压铸用高导热铝合金制备设备及其制备方法技术

本发明专利技术涉及压铸用高导热铝合金制备设备及其制备方法，该高导热铝合金，各个配料组分含量为：硅7.0~11.5％；镁0.15~0.65％；铁0.10‑0.65％；锰<0.15％；铜<1.5％；硼0.01~0.05％；钛0.01~0.05％；铬0.05~0.25％；锌<0.03％；其余为铝；镁含量、钛含量及十倍的硼含量的总和区间为0.3‑0.8之间，即0.3<Mg%+5×Ti%+10×B%<0.8；该高导热铝合金其取样导热系数大于180W/m•K，强塑积>1000MPa%；本发明专利技术设计合理、结构紧凑且使用方便。

Preparation equipment and preparation method of high thermal conductivity aluminum alloy for die casting

【技术实现步骤摘要】
压铸用高导热铝合金制备设备及其制备方法
本专利技术涉及压铸用高导热铝合金制备设备及其制备方法。
技术介绍
高压铸造成型技术是铝及铝合金材料铸件最为常用的成型方法之一，广泛的应用于汽车，通讯，能源，消费电子等行业。通常来说，压力铸造铝合金部件具有结构复杂，薄壁轻量化，易回收等优点。如今，随着新能源和通讯技术的快速发展，对于大型结构和功能一体化要求对先进材料提出了苛刻的要求。以往的铝合金材料设计，是在高强度与高塑性之间平衡的二维优化，即强度和塑性的乘积最大化，简称强塑积最大化。由于一些压铸铝合金部件，特别是通讯和新能源汽车的散热部件需求激增，又增加了导热方面的要求，需要提供一个强度，塑性和导热率的三维优化体系，同时还要兼顾大型复杂结构件的超高流动性和凝固特性等工艺方面的要求，需要对压铸铝合金材料进行重新设计。因此，需要从材料设计和熔炼制备工艺相结合，大幅度提到铸件产品的机械性能和导热性能。目前，普通压铸铝合金以AlSi9Cu3和ADC12为例，导热系数为100～120W/m•K左右，铸态屈服强度在130-150MPa之间，延伸率在3%以内（强塑积小于500MPa%）。虽然传统压铸材料的成形性较好，但是不能有效满足电子、电气、通讯、机电等结构部件在服役过程中因元器件等发热过大的现象。普通压铸铝合金不能很好的解决上述结构功能一体化的需求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题总的来说是提供一种压铸用高导热铝合金制备设备及其制备方法。本专利技术是为了解决上述不足，从合金的组分设计开始，采用热力学计算的方法，优化强化相和阻碍散热的固溶原子和析出相的体积分数，同时根据实验结果优化材料的流动和凝固特性。提供一种合金流动性好、机械性能优异、导热系数高耐腐蚀性良好的压铸用高导热铝合金及其制备方法。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种压铸用高导热铝合金制备方法，该高导热铝合金，各个配料组分含量为：硅7.0～11.5％；镁0.15～0.65％；铁0.10-0.65％；锰<0.15％；铜<1.5％；硼0.01～0.05％；钛0.01～0.05％；铬0.05～0.25％；锌<0.03％；其余为铝；镁含量、钛含量及十倍的硼含量的总和区间为0.3-0.8之间，即0.3<Mg%+5×Ti%+10×B%<0.8；该高导热铝合金其取样导热系数大于180W/m•K，强塑积>1000MPa%；该方法包括以下步骤：S1，根据成分配料；其各个配料组分含量为：硅7.0～11.5％；镁0.15～0.65％；铁0.10-0.65％；锰<0.15％；铜<1.5％；硼0.01～0.05％；钛0.01～0.05％；铬0.05～0.25％；锌<0.03％；其余为铝；镁含量、钛含量及十倍的硼含量的总和区间为0.3-0.8之间，即0.3<Mg%+5×Ti%+10×B%<0.8；S2，将配好的纯度铝合金锭加入熔炉中保温在T1，T1的范围760℃-780℃；S3，加入纯硅熔炼熔炼后保持温度在T2，T2的范围720℃-740℃；S4，加入铝锰中间合金、铝铬中间合金和铝钛中间合金熔炼熔炼后降温，保持T3，T3的范围680℃-700℃，时间大于30分钟（t4-t3）；S5，加入镁熔炼熔炼后，升温到T2，T2的范围720℃-740℃；S6，加入铝硼中间合金熔炼熔炼后升温，保持在T1，T1的范围760℃-780℃；S7，首先，搅拌铝合金液5-15分钟使成分均匀；然后，除渣静置30-60分钟（t6-t5）取样化验；S8，根据化验结果调整各元素成分含量直至达到要求的范围；S9，精炼除气，将精炼剂通过氮气吹入铝合金液底部进行精炼除气直至精炼完毕。作为上述技术方案的进一步改进：在步骤S1与S3中，合金化元素硅为高纯工业硅，纯度高于99.5%，高纯铝合金锭为A00或者纯度为99.8%的纯铝锭；熔炉为电阻炉感应炉或反射炉。