一種大功率led燈基板用鋁合金型材的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大功率LED燈基板用鋁合金型材的制備方法，該鋁合金型材各元素組成的質(zhì)量百分比為：Si1.2-1.8、Cu2.6-3.4、Ag0.5-1.0、Be0.3-0.6、W0.2-0.4、Mn0.25-0.35、Zn0.1-0.2、Ni0.2-0.3、Fe0.05-0.15、Pd0.03-0.07、Nd0.02-0.04、Tb0.01-0.02，余量為Al。本發(fā)明制得的鋁合金型材熱導(dǎo)率高，具有優(yōu)異的散熱性能，同時具有足夠的機械性能，從而適用于制造大功率LRD基板，既可以提高LED燈的工作可靠性饑和使用壽命，又降低了生產(chǎn)成本，適用于工業(yè)化生產(chǎn)以及大規(guī)模推廣。
【專利說明】一種大功率LED燈基板用鋁合金型材的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大功率LED燈基板用鋁合金型材的制備方法，屬于鋁合金材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，因其密度低，強度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、抗蝕性等性能，可加工成各種型材，廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業(yè)等方面。
[0003]大功率LED燈具有省電、壽命長及反應(yīng)時間快等優(yōu)點，在城市景觀、LCD背光板、交通標(biāo)志、汽車尾燈照明和廣告招牌等方面有著廣泛的應(yīng)用。散熱是大功率LED封裝的關(guān)鍵技術(shù)之一，散熱不良將嚴重影響LED燈的出光效率、亮度和可靠性。所以鋁合金基板材料散熱性能的好壞直接決定了大功率LED元件的性能。然而目前的鋁合金型材在導(dǎo)熱性方面明顯不足，特別對于大功率LED燈具而言，難以滿足其散熱要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種熱導(dǎo)率高、散熱性好的大功率LED燈基板用鋁合金型材的制備方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種大功率LED燈基板用鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按照元素質(zhì)量百分數(shù)滿足下列要求:Si1.2-1.8、Cu 2.6-3.4、Ag 0.5-1.0,Be 0.3-0.6、W 0.2-0.4, Mn 0.25-0.35, Zn 0.1-0.2, Ni 0.2-0.3, Fe 0.05-0.15, Pd
0.03-0.07、Nd 0.02-0.04、Tb 0.01-0.02，余量為Al進行配料，將爐料投入熔煉爐在730-760°C下進行熔煉，加待爐料全部熔化，攪拌25-35min，檢測合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為725-745°C，精煉時間為15-20min，扒渣后靜置20_30min，再調(diào)整溫度至715-735°C，鋁液中通80%N2+10%C12+10%C0多元混合氣體除氣精煉20_25min，氣體壓力為0.18-0.22atm,氣體流量為1.5-2.0 m3/min，靜置20_30min，使氧化渣充分上浮，扒渣后開始澆鑄；
(2)采用金屬型水冷半連續(xù)鑄造技術(shù)，鋁液出爐溫度為710-730°C，鑄造溫度為690-710°C,鑄造速度為100-120 mm/min,冷卻水壓為0.2-0.4MPa，冷卻水進水口溫度不高于25°C，出水口水溫不高于40°C ；
(3)將鑄坯進行均勻化處理:先以120-160°C/h升溫至240-280°C，保溫2_3h，再以100-150°C /h 升溫至475-495°C，保溫5_10h，然后以 60_80°C /h 降溫 330_360°C，保溫4_6h，強風(fēng)風(fēng)冷至180-220°C，保溫2-3h，然后以100_150°C /h升溫至485-505°C，保溫5_10h，再以80-120°C /h降溫至260-290°C，保溫2_3h，空冷至室溫，然后以140_180°C /h升溫至320-350°C，保溫2-3h，再以60_80°C /h降溫至170_190°C，保溫l_2h，出爐霧冷至室溫；
(4)將均勻化處理后的鑄錠加熱至435-455°C，然后利用擠壓機將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預(yù)熱溫度為420-440°C，擠壓筒預(yù)熱溫度415-435°C，擠壓速率為12_18m/min ；
(5)上述擠壓出來的鋁合金型材采用在線風(fēng)冷或水霧冷卻淬火，在線淬火后進行時效處理:先以 80-90°C /h 升溫至 175-195°C，保溫 5-10h，再以 30_40°C /h 降溫至 90-110°C，保溫8-12h，再以40-50°C /h升溫至180-200°C，保溫5_10h，空冷至室溫后再以30_40°C /h升溫至80-90°C，保溫10-15h，再以40_50°C /h升溫至170_190°C，保溫5_10h，空冷至室溫，經(jīng)表面處理、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
