WO2021003939A1 - 铝合金及其制备方法和铝合金结构件 - Google Patents

铝合金及其制备方法和铝合金结构件 Download PDF

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Abstract

一种铝合金及其制备方法和铝合金结构件，基于所述铝合金的总质量，按照质量百分比计，所述铝合金包括：9-12％的Si；8-11％的Zn；0.5-1.5％的Mg；0.2-0.8％的Cu；0-0.6％的Fe；0.08-0.25％的Mn；0-0.10％的Sr；0-0.05％Sc；0-0.5％的Er；及73.2-82.22％的Al。

Description

铝合金及其制备方法和铝合金结构件 技术领域
本公开涉及材料技术领域，具体的，涉及铝合金及其制备方法和铝合金结构件。
背景技术
压铸是铝合金基本的成型方法之一，可用于复杂结构件产品设计。压铸铝合金最常用的是由日本工业标准JISH5302规定的Ai-Si-Cu系压铸用合金的ADC12，其材料流动成型性能好、成型工艺窗口大、性价比高，已广泛用于铝合金压铸产品。ADC12具有密度低、比轻度高等优点，可用于压铸壳体、小尺寸薄型或支架等。但其压铸的产品强度及导热性能一般，其抗拉强度为230-250MPa，屈服强度为160-190MPa，延伸率<3％，导热率(即导热系数)为96W/m·K，易导致产品变形、发热等问题，难以满足现有手机、笔记本电脑等产品的强度及散热需求。
因而，目前的铝合金相关技术仍有待改进。
公开内容
本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本公开的一个目的在于提出一种兼具机械性能、导热性能和压铸性能的铝合金。
在本公开的一个方面，本公开提供了一种铝合金。根据本公开的实施例，基于所述铝合金的总质量，按照质量百分比计，所述铝合金包括：9-12％的Si；8-11％的Zn；0.5-1.5％的Mg；0.2-0.8％的Cu；0-0.6％的Fe；0.08-0.25％的Mn；0-0.10％的Sr；0-0.05％Sc；0-0.5％的Er；及73.2-82.22％的Al。该铝合金同时具有良好的强度、导热性能和压铸性能，可以满足对导热、强度要求高的结构件的使用要求，适宜用于3C产品结构件、汽车散热器、涡轮盘、照明设备等的制造。
在本公开的另一方面，本公开提供了一种制备前面所述的铝合金的方法。根据本公开的实施例，该方法包括：将铝、含硅原料、含铜原料、含铁原料、含锰原料、含锶原料、含钪原料、含铒原料、含锌原料和含镁原料加热融化，得到铝合金液；对所述铝合金液依次进行搅拌、精炼和浇铸处理，得到所述铝合金。该方法操作简单、方便，易于工业化实施，且得到的铝合金具有高导热性能的同时，兼具良好的力学性能和压铸性能。
在本公开的另一方面，本公开提供了一种铝合金结构件。根据本公开的实施例，该铝 合金结构件的至少一部分是利用前面所述的铝合金构成的。该铝合金结构件具有前面所述的铝合金的全部特征和优点，在此不再一一赘述。
具体实施方式
下面详细描述本公开的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本公开的一个方面，本公开提供了一种铝合金。根据本公开的实施例，基于所述铝合金的总质量，按照质量百分比计，所述铝合金包括：9-12％的Si；8-11％的Zn；0.5-1.5％的Mg；0.2-0.8％的Cu；0-0.6％的Fe；0.08-0.25％的Mn；0-0.10％的Sr；0-0.05％Sc；0-0.5％的Er；及73.2-82.22％的Al。
具体的，该铝合金中Si元素的具体含量可以为9％、10.5％、11.5％、12％等，Si元素作为主要力学强化元素，可以溶入Al中形成α-Al固溶体及Al-Si共晶或亚共晶相，在提高铝合金力学性能的同时，保证压铸流动性，兼顾批量生产的良率问题。但Si的加入会致使铝合金导热率下降，因此必须控制其含量，Si在上述含量范围内，可以使得铝合金同时具备较好的力学性能、导热率和压铸性能，如果Si含量过少，铝合金的力学性能和压铸性能较差，如果Si含量过多，则铝合金的导热率较低。
具体的，该铝合金中Zn的具体含量可以为8％、9.5％、10.5％、11％等。固溶态的Zn可缓缓析出，形成自然时效强化。而且，固溶态的Zn对Al的导热率影响较小，Zn在上述含量范围内，可以在达到强化效果的同时保证较好的导热率。如果Zn含量过低，则铝合金的力学性能不佳，而如果Zn含量过高，则影响铝合金的导热率，铝合金的导热率较低。
具体的，该铝合金中Mg的具体含量可以为0.05％、0.08％、0.12％、0.15％等。Mg与Si可形成Mg 2Si强化相，可与Zn、Al形成MgZn 2、AlMg 3Zn 2等强化相，具有显著的强化作用，少量加入即可显著提高铝合金强度。但Mg含量过高时，铝合金韧性和塑性下降，且会大幅度降低铝合金导热率。发明人经过试验验证后发现，Mg在上述含量范围内，可以使得铝合金具有优异的力学性能的同时，导热率不会受到负面影响，仍然保持较好的导热性能。