借助于制备设备；制备设备包括熔炉部和/或除杂部。一种压铸用高导热铝合金制备方法，该方法包括以下步骤；步骤一，首先，将配料在各个上料在加热熔炉中加热到熔融态；然后，熔融态的配料通过配料输出管从豁口滴入到定量存储罐中；其次，当定量存储罐中配料到达设定重量后，定量存储罐在定量支架摆动为头重脚轻，熔融态配料从进料上开口下流到对应工位电加热炉中；再次，根据设定温度，对各个工位的电加热炉加热至设定条件，在定量存储罐的搅拌釜对其搅拌；紧接着，在下出料工位将配置好的配料输出；步骤二，首先，驱动轴驱动偏心轴在吊装孔中转动，带动倾斜底部网框在分装加热炉中晃动，从而对分装加热炉内熔融配件进行搅拌，同时避免杂物堵塞网孔；然后，伸缩杆驱动偏心轴与吊装孔分离，同时，吊耳将存在大于网孔的杂物的倾斜底部网框取出；其次，对分装加热炉进行静置加热。一种压铸用高导热铝合金制备设备，包括熔炉部和/或除杂部。作为上述技术方案的进一步改进：在端铰接轴上铰接有悬挂架，在悬挂架下端两侧设置有导向长槽，在导向长槽中设置有悬挂轴，在悬挂轴之间安装有电加热炉，在电加热炉一侧设置有拨动臂；在旋转中心架上分布有第一配料工位、第二配料工位、第三配料工位、第N配料工位及下出料工位；第一配料工位、第二配料工位、第三配料工位、第N配料工位用于对应的配料的上料部；下出料工位位于旋转中心架下方；上料部包括预加热熔炉，用于将配料加热至熔融态；在预加热熔炉下端输出口设置有带有加热丝的配料输出管，在配料输出管下端设置有定量支架，在定量支架上通过铰接轴铰接有定量存储罐的中前部，在定量存储罐的进料上开口上部具有豁口，该豁口对应配料输出管的下出口且具有截止阀；在定量存储罐上设置有配重件，根据所加入配料重量配置对应重量的配重件；当定量存储罐空载的时候，定量存储罐头轻脚重；当配料输出管加入定量存储罐的熔融液态的配料，当配料加入重量达到所设重量后，定量存储罐在定量支架摆动为头重脚轻，熔融态配料从进料上开口下流到电加热炉中；在定量存储罐上设置有定量加热线圈，在定量支架的铰接轴上套装有与定量加热线圈连接的定量电滑环，在定量支架上设置有与定量电滑环接触的端子；在下出料工位进入侧设置有导向斜板，导向斜板用于与拨动臂接触，在加热熔炉下降的过程，拨动臂在导向斜板上滑动，使得定量存储罐向下倾翻出料；在下出料工位设置有加热熔炉，加热熔炉具有下排料口；除杂部，包括位于下出料工位下方的分装加热炉，在分装加热炉中设置有带有起吊耳的倾斜底部网框；在倾斜底部网框上方设置有支耳座，在支耳座上设置有吊装孔，在吊装孔上活动有由振动电机的驱动轴通过伸缩杆驱动的偏心轴；偏心轴在吊装孔中转动，带动倾斜底部网框在分装加热炉中晃动。本专利技术与现有技术相比的优点是：本专利技术的导热系数大于160W./m.K高、且压铸性能耐腐蚀性良好且机械加工性能好及原材料成本低等优点可广泛用于电子电气通讯机电行业可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压铸用高导热铝合金制备方法，其特征在于：该高导热铝合金，各个配料组分含量为：硅7.0~11.5％；镁0.15~0.65％；铁0.10-0.65％；锰<0.15％；铜<1.5％；硼0.01~0.05％；钛0.01~0.05％；铬0.05~0.25％；锌<0.03％；其余为铝；镁含量、钛含量及十倍的硼含量的总和区间为0.3-0.8之间，即0.3<Mg%+5×Ti%+10×B%<0.8；该高导热铝合金其取样导热系数大于180W/m•K，强塑积> 1000MPa%；/n该方法包括以下步骤：/nS1,根据成分配料；其各个配料组分含量为：硅7.0~11.5％；镁0.15~0.65％；铁0.10-0.65％；锰<0.15％；铜<1.5％；硼0.01~0.05％；钛0.01~0.05％；铬0.05~0.25％；锌<0.03％；其余为铝；镁含量、钛含量及十倍的硼含量的总和区间为0.3-0.8之间，即0.3<Mg%+5×Ti%+10×B%<0.8；/nS2,将配好的纯度铝合金锭加入熔炉中保温在T1，T1的范围760℃-780℃；/nS3,加入纯硅熔炼熔炼后保持温度在T2，T2的范围720℃-740℃；/nS4,加入铝锰中间合金、铝铬中间合金和铝钛中间合金熔炼熔炼后降温，保持T3，T3的范围680℃-700℃，时间大于30分钟；/nS5,加入镁熔炼熔炼后，升温到T2，T2的范围720℃-740℃；/nS6,加入铝硼中间合金熔炼熔炼后升温，保持在T1，T1的范围760℃-780℃；/nS7,首先，搅拌铝合金液5-15分钟使成分均匀；然后，除渣静置30-60分钟取样化验；/nS8,根据化验结果调整各元素成分含量直至达到要求的范围；/nS9,精炼除气，将精炼剂通过氮气吹入铝合金液底部进行精炼除气直至精炼完毕。/n...

