一种高导热压铸铝合金及其制备方法技术

技术编号:29781259 阅读:23 留言:0更新日期:2021-08-24 17:57
本发明专利技术公开了一种高导热压铸铝合金,按照质量百分比计算包含如下组分:Si为5%~15%;Fe为0.1%~1.0%;Cu不超过0.1%;Mn不超过0.1%;Zn不超过0.1%;Ti不超过0.01%;Sr为0.01%~0.1%;RE为0.1%~0.5%;还包括不可避免杂质,杂质元素总和小于0.1%;余量为Al。本发明专利技术所述铝合金在高温状态下可以提高铝合金的强度,使产品在压铸脱模过程中不会发生变形,并且能够有效降低产品的形变量,降低产品的平面度值,也减少了校正的工作量。

【技术实现步骤摘要】
一种高导热压铸铝合金及其制备方法
本专利技术涉及铝合金材料
,具体涉及一种高导热压铸铝合金及其制备方法。
技术介绍
当前,3C产品、汽车通讯电子等领域均面临着日益增加的轻量化压力。同时,一些零部件对材料的导热性能往往有较高的要求(尤其是散热器件),以保证和提高产品的寿命及工作稳定性。铝合金具有良好的综合性能,其密度小、强度高、导电导热性好、加工简单等优点较好地满足了产品结构及散热要求,因此被广泛应用于汽车、电子及通讯等领域。纯铝在室温下的热导率较高,约为238W/(m·K),随着合金元素的增加,铝合金的热导率逐渐降低,且不同元素对合金热导率的影响大不相同。这主要是由金属的自由电子导热机制所决定的,铝合金的导热特性与组织中的晶格畸变程度、缺陷、杂质、相组成及分布等有关。在现有技术中,铝合金普遍采用压铸成型工艺制备,压铸成型相比挤压、锻造、冲压等成型具有较低的生产成本,作为一种高速、高压的近终成型工艺,压铸成型具有生产效率高、尺寸精度高、力学性能优异、可以成型形状复杂和轮廓清晰的薄壁深腔铸件等特点,特别适合于导热散热器件的集成化设计和一体成型。目前,用于压铸生产薄壁壳体类通信、电子和交通领域零部件高导热铝合金材料在压铸完成后,经过250℃~350℃的热处理过程中,产品非常容易变形,并且变形尺寸可以达到0.5~8mm,平面度很难控制,产品品质难以管控,为了应对这一问题,往往需要通过大量的人工操作进行校正,不仅增加了工人的工作量,严重影响了生产效率,也在无形中增加了生产成本。专利
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足,本专利技术的目的在于提供一种高导热压铸铝合金及其制备方法,以解决现有技术铝合金在热处理过程中容易变形、产品品质难以管控、需要大量人工操作进行校正、生产效率低的问题。为了解决上述技术问题,本专利技术采用如下技术方案:一种高导热压铸铝合金,按照质量百分比计算包含如下组分:Si为5%~15%;Fe为0.1%~1.0%;Cu不超过0.1%;Mn不超过0.1%;Zn不超过0.1%;Sr为0.01%~0.1%;RE为0.1%~0.5%;还包括不可避免杂质,杂质元素总和小于0.15%;余量为Al。优选地,按照质量百分比计算包含如下组分:Si为8%~12.5%;Fe为0.5%~0.9%;Cu不超过0.08%;Mn不超过0.05%;Zn不超过0.1%;Sr为0.01%~0.06%;RE为0.1%~0.3%;还包括不可避免杂质,杂质元素总和小于0.15%;余量为Al。优选地,所述RE包含Ce、La中的一种或两种。优选地,单个杂质元素质量百分比小于0.05%。本专利技术还提供一种高导热压铸铝合金的制备方法,制备如本专利技术所述高导热压铸铝合金的制备方法,包括如下步骤:(1)原料准备:按所述质量百分比,定量配置好原料;(2)熔化:将铝加热到650℃~750℃熔化,溶化后在740℃~750℃加入Si,待Si完全熔解后,加入剩余元素的铝合金,待完全熔解后,将温度降至680℃~720℃;(3)合金锭制备:将步骤(2)中的熔体浇铸成合金锭,并冷却到室温,得到本专利技术所述高导热压铸铝合金。优选地,所述步骤(3)压铸后得到的压铸铝合金进行T5热处理。与现有技术相比,本专利技术具有如下有益效果:1、本专利技术对压铸铝合金的组分进行改进,在高温状态下,可以提高铝合金的强度,使产品在压铸脱模过程中不会发生变形,减少铸件在模具中的冷却时间,同时,加入稀土元素,与Al形成高熔点金属间化合物,如Al11RE3、Al3RE、Al2Ce等,提升铸件在压铸模式高温(250℃~450℃)下的强度,并且加入Sr元素以改变Si元素的形貌,避免合金中形成比较粗大的Si质点,从而对导热率造成有害影响。2、本专利技术所述铝合金可以提升压铸节拍,在加工同等吨位产品的条件下,本专利技术所述铝合金的压铸节拍可以提升3%~8%;并且,能够有效降低产品的形变量,使压铸件在压铸状态平面度由0.5mm~2mm下降至0.3mm~0.8mm,热处理后产品的变形量由8mm左右下降到0~1.5mm,降低了产品的平面度值,也减少了校正的工作量。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术作进一步说明。一、一种高导热压铸铝合金所述高导热压铸铝合金按照质量百分比计算包含如下组分:Si为5%~15%;Fe为0.1%~1.0%;Cu不超过0.1%;Mn不超过0.1%;Zn不超过0.1%;Sr为0.01%~0.1%;RE为0.1%~0.5%;还包括不可避免杂质,杂质元素总和小于0.15%;余量为Al。其中,优选为,按照质量百分比计算包含如下组分:Si为8%~12.5%;Fe为0.5%~0.9%;Cu不超过0.08%;Mn不超过0.05%;Zn不超过0.1%;Sr为0.01%~0.06%;RE为0.1%~0.3%;还包括不可避免杂质,杂质元素总和小于0.15%;余量为Al。所述RE包含Ce、La中的一种或两种,在实际使用时,可以选择加入Ce或者Ca/La的混合物,也可以将这两种元素混合后加入,将Ce和La混合时Ce的含量要在50%以上。杂质元素包括Mg、Ni、Zr、Ti等,这些单个杂质元素的质量百分比小于0.05%本专利技术所述压铸铝合金中,Si元素可以提升铝合金的流动性,Fe元素可以解决压铸件和压铸模具之间的粘模问题,使压铸件更容易脱落,但其用量不易过多,过多会影响铝合金的塑性。压铸件在脱模过程中,温度大约在250℃~450℃,这一温度下压铸件会比较软,在脱模顶出这一过程中非常容易变形,进而影响产品的平面度。通过研究发现,在铝合金中加入稀土元素,特别是Ce和La元素,两者在高温环境下会与Al形成高熔点金属间化合物,例如Al11RE3、Al3RE、Al2Ce等,这种化合物在高温状态下可以提高铝合金的强度,避免铝合金在压铸脱模过程中出现变形,并且还能减少压铸件在模具中的冷却时间。本专利技术还加入了Sr元素,在本专利技术所述铝合金中Sr可以改变Si元素的形貌,避免形成比较粗大的Si质点,从而对铝合金的导热率造成有害影响。二、实施例表1(单位:wt%)编号SiCuMnZnFeSrCe其他杂质总和对比例8.50.050.080.050.650.050.000.12实施例19.50.050.080.050.650.050.100.12实施例28.60.070.070.020.720.040.200.13实施例310.10.080.060.040.730.04...

