[发明专利]一种薄壁压铸件用高强韧散热铝合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种适用于薄壁压铸件用高强韧散热铝合金及其制备方法，合金包括如下组分：Si：8.0wt％‑12.6wt％；Mg：1.0wt％‑2.5wt％；Cu：0.2wt％‑0.5wt％；Fe：0.2wt％‑0.4wt％；B：0.001wt％‑0.02wt％，Sr：0.005wt％‑0.1wt％，其余杂质元素控制在0.01wt％以下，余量为Al。制备上述组分的铝熔体后，进行压铸生产时，铝熔体温度为680～720℃，模具温度为150～200℃，铸件取出后，风冷10～50s将铸件温度降至30～50℃。通过薄壁压铸件快速冷却的方法，将Mg、Si、Cu等元素大量固溶在Al基体中，从而在提高合金强度的同时，保证材料的延伸率，所得材料(压铸态)的抗拉强度为308～339MPa，屈服强度为253～271MPa，延伸率为3.1～4.2％，热导率为115～126W/m·k。

技术领域

本发明涉及一种铝合金材料，具体涉及适用于薄壁压铸件用高强韧散热铝合金材料及其制备方法。

背景技术

铝合金具有良好的耐腐蚀、导电导热及铸造加工性能，且比强度高，因此在通信、电子和交通运输等领域有着广泛的运用。目前铝合金压铸件正朝着大型、薄壁、复杂、高精度、高强韧方向发展。铝合金薄壁压铸件在通讯电子设备的外壳生产上也占据举足轻重的地位，如基站用滤波器腔体、发射器壳体、笔记本和手机的外壳等。特别是通讯基站类设备正朝向高散热和高耐蚀性能及高薄方向发展，促进铝合金压铸技术朝向高精尖方向推进，在满足散热和防腐蚀性能的前提下，通讯类铝合金壳体正逐步走向轻量化。

目前，通讯电子用零部件对材料散热性能提出更高要求。研究表明，电子元器件服役过程中产生热量与周围环境散热平衡后，器件的平均温度对其寿命产生重要影响。电子元器件平均温度每升高2℃，寿命就降低10％。由于电子元器件日益朝小型化方向发展，电子器件散热结构日益受到限制，因此，轻质高导热新材料应用已成为提高通信设备散热能力、降低电子元器件温度的关键。铝合金由于其优良的导热性能、可加工性能，同时兼具低成本、环境友好、低密度等优点，在保持设备较高散热能力的同时实现设备的小型化、轻量化具有重要的地位，成为高性能电子工业应用材料的发展趋势。根据金属导热导电的微观机制分析，铝合金中热传导以电子热导为主。自由电子在合金中随机运动时，晶体点阵中缺陷、固溶原子或析出相会造成电势场周期发生变化，从而导致电子散射几率增加降低平均自由程，导致热传导性能下降。因此，铝合金强化途径与材料热导率的提升构成矛盾，如何提高合金强度并兼顾其热传导性能，是通讯电子用铝合金材料迫切需要解决的技术难题。

目前一般工业用压铸铝合金主要有Al-Si-Mg系合金(如 YL104、A356、A360等)，Al-Si-Mg系合金需通过固溶强化和时效处理才能提高其力学性能，但热处理过程中不可避免铸件发生变形，需增加矫正工序，使其制备成本提高；而另一类传统的压铸Al-Si-Cu系合金(如ADC12等)，该类合金中加入的Cu 含量较高，一般在2％～5％Cu，Cu虽然可以提高压铸件的强度，但却降低了铸件的韧性，而且过多Cu的加入会降低铸件的耐腐蚀性能；还有一类韧性较好的压铸铝合金材料为Al-Mg系，如国内YL302，日本ADC5、ADC6以及美国518等牌号压铸铝合金，这类合金具有良好的耐腐蚀性、较高的强度及韧性，但是由于Mg含量较高，一般含4％～6％Mg，Mg在熔炼及压铸过程中很容易氧化，带入夹杂物，导致铸造性能较差，存在较大的壁厚效应，压铸件容易出现开