具体的，该铝合金中Cu的具体含量可以为0.2％、0.5％、0.7％、0.8％等。Cu可融入Al-Zn-Mg相及铝基体中，形成超硬相。但过多的Al-Zn-Mg-Cu相会导致铝合金断裂韧性、延伸率降低。而Cu在上述含量范围内，可以在有效增强铝合金的同时，不会对铝合金的断 裂韧性、延伸率有过多影响，使得铝合金兼具良好的强度、断裂韧性和延伸率。
具体的，该铝合金中可以含有Fe或不含有Fe，该铝合金中Fe的具体含量可以为0％、0.2％、0.4％、0.6％等。Fe元素可以防止铝合金压铸过程中粘模，但过量的Fe将导致铝合金中形成针状或片状Al-Si-Fe相，割裂晶粒，使铝合金的韧性降低，导致产品断裂。Fe在上述含量范围内，既能够保证铝合金具有良好的不粘模的性能，还不会影响铝合金的力学性能。
具体的，该铝合金中Mn的具体含量可以为0.08％、0.15％、0.25％等。Mn可以起到补充强化的作用，比等量的Mg效果更好，同时，Mn可以与Al、Fe形成(Fe、Mn)Al 6相，使合金具有较好的强塑性，但Mn会显著降低铝合金的导热性能，应限制其加入。经过试验验证，Mn在上述含量范围内，既能够很好的起到补充强化的作用，使得铝合金具有理想的力学性能，同时不会影响铝合金的导热性能，使得该铝合金兼具理想的力学性能和导热性能。
进一步的，Fe与Mn的比例可以为(2.5-3.5):1(具体如2.5:1、3.0:1、3.5:1等)。由此，Mn可以更好的将针状铁相转化为骨骼状，消除对铝合金的割裂作用，各元素之间可以更好的配合、协同作用，使得铝合金的使用性能更佳。
具体的，本公开的铝合金可以含有Sr或不含有Sr。该铝合金中Sr的具体含量可以为0％、0.01％、0.05％、0.1％等。Sr可以作为变质剂加入到铝合金中，可以细化α-Al固溶体以及针状的Si相，改善铝合金组织，净化晶界，减小合金内电子运动的阻力，从而进一步提升铝合金的导热性能和力学性能，但Sr过量则形成脆性相，降低铝合金力学性能。Sr在上述含量范围内，能够更好地提高铝合金的导热性能和力学性能。
具体的，本公开的铝合金可以含有或不含有Sc或/和Er，即该铝合金可以既不含有Sc也不含有Er、只含有Sc但不含有Er、不含有Sc只含有Er或者同时含有Sc和Er。本公开的发明人发现，Sc、Er稀土元素的加入可有效改善本公开铝合金的力学性能。稀土元素的加入有利于净化铝合金液，细化晶粒，改善组织，从而提高铝合金的综合性能。考虑到铝合金的成本，以铝合金的总量为基准，以重量百分比计，所述铝合金中稀土元素Sc的含量在0.05％以下(如0％、0.03％、0.05％等)，具体可以为0.015-0.025％范围内。进一步的，Er的价格约为Sc的1/(20-25)，可大量加入代替Sc的功效，以大幅度降低铝合金的成本，具体的，以铝合金的总量为基准，以重量百分比计，所述铝合金中稀土元素Er的含量在0.5％以下，(如0％、0.2％、0.5％等)具体可以为0.15-0.35％范围内。
具体的，本公开的铝合金中铝的具体含量可以为73.2％、76％、79％、82％、82.22％等。
本领域技术人员可以理解，相关技术中，对于铝合金而言，强度和导热率之间存在负 相关关系，往往铝合金强度越高、则导热率越低。而本公开提供的压铸铝合金可以在提高铝合金强度以外，保证材料有较高的导热性能和压铸性能，可以满足对导热、强度要求高的结构件的使用要求，适宜用于3C产品结构件、汽车散热器、涡轮盘、照明设备等的制造。
根据本公开的实施例，基于所述铝合金的总质量，按照质量百分比计，所述铝合金包括：10-11％的Si；9.5-10.5％的Zn；0.7-1％的Mg；0.35-0.65％的Cu；0.35-0.5％的Fe；0.12-0.18％的Mn；0.02-0.05％的Sr；0.015-0.025％Sc；0.15-0.35％的Er；及75.745-78.795％的Al。在该范围内，铝合金的导热性能、力学性能和压铸性能相对更佳。
根据本公开的实施例，基于所述铝合金的总质量，按照质量百分比计，所述铝合金满足以下条件的至少一种：杂质元素单个元素的含量小于0.01％；所述杂质元素的总含量小于0.1％。具体的，由于原料的纯度很难达到100％，且制备过程中也很可能引入杂质，因此铝合金中通常均含有不可避免的杂质(如Ca、P、Zr、Cr、Pb、Be、Ti、Ni等)，在本公开中，铝合金中杂质元素单个元素的含量具体可以为0.01％、0.009％、0.008t％、0.007％、0.006％、0.005％、0.004％、0.003％、0.002％、0.001％等等，而杂质元素的总含量具体可以为0.1％、0.09％、0.08％、0.07％、0.06％、0.05％、0.04％、0.03％、0.02％、0.01％等。具体的，以铝合金中含有Ti、Zr和Ni三种杂质元素为例，Ti、Zr和Ni中每一种元素的含量均小于0.01％，而Ti、Zr和Ni三种元素的含量之和小于0.1％。由此，可以很好的保证铝合金的各项性能满足要求，不会对铝合金产生负面影响。
