一种高导电高压压铸铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术属于铸造铝合金技术领域，提出一种高导电高压压铸铝合金及其制备方法。各元素的重量百分数为：(1～7)％Ni；(0.1～5.5)％Fe；(0.01～1.5)％Cd；(0.1～0.8)％Mn；(0.1～0.12)％B，以及以下不可避免的控制元素中的一种或几种，重量百分数为：Zr≤0.15％；Ti≤0.15％；V≤0.15％；Cr≤0.15％；RE≤0.15％，其余为铝。本发明专利技术制备的铝合金导电率大于50％IACS。IACS。

【技术实现步骤摘要】
一种高导电高压压铸铝合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铸造铝合金
，尤其涉及一种高导电高压压铸铝合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中得到广泛应用。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，铝合金的需求日益增多，针对铝合金的研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金在电力电机行业的发展，同时电力电机行业的发展又拓展了铝合金的应用领域。
[0003]现有技术中的铝合金导体材料多集中在变形合金，在电性能、耐腐蚀性能和机械性能等方面较为优异，但是在铸造合金领域，在满足铸造性能的基础上，合金的导电性能比较差，严重影响铝合金材料的使用，因此非常有需要开发铸造用高导电铝合金。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高导电高压压铸铝合金及其制备方法。以获得高导电率的铸造铝合金。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种高导电高压压铸铝合金，各元素的重量百分数为：(1～7)％Ni；(0.1～5.5)％Fe；(0.01～1.5)％Cd；(0.1～0.8)％Mn；(0.1～1.2)％B，以及以下不可避免的控制元素中的一种或几种，重量百分数为：Zr≤0.15％；Ti≤0.15％；V≤0.15％；Cr≤0.15％；RE≤0.15％，其余为铝。
[0006]优选地，所述Ni重量百分数为(2～6)％，Fe重量百分数为(0.2～4.5)％，Cd重量百分数为(0.15～1.1)％，Mn重量百分数为(0.2～0.7)％，B重量百分数为(0.15～0.8)％。
[0007]优选地，所述Ni重量百分数为：(3～5)％Ni，Fe重量百分数为(0.5～3.5)％Fe,，Cd重量百分数为(0.2～1.0)％Cd，Mn重量百分数为(0.3～0.6)％Mn，B重量百分数为(0.3～0.65)％B。
[0008]所述Ni与Fe的重量百分数保持以下比例：Ni：Fe＝(1
‑
12):1。
[0009]所述Fe和Mn的重量百分数保持以下比例：Fe：Mn＝(1
‑
10)：1。
[0010]一种高导电高压压铸铝合金的制备方法，包括以下步骤：
[0011]a)配料、熔炼、熔体处理和成分验证；
[0012]b)将金属熔体引入高压铸造模具型腔内并在压力下成型，冷却后取出铸件；
[0013]c)对铸件进行快速固溶处理和时效处理，得到高导电铝合金铸件。
[0014]所述的热处理为快速固溶处理，快速固溶处理的温度为450～560℃，时间为10～100分钟；快速固溶处理结束时对所处理工件进行淬火。淬火的介质可以是冷水，热水，油或者其他合适的介质。
[0015]优选地，所述热处理为快速固溶处理，快速固溶处理的温度为500～550℃，处理时间为15～45分钟。
[0016]所述的热处理为时效处理，时效处理的温度为150～300℃，时间为1～48小时；时效处理结束时对所处理工件进行室温自然空冷或者强制空冷。
[0017]优选地，所述的热处理为时效处理，时效处理的温度为170～200℃，所述时效处理的时间为4～12h。
[0018]按照本专利技术，镍(Ni)元素作为复杂合金化的特征添加元素，在熔体中能够形成AlNi2、Al3Ni等强化相，呈弥散相分布于基体晶界，提高合金的室温强度以及体积、尺寸稳定性，并具有使Fe的化合物成块状化，即降低Fe对铝基电性能的不利影响。所述镍的含量为1～7wt％，优选为2～6wt％，更优选为3～5wt％。并且与Fe的含量之比保持在Ni：Fe＝(1
‑
