本发明专利技术公开了一种超高导热高塑性中等强度铝合金及其制备方法，所述铝合金各个成分的质量百分数为：Cu 0.5～1.5％，Fe 1.0～2.5％，Mg 0.03～0.15％，Si 0.05～0.5％，其余为Al和不可避免的杂质；且不可避免杂质元素总量低于0.2％，铝合金中Fe/Cu质量比为(1～4)：1。铝合金在铸态时导热系数204～217W/(m.K)，抗拉强度166～227MPa，屈服强度100～121MPa，伸长率18～29％；本发明专利技术铝合金导热系数高、力学性能好、铸造性能优异，是制备对导热性能有较高要求铸件的理想材料，且适合于采用压铸、半固态流变成形、液态模锻等工艺进行生产，具有广阔应用领域。应用领域。应用领域。
【技术实现步骤摘要】
一种超高导热高塑性中等强度铝合金及其制备方法
[0001]本专利技术涉及铝合金
，特别是涉及一种超高导热高塑性中等强度铝合金及其制备方法。
技术介绍
[0002]随着5G通讯、新能源汽车等国家重点行业快速发展，其结构件向集成化、薄壁化方向发展，设备运行功率密度和发热量越来越高，给系统与设备散热带来严峻挑战。据报道，电子与通信产品失效原因中，大都是由过热及与热相关问题造成的。铝合金因其轻质、耐蚀、导热性能优良等特点，被广泛用于对导热性能有较高要求的零件，如5G基站用机箱壳体和滤波器壳体、新能源汽车用电控系统壳体、电源转换器壳体和端盖壳体等。铸造是铝合金产品最常用的生产方法，如压铸、半固态成形、挤压铸造，具有效率高、成本低、可成形结构复杂的薄壁类零件等优点。Al
‑
Si系是目前最常用的铸造铝合金，占现有铸造铝合金总产量85％以上。Al
‑
Si系铸造铝合金通常含有6.5wt.％以上的Si，铸造流动性能优良，但大量Si的引入以及Cu、Mg、Mn、Zn等强化元素较多添加严重降低了合金导热性能，导热系数通常低于145W/(m.K)。虽然国内外在Al
‑
Si系合金基础上开展了大量微合金化研究，希望增强合金导热性能，但目前来看，在保证铝合金具有优良铸造性能和流动性能前提下，Al
‑
Si系合金的导热系数一般小于185W/(m.K)，且这一数值往往是合金经过热处理强化后获得的。
技术实现思路
[0003]针对上述存在的问题和不足，本专利技术提供一种超高导热高塑性中等强度铝合金及其制备方法，以满足5G通讯、新能源汽车等构件散热要求。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：一种超高导热高塑性中等强度铝合金，所述铝合金各个成分的质量百分数为：Cu0.5～1.5％，Fe 1.0～2.5％，Mg 0.03～0.15％，Si 0.05～0.5％，其余为Al和不可避免的杂质；所述不可避免杂质元素总量低于0.2％。
[0005]进一步，所述铝合金中Fe/Cu质量比为(1～4)：1。
[0006]进一步，所述铝合金的组分还包括：Ni 0～0.09％，Ti 0～0.09％，Zn 0～0.09％，Mn 0～0.09％；
[0007]且Si+Ni+Mn+Zn质量百分数为0.1～0.5％。
[0008]本专利技术的另一目的是提供一种制备上述的超高导热高塑性中等强度铝合金的方法，所述方法具体包括以下步骤：
[0009]S1)按照设计成分分别称取各个原料，预热熔炼炉至一定温度，再将各个原料分别加入熔炼炉中，持续搅拌，得到熔体；
[0010]S2)往熔体内部通入惰性气体或将精炼剂加入熔体中以除气精炼，静置一段时候后扒渣；
[0011]S3)将S2)扒渣后的熔体浇入模具，冷却后，得到超高导热高塑性中等强度铝合金。
[0012]进一步，所述S1)中熔炼炉预热温度为710
‑
740℃，搅拌时间为5～20分钟；
[0013]原料的加入顺序为：将铝锭加入熔炼炉中熔化，待铝锭完全熔化后，再加入Cu和Fe，待其溶解后，依次加入速溶硅、Al
‑
Ni中间合金、Al
‑
Ti中间合金、Al
‑
Mn中间合金、纯Zn和纯Mg。
[0014]进一步，所述Cu和Fe采用纯金属或其中间合金形式加入。
[0015]进一步，所述S2)中的静置时间为10
‑
30min。
[0016]进一步，所述得到的超高导热高塑性中等强度铝合金的导热系数204～217W/(m.K)，抗拉强度176～227MPa，屈服强度100～121MPa，伸长率18～29％。
[0017]进一步，所述得到的超高导热高塑性中等强度铝合金适合的加工/成形工艺包括但不限于压铸、挤压铸造、半固态流变成形和低压铸造。
