[發(fā)明專(zhuān)利]一種高導(dǎo)熱壓鑄鋁合金材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110314135.5
• 申請(qǐng)日: 2021-03-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113136507B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周玉立;鐘鼓;張俊超;林師朋;王占坤;陳雨楠;李虎田
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中鋁材料應(yīng)用研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C21/04
• 分類(lèi)號(hào): C22C21/04;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 中國(guó)有色金屬工業(yè)專(zhuān)利中心 11028
• 代理人: 范威

本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱壓鑄鋁合金材料，鋁合金材料以質(zhì)量百分比計(jì)包括：Si，8?12wt％；Fe，0.7?1.0wt％；Mg，0?0.3wt％；Sr，0.005?0.03wt％；Ca，0.005?0.02wt％；RE，0?0.01wt％；余量為Al和其他不可避免的雜質(zhì)元素；其中，Si元素與(Sr+Ca)質(zhì)量比為160?650，且Sr與Ca的質(zhì)量比為0.5?4；RE元素為L(zhǎng)a、Ce中的一種或者兩種組合。本發(fā)明還涉及該高導(dǎo)熱鋁合金的制造方法，通過(guò)在近共晶型鑄造鋁合金中同時(shí)加入適量的Sr、Ca及RE元素，使得硅相變質(zhì)效果具有可控性及重熔穩(wěn)定性，在滿(mǎn)足壓鑄成形且無(wú)需熱處理的條件下即可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱性能、力學(xué)性能以及耐腐蝕性能的綜合提升。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高導(dǎo)熱壓鑄鋁合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

通信行業(yè)中，機(jī)箱、外殼等零件需要有良好的散熱能力，形狀復(fù)雜，通常采用鑄造鋁合金以壓鑄工藝生產(chǎn)。同時(shí)，散熱產(chǎn)品多為薄而高的翅片，后續(xù)還需要攻大量螺孔，且多放置于復(fù)雜的戶(hù)外環(huán)境，故要求合金兼具鑄造成形性能、力學(xué)性能、耐腐蝕性能以及導(dǎo)熱性能。隨著5G時(shí)代的到來(lái)，電子產(chǎn)品和通信設(shè)備的單位體積運(yùn)行功率和發(fā)熱量越來(lái)越高，一個(gè)5G基站總功耗相當(dāng)于4G的3-5倍，因此對(duì)機(jī)箱原材料的導(dǎo)熱性能提出了更高的要求。

對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)資料檢索發(fā)現(xiàn)，常規(guī)鑄造鋁合金如ADC12導(dǎo)熱率約92W/(m·K)，已難以滿(mǎn)足使用要求。一些公開(kāi)報(bào)道的高導(dǎo)熱鑄造鋁合金(如專(zhuān)利CN 104674078B一種高導(dǎo)熱近共晶型鑄造鋁硅合金材料及生產(chǎn)方法；專(zhuān)利CN 105838936 B一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金及其制備方法；專(zhuān)利CN 109338176 A一種高強(qiáng)度高導(dǎo)熱鑄造鋁合金及其制備方法)均采用后續(xù)熱處理工藝實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱性能的進(jìn)一步提升。這是因?yàn)橛绊戣T造鋁合金導(dǎo)熱性能的主要因素之一是鋁基體中的其它元素的固溶量。通過(guò)熱處理，可在同一成分范圍內(nèi)調(diào)整各合金元素在鋁基體中的固溶量，從而提升熱導(dǎo)率。然而，這道工序?qū)τ阼T件生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，會(huì)極大的增加成本。一方面熱處理過(guò)程需投入大量設(shè)備、人工、水電等直接成本，整個(gè)鑄件的生產(chǎn)周期也會(huì)延長(zhǎng)五倍以上；另一方面熱處理過(guò)程中鑄件容易發(fā)生變形，還需額外增加矯形工序。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種免熱處理、并且能夠兼顧力學(xué)性能和耐腐蝕性能的高導(dǎo)熱壓鑄鋁合金材料及其制備方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

一種高導(dǎo)熱壓鑄鋁合金材料，其特征在于，所述鋁合金材料以質(zhì)量百分比計(jì)包括：Si，8-12wt％；Fe，0.7-1.0wt％；Mg，0-0.3wt％；Sr，0.005-0.03wt％；Ca，0.005-0.02wt％；RE，0-0.01wt％；余量為Al和其他不可避免的雜質(zhì)元素；

其中，所述的Si元素與(Sr+Ca)質(zhì)量比為160-650，且Sr與Ca的質(zhì)量比為0.5-4；

所述的RE元素為L(zhǎng)a、Ce中的一種或者兩種組合。

進(jìn)一步地，所述其他不可避免的雜質(zhì)元素中的單個(gè)元素的含量≤0.01wt.％，Mn+Cr+V≤0.03wt.％，所有雜質(zhì)元素的合計(jì)≤0.05wt.％。

進(jìn)一步地，所述的Si元素與(Sr+Ca)質(zhì)量比為200-350，且Sr與Ca的質(zhì)量比為1-3。

進(jìn)一步地，所述的壓鑄鋁合金材料在鑄態(tài)下熱導(dǎo)率大于170W/m·K，且小于等于193W/m·K。

一種上述的高導(dǎo)熱壓鑄鋁合金材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將按上述合金材料成分配比好的硅和鋁投入熔煉爐中，加熱到740-780℃，至完全熔化；

(2)向經(jīng)步驟(1)得到的熔體中加入稱(chēng)重的鐵元素，攪拌混合；

(3)將經(jīng)步驟(2)得到的熔體溫度降至720-740℃，加入稱(chēng)重的鎂元素，攪拌混合；