【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金材料制造，具体是涉及一种导热与力学性能相协调的铝合金的制备工艺。
技术介绍
1、随着科学技术进步及经济社会的迅速发展，通讯行业5g时代到来，人们需求不断提高，3c产品更新换代节奏加快，同时在国家发展战略的引导和支持下，汽车轻量化的步伐加快，这些都对高性能轻合金材料提出了越来越高的要求，因为压铸是3c，汽车产业零部件等主要的铸造方式之一，对压铸用铝合金材料研制和应用也凸显迫切，铝合金材料在导热性能方面具有很重要意义，同时在力学性能方面意义也很重大。压铸铝合金导热系数正常在130w/(m·k)左右，当导热系数变高，铝合金的力学性能就会变差，强度韧性等性能下降，继而影响到铝合金的应用。
2、公开号为cn108913962a的中国专利文献公开了一种压铸用高导热铝合金及其热处理方法，该种铝合金材料包含以下重量百分含量的化学成分：si含量为3.0～5.8wt.％，fe含量为0.2～0.9wt.％，mg含量为0.05～0.30wt.％，mn含量为0～0.1wt.％，b含量为0.02～0.07wt.％，la、ce混合稀土含量为0～0.5wt.％，其余为铝和不可避免的杂质，其他杂质含量要求：单个元素含量小于0.01wt.％，该专利文献中所述的铝合金虽导热性能得到改善，但机械强度等性能下降，二者不能相互协调兼具，限制了铝合金在电子通信设备及相关领域的应用。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种新的铝合金材料制备工艺，旨在获得导热与
2、为了实现上述目的，本专利技术提出的导热与力学性能相协调的铝合金的制备工艺具体包括以下步骤：
3、步骤一：预备如下按质量百分比计的元素成分；
4、mg 2.18～2.36％、mn 0.88～1.32％、ni 0.23～0.35％、cu 0.17～0.29％、b0.11～0.21％、caf20.05％、第一均质剂0.36～0.52％、第二均质剂0.28～0.42％、强化剂0.15～0.25％及余量al；
5、步骤二：向合金熔炼设备中通入惰性混合气体(氮气n2+氖ne)，并在0.98mpa气压下，将金属镁、铝锰中间合金、铝镍中间合金、铝铜中间合金、铝硼中间合金、铝锭投入到合金熔炼设备中熔炼，熔炼温度为745-765℃，熔炼结束后保温120min；
6、步骤三：在惰性混合气体的保护下，向所述熔炼设备中加入第一均质剂混熔，熔炼温度为780-800℃，保温90min；
7、步骤四：在惰性混合气体的保护下，向所述熔炼设备中加入第二均质剂混熔，熔炼温度为815-835℃，保温90min；
8、步骤五：在惰性混合气体的保护下，向所述熔炼设备中加入强化剂混熔，熔炼温度为860-885℃，保温120min；
9、步骤六：将熔炼温度降至615-630℃，随后在惰性混合气体的保护下，加入caf2精炼12min，期间扒出熔体表面浮渣，精炼处理后对合金液进行静置处理,静置处理时间设定为35min，静置处理结束后将熔体浇铸成铝合金锭。
10、进一步地，所述第一均质剂是通过以下方法制备得到的：将硅粉加入到坩埚中，在氮气环境下进行加热熔炼，熔炼至硅粉完全熔化后加入硅粉总量14.5％的石墨，待石墨与硅粉熔为一体后再加入硅粉总量7.5％的轻稀土元素充分混熔，最后制成粒径为1.25mm的颗粒物。
11、优选地，所述石墨为天然鳞片石墨，其粒径筛选为800um以下、长径比约为30-40、厚度筛选在20±10um。
12、优选地，所述的轻稀土元素为钪(sc)、钇(y)、镧(la)、铈(ce)、钕(nd)五种组合物，且钪、钇、镧、铈、钕五者之间的质量比为2:3:3:1:1。
13、进一步地，所述第二均质剂是通过以下方法制备得到的：将钒粉加入到坩埚中，在氮气环境下进行加热熔炼，熔炼至钒粉完全熔化后再加入钒粉总量10.5～12.5％的铁粉充分混熔，最后制成粒径为1.25mm的颗粒物。
14、优选地，所述所述的强化剂为重稀土元素铽(tb)与锌(zn)、锆(zr)、钛(ti)的组合物，且铽、锌、锆、钛四者之间的质量比为0.5:3:1:2。
15、进一步地，所述铝合金包含以下按质量百分比计的元素成分：mg 2.25％、mn1.16％、ni 0.30％、cu 0.24％、b 0.16％、caf20.05％、第一均质剂0.44％、第二均质剂0.35％、强化剂0.20％及余量al。
16、进一步地，本专利技术的铝合金制备工艺还包含步骤七：将铝合金锭置于热处理炉中，在温度为428-432℃均匀化处理8h，然后再以4℃/min的升温速率升温至472～476℃，并在此温度下均匀化处理12h，随后将铝合金锭锻造成为坯料，锻造温度设定为368-374℃。
17、进一步地，本专利技术的铝合金制备工艺还包含步骤八：先对所述坯料进行固溶处理，固溶处理温度为498℃-504℃，且坯料在持续通入氮气的热处理炉中保温6h，减压阀设置为0.25mpa，送气量设置为20ml/min。
18、进一步地，本专利技术的铝合金制备工艺还包含步骤九：将固溶后的坯料利用冷气对其进行淬火，冷却至室温，冷气为24℃的氮气，最后将坯料置于热处理炉中进行时效处理，先以5℃/min的升温速率升温至120-125℃，并在此温度下保温处理16h，再以4℃/min的升温速率升温至178-185℃，并在此温度下保温处理5h。