根据本公开的实施例，基于所述铝合金的总质量，按照质量百分比计，所述铝合金由以下组分构成：9-12％的Si；8-11％的Zn；0.5-1.5％的Mg；0.2-0.8％的Cu；0-0.6％的Fe；0.08-0.25％的Mn；0-0.10％的Sr；0-0.05％Sc；0-0.5％的Er；及余量的Al。具有上述组分和配比的铝合金，同时兼具良好的导热性能、力学性能和压铸性能，能够满足高强度和高导热性能要求，适于制备3C产品结构件、汽车散热器、涡轮盘、照明设备等。
根据本公开的实施例，基于所述铝合金的总质量，按照质量百分比计，所述铝合金由以下组分构成：10-11％的Si；9.5-10.5％的Zn；0.7-1％的Mg；0.35-0.65％的Cu；0.35-0.5％的Fe；0.12-0.18％的Mn；0.02-0.05％的Sr；0.015-0.025％Sc；0.15-0.35％的Er；及余量的Al。具有上述组分和配比的铝合金，导热性能、力学性能和压铸性能相对更佳，更加适宜制备3C产品结构件、汽车散热器、涡轮盘、照明设备等。
根据本公开的实施例，该铝合金满足以下条件的至少一种：屈服强度大于或等于245MPa，具体可以为245～270MPa(如250MPa、260MPa、270MPa、等)，抗拉强度大于或等于390MPa，具体可以为390～420MPa(如390MPa、400MPa、410MPa、420MPa等等)，延伸率大于或等于3％，具体可以为3～4％(如3％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％、3.5％、 3.8％、4.0％等)，导热率大于或等于125W/m.K，具体可以为125～140W/m.K(如125W/m.K、130W/m.K、140W/m.K等等)。具体的，该铝合金满足上述任意一个条件、任意两个条件、任意三个条件或者全部四个条件，一些具体实施例中，该铝合金可以满足上述全部四个条件。由此，该铝合金同时具备良好的强度、导热性能和压铸性能，可满足高强度和高导热的发展需求，用于3C产品结构件、汽车散热器、涡轮盘、照明设备等的制造。
在本公开的另一方面，本公开提供了一种制备前面所述的铝合金的方法。根据本公开的实施例，该方法包括：将铝、含硅原料、含铜原料、含铁原料、含锰原料、含锶原料、含钪原料、含铒原料、含锌原料和含镁原料加热融化，得到铝合金液；对所述铝合金液依次进行搅拌、精炼和浇铸处理，得到所述铝合金。该方法操作简单、方便，易于工业化实施，且得到的铝合金具有高导热性能的同时，兼具良好的力学性能和压铸性能。
根据本公开的实施例，上述方法可以具体包括：将铝和所述含硅原料加热熔化，并加入所述含铜原料、所述含铁原料、所述含锰原料、所述含锶原料、所述含钪原料和所述含铒原料后加热熔化，得到第一铝合金液；向所述第一铝合金液中加入所述含锌原料并加热融化，然后进行除渣处理，得到第二铝合金液；在保护气氛下，向所述第二铝合金液中加入所述含镁原料并加热融化，得到第三铝合金液；对所述第三铝合金液依次进行搅拌、精炼和浇铸处理，得到所述铝合金。
根据本公开的实施例，上述各原料的提供形式没有特别限制，可以根据实际需要灵活选择，例如，铝可以以铝锭形式提供，含硅原料、含铜原料、含铁原料、含锰原料、含锶原料、含钪原料、含铒原料、含锌原料和含镁原料则可以以单质或者中间合金的形式提供。本公开的一些具体实施例中，该方法可以包括：将铝锭和铝硅中间合金加热熔化，并加入铝铜、铝铁、铝锰、铝锶、铝钪和铝铒中间合金后加热熔化，得到第一铝合金液；向所述第一铝合金液中加入锌锭并加热融化，然后进行除渣处理，得到第二铝合金液；在保护气氛下，向所述第二铝合金液中加入镁锭并加热融化，得到第三铝合金液；对所述第三铝合金液依次进行搅拌、精炼和浇铸处理，得到所述铝合金。该方法操作简单、方便，易于工业化实施，且得到的铝合金具有高导热性能的同时，兼具良好的力学性能和压铸性能。
