[发明专利]一种高导热低膨胀系数稀土铝合金传输材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高导热低膨胀系数稀土铝合金传输材料的制备方法，属于铝合金材料加工技术领域。

背景技术

铝及铝合金具有具有优异的导电性、强度高、重量轻等优点，广泛应用于电子工业传输材料，如电子部件的连接材料、集成电线引线框架材料等，随着电子工业的发展，集成电路向高性能化、微型化的发展，传统铝合金材料的导热性能已不能够满足要求，导致热膨胀系数较高，容易引起蠕变、疲劳和断裂的发生。因此，开发一种高导热低膨胀系数稀土铝合金传输材料已迫不及待。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高导热低膨胀系数稀土铝合金传输材料及其制备方法。该铝合金材料导热率为195-230W/m·K，热膨胀系数为2.5×10^-6-4×10^-6/K。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高导热低膨胀系数稀土铝合金传输材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）按Al-4.0wt%Cu-2wt%Ni-0.5wt%Co-0.7wt%Sn-0.4wt%Rh合金成分配料，然后将称量好的纯铝加入熔化炉内，加热至720-740℃，待纯铝熔清80%以上，调温至745-765℃，按Cu、Ni、Co、Rh、Sn依次加入合金成分，搅拌，精炼，扒渣，静置，出炉浇注，浇注温度为710-730℃，得Al-Cu-Ni-Co-Sn-Rh合金；

（2）按质量比2-3:1取纯铝和废铝作为基料加入熔化炉中加热熔化，当温度达到725-745℃时，加入步骤（1）制得的Al-Cu-Ni-Co-Sn-Rh合金，待其全部熔化后，调温至745-765℃，加入Fe、Ti、Ag、Zr等合金成分，熔化后调温至730-750℃，加入熔液重量1-2%的精炼剂精炼15-20min，扒渣后调温至740-760℃，加入混合稀土金属，熔化后搅拌10-15min，取样分析，调整成分，使得合金液中各元素成分的重量百分比符合下列要求：Cu 2.6-3.8、Ni 1.0-1.5、Sn 0.4-0.6、Co 0.25-0.45、Rh 0.1-0.3、Zr 0.05-0.15、Fe 0.3-0.5、Ti 0.1-0.2、Ag 1.4-2.2、Ce 0.05-0.15、Eu 0.04-0.08、Yb 0.03-0.06，余量为Al；静置15-20min后出炉浇注，浇注温度为700-720℃，再通过连铸连轧工艺制成所需的铝合金材料；

（3）对上述制得的铝合金材料进行热处理：先以100-150℃/h升温至280-320℃，保温2-3h，再以150-200℃/h升温至510-530℃，保温0.5-1h，强风风冷至200-250℃后放人0-5℃冰水中降温至50℃以下，然后取出以80-120℃/h升温至160-220℃，保温5-10h，再以30-60℃/h降温至100-120℃，保温10-15h，空冷至室温后以35-55℃/h升温至80-90℃，保温15-20h，空冷至室温即可。

所述精炼剂的制备方法如下：a、取以下重量份的原料：氯化钠40-50、氯化钾 25-35、白云石10-15、叶腊石8-12、水镁石10-15、硅藻土5-10、元明粉4-8、纯碱3-6、冰晶石粉7-11、光卤石粉6-9、耐火砖屑 4-8；b、取白云石、叶腊石、水镁石、硅藻土混合均匀，1180-1240℃煅烧2-3h，水淬，粉碎，研磨，过80-100目筛，待用；b、将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至805-825℃，待其全部熔融后，加入步骤a制得的粉末，搅拌3-5min，静置冷凝后再粉碎成粉末状，与余下原料混合均匀，研磨，过100-150目筛即可。

本发明有益效果：

本发明铝合金中加入了Ce 、Eu、Yb等稀土元素，可以引起铝合金晶粒组织的细化，改善铝合金的晶体组织结构，从而提高导热率，降低热膨胀系数，本发明制得的铝合金材料导热率在195-230W/m·K之间，热膨胀系数在2.5×10^-6-4×10^-6/K之间，同时具有导电性好、强度高、耐腐蚀、易加工、寿命长等优点，可以广泛用于制作用电子工业传输材料。

具体实施方式

一种高导热低膨胀系数稀土铝合金传输材料的制备方法，包括以下步骤：