[發明專利]一種低硅高導熱壓鑄鋁合金及其制備方法

有效

• 申請號: 202110020336.4
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112626391B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 宋成猛
• 申請（專利權）人: 重慶慧鼎華創信息科技有限公司;上海交通大學重慶研究院
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/02;C22F1/043
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 劉楨

本發明公開了一種低硅高導熱壓鑄鋁合金及其制備方法，按質量百分比計算，包括如下組分：Si為1.5%～3％；Fe為0.4%～1.3％；Sr為0~0.1%；還包括0~1%的RE；雜質元素總和小于0.15%；余量為Al。本發明所述鋁合金對Si和Fe的含量進行了調整，使其保持在低含量的狀態，降低其對鋁合金導熱率的不良影響，同時使鋁合金仍然具有較高的壓鑄工藝性，可以在670℃~720℃進行壓鑄。

技術領域

本發明涉及鋁合金材料技術領域，具體涉及一種低硅高導熱壓鑄鋁合金及其制備方法。

背景技術

當前，3C產品、汽車通訊電子等領域均面臨著日益增加的輕量化壓力。同時，一些零部件對材料的導熱性能往往有較高的要求，尤其是散熱器件，以保證和提高產品的壽命及工作穩定性。

鋁合金具有良好的綜合性能，其密度小、強度高、導電導熱性好、加工簡單等優點較好地滿足了產品結構及散熱要求，因此被廣泛應用于汽車、電子及通訊等領域。純鋁在室溫下的熱導率較高，約為238W/(m·K)，隨著合金元素的增加，鋁合金的熱導率逐漸降低，且不同元素對合金熱導率的影響大不相同。這主要是由金屬的自由電子導熱機制所決定的，鋁合金的導熱特性與組織中的晶格畸變程度、缺陷、雜質、相組成及分布等有關。

其中，壓鑄成型工藝相較于擠壓、鍛造、沖壓等成型工藝，具有生產效率高、成本較低、尺寸精度高、力學性能優異、可以成型形狀復雜和輪廓清晰的薄壁深腔鑄件等特點，作為一種高速、高壓的近終成型工藝，特別適合于導熱散熱器件的集成化設計和一體成型。

然而，目前用于壓鑄生產薄壁殼體類通信、電子和交通領域零部件材料主要為AlSi12（Fe），由于該合金中Si10.5~13.5%固溶于鋁基體中顯著降低了鋁合金的導熱系數，而且還加入了一定量的Mg、Mn，Cu等合金元素，大大降低了該合金中的導熱系數，使其導熱系數一般不超過160W/(m·K)，但如果提高了導熱系數往往會影響其壓鑄工藝性，不利于壓鑄加工。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種低硅高導熱壓鑄鋁合金及其制備方法，以解決現有技術無法同時提高鋁合金導熱系數和壓鑄工藝性的問題。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種低硅高導熱壓鑄鋁合金，按質量百分比計算，包括如下組分：

Si為1.5%～3％；Fe為0.4%～1.3％；Sr為0~0.1%；還包括0~1%的RE；雜質元素小于0.15%；余量為Al。

優選地，所述RE為La、Ce和Sm中的一種或多種。

優選地，所述RE為Ce。

優選地，按質量百分比計算，包括如下組分：Si為1.8%～2.3％；Fe為0.6%～0.82％；RE為0.1%～0.5％；Sr為0.02～0.06％；雜質元素總和小于0.15%，其余為Al。

優選地，還包括Cu、Mn、Zn、Mg、Ni，其單個元素的質量百分比小于0.1%。

一種低硅高導熱壓鑄鋁合金的制備方法，制備如本發明所述低硅高導熱壓鑄鋁合金，包括如下步驟：

（1）原料準備：按所述質量百分比，定量配置好原料；

（2）熔化：將Al熔化后，升溫至730～750℃，加入Fe、Si和RE熔化，攪拌均勻，得到熔體I；降溫后加入Sr繼續熔化，得到熔體II后靜置；

（3）壓鑄：將所述熔體Ⅱ降溫至670～720℃，撈凈表面浮渣后進行澆注，得到所述低硅低鐵高流動性的高導熱壓鑄鋁合金。

優選地，所述步驟（3）中加入精煉劑，按所述熔體II的質量百分比計，所述精煉劑的添加量為0.5~2%，所述精煉劑為氯鹽精煉劑。