【技术特征摘要】
1.一种压铸用高导热铝合金制备方法，其特征在于：该高导热铝合金，各个配料组分含量为：硅7.0~11.5％；镁0.15~0.65％；铁0.10-0.65％；锰<0.15％；铜<1.5％；硼0.01~0.05％；钛0.01~0.05％；铬0.05~0.25％；锌<0.03％；其余为铝；镁含量、钛含量及十倍的硼含量的总和区间为0.3-0.8之间，即0.3<Mg%+5×Ti%+10×B%<0.8；该高导热铝合金其取样导热系数大于180W/m•K，强塑积>1000MPa%；
该方法包括以下步骤：
S1,根据成分配料；其各个配料组分含量为：硅7.0~11.5％；镁0.15~0.65％；铁0.10-0.65％；锰<0.15％；铜<1.5％；硼0.01~0.05％；钛0.01~0.05％；铬0.05~0.25％；锌<0.03％；其余为铝；镁含量、钛含量及十倍的硼含量的总和区间为0.3-0.8之间，即0.3<Mg%+5×Ti%+10×B%<0.8；
S2,将配好的纯度铝合金锭加入熔炉中保温在T1，T1的范围760℃-780℃；
S3,加入纯硅熔炼熔炼后保持温度在T2，T2的范围720℃-740℃；
S4,加入铝锰中间合金、铝铬中间合金和铝钛中间合金熔炼熔炼后降温，保持T3，T3的范围680℃-700℃，时间大于30分钟；
S5,加入镁熔炼熔炼后，升温到T2，T2的范围720℃-740℃；
S6,加入铝硼中间合金熔炼熔炼后升温，保持在T1，T1的范围760℃-780℃；
S7,首先，搅拌铝合金液5-15分钟使成分均匀；然后，除渣静置30-60分钟取样化验；
S8,根据化验结果调整各元素成分含量直至达到要求的范围；
S9,精炼除气，将精炼剂通过氮气吹入铝合金液底部进行精炼除气直至精炼完毕。


2.根据权利要求1所述的压铸用高导热铝合金制备方法，其特征在于：在步骤S1与S3中，合金化元素硅为高纯工业硅，纯度高于99.5%，高纯铝合金锭为A00或者纯度为99.8%的纯铝锭；
熔炉为电阻炉感应炉或反射炉。


3.根据权利要求1所述的压铸用高导热铝合金制备方法，其特征在于：借助于制备设备；制备设备包括熔炉部和/或除杂部。


4.一种压铸用高导热铝合金制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤；
步骤一，首先，将配料在各个上料在加热熔炉（9）中加热到熔融态；然后，熔融态的配料通过配料输出管（10）从豁口滴入到定量存储罐（12）中；其次，当定量存储罐（12）中配料到达设定重量后，定量存储罐（12）在定量支架（11）摆动为头重脚轻，熔融态配料从进料上开口（13）下流到对应工位电加热炉（7）中；再次，根据设定温度，对各个工位的电加热炉（7）加热至设定条件，在定量存储罐（12）的搅拌釜对其搅拌；紧接着，在下出料工位（22）将配置好的配料输出；
步骤二，首先，驱动轴（29）驱动偏心轴（28）在吊装孔（27）中转动，带...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨辛，杨潆奎，
申请(专利权)人：山东弗泽瑞金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37