【技术保护点】
1.一种高导热压铸铝合金,其特征在于,按照质量百分比计算包含如下组分:Si为5%~15%;Fe为0.1%~1.0%;Cu不超过0.1%;Mn不超过0.1%;Zn不超过0.1%;Ti不超过0.01%;Sr为0.01%~0.1%;RE为0.1%~0.5%;还包括不可避免杂质,杂质元素总和小于0.15%;余量为Al。/n

【技术特征摘要】
1.一种高导热压铸铝合金,其特征在于,按照质量百分比计算包含如下组分:Si为5%~15%;Fe为0.1%~1.0%;Cu不超过0.1%;Mn不超过0.1%;Zn不超过0.1%;Ti不超过0.01%;Sr为0.01%~0.1%;RE为0.1%~0.5%;还包括不可避免杂质,杂质元素总和小于0.15%;余量为Al。


2.根据权利要求1所述高导热压铸铝合金,其特征在于,按照质量百分比计算包含如下组分:Si为8%~12.5%;Fe为0.5%~0.9%;Cu不超过0.08%;Mn不超过0.05%;Zn不超过0.1%;Sr为0.01%~0.06%;RE为0.1%~0.3%;还包括不可避免杂质,杂质元素总和小于0.15%;余量为Al。


3.根据权利要求1所述高导热压铸铝合金,其特征在于,所述RE包含Ce、La...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋成猛
申请(专利权)人:重庆慧鼎华创信息科技有限公司上海交通大学重庆研究院
类型:发明
国别省市:重庆;50

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