[发明专利]高导热高导电的压铸稀土铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种高导热高导电的压铸稀土铝合金及其制备方法。

背景技术

铝合金是以铝为基体加入其他元素组成的合金，是结构工程中最常用的材料，具有比重小、传热性好、导电性好、环保、可回收循环利用等特点，被广泛应用于3C、汽车交通运输，家居、航空航天、化工和火箭等各个领域。

现有的压铸（铸造）铝合金中，最常见的为铝硅合金、铝硅铜合金，其中铝-硅类合金占多数。这类合金的压铸性能优良，但机械性能一般，导热、导电性能较差，其导热系数一般不超过100W/m.k，电导率为15ms/m左右，对发热较大导热要求较高，导电要求的产品，如照明、3C和通讯产品、汽车交通等领域的产品，普通压铸铝合金已无法满足应用要求。因此迫切需要研发一种新型压铸铝合金解决这一问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高导热高导电的压铸稀土铝合金及其制备方法，该铝合金的铸造性能良好，导热、导电性能优良，耐腐蚀性能优良，机械性能中等。

为实现上述目的，本发明的技术方案是

一种高导热高导电的压铸稀土铝合金，包括如下组分：

Si:0.5～2.0wt%，

Cu:0.001～0.05wt%，

Fe:0.2～0.6wt%，

Mn:0.001～0.50wt%，

Mg:0.8～3.0wt%，

Zn:0.07～0.15wt%，

B:0.001～0.05wt%，

La:0.05～0.20wt%，

Y:0.05～0.2wt%，

Ce:0.05～0.2wt%，

余量为Al和不超过0.1wt%的杂质。

优选地，Mg与Si的重量比在1.73以下。

进一步地，上述杂质包括V、Cr、Ni、Pb和Ti。

一种高导热高导电的压铸稀土铝合金的制备方法，包括以下步骤：

（1）将纯铝、纯镁、纯锌、铝铜合金、铝铁合金、铝硅合金、铝硼合金、铝锰、镁镧铈合金、镁钇合金预热至150～200℃；

（2）将经步骤（1）处理后的纯铝、纯镁、纯锌、铝铜合金、铝铁合金、铝硅合金、铝锰加入熔炉并全部熔化，熔化温度保证在740～760℃，充分搅拌均匀，搅拌时间为10～15min；

（3）在步骤（2）所获熔体中依次添加除渣剂和用于去除杂质气体的精炼剂；

（4）将步骤（3）所获熔体扒渣静置，让温度保持在700～730℃，而后加入经步骤（1）处理后的铝硼合金、镁镧铈合金、镁钇合金，充分搅拌并充分熔化后，通入氩气精炼10～20min，扒渣；

（5）将步骤（4）所获熔体静置降温至680～700℃后，浇注成锭，获得所述高导热高导电的压铸稀土铝合金。

优选地，步骤（3）中所述的除渣剂和精炼剂的添加量均为步骤（2）所获熔体质量的0.5%。

优选地，所述的除渣剂成分包括硅酸盐；所述的精炼剂为无钠精炼剂，成分包括氯化镁或和氯化钾。

本合金系属于Al-Mg-Si合金系列，是一种中等强度导热、导电压铸稀土铝合金系列。该系列合金主要合金元素为Si、Mg，其主要强化相为Mg₂Si。

本发明在合金中添加了含量为0.001～0.05wt%的B。在纯金属中加入各种合金元素都会降低材料的导热、导电性能，因为不同金属的自由电子不一致，导致晶格畸变，电子运动受限。提升材料强度最有效途径之一是合金化形成强化相固溶体，随着强化相合金元素成分含量的增加，材料强度越高，强化相越多，但电子运动能力受到限制，电子自由程越小，材料的导热、导电性能降低；在合金材料中的V、Ti、Cr、Mn、Ni等过渡族元素在合金中固溶时，这些元素很容易被吸收材料内的自由电子以填充它们不完整的电子层。这种传导电子数目的减少导致热导率降低，它们的存在严重降低了材料的导电、导热性能，必须加以严格控制，B的加入能够与它们形成高熔点难熔化合物沉淀出来，从而降低了影响，获得优良的导热、导电性能；