[发明专利]一种高导热压铸镁合金及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种高导热压铸镁合金及其制备工艺。一种高导热压铸镁合金的化学成分按质量百分数计包括：8%～13%Zn、0.1%～1%Ca、0%～1%Mn、0%～1%La、0%～1%Ce，余量为Mg，其中：Mn、La、Ce含量不同时为零。本发明的镁合金适合压铸、具有优异力学性能和较高导热性能，其室温热导率可达到常用压铸AZ91的两倍左右，其抗拉强度与AZ91镁合金相当。

技术领域

本发明涉及有色金属材料变形加工技术领域，属于金属材料技术领域，特别涉及一种高导热压铸镁合金及其制备工艺。

背景技术

镁合金是目前使用的最轻的结构材料，它的密度是铝的2/3，钢的1/5，有高的比强度、比模量，资源丰富、节能环保。由于其密度低，比强度高，可回收利用性等优点，被誉为“21世纪最具潜力的绿色金属工程材料”。

压铸技术是目前镁合金铸造工艺中应用最广、发展速度最快的金属零部件精密成形技术之一，符合现代制造业产品复杂化、精密化、轻量化、节能化、绿色化的要求。为使压铸镁合金具有较高的室温强度，商业压铸镁合金通常含有6wt%以上的Al。AZ91镁合金和AM60镁合金是目前常用的压铸镁合金，广泛应用于汽车和3C产品压铸件。

但这些商业压铸镁合金由于铝含量较高，热导率很低。例如，20℃下AZ91镁合金的热导率仅为58 W·(m·K)^-1 、AM60镁合金的热导率仅为61 W·(m·K)^-1。

目前航空航天、汽车和3C 产品等领域对轻质高强散热材料的需求越来越多，采用现有的商业压铸镁合金制造的散热器不能完全满足散热件对散热性能越来越高的要求。兼顾导热性和力学性能的新型轻质导热镁合金材料具有重要的应用需求背景。开发兼具高导热、高强度、具有良好压铸性能的新型压铸镁合金，对解决现有压铸镁合金热导率低、不能满足工业应用需求的问题，具有重要意义。开发出新型高导热的压铸镁合金可推动镁合金在散热材料领域大规模工业化应用。

纯镁具有较高的热导率，约为157W/m*K，但强度太低，铸态下的拉伸屈服强度约为21MPa。在镁中加入合金化元素可以明显改善其力学性能，但由于合金元素的添加，通常会使其热导率明显降低。近年来，国内逐渐有一些高强度导热镁合金被陆续开发出来，但这些合金基本都是变形合金，并不适合压铸使用。

目前文献可查的关于高导热压铸合金研究结果，有中国专利CN102586662A公开了一种导热性优良的压铸用高导热性镁合金成分，合金含有：1.5～3质量％的镧系元素、0.5～1.5质量％的选自铝和锌的一种或两种元素、以及0.2～0.6质量％的选自锰和锆的一种或两种元素，余下由镁和不可避免的杂质组成。该压铸合金具有较高的导热系数（102～122W·(m·K)^-1）。但由于合金中含有La、Zr等元素，特别是稀土元素La含量较高，合金价格较昂贵，且其力学性能未到商业应用合金AZ91水平，因此目前未被大多数用户所接受。

国内外目前关于导热镁合金的成分设计报道很少，急需开展合金元素对镁合金导热性能的影响规律及其机理方面的研究，发展新型高性能的高导热镁合金及其相关制备技术，满足用户市场对于高导热压铸镁合金的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高导热压铸镁合金及其制备工艺，该镁合金适合压铸、具有优异力学性能和较高导热性能，其室温热导率可达到常用压铸AZ91的两倍左右，其抗拉强度与AZ91镁合金相当。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种高导热压铸镁合金，其化学成分按质量百分数计包括：8%～13% Zn、0.1%～1%Ca、0%～1%Mn、0%～1%La、0%～1%Ce，余量为Mg，其中：Mn、La、Ce含量不同时为零。

一种高导热压铸镁合金制备工艺，包括以下步骤：