[發明專利]一種鋁合金材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202111381098.6
• 申請日: 2021-11-20
• 公開（公告）號: CN114058914B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 李潤霞;郝建飛;黃晨;陳明;周發;陳斌;吳惠舒
• 申請（專利權）人: 東莞市青鳥金屬材料有限公司
• 主分類號: C22C21/04
• 分類號: C22C21/04;C22C1/03;C22C1/06;B22D17/14;C22F1/043
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務所(普通合伙) 11947
• 代理人: 王艷

本發明屬于鋁合金材料技術領域，具體涉及一種鋁合金材料及其制備方法。本發明通過微量添加的鋅、鐵、銅、錳、鎂、鍶元素最大程度限制這些合金元素對鋁合金導熱性能的影響，還可以形成強化相，提高鋁合金的力學性能；納米TiN?Ti復合細化劑具有更強的細化效果和作用時間，不但可以細化鋁合金中粗大的MgZn₂、Al₂Cu、Mg₂Si第二相，也能夠明顯細化鋁合金中的初生α相，改善鋁合金材料的導熱性能；真空壓鑄工藝可以極大程度的減少氣體的卷入，提高合金的致密性，采用冰水混合物對壓鑄試樣進行激冷可以使鋁合金的凝固組織晶粒更加細小，溶質元素的偏析程度更低，可顯著細化晶粒，提高鋁合金的導熱性能和力學性能。

技術領域

本發明屬于鋁合金材料技術領域，具體涉及一種鋁合金材料及其制備方法。

背景技術

隨著科技的發展，鋁合金材料服役環境復雜化，導致鋁合金材料的性能與功能需求日益多樣化，集結構與功能于一體是新材料發展的重要方向之一。近年來，電子及通訊領域快速發展，尤其是隨著5G時代到來，電子產品、通信設備及智能家居用品等都趨于輕量化，這對鋁合金材料的強韌性提出了越來越高的要求。此外，相比4G產品，新一代5G產品的集成度更高，通道數成倍增長，功耗大大增加，其單位體積熱耗不斷增加，對鋁合金材料的導熱性能的要求不斷增加。例如，根據新一代通信基站設計和選材要求，用于5G基站建設的鋁合金濾波器箱體、散熱器等重要構件要求其兼具良好的導熱性能和力學性能。

目前，為了提高鋁合金的導熱性能，通常在鋁合金中摻雜稀土元素，但是稀土元素的價格昂貴，且對熔煉工藝的要求嚴格，無法大批量使用在工業化生產中，或者通過合金化來優化鋁合金的力學性能，但是會對鋁合金的導熱能力造成不同程度的降低，造成無法同時提高鋁合金的導熱性能和強度的困局。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鋁合金材料及其制備方法，本發明提供的鋁合金材料具有高導熱率和高強度特性。

為了實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

本發明提供了一種鋁合金材料，按質量百分含量計，包括以下化學組分：Si 6～11％，Zn＜0.8％且不為0，Cu＜0.5％且不為0，Mn＜0.5％且不為0，Mg＜0.6％且不為0，Fe＜1.0％且不為0，Sr＜0.3％且不為0，余量為Al；

所述鋁合金材料的制備方法包括以下步驟：

將鋁源、硅源、鐵源和錳源混合，進行第一熔煉，得到第一熔煉液；

將所述第一熔煉液、鎂源、鋅源、銅源和鍶源混合，進行第二熔煉，得到第二熔煉液；

將所述第二熔煉液和納米TiN-Ti復合細化劑混合，依次進行澆鑄和真空壓鑄成型，得到成型件；

將所述成型件依次進行激冷、干燥和熱處理，得到鋁合金材料。

優選的，按質量百分含量計，包括以下化學組分：Si 6.5～9.5％，Zn 0.4～0.7％，Cu 0.1～0.4％，Mn 0.2～0.4％，Mg 0.1～0.2％，Fe 0.5～0.8％，Sr 0.1～0.2％，余量為Al。

優選的，所述納米TiN-Ti復合細化劑的質量為所述鋁源質量的0.2～0.8％。

優選的，所述真空壓鑄成型的真空度為80～150kPa。

優選的，所述真空壓鑄成型的油缸壓射壓力為20～50MPa，油缸增壓壓力為10～30MPa；所述真空壓鑄成型的沖頭速度為2～3m/s。

優選的，所述激冷在冰水混合物中進行。

優選的，所述熱處理的溫度為200～250℃，所述熱處理的時間為10～30min。