[0018]本专利技术的有益效果是：由于采用上述技术方案，本专利技术通过引入对合金导热性能的严重削弱，作为主要合金化元素的Fe和Cu合理设计可很好维持铝本身的高导热性能，同时Mg、Si、Ni、Mn、Zn的微量合理添加在不降低合金导热性能的同时，可很好的改善合金强韧性能、增强合金铸造和流动性能，大幅降低合金铸造热裂倾向，提高铸件导热与力学性能的同时也提高了铸件良品率。
[0019]本专利技术所述的高导热铝合金导热系数高超200W/(m.K)、强度和塑性匹配较好、与常规亚共晶Al
‑
8Si合金的铸造流动和填充能力相当，且合金具有可控的半固态温度区间(20～31℃)，适合于采用压铸、液态模锻或半固态流变成形工艺生产对导热性能有较高要求的，尺寸大、薄且复杂的功能结构件。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一种超高导热高塑性中等强度铝合金及其制备方法的流程图。
[0021]图2为本专利技术的超高导热高塑性中等强度铝合金的显微组织示意图。
具体实施方式
[0022]为便于更好地理解本专利技术，通过以下实例对本专利技术所述技术方案作进一步详述，这些实例属于本专利技术的保护范围，但不限制本专利技术的保护范围。
[0023]如图1所示，本专利技术一种超高导热高塑性中等强度铝合金，所述铝合金各个成分的质量百分数为：Cu 0.5～1.5％，Fe 1.0～2.5％，Mg 0.03～0.15％，Si 0.05～0.5％，其余为Al和不可避免的杂质；所述不可避免杂质元素总量低于0.2％。
[0024]所述铝合金中Fe/Cu质量比为(1～4)：1。
[0025]所述铝合金的组分还包括：Ni 0～0.09％，Ti 0～0.09％，Zn 0～0.09％，Mn 0～0.09％；
[0026]且Si+Ni+Mn+Zn质量百分数为0.1～0.5％。
[0027]本专利技术的另一目的是提供一种制备上述的超高导热高塑性中等强度铝合金的方法，所述方法具体包括以下步骤：
[0028]S1)按照设计成分分别称取各个原料，预热熔炼炉至一定温度，再将各个原料分别加入熔炼炉中，持续搅拌，得到熔体；
[0029]S2)往熔体内部通入惰性气体或将精炼剂加入熔体中以除气精炼，静置一段时候后扒渣；
[0030]S3)将S2)扒渣后的熔体浇入模具，冷却后，得到超高导热高塑性中等强度铝合金。
[0031]所述S1)中熔炼炉预热温度为710
‑
740℃，搅拌时间为5～20分钟；
[0032]原料的加入顺序为：将铝锭加入熔炼炉中熔化，待铝锭完全熔化后，再加入Cu和Fe，待其溶解后，依次加入速溶硅、Al
‑
Ni中间合金、Al
‑
Ti中间合金、Al
‑
Mn中间合金、纯Zn和纯Mg。
[0033]所述Cu和Fe采用纯金属或其中间合金形式加入。
[0034]所述S2)中的静置时间为10
‑
30min。
[0035]所述得到的超本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超高导热高塑性中等强度铝合金，其特征在于，所述铝合金各个成分的质量百分数为：Cu 0.5～1.5％，Fe 1.0～2.5％，Mg 0.03～0.15％，Si 0.05～0.5％，其余为Al和不可避免的杂质；所述不可避免杂质元素总量低于0.2％。2.根据权利要求1所述的超高导热高塑性中等强度铝合金，其特征在于，所述铝合金的组分还包括：Ni 0～0.09％，Ti 0～0.09％，Zn 0～0.09％，Mn 0～0.09％；且Si+Ni+Mn+Zn质量百分数为0.1～0.5％。3.根据权利要求1或2所述的超高导热高塑性中等强度铝合金，其特征在于，所述铝合金中Fe/Cu质量比为(1～4)：1。4.一种制备如权利要求1
‑
3任意一项所述的超高导热高塑性中等强度铝合金的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：S1)按照设计成分分别称取各个原料，预热熔炼炉至一定温度，再将各个原料分别加入熔炼炉中，持续搅拌，得到合金熔体；S2)向合金熔体内部通入惰性气体或将精炼剂加入熔体中以除气精炼，静置一段时候后扒渣；S3)将S2)扒渣后的熔体浇入模具，冷却后，得到超高...
【专利技术属性】
技术研发人员：祁明凡，李静媛，张莹，王继成，李谷南，康永林，邓蒨瑜，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。