具体的，上述方法可以包括以下步骤：以纯铝锭、Al-Si中间合金、纯Zn锭、纯Mg锭、Al-Cu中间合金、Al-Fe中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Sr中间合金、Al-Sc中间合金、Al-Er中间合金为原料，按照配比称量原材料，然后将纯铝锭、Al-Si中间合金放入坩埚中熔炼合金，待完全熔化后放入Al-Cu中间合金、Al-Fe中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Sr中间合金、Al-Sc中间合金、Al-Er中间合金，继续加热，直到中间合金全部熔化，在加入纯Zn锭直至完全融化，将铝合金液的温度控制在730-750℃(如730℃、735℃、740℃、 745℃、750℃等)，搅拌5-8分钟(如5分钟、6分钟、7分钟、8分钟等)，去除铝液表层的浮渣，然后加入纯Mg锭，并通入保护气体，待完全融化后将铝合金液搅拌均匀，检测并调整各元素成分含量直至达到要求的范围，进行精炼处理3-5min。待合金液温度冷却到700℃左右时浇入到合金模具中形成合金铸锭，再通过常规压铸的方式获得所需的铝合金结构件产品。
在本公开的另一方面，本公开提供了一种铝合金结构件。根据本公开的实施例，该铝合金结构件的至少一部分是利用前面所述的铝合金构成的。该铝合金结构件兼具良好的强度和理想的导热性能，同时可以通过简单的压铸工艺进行成型，使用效果佳，制备成本低，即使在具有较薄的厚度时，仍然具有较佳的使用效果。
根据本公开的实施例，所述铝合金结构件包括3C产品结构件、汽车散热器结构件、涡轮盘结构件、照明设备结构件中的至少一种。具体可以为手机中框、手机后盖、手机中板等结构件。由此，该结构件具有较好的力学强度、塑性和导热性能，能够很好的满足用户对产品高强度、高导热性能的要求，提高用户体验。
下面详细描述本公开的实施例。
实施例1
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照下述提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体A1，其主要元素的重量含量如表1。
铝合金熔炼制备方法：
将纯铝锭、Al-Si中间合金放入坩埚中熔炼合金，待完全熔化。放入Al-Cu中间合金、Al-Fe中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Sr中间合金、Al-Sc中间合金、Al-Er中间合金，继续加热，直到中间合金全部熔化。加入纯Zn锭直至完全融化，将铝合金液的温度控制在730-750℃，搅拌5-8分钟，去除铝液表层的浮渣，然后加入纯Mg锭，并通入保护气体，待完全融化。将铝合金液搅拌均匀，检测并调整各元素成分含量直至达到要求的范围，进行精炼处理3-5min。待合金液温度冷却到700℃左右时浇入到合金模具中形成合金铸锭，再通过常规压铸的方式获得所需的铸件产品。
实施例2
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体A2，其主要元素的重量含量如表1。
实施例3
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体A3，其主要元素的重量含量如表1。
实施例4
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体A4，其主要元素的重量含量如表1。
实施例5
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体A5，其主要元素的重量含量如表1。
实施例6
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体A6，其主要元素的重量含量如表1。
实施例7
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体A7，其主要元素的重量含量如表1。
实施例8
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体A8，其主要元素的重量含量如表1。
实施例9
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体A9，其主要元素的重量含量如表1。
实施例10-33
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体A9-A33，其主要元素的重量含量如表1。
对比例1
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B1，其主要元素的重量含量如表1。
对比例2
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B2，其主要元素的重量含量如表1。
对比例3
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B3，其主要元素的重量含量如表1。
对比例4
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B4，其主要元素的重量含量如表1。
对比例5
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B5，其主要元素的重量含量如表1。