[0006]所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鎂10-15、氯化鉀15-20、高爐礦渣4-8、火山灰5-10、螢石3_6、苦菱土 4_8、廢磚粉3_6、石墨粉2_5、白云石8-12、硫化錳2-3、納米氧化鋁2-3、乙烯基三乙氧基硅烷0.5_1、三乙醇胺1_2 ；b.將螢石、苦菱土、白云石混合均勻，730-760°C煅燒2-3h，冷卻至室溫后放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1200-1250°C煅燒l_2h，冷卻至室溫，粉碎，過100-150目篩與高爐礦渣、火山灰、廢磚粉、石墨粉混合均勻，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，2000-3000rpm高速研磨10_15min，待用；c.將氯化鎂和氯化鉀混合均勻，加熱至780-81 (TC，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌20-30min,噴射造粒，即得精煉劑。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明制得的鋁合金型材熱導(dǎo)率高，具有優(yōu)異的散熱性能，同時具有足夠的機械性能，從而適用于制造大功率LRD基板，既可以提高LED燈的工作可靠性饑和使用壽命，又降低了生產(chǎn)成本，適用于工業(yè)化生產(chǎn)以及大規(guī)模推廣。
【具體實施方式】
[0008] 一種大功率LED燈基板用鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按照元素質(zhì)量百分數(shù)滿足下列要求:Si1.2-1.8、Cu 2.6-3.4、Ag 0.5-1.0,Be 0.3-0.6、W 0.2-0.4, Mn 0.25-0.35, Zn 0.1-0.2, Ni 0.2-0.3, Fe 0.05-0.15, Pd
0.03-0.07,Nd 0.02-0.04,Tb 0.01-0.02，余量為Al進行配料，將爐料投入熔煉爐在745°C下進行熔煉，加待爐料全部熔化，攪拌30min，檢測合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為730°C，精煉時間為20min，扒渣后靜置25min，再調(diào)整溫度至725°C，鋁液中通80%N2+10%C12+10%C0多元混合氣體除氣精煉20min，氣體壓力為0.2atm,氣體流量為
1.8 m3/min，靜置25min，使氧化渣充分上浮，扒渣后開始澆鑄；
(2)采用金屬型水冷半連續(xù)鑄造技術(shù)，鋁液出爐溫度為715°C，鑄造溫度為705°C，鑄造速度為120 mm/min,冷卻水壓為0.3MPa，冷卻水進水口溫度不高于25°C，出水口水溫不聞于40 °C ；
(3)將鑄坯進行均勻化處理:先以140°C/h升溫至270°C，保溫2h，再以120°C /h升溫至490°C，保溫7h，然后以70°C /h降溫350°C，保溫5h，強風(fēng)風(fēng)冷至200°C，保溫3h，然后以1500C /h升溫至505°C，保溫6h，再以100°C /h降溫至285°C，保溫2h，空冷至室溫，然后以1600C /h升溫至330°C，保溫3h，再以70°C /h降溫至180°C，保溫lh，出爐霧冷至室溫；
(4)將均勻化處理后的鑄錠加熱至445°C，然后利用擠壓機將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預(yù)熱溫度為430°C，擠壓筒預(yù)熱溫度420°C，擠壓速率為14m/min ；(5)上述擠壓出來的鋁合金型材采用在線風(fēng)冷或水霧冷卻淬火，在線淬火后進行時效處理:先以90°C /h升溫至185°C，保溫8h，再以35°C /h降溫至110°C，保溫10h，再以50°C /h升溫至200°C，保溫6h，空冷至室溫后再以30°C /h升溫至80°C，保溫15h，再以45°C /h升溫至180°C，保溫8h，空冷至室溫，經(jīng)表面處理、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
[0009]所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量(kg)的原料:氯化鎂15、氯化鉀
15、高爐礦渣6、火山灰7、螢石4、苦菱土 7、廢磚粉5、石墨粉3、白云石10、硫化錳2、納米氧化鋁3、乙烯基三乙氧基硅烷0.6、三乙醇胺1.5 ;b.將螢石、苦菱土、白云石混合均勻，750°C煅燒2h，冷卻至室溫后放入濃度為15%的鹽酸溶液中浸泡2h，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1250°C煅燒lh，冷卻至室溫，粉碎，過100目篩與高爐礦渣、火山灰、廢磚粉、石墨粉混合均勻，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，2500rpm高速研磨lOmin，待用；c.將氯化鎂和氯化鉀混合均勻，加熱至790°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌25min，噴射造粒，即得精煉劑。
[0010]所得的鋁合金型材經(jīng)檢驗其主要性能為:熱導(dǎo)率216W/ Cm.10，抗拉強度394Mpa，屈服強度為281Mpa，伸長率為 16.1%。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率LED燈基板用鋁合金型材的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)按照元素質(zhì)量百分數(shù)滿足下列要求:Si1.2-1.8、Cu 2.6-3.4、Ag 0.5-1.0,Be 0.3-0.6、W 0.2-0.4, Mn 0.25-0.35, Zn 0.1-0.2, Ni 0.2-0.3, Fe 0.05-0.15, Pd0.03-0.07、Nd 0.02-0.04、Tb 0.01-0.02，余量為Al進行配料，將爐料投入熔煉爐在730-760°C下進行熔煉，加待爐料全部熔化，攪拌25-35min，檢測合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為725-745°C，精煉時間為15-20min，扒渣后靜置20_30min，再調(diào)整溫度至715-735°C，鋁液中通80%N2+10%C12+10%C0多元混合氣體除氣精煉20_25min，氣體壓力為0.18-0.22atm,氣體流量為1.5-2.0 m3/min，靜置20_30min，使氧化渣充分上浮，扒渣后開始澆鑄； (2)采用金屬型水冷半連續(xù)鑄造技術(shù)，鋁液出爐溫度為710-730°C，鑄造溫度為690-710°C,鑄造速度為100-120 mm/min,冷卻水壓為0.2-0.4MPa，冷卻水進水口溫度不高于25°C，出水口水溫不高于40°C ； (3)將鑄坯進行均勻化處理:先以120-160°C/h升溫至240-280°C，保溫2_3h，再以100-150°C /h 升溫至475-495°C，保溫5_10h，然后以 60_80°C /h 降溫 330_360°C，保溫4_6h，強風(fēng)風(fēng)冷至180-220°C，保溫2-3h，然后以100_150°C /h升溫至485-505°C，保溫5_10h，再以80-120°C /h降溫至260-290°C，保溫2_3h，空冷至室溫，然后以140_180°C /h升溫至320-350°C，保溫2-3h，再以60_80°C /h降溫至170_190°C，保溫l_2h，出爐霧冷至室溫； (4)將均勻化處理后的鑄錠加熱至435-455°C，然后利用擠壓機將預(yù)熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預(yù)熱溫度為420-440°C，擠壓筒預(yù)熱溫度415-435°C，擠壓速率為12_18m/min ； (5)上述擠壓出來的鋁合金型材采用在線風(fēng)冷或水霧冷卻淬火，在線淬火后進行時效處理:先以 80-90°C /h 升溫至 175-195°C，保溫 5_10h，再以 30_40°C /h 降溫至 90-110°C，保溫8-12h，再以40-50°C /h升溫至180-200°C，保溫5_10h，空冷至室溫后再以30_40°C /h升溫至80-90°C，保溫10-15h，再以40_50°C /h升溫至170_190°C，保溫5_10h，空冷至室溫，經(jīng)表面處理、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率LED燈基板用用鋁合金型材的制備方法，其特征在于，所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鎂10-15、氯化鉀15-20、高爐礦渣4-8、火山灰5-10、螢石3-6、苦菱土 4-8、廢磚粉3_6、石墨粉2_5、白云石8_12、硫化錳2-3、納米氧化鋁2-3、乙烯基三乙氧基硅烷0.5-1、三乙醇胺1-2 ；b.將螢石、苦菱土、白云石混合均勻，730-760°C煅燒2-3h，冷卻至室溫后放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡I_2h，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1200-1250°C煅燒I_2h，冷卻至室溫，粉碎，過100-150目篩與高爐礦渣、火山灰、廢磚粉、石墨粉混合均勻，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，2000-3000rpm高速研磨10_15min，待用；c.將氯化鎂和氯化鉀混合均勻，加熱至780-810°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌20-30min，噴射造粒，即得精煉劑。
【文檔編號】C22F1/057GK103710597SQ201310687807
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】吳賢春 申請人:蕪湖萬潤機械有限責(zé)任公司