[发明专利]一种半固态压铸高导热铝合金及其压铸方法

说明书

一种半固态压铸高导热铝合金及其压铸方法，该铝合金的成分及质量百分比为：Si 6.6～7.4%，Mg 0.15～0.25%，Ti 0.03～0.05%，Cr 0.05～0.1%，Yb 0.01～0.02%，Te 0.01～0.03%，Be 0.05～0.1%，Fe ≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质元素。压铸方法包括配料、熔炼铝合金液、制备半固态浆料、半固态压铸和固溶时效热处理。本发明通过优化Si、Mg主合金元素的含量、细化α‑Al晶粒、变质富Fe相和共晶Si相，使铝合金具有高导热、高强度和优良的半固态压铸成形性能，适合于半固态压铸各种对散热性能要求较高的零部件，如无线通讯基站壳体、散热基板、电子设备外壳、电器发热盘等。

技术领域

本发明属于铝合金压铸技术领域，具体是涉及一种半固态压铸高导热铝合金及其压铸方法。

背景技术

铝合金具有质量轻、强韧性好、耐腐蚀以及特有的金属光泽等特性，广泛应用于电子电器、通讯器材、照明器件、电动工具、新能源汽车等领域，如智能手机、笔记本电脑、平板电脑等电子产品的外壳，LED灯的散热背板和灯罩，无线通讯基站的散热基板、滤波器和机柜外壳，电饭煲、电磁炉、热水器的发热盘，新能源汽车的动力电池外壳、控制电源机箱、驱动电机外壳等。随着各种发热器件功率的不断增大，为了满足发热器件的散热要求，对铝合金的导热性能也要求越来越高。

半固态压铸是对由球形固相晶粒悬浮于液相组成的半固态浆料进行压铸成形的技术，由于半固态浆料不同于传统枝晶凝固形成的固液混合浆料，因此半固态压铸技术具有如下优点：（1）由于半固态浆料具有很好的流动性，半固态压铸可以成形各种形状复杂的零部件；（2）由于半固态浆料的粘度高于液态金属，半固态压铸可以避免充型时金属的飞溅而卷入气体，半固态压铸件可以做热处理进一步提高其力学性能；（3）由于半固态浆料的温度低于液态金属，半固态压铸的充型温度低，可以减轻对压铸模的热冲击，提高压铸模的使用寿命；（4）由于半固态浆料已经具有部分的固相晶粒，半固态压铸的凝固收缩率小，可以避免缩孔、疏松、粘模等缺陷，获得壁厚更薄、组织更加致密、力学性能更高的各类零部件。

半固态压铸所具有的独特技术优势，非常适合于生产电子电器、通讯器材、照明器件、电动工具、新能源汽车等领域的各种铝合金散热零部件。但现有半固态压铸用铝合金主要是A356、ADC12等牌号的Al-Si系铸造铝合金，这些牌号的铸造铝合金由于Si元素含量较高，因此具有很好的铸造流动性和机械加工性能，但导热性能普遍较差，如A356铸造铝合金的导热系数最高只有120W/(m·K)，而ADC12铸造铝合金的导热系数最高只有100W/(m·K)，导致这些牌号的铸造铝合金很难满足各种发热器件的快速散热功能要求。

在变形铝合金加工领域常用的Al-Mg-Si系铝合金，典型牌号有6061、6063等。这些牌号变形铝合金由于Si含量通常小于0.8%，Mg含量通常小于1.2%，因而具有很好的导热性能，其导热系数通常高于180W/(m·K)，其中6061铝合金的导热系数可达185W/(m·K)，而6063铝合金的导热系数可达190W/(m·K)。这些牌号的变形铝合金虽然具有很好的导热性能，但是由于Si含量较低，导致这些牌号的变形铝合金的铸造流动性很差，无法满足半固态压铸的工艺要求，只适合于挤压、轧制、锻造等塑性加工方法。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种能够满足半固态压铸各种散热器铝合金零部件生产需要的半固态压铸高导热铝合金及其压铸方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述半固态压铸高导热铝合金，其特点是：该铝合金采用半固态压铸技术制成，且由以下质量百分比的成分组成：Si 6.6～7.4%，Mg 0.15～0.25%，Ti 0.03～0.05%，Cr 0.05～0.1%，Yb 0.01～0.02%，Te 0.01～0.03%，Be 0.05～0.1%，Fe ≤0.15%，余量为Al和不可避免的其它杂质元素，其中，Cr与Yb的质量比为5:1，其它杂质元素单个含量小于0.05%，总量小于0.15%。