[發明專利]一種高導熱鋁合金及其制備方法和散熱體

有效

• 申請號: 201711419010.9
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108265207B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 黃毅;凌筱燕;吳春林;裴連進;王順成
• 申請（專利權）人: 廣州金邦液態模鍛技術有限公司
• 主分類號: C22C21/04
• 分類號: C22C21/04;C22C1/03;C22F1/043;B22D18/02;H05K7/20;H01M2/02;H02K5/02;F21V29/89;F21Y115/10
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 胡楓

本發明公開一種高導熱鋁合金，包括：采用擠壓鑄造方法制備該高導熱鋁合金，所述高導熱鋁合金由以下質量百分比的成分組成：Si 4.5～5.5％，Mg 0.1～0.3％，Cu 0.1～0.2％，Ti 0.05～0.1％，Co 0.05～0.1％，Nd 0.01～0.02％，Te 0.005～0.01％，Fe≤0.15％，其余為Al和不可避免的其它雜質元素，其它雜質元素單個含量小于0.05％，總量小于0.15％。相應的，本發明還提供一種高導熱鋁合金的制備方法，以及選用上述高導熱鋁合金制成的散熱體。采用本發明，滿足擠壓鑄造各種對散熱性能要求較高的鋁合金零部件的生產需要。

技術領域

本發明涉及鋁合金材料技術領域，尤其涉及一種高導熱鋁合金及其制備方法，以及含有上述鋁合金材料的散熱體。

背景技術

鋁合金具有質量輕、強韌性好、耐腐蝕以及特有的金屬光澤等特性，廣泛應用于電子電器、通訊器材、照明器件、電動工具、汽車等領域，如智能手機、筆記本電腦、平板電腦等電子產品的外殼，LED燈的散熱背板和燈罩，無線通訊基站的散熱基板、濾波器和機柜外殼，電飯煲、電磁爐、熱水器的發熱盤，新能源汽車的動力電池外殼、控制電源機箱、驅動電機外殼等。隨著各種發熱器件功率的不斷增大，為了滿足發熱器件的散熱要求，對鋁合金的導熱性能也要求越來越高。

擠壓鑄造是將金屬液在擠壓力的直接作用下進行凝固成型的技術。擠壓鑄造技術具有強力補縮功能，可以消除縮孔、氣孔、熱裂等缺陷，擠壓鑄造件具有組織致密、可熱處理強化、力學性能高、尺寸精度高等優點。擠壓鑄造所具有的獨特技術優勢，非常適合于生產各種發熱器件的鋁合金零部件。但現有擠壓鑄造用鋁合金主要是Al-Si系鑄造鋁合金，如A356、ADC10、ADC12等。這些牌號的Al-Si系鑄造鋁合金雖然具有很好的鑄造流動性和機械加工性能，但導熱性能普遍較差，如A356鑄造鋁合金的導熱系數最高只有120W/(m·K)，而ADC12鑄造鋁合金的導熱系數最高只有100W/(m·K)，導致這些牌號的鑄造鋁合金很難滿足各種發熱器件的快速散熱功能要求，嚴重制約了擠壓鑄造技術在發熱器件鋁合金零部件上的應用。

因此，現有擠壓鑄造用鋁合金及擠壓鑄造方法仍有待改進和發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，提供一種鋁合金及其制備方法，滿足擠壓鑄造各種對散熱性能要求較高的鋁合金零部件的生產需要。

本發明要解決的技術問題還在于，提供一種散熱體，散熱性能好，使用壽命高。

為達到上述技術效果，本發明提供了一種高導熱鋁合金，其特點是采用擠壓鑄造方法制備該高導熱鋁合金，所述高導熱鋁合金由以下質量百分比的成分組成：Si 4.5～5.5％，Mg 0.1～0.3％，Cu 0.1～0.2％，Ti 0.05～0.1％，Co 0.05～0.1％，Nd 0.01～0.02％，Te 0.005～0.01％，Fe≤0.15％，其余為Al和不可避免的其它雜質元素，其中，Co與Nd的質量比為5:1，其它雜質元素單個含量小于0.05％，總量小于0.15％。

作為上述方案的改進，所述高導熱鋁合金的導熱系數大于150W/(m·K)，抗拉強度大于250MPa，伸長率大于8％。

相應的，本發明還提供一種高導熱鋁合金的制備方法，包括：

一、按照鋁合金的成分質量百分比進行配料；

二、在720～760℃加熱熔化步驟一的原料，攪拌熔化成鋁合金液，并進行精煉除氣除渣；

三、在澆注溫度為700～720℃、模具型腔溫度為200～300℃、擠壓比壓為80～120MPa、充型速度為0.05～0.15米/秒、保壓時間為10～20秒條件下，將鋁合金液擠壓鑄造成鋁合金；

四、將鋁合金在530～535℃固溶處理6～8小時，水淬后，在165～170℃時效處理4～6小時，隨爐冷卻后得到高導熱鋁合金。