[發明專利]一種同時改善壓鑄鋁合金導熱和力學性能的復合處理方法

有效

• 申請號: 201811481040.7
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109518041B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 杜軍;溫澄;吳東方;甘俊旗
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;深圳市建升科技股份有限公司
• 主分類號: C22C21/04
• 分類號: C22C21/04;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 44245 廣州市華學知識產權代理有限公司
• 代理人: 向玉芳<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種同時改善壓鑄鋁合金導熱和力學性能的復合處理方法。該方法先配制并熔化鋁合金，加入Al?B中間合金進行B化處理，控制處理溫度為700～730℃，攪拌至合金成分均勻，靜置保溫，控制B元素重量百分比為合金總重量的0.03～0.15％；向熔體中加入Al?Sr和Al?RE中間合金進行復合變質處理，控制處理溫度為680～720℃，攪拌至合金成分均勻，靜置保溫，控制Sr元素重量百分比為合金總重量的0.03～0.2％；精煉除渣處理，扒渣后出爐澆鑄成型，得到復合處理的鋁合金熔體。本發明工藝簡便易行，加入量易于控制，效果顯著，可實現壓鑄鋁合金的導熱和力學性能的同時改善和提高。

技術領域

本發明涉及一種鑄造鋁合金改性的復合處理方法，特別是涉及一種同時改善壓鑄鋁合金導熱和力學性能的復合處理方法。

背景技術

隨著新能源汽車、電子產品和信息通信等行業的迅速發展，汽車零部件、電子產品、通信器件(如基站散熱器)對小型化、輕量化和集成化要求也越來越高。特別是隨著5G通信時代即將到來，通信設備的運行功率和發熱量越來越高，單位體積設備的散熱越來越多。因此，適用于通信行業的高導熱材料開發及應用，已經成為提高通信設備散熱能力，從而降低電子元器件溫度和提高信號傳輸穩定性的關鍵。

Al-Si系鑄造鋁合金，具備優良的鑄造性能和力學性能等特點，同時兼具低成本、低密度和可成型復雜零件等優點，已被廣泛應用于生產通信設備的散熱器件等。目前，通信領域中常用的壓鑄鋁合金，主要是ADC12和A380鋁合金，其優點是壓鑄性能優異，力學性能較好。但是，這兩種合金的成分復雜，除Si外，還有含量較高的Cu、Fe、Mg、Mn、Cr等顯著降低鋁合金導熱性的元素。因此，該兩種合金的導熱性能較差，不能滿足面向5G通信時代的小型化、集成化器件的散熱要求。

金屬制品可以通過固溶強化、形變強化、細晶強化等手段提高其力學性能(如抗拉強度)，但這些方式會導致合金中電子的自由運動受到阻礙(即平均電子自由程變小，參與傳熱的電子數目減少)，從而使材料的導熱性能降低，對于鑄造鋁合金也不例外。專利(CN103526082A)提供了一種高導熱鑄造鋁合金的制備方法，該方法采用氧化鈷為變質劑，添加Ti、Zr元素，達到提高鑄造鋁合金熱導率的目的。但是，該方法制備的鋁合金力學性能較低，抗拉強度僅為139MPa，延伸率僅為3.9％。另外，專利(CN105177368A)提供了一種高導熱的壓鑄稀土鋁合金制備方法，該方法通過添加La、Y和Ce等稀土元素提高了壓鑄鋁合金的熱導率。但是，該方法制備的鋁合金的Si(0.5～2.0％wt)、Fe(0.2～0.6％wt)元素含量較低，不能滿足實際壓鑄生產的流動性和脫模性要求。雖然目前提出了很多提高Al-Si系鑄造鋁合金熱導率的方法，但是卻未能很好地解決壓鑄鋁合金導熱性能與力學、鑄造性能相互制約的問題。因此，亟待開發一種同時改善導熱和力學性能的方法，獲得一種兼具高導熱、優良力學性能的壓鑄鋁合金材料及其處理技術，以解決通信產品(如基站散熱器)的散熱問題。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點與不足，本發明提出一種針對Al-Si系鑄造鋁合金的多元復合處理方法，以達到同時改善壓鑄鋁合金的導熱和力學性能的目的。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

一種同時改善壓鑄鋁合金導熱和力學性能的復合處理方法，其特征在于包括以下步驟：

1)熔化鋁合金：將鋁合金熔化，或將純鋁與Al-Si和Al-Fe中間合金原料一起熔化，獲得鋁合金熔體；

2)熔體雜質沉降與熔體凈化：在步驟1)熔化的鋁合金熔體中加入Al-B中間合金進行B化處理，控制處理溫度為700～730℃，攪拌至合金成分均勻，靜置保溫；控制B元素重量百分比為合金總重量的0.03～0.15％；