19、与现有技术相比，本专利技术至少包含以下的有益效果：
20、本专利技术通过在配方中加入均质剂a、均质剂b以及强化剂对合金性能进行优化，并通过合金元素之间组合及含量配比，使合金兼具良好的导热与力学性能，其中，均质剂a的制备采用硅粉作为基体材料，si元素在铝合金材料中可提高原料流动性，促进zr与al形成zral3，阻止晶粒生长，提高变质效果，同时加入的轻稀土元素能够吸附包覆晶粒，轻稀土元素、zr元素在si形成的流动动态环境下大幅度阻碍晶粒增长，此外轻稀土元素能够提高合金材料的力学性能，虽然降低了合金的导热性能，但加入的天然鳞片石墨起到较好的补强作用，协调增强铝合金材料的导热与力学性能；均质剂b的制备以v元素作为介质，并以fe元素作为填充材料，v元素在均质剂a添加后与al等材料形成化合物分布在合金材料中，提高合金材料的致密性，弥补均质剂a在合金材料中形成的孔隙结构，起到完善补强作用，而加入的fe元素能够与al元素形成al3fe，al3fe可抑制合金组织的蠕变变形，在紧密性基础上进一步完善合金材料的力学性能，进而使合金材料力学性能与导热性能相协调式提高增强，而重稀土元素强化剂的加入相对于轻稀土元素其可有效地提高合金材料的强韧性，这些元素能够与al形成固溶体或亚晶粒，以此兼顾并巩固合金材料的导热性能与力学性能。
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1.一种导热与力学性能相协调的铝合金材料的制备工艺，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述第一均质剂是通过以下方法制备得到的：将硅粉加入到坩埚中，在氮气环境下进行加热熔炼，熔炼至硅粉完全熔化后加入硅粉总量14.5％的石墨，待石墨与硅粉熔为一体后再加入硅粉总量7.5％的轻稀土元素充分混熔，最后制成粒径为1.25mm的颗粒物。
3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述石墨为天然鳞片石墨，其粒径筛选为800um以下、长径比约为30-40、厚度筛选在20±10um。
4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述的轻稀土元素为钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、钕(Nd)五种组合物，且钪、钇、镧、铈、钕五者之间的质量比为2:3:3:1:1。
5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述第二均质剂是通过以下方法制备得到的：将钒粉加入到坩埚中，在氮气环境下进行加热熔炼，熔炼至钒粉完全熔化后再加入钒粉总量10.5～12.5％的铁粉充分混熔，最后制成粒径为1.25mm的颗粒物。<...
【技术特征摘要】
1.一种导热与力学性能相协调的铝合金材料的制备工艺，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述第一均质剂是通过以下方法制备得到的：将硅粉加入到坩埚中，在氮气环境下进行加热熔炼，熔炼至硅粉完全熔化后加入硅粉总量14.5％的石墨，待石墨与硅粉熔为一体后再加入硅粉总量7.5％的轻稀土元素充分混熔，最后制成粒径为1.25mm的颗粒物。
3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述石墨为天然鳞片石墨，其粒径筛选为800um以下、长径比约为30-40、厚度筛选在20±10um。
4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述的轻稀土元素为钪(sc)、钇(y)、镧(la)、铈(ce)、钕(nd)五种组合物，且钪、钇、镧、铈、钕五者之间的质量比为2:3:3:1:1。
5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述第二均质剂是通过以下方法制备得到的：将钒粉加入到坩埚中，在氮气环境下进行加热熔炼，熔炼至钒粉完全熔化后再加入钒粉总量10.5～12.5％的铁粉充分混熔，最后制成粒径为1.25mm的颗粒物。
6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征在于，所述所述的强化剂为重稀土元素铽(tb)与锌(zn)、锆(zr)、钛(ti)的组合物，且铽、锌、锆、钛四者之间的质...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔国昌，田尧，成朋理，贾元琛，李鹏程，李旭，李宁，
申请(专利权)人：山东创新精密科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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