对比例6
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B6，其主要元素的重量含量如表1。
对比例7
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B7，其主要元素的重量含量如表1。
对比例8
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B8，其主要元素的 重量含量如表1。
对比例9
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B9，其主要元素的重量含量如表1。
对比例10
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B10，其主要元素的重量含量如表1。
对比例11
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B11，其主要元素的重量含量如表1。
对比例12
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B12，其主要元素的重量含量如表1。
对比例13
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B13，其主要元素的重量含量如表1。
对比例14
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B14，其主要元素的重量含量如表1。
对比例15
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B15，其主要元素的重量含量如表1。
对比例16
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供 的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B16，其主要元素的重量含量如表1。
对比例17
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B17，其主要元素的重量含量如表1。
对比例18
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B18，其主要元素的重量含量如表1。
对比例19
经配料计算后，按重量称取各标准中间合金及金属单质，然后按照实施例1提供的铝合金熔炼制备方法获得铸锭，压铸得到本公开的铝合金压铸体B19，其主要元素的重量含量如表1。
表1(单位wt％)
Figure PCTCN2019118477-appb-000001
Figure PCTCN2019118477-appb-000002
Figure PCTCN2019118477-appb-000003
力学性能测试
本测试用于测定实施例1-33与对比例1-19中获得的铝合金在室温下的力学性能。参照《GB/T 228.1-2010金属材料拉伸试验第一部分：室温试验方法》测试抗拉强度、屈服强度和延伸率，具体结果见表2。
导热性能测试
本测试用于测定实施例1-33与对比例1-19中获得的铝合金在室温下的导热性能。参照《ASTM E1461闪光法测定热扩散系数的标准方法》测试，具体结果见表2。
杂质含量测试：
通过激光直读光谱对上述实施例1-33中得到的铝合金中各组分的含量进行测试，所有铝合金中的杂质总含量均在0.1％以下，单个杂质元素的含量均在0.01％以下。
表2
Figure PCTCN2019118477-appb-000004
Figure PCTCN2019118477-appb-000005
Figure PCTCN2019118477-appb-000006
由上表数据可知，本公开的铝合金力学性能(屈服强度和抗拉强度)、延伸率和导热系数均较高，其中实施例16-17、20、23-24、27和30中的铝合金的上述性能更佳，而根据对比例4和6可知，硅含量过低，则力学性能和延伸率较差，硅含量过高，力学性能有所提升，但导热系数下降明显；根据对比例1-19可知，如果各组分的含量不在本申请的保护范围之内，则铝合金的力学性能(屈服强度和抗拉强度)、延伸率和导热系数无法兼顾，要么上述性能均不好，要么上述某一个或某两个性能好，另外的性能不佳，无法很好地平衡力学性能(屈服强度和抗拉强度)、延伸率和导热系数。综上可知，本公开的铝合金通过各组分和配比的调整，使其相互配合、协同作用，使得铝合金同时具有较佳的力学性能、延伸率和导热系数，能够很好的满足高强度、高导热性能和韧性(延伸率)的使用要求，适于制备3C产品结构件、汽车散热器结构件、涡轮盘结构件、照明设备结构件等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (17)