12)：1。两者比例不足1:1时，Ni元素就无法达到优化Fe的化合物成块状，降低Fe的强化效果和合金的导电率；如果两者含量比例超过12:1时，或者是Fe元素含量过低达不到对铝合金性能的改变，或者是Ni元素的含量过高，形成过多的Al
‑
Ni化合物，明显降低合金的导电率。
[0019]铁(Fe)作为主要合金元素。铝能与铁形成Al3Fe，析出的Al3Fe弥散粒子提高了合金力学性能，并提高连接的稳定性。Fe可以提高铝基的强度。合金中Fe的含量在0.1wt％以下，对铝合金性能改变很小，起不到效果，但是Fe的含量不能太高，若超过5.5wt％，铝合金的电性能削弱较为明显，因此总体含量控制不超过5.5wt％。所述Fe的含量为0.1～5.5wt％，优选为0.2～4.5wt％，更优选为0.5～3.5wt％。
[0020]镉(Cd)在熔体中与Al形成Al2Cd3、Fe3Al2Cd、Al3Cd、Al2Cd3等多种金属化合物，能改善合金的抗拉性能，且在一定程度能有效的改善合金的抗腐蚀性能，并具有增韧效果。所述镉的含量为0.01～1.5wt％，优选为0.15～1.1wt％，更优选为0.2～1.0wt％。
[0021]锰(Mn)可以解决压铸过程中的粘模问题。同时，锰和铁等形成Al6(Fe,Mn)强化相，可以提高产品的力学性能。但是锰的加入明显降低材料的导电性。因此锰的含量应该为能满足铸造性能的最低量。所述锰的含量为0.1～0.8wt％，优选为0.2～0.7wt％，更优选为0.3～0.6wt％。
[0022]硼(B)加入铝基中能够细化晶粒，形成细小的弥散析出相，由于合金中存在大量的这种弥散相，晶粒的长大也受到阻碍，因而能提高铝合金的强度和延伸性能，并使得合金具有较好的抗疲劳强度。所述硼的含量为0.1～0.12wt％；优选为0.15～0.8wt％，更优选为0.3～0.65wt％。
[0023]本专利技术的合金中还可能含有不可避免的微量元素，这些元素也会对合金的导电性能产生影响。这些元素的特点是在铝中的固态固溶度低，能够在合金熔体中与Fe、Mn等元素形成铝基化合物分布于铝基中，具有强化作用，特别是提高铝合金的耐热性，改善铝合金的时效硬化特性，使铝合金力学性能得到较大提高。
[0024]锆(Zr)元素作为复杂化合物的特征添加元素，其通过在合金中形成细小的弥散强化相，达到强化作用；另一方面，Zr与Fe、Al形成复杂的合金化合物，能够改善铝合金的抗疲劳性能。所述锆的含量为不超过0.15wt％。
[0025]钛(Ti)元素作为复杂化合物的微量添加元素，在合金熔体中与Fe、RE等多种元素形成铝基复杂化合物，有效细化结晶，改善晶体组织结构，并在铝基的晶界上析出复合合金化合物，减小其它微量元素对铝合金电性能的减弱作用，并提高铝合金的力学性能和改善合金的铸造性能。所述钛的含量不超过0.15wt％。
[0026]钒(V)元素作为复杂化合物的微量添加元素，在合金熔体中与Fe、RE等元素形成铝
基复杂化合物分布于铝基中，具有强化的作用，能够提高铝合金的耐热性。所述钒的含量不超过15wt％。
[0027]铬(Cr)在合金中形成β
‑
CrA
l7
、η
‑
Cr2Al等7种弥散性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导电高压压铸铝合金，其特征在于，所述高导电高压压铸铝合金各元素的重量百分数为：(1～7)％Ni；(0.1～5.5)％Fe；(0.01～1.5)％Cd；(0.1～0.8)％Mn；(0.1～1.2)％B，以及以下不可避免的控制元素中的一种或几种，重量百分数为：Zr≤0.15％；Ti≤0.15％；V≤0.15％；Cr≤0.15％；RE≤0.15％，其余为铝。2.根据权利要求1所述的高导电高压压铸铝合金，其特征在于，所述Ni重量百分数为(2～6)％，Fe重量百分数为(0.2～4.5)％，Cd重量百分数为(0.15～1.1)％，Mn重量百分数为(0.2～0.7)％，B重量百分数为(0.15～0.8)％。3.根据权利要求1或2所述的高导电高压压铸铝合金，其特征在于，所述Ni重量百分数为：(3～5)％Ni，Fe重量百分数为(0.5～3.5)％Fe，Cd重量百分数为(0.2～1.0)％Cd，Mn重量百分数为(0.3～0.6)％Mn，B重量百分数为(0.3～0.65)％B。4.根据权利要求3所述的高导电高压压铸铝合金，其特征在于，所述Ni与Fe的重量百分数保持以下比例：Ni：Fe...

【专利技术属性】
技术研发人员：张二林，曹三青，梁树华，
申请(专利权)人：深圳市英伦博创轻合金技术有限公司，
类型：发明
国别省市：