[發明專利]一種具有高熱導率的稀土改性壓鑄鋁合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910376336.0
• 申請日: 2019-05-07
• 公開（公告）號: CN110079713B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 胡振光;甘培原;冀軍宇;韋德仕;何俞松
• 申請（專利權）人: 廣西國瑞稀鈧新材料科技有限公司
• 主分類號: C22C21/04
• 分類號: C22C21/04;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 南寧啟創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45122
• 代理人: 經國富

本發明公開了一種具有高熱導率的稀土改性壓鑄鋁合金材料及其制備方法，其成分按質量百分數計為：Si 7.0?11.0％、Fe 0.5?1.3％、Cu 0.5?2.5％、Mg 0.3?0.7％、Zn 0.3?0.7％、Sr 0.01?0.1％、La 0.05?0.1％、Ce 0.05?0.1％，余量為鋁。其制備方法包括：先將鋁鐵中間合金、鋁硅中間合金、銅和鋁裝入熔煉爐中進行熔煉，然后加入鋁鑭中間合金和鋁鈰中間合金，再加入鎂錠和鋅錠，最后加入鋁鍶中間合金，然后進行精煉，扒渣，澆鑄成錠，得到具有高熱導率的稀土改性壓鑄鋁合金材料。本發明通過科學合理地優化合金成分，添加稀土元素鑭、鈰與鍶，得到的稀土改性壓鑄鋁合金材料兼具高導熱性與優秀的力學性能。

技術領域

本發明涉及鋁合金材料技術領域，具體涉及一種具有高熱導率的稀土改性壓鑄鋁合金材料及其制備方法。

背景技術

鋁及其合金由于重量較輕，導熱率較高，成型性與耐腐蝕性好，以及成本低廉而成為目前使用最廣泛的散熱器材料。壓鑄(Die Casting或High Pressure Die Casting)技術因其較高的生產效率，可生產薄壁復雜形狀工件等特點而廣泛用于鋁合金散熱器制造，目前大多數CPU、顯卡、LED燈等器件的散熱器均使用壓鑄技術生產，其材料則采用專用的壓鑄鋁合金。但是受制于專利技術的封鎖，國內高端的高導熱壓鑄鋁合金材料基本依賴進口。國外的高導熱壓鑄鋁合金產品已歷經兩代，正走向第三代，而我國目前仍在使用第一代產品ADC12合金，其熱導率僅為90W/mK，技術遠落后于國外。因此，開發全新的具有高熱導率，鑄造性能優秀的壓鑄鋁合金，以滿足工業領域對于高導熱材料的迫切需求十分必要。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種具有高熱導率的稀土改性壓鑄鋁合金材料及其制備方法。本發明通過科學合理地優化合金成分，添加稀土元素鑭、鈰與鍶對鋁硅系鑄造合金的硅與富鐵相進行變質處理，開發出一種鑄造性能優秀，無需進行熱處理，兼具高導熱性與優秀力學性能的壓鑄鋁合金材料。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種具有高熱導率的稀土改性壓鑄鋁合金材料，其成分及重量百分比為：Si 7.0-11.0％、Fe 0.5-1.3％、Cu 0.5-2.5％、Mg 0.3-0.7％、Zn 0.3-0.7％、Sr 0.01-0.1％、La0.05-0.1％、Ce 0.05-0.1％，余量為鋁。

作為技術方案的優選，其成分及重量百分比為：Si 9.0-10.0％、Fe 0.6-0.8％、Cu1.25-2.0％、Mg 0.5-0.6％、Zn 0.5-0.6％、Sr 0.02-0.05％、La 0.05-0.08％、Ce 0.05-0.08％，余量為鋁。

作為技術方案的優選，其各組成元素的純度均≥99.9％。

一種如上所述的具有高熱導率的稀土改性壓鑄鋁合金材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將鋁鐵中間合金、鋁硅中間合金、銅錠和鋁錠裝入熔煉爐中，鋁錠分別放在底部與頂部，中間依次是鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金和銅錠，設置熔煉溫度為700-760℃，爐料完全熔化后得到熔體Ⅰ；

(2)向熔體Ⅰ中加入鋁鑭中間合金和鋁鈰中間合金進行熔煉，爐料完全熔化后得到熔體Ⅱ；

(3)向熔體Ⅱ中加入鎂錠和鋅錠進行熔煉，爐料完全熔化后得到熔體Ⅲ；

(4)向熔體Ⅲ中加入鋁鍶中間合金進行熔煉，爐料完全熔化后得到熔體Ⅳ；

(5)對熔體Ⅳ進行爐前成分檢測，成分合格后對熔體Ⅳ進行精煉，向熔體Ⅳ內通入氬氣，設置精煉溫度為720-740℃，時間為15-30min；若成分不合格，則補充相應元素的中間合金或金屬，直至成分合格，再進行精煉；

(6)精煉結束后靜置15-20min，扒渣，然后澆鑄成錠，澆鑄溫度為690-710℃，得到具有高熱導率的稀土改性壓鑄鋁合金材料。