[發明專利]一種高導熱耐腐蝕壓鑄鋁合金及其制備工藝

在審

• 申請號: 201510563315.1
• 申請日: 2015-09-08
• 公開（公告）號: CN105112737A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 周銀鵬;汪時宜;諶曉勇;羅云斌;趙華;曾小勤
• 申請（專利權）人: 蘇州慧馳輕合金精密成型科技有限公司
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C21/02;C22C21/08;C22C1/03
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 滕詣迪

技術領域

本發明涉及一種導熱性能好高強度，耐腐蝕，且適合于壓鑄的新型鋁合金及制備方法，屬于金屬材料領域。

背景技術

隨著節能減排和綠色低碳需求，汽車和通訊行業對輕量化材料和技術提出了越來越高的需求。壓鑄是生產汽車和通訊行業零配件最常用的鑄造工藝。通訊、電子和汽車行業的鋁鎂合金構件都在向著薄壁化、高導熱、耐腐蝕方向發展，這為新型鋁合金材料開發發展提供了契機。

在通訊行業，隨著3G和4G通訊設備的發展，在通訊基站上面需要更多更輕量化的鋁合金產品，包括散熱器、機柜、濾波器等等，這些產品已經大量采用常規壓鑄鋁合金ADC12生產。但是隨著發射功率的大幅度提高和輕量化的更大需求，這些產品希望能夠采用壁厚更薄、散熱性更好的壓鑄鋁合金材料。LED行業也是如此，由于LED燈具的工作溫度嚴重影響燈具的使用壽命，因此采用散熱良好的鋁合金壓鑄燈罩是LED行業追求的目標，日本三菱為此開發了5種鋁合金材料代替常規ADC12鋁合金。新能源汽車產業的飛速發展也對具有高散熱高強度的壓鑄鋁合金提出了新的需求，包括控制器機箱、驅動電機這些電動汽車和混合動力汽車必備的零部件，ADC12鋁合金的散熱性能都不能滿足要求。

目前，在這些行業采用鋁合金壓鑄面臨這較大的技術難度，首先ADC12壓鑄鋁合金材料的導熱系數只有90左右，遠遠低于純鋁的237。此外，由于ADC12鋁合金含有約10%左右的Si元素，導致耐腐蝕性能下降，并且陽極氧化困難。

因此高導熱耐腐蝕的壓鑄鋁合金發展將立足于降低Si含量，并通過微合金化的途徑添加Mg、Zn、RE等元素改善耐腐蝕性能和散熱性的元素。

發明內容

1、本發明的目的。

本發明的目的是提供一種新型高導熱耐腐蝕鋁合金的制備方法，該鋁合金材料在20℃，導熱系數大于175W/(m.K),抗拉強度大于170Mpa,屈服強度大于130MPa,延伸率大于2%。可用于汽車和通訊行業對導熱性和耐腐蝕性要求較高的結構件上面，與常規鋁合金相比，具有較高的導熱系數和耐腐蝕性等優點。

2、本發明所采用的技術方案。

為制備高導熱耐腐蝕鋁合金，本發明采用以下技術方案：

一種高導熱耐腐蝕鋁合金，該鋁合金的成分含量為：Si的含量1.5?5wt.%，Mg的含量為1.0?3wt.%，Zn的含量為0.01?0.5%，Sr的含量為0.05?0.1%，其余為鋁和其它雜質元素，其它雜質元素含量小于0.005%。

在本發明的高導熱耐腐蝕鋁合金，所述的Si的含量優選為1.5?5wt.%。

在本發明的高導熱耐腐蝕鋁合金，所述的Mg的含量優選為1.0?3wt.%。

在本發明的高導熱耐腐蝕鋁合金，所述的Zn的含量優選為0.01?0.5wt.%。

在本發明的高導熱耐腐蝕鋁合金，所述的Sr的含量優選為0.05?0.1wt.%。

在本發明的高導熱耐腐蝕鋁合金，所述的Zn的含量優選為0.01?3wt.%。

在本發明的高導熱耐腐蝕鋁合金，其它雜質元素含量小于0.005%。

本發明提供的高導熱耐腐蝕鋁合金制備方法，主要操作步驟如下所示：

根據產品需求，Si元素可以以純Si或者Al-Si中間合金形式加入，Mg元素可以Mg錠形式或者Mg-AL中間合金形式加入，Zn元素可以以純Zn或者Al-Zn中間合金形式加入,Sr以中間合金Al-Sr中間合金形式加入。上述合金元素加入時需要考慮合金的燒損率，保證燒損后的合金元素比例在發明專利要求元素比例范圍之內。

配料和清洗坩堝，根據要熔煉合金的量，考慮燒損率后計算加入合金的質量，表面有油膩的需要清洗，合金錠需要在烘箱內烘干。坩堝要清洗和烘干，防止上次熔煉殘余料對合金元素的比例造成影響。

將純鋁錠放入井式爐坩堝內，加熱坩堝進行熔煉，鋁液溫度控制在700-730℃之間

待鋁液溫度達到710℃時，將烘干后的Al-Si中間合金加入到鋁液中，鋁液升溫至730℃，保溫10分鐘后，將Al-Mg,Al-Zn中間合金一起加入到鋁液中，保溫5分鐘后，加入Al-Sr中間合金，保溫15分鐘，保證加入的中間合金全部熔化。

鎂液升溫至750℃以上，開始加入鋁合金中間合金進行精煉，精煉過程中用精煉勺上下攪拌5分鐘至合金精煉充分。精煉降溫至730℃保溫、靜置，使夾雜物充分的上浮或者下沉，然后進行拔渣。

鋁液溫度730℃時進行變質，加入AL-Ti-B變質劑進行變質處理，攪拌充分后靜置15分鐘。靜置后拔渣，去除表面氧化皮和底部雜質。