加入坩埚，获得合金熔体；在730 ℃静置保温30 min；
（2）精炼除杂：升温至740℃，使用RJ-5号精炼剂，并通入氩气精炼，保持熔体氢含量达到0.1mL/100g以下，机械搅拌5min后进行扒渣，得合金熔体；
（3）压铸：将合金熔体转移至压铸件熔炉，在670~690℃内保温，炉内通SF6和CO2混合气体进行保护；压铸模具表面喷脱模剂，并提前预热至200~300 ℃后进行压射；压射工艺参数为：压射比压为30~70 MPa，快压射速度为35~60 m/s，压射行程15~22 cm；压射铸形后，保压1~5s；将压铸件顶出模具，得到铸件，脱模角度为2~5°。
2.根据权利要求1所述的一种超高导热压铸镁合金，其特征在于，所述Si的含量为0.8~2.5 wt.%，Sn的含量为0.5~1.5 wt.%。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211409134.XA CN115679172B (zh) | 2022-11-10 | 2022-11-10 | 一种超高导热压铸镁合金及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211409134.XA CN115679172B (zh) | 2022-11-10 | 2022-11-10 | 一种超高导热压铸镁合金及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115679172A CN115679172A (zh) | 2023-02-03 |
| CN115679172B true CN115679172B (zh) | 2023-11-28 |
Family
ID=85051174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211409134.XA Active CN115679172B (zh) | 2022-11-10 | 2022-11-10 | 一种超高导热压铸镁合金及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115679172B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101982553A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-03-02 | 华南理工大学 | 不含Al的耐热镁合金及其制备方法 |
| CN102560210A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-07-11 | 四川大学 | 一种Mg-Sn-Ca导热铸造镁合金 |
| EP3456851A2 (en) * | 2017-09-15 | 2019-03-20 | LG Electronics Inc. | High thermal conductive magnesium alloy and heat sink using the same |
-
2022
- 2022-11-10 CN CN202211409134.XA patent/CN115679172B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101982553A (zh) * | 2010-09-21 | 2011-03-02 | 华南理工大学 | 不含Al的耐热镁合金及其制备方法 |
| CN102560210A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-07-11 | 四川大学 | 一种Mg-Sn-Ca导热铸造镁合金 |
| EP3456851A2 (en) * | 2017-09-15 | 2019-03-20 | LG Electronics Inc. | High thermal conductive magnesium alloy and heat sink using the same |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 赵浩峰等.《镁钛合金成型加工中的物理冶金及与环境的作用》.中国科学技术出版社,2008,第182-183页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115679172A (zh) | 2023-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3650561B1 (en) | Plastic wrought magnesium alloy and preparation method thereof | |
| KR101264219B1 (ko) | 마그네슘계 합금 및 그 제조방법 | |
| CN110144499B (zh) | 一种用于5g通迅基站壳体的压铸铝合金及其制备方法 | |
| CN101709418B (zh) | 一种导热镁合金及其制备方法 | |
| CN106636806B (zh) | 一种细小晶粒中等强度铝合金及其制备方法与应用 | |
| CN109778027A (zh) | 一种高强度a356合金及其制备方法 | |
| CN104831133A (zh) | 一种汽车空调压缩机斜盘及其生产方法 | |
| CN109234552B (zh) | 一种压力下凝固制备高Cu含量Al-Cu合金的方法 | |
| CN113355565B (zh) | 一种适于挤压铸造的可耐高温焊接的铝合金及其制备方法 | |
| Lei et al. | Influence of solution treatment on microstructure and properties of in-situ Mg2Si/AZ91D composites | |
| Huang et al. | Microstructures and mechanical properties of Mg–Al–Sm series heat-resistant magnesium alloys | |
| Zhang et al. | Effect of Ti on microstructure and mechanical properties of die-cast Al-Mg-Zn-Si alloy | |
| CN113481395A (zh) | 一种改进铸造Al-Si系合金导热性能的复合处理方法 | |
| CN115679172B (zh) | 一种超高导热压铸镁合金及其制备方法 | |
| CN115652156B (zh) | 一种Mg-Gd-Li-Y-Al合金及其制备方法 | |
| CN113652565B (zh) | 一种高强度高导热镁合金的制备方法 | |
| CN113862529B (zh) | 一种铝合金及其制备方法 | |
| CN111020328B (zh) | 一种兼具高导热和电磁屏蔽性能的低成本镁合金及其制备加工方法 | |
| CN114686735A (zh) | 一种具有梯度结构变形铝合金及其制备方法 | |
| CN107587020B (zh) | 一种高导热镁合金及其制备方法 | |
| AA3003 | Effect of melt treatment on the microstructure and mechanical properties of an AA3003 aluminum alloy | |
| CN110607472A (zh) | 一种含Ce基混合稀土的高强度AZ81镁合金材料及其制备工艺 | |
| CN111218594A (zh) | 一种镁铍稀土压铸合金及其制备方法 | |
| CN114959387B (zh) | 一种高强度耐热铸造铝合金及其制备方法 | |
| CN114645167B (zh) | 铝合金铸件和制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |