本發(fā)明涉及一種高導(dǎo)熱壓鑄鋁合，屬于金屬材料
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，電子、通訊、航空航天以及汽車(chē)等行業(yè)散熱量越來(lái)越大，對(duì)材料的熱傳導(dǎo)性能的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)金屬材料的性能已經(jīng)不能滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需要,研發(fā)適用于壓鑄的高導(dǎo)熱鋁合金材料具有重要的應(yīng)用價(jià)值。鋁硅系合金與鋁鎂系合金鑄造性能優(yōu)異。但是導(dǎo)熱性普遍不高，目前主流的壓鑄鋁合金如adc12鑄態(tài)時(shí)能達(dá)到的導(dǎo)熱系數(shù)約為(96-110)w/(m.k)，adc1(lm6)屬于鑄造性偏差的壓鑄鋁合金，其導(dǎo)熱系數(shù)約為142w/(m.k)，已經(jīng)是壓鑄鋁合金中導(dǎo)熱系數(shù)比較高的材料了。而純鋁雖然導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)230w/(m.k)，但機(jī)械性能差，鑄造性能差，難以滿(mǎn)足電子、通訊等行業(yè)的高熱耗器件的散熱需求。近幾年，為獲得適用于壓鑄的高導(dǎo)熱鋁合金，國(guó)內(nèi)外開(kāi)展了大量的研究，cn201310444626的專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)了一種含硅量為5％～7.5％且通過(guò)硼、鈦、鋯來(lái)細(xì)化鑄造組織的鋁硅合金，其鑄態(tài)的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到(153-160)w/(m.k)。即使通過(guò)變質(zhì)劑細(xì)化組織，材料鑄態(tài)的導(dǎo)熱系數(shù)依然較低，而大多數(shù)復(fù)雜大型壓鑄件不能通過(guò)熱處理來(lái)進(jìn)一步提升導(dǎo)熱系數(shù)。nikkeimcaluminium公司開(kāi)發(fā)了al-2ni-fe壓鑄鋁合金，鑄態(tài)時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到190w/(m.k)，但鑄造性能較adc12下降了35％以上，且其硬度低，強(qiáng)度偏低。該材料主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的散熱片和平板類(lèi)熱傳導(dǎo)用零件。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高導(dǎo)熱壓鑄鋁合金，本發(fā)明的高導(dǎo)熱壓鑄鋁合金既具有優(yōu)異的鑄造性能，又具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面提供一種高導(dǎo)熱壓鑄鋁合金，包括鋁、硅、鐵、鎳、鎂和鍶，所述各組分所占的質(zhì)量百分比分別為：硅0.05-1.0％，鐵0.3-1.3％，鎳0.2-2.0％，鎂0.1-1.2％，鍶0.001-0.15％，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)；其中，所述雜質(zhì)含量的質(zhì)量百分比小于0.2％。其中，所述不可避免的雜質(zhì)主要包括銅、錳、鉻等。尤其是，所述的銅占鋁合金總質(zhì)量的質(zhì)量百分比小于0.1％。特別是，所述的錳占鋁合金總質(zhì)量的質(zhì)量百分比小于0.1％。尤其是，所述的鉻占鋁合金總質(zhì)量的質(zhì)量百分比小于0.06％。本發(fā)明另一方面提供一種高導(dǎo)熱壓鑄鋁合金的制備方法，包括如下步驟：通過(guò)在不同加熱溫度下，對(duì)鋁和鎂，鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金鋁，以及鋁鍶中間合金依次進(jìn)行融化處理，得到鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物；對(duì)所述鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物進(jìn)行精煉處理，得到精煉產(chǎn)物；清除所述精煉產(chǎn)物液面上的溶劑和浮渣，對(duì)其進(jìn)行靜置處理，除去夾渣，得到鋁合金溶液；調(diào)整所述鋁合金溶液的溫度為680-720℃，即可進(jìn)行鑄造。其中，所述的通過(guò)在不同加熱溫度下，對(duì)鋁和鎂，鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金鋁，以及鋁鍶中間合金分別進(jìn)行融化處理包括：對(duì)熔煉容器加熱，當(dāng)加熱溫度到達(dá)第一加熱溫度時(shí)，加入鋁和鎂，進(jìn)行融化，得到第一融化物；當(dāng)所述加熱溫度上升第二加熱溫度時(shí)，將鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金加入到所述熔煉容器中進(jìn)行融化，使所述鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金與所述第一融化物融合在一起，得到第二融化物；在所述鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金融化后，將所述加熱溫度降低到第三溫度，將鋁鍶中間合金加入到所述熔煉容器中進(jìn)行融化，使其與所述第二融化物融合在一起，得到鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物。特別是，所述第一加熱溫度為300℃。尤其是，所述第二加熱溫度為780℃。特別是，所述第三加熱溫度為580-700℃。尤其是，所述的通過(guò)在不同加熱溫度下，對(duì)鋁和鎂，鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金鋁，以及鋁鍶中間合金分別進(jìn)行融化處理包括：具體為：對(duì)坩堝進(jìn)行加熱，當(dāng)坩堝溫度達(dá)到300℃時(shí)，向其中依次加入鋁和鎂，進(jìn)行融化，得到第一融化物；當(dāng)坩堝溫度達(dá)到780℃時(shí)，向所述第一融化無(wú)中加入鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金和鋁鎳中間合金，使坩堝溫度保持在580-850℃，使其與所述第一融化物融合在一起，得到第二融化物；在所述鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金融化后，調(diào)整加熱溫度為580-700℃，將鋁鍶中間合金加入到所述熔煉容器中進(jìn)行融化，使其與所述第二融化物融合在一起，得到鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物。特別是，所述的對(duì)所述鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物進(jìn)行精煉處理，得到精煉產(chǎn)物包括：向所述鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物中加入鋁合金精煉劑，在580-700℃的溫度下，精煉8-20min。尤其是，所述的對(duì)所述鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物進(jìn)行精煉處理，得到精煉產(chǎn)物包括：向所述鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物中通入惰性氣體，采用氣泡過(guò)濾法對(duì)其進(jìn)行精煉處理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益技術(shù)效果如下：本發(fā)明巧妙地將硅、鎳、鐵、鎂四種元素加入到鋁合金中，鎳對(duì)鋁合金的導(dǎo)熱性能影響不大，在合金中形成al-ni化合物，起到彌散強(qiáng)化作用，同時(shí)利用富ni相顆粒的球形形貌和細(xì)小尺寸,使它在提高鋁合金強(qiáng)度的同時(shí)保持材料的高伸長(zhǎng)率；硅在鋁合金中起到強(qiáng)化作用，也有利于合金的流動(dòng)性，但硅的添加會(huì)降低合金的導(dǎo)熱性能；鐵具有促進(jìn)零件脫模的作用，但鐵含量過(guò)高會(huì)形成粗大針狀的化合物相，降低合金力學(xué)性能，且鐵會(huì)降低合金導(dǎo)熱性能；鎂具有強(qiáng)化作用，在合金中能與鋁、鎳形成mg-al、mg-ni化合物，但鎂固溶到鋁基體中會(huì)使合金導(dǎo)熱性能降低。這四種元素的結(jié)合使用對(duì)鋁合金的導(dǎo)熱性能影響不大，又提高了合金的鑄造性能和機(jī)械性能，實(shí)現(xiàn)了既有高導(dǎo)熱系數(shù)又有良好的鑄造性能和機(jī)械性能的目標(biāo)。由于材料中單質(zhì)硅很少或基本沒(méi)有，避免了硅在氧化過(guò)程中不溶解而其他的合金元素溶解于溶液中導(dǎo)致的陽(yáng)極氧化膜不均勻、不完整。從而達(dá)到陽(yáng)極氧化膜色彩均勻的外觀。同時(shí)通過(guò)鍶作為變質(zhì)劑加入，可以將α-al固溶體以及針狀的si相同時(shí)進(jìn)行細(xì)化，減小了合金內(nèi)電子運(yùn)動(dòng)的阻力，從而進(jìn)一步提升了材料的導(dǎo)熱性能，同時(shí)晶粒細(xì)化也提高了材料的機(jī)械性能。本發(fā)明的高導(dǎo)熱鋁合金流動(dòng)性能優(yōu)異，能用于壓鑄結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁殼體，其制成的壓鑄件在常溫條件下，導(dǎo)熱率高達(dá)212.2w/(m.k)，抗拉強(qiáng)度不低于96.8mpa左右。同時(shí)能進(jìn)行陽(yáng)極氧化以達(dá)到色彩均勻的外觀。附圖說(shuō)明圖1為實(shí)施例1-3制備的鋁合金流動(dòng)性與adc12的對(duì)比圖。具體實(shí)施方式下面通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此，本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行修改，因此，凡按照本發(fā)明的原理進(jìn)行的各種修改和改變都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例11、按總重8kg稱(chēng)量配料，準(zhǔn)備6.84kg鋁塊、0.04kg鎂塊、0.4kg鋁硅合金alsi20、0.48kg鋁鐵合金alfe10、0.4kg鋁鎳合金alni10、0.08kg鋁鍶合金alsr10。2、預(yù)熱坩堝，當(dāng)溫度達(dá)到300℃以上時(shí)依次加入鋁塊、鎂塊進(jìn)行融化，當(dāng)溫度上升到780℃以上時(shí)，加入鋁硅合金、鋁鐵合金、鋁鎳合金，保持溫度在680～850℃以?xún)?nèi)，待加入料融化后調(diào)整溶液溫度到680～700℃以?xún)?nèi)，再加入al-10sr中間合金，用通用的鋁合金精煉劑精煉15min。精煉完畢，清除液面上的溶劑和浮渣。然后靜置10min使夾雜充分上浮或下沉，扒渣。3、調(diào)整溶液至680～720℃后將鋁合金熔液澆入高壓壓鑄機(jī)進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)。實(shí)施例21、按總重8kg稱(chēng)量配料，準(zhǔn)備5.864kg鋁塊、0.096kg鎂塊、0.2kg鋁硅合金alsi20、0.24kg鋁鐵合金alfe10、1.6kg鋁鎳合金alni10、0.048kg鋁鍶合金alsr10。2、預(yù)熱坩堝，當(dāng)溫度達(dá)到300℃以上時(shí)依次加入鋁塊、鎂塊進(jìn)行融化，當(dāng)溫度上升到780℃以上時(shí)，加入鋁硅合金、鋁鐵合金、鋁鎳合金，保持溫度在680～850℃以?xún)?nèi)，待加入料融化后調(diào)整溶液溫度到680～700℃以?xún)?nèi)，再加入al-10sr中間合金，用通用的鋁合金精煉劑精煉12min。精煉完畢，清除液面上的溶劑和浮渣。然后靜置8min使夾雜充分上浮或下沉，扒渣。3、調(diào)整溶液至680～720℃后將鋁合金熔液澆入高壓壓鑄機(jī)進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)。實(shí)施例3步驟1按總重8kg稱(chēng)量配料，準(zhǔn)備6.312kg鋁塊、0.064kg鎂塊、0.12kg鋁硅合金alsi20、0.64kg鋁鐵合金alfe10、0.8kg鋁鎳合金alni10、0.064kg鋁鍶合金alsr10。步驟2：預(yù)熱坩堝，當(dāng)溫度達(dá)到300℃以上時(shí)依次加入鋁塊、鎂塊進(jìn)行融化，當(dāng)溫度上升到780℃以上時(shí)，加入鋁硅合金、鋁鐵合金、鋁鎳合金，保持溫度在680～850℃以?xún)?nèi)，待加入料融化后調(diào)整溶液溫度到680～700℃以?xún)?nèi)，再加入al-10sr中間合金，用通用的鋁合金精煉劑精煉20min。精煉完畢，清除液面上的溶劑和浮渣。然后靜置15min使夾雜充分上浮或下沉，扒渣。步驟3：調(diào)整溶液至680～700℃后將鋁合金熔液澆入高壓壓鑄機(jī)進(jìn)行壓鑄生產(chǎn)。下面對(duì)實(shí)施例中制備的高導(dǎo)熱鋁合金制作的零件作進(jìn)一步性能檢測(cè)。表1實(shí)施例1-3制備的高導(dǎo)熱鋁合金成分表為檢測(cè)實(shí)施例中所制備的鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)，根據(jù)astme1461，在實(shí)施例1-3的零件上截取直徑為12.7mm厚2mm的圓盤(pán)用于導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試，測(cè)試試樣均為鑄態(tài)試樣，實(shí)驗(yàn)設(shè)備為德國(guó)耐馳激光導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀。同時(shí)按照國(guó)標(biāo)gb/t228要求本體取樣板材試樣用于機(jī)械性能測(cè)試，測(cè)試試樣均為鑄態(tài)試樣，測(cè)試設(shè)備為拉伸試驗(yàn)機(jī)。檢測(cè)數(shù)據(jù)如下表2：表2實(shí)施例1-3制備的高導(dǎo)熱鋁合金性能表組別抗拉強(qiáng)度斷后延伸率導(dǎo)熱系數(shù)實(shí)施例196.8mpa3.7％198.3w/(m.k)實(shí)施例2115.2mpa4.5％202.5w/(m.k)實(shí)施例3106.3mpa5.2％212.2w/(m.k)為檢測(cè)材料的鑄造性能，采用螺旋式澆注模對(duì)上述材料與adc12進(jìn)行了流動(dòng)長(zhǎng)度的對(duì)比，檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果如下圖1所示。當(dāng)前第1頁(yè)12