  1. 一种铝合金，其特征在于，基于所述铝合金的总质量，按照质量百分比计，所述铝合金包括：
    9-12％的Si；
    8-11％的Zn；
    0.5-1.5％的Mg；
    0.2-0.8％的Cu；
    0-0.6％的Fe；
    0.08-0.25％的Mn；
    0-0.10％的Sr；
    0-0.05％Sc；
    0-0.5％的Er；及
    73.2-82.22％的Al。
  2. 根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，基于所述铝合金的总质量，按照质量百分比计，所述铝合金包括：
    10-11％的Si；
    9.5-10.5％的Zn；
    0.7-1％的Mg；
    0.35-0.65％的Cu；
    0.35-0.5％的Fe；
    0.12-0.18％的Mn；
    0.02-0.05％的Sr；
    0.015-0.025％Sc；
    0.15-0.35％的Er；及
    75.745-78.795％的Al。
  3. 根据权利要求1或2所述的铝合金，其特征在于，基于所述铝合金的总质量，按照质量百分比计，所述铝合金中，杂质元素单个元素的含量小于0.01％。
  4. 根据权利要求1-3中任一项所述的铝合金，其特征在于，基于所述铝合金的总质量，按照质量百分比计，所述铝合金中的所述杂质元素的总含量小于0.1％。
  5. 根据权利要求1-4中任一项所述的铝合金，其特征在于，Fe和Mn的质量比为(2.5-3.5):1。
  6. 根据权利要求1-5中任一项所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金的屈服强度大于或等于245MPa。
  7. 根据权利要求6所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金的屈服强度为245～270MPa。
  8. 根据权利要求1-7中任一项所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金的抗拉强度大于或等于390MPa.
  9. 根据权利要求8所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金的抗拉强度为390～420MPa。
  10. 根据权利要求1-9中任一项所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金的延伸率大于或等于3％。
  11. 根据权利要求10所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金的延伸率为3～4％。
  12. 根据权利要求1-11中任一项所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金的导热率大于或等于125W/m.K。
  13. 根据权利要求12所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金的导热率为125～140W/m.K。
  14. 一种制备权利要求1-13中任一项所述的铝合金的方法，其特征在于，包括：
    将铝、含硅原料、含铜原料、含铁原料、含锰原料、含锶原料、含钪原料、含铒原料、含锌原料和含镁原料加热融化，得到铝合金液；
    对所述铝合金液依次进行搅拌、精炼和浇铸处理，得到所述铝合金。
  15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包括：
    将铝和所述含硅原料加热熔化，并加入所述含铜原料、所述含铁原料、所述含锰原料、所述含锶原料、所述含钪原料和所述含铒原料后加热熔化，得到第一铝合金液；
    向所述第一铝合金液中加入所述含锌原料并加热融化，然后进行除渣处理，得到第二铝合金液；
    在保护气氛下，向所述第二铝合金液中加入所述含镁原料并加热融化，得到第三铝合金液；
    对所述第三铝合金液依次进行搅拌、精炼和浇铸处理，得到所述铝合金。
  16. 一种铝合金结构件，其特征在于，所述铝合金结构件的至少一部分是利用权利要求1-15中任一项所述的铝合金构成的。
  17. 根据权利要求16所述的铝合金结构件，其特征在于，所述铝合金结构件包括3C产品结构件、汽车散热器结构件、涡轮盘结构件、照明设备结构件中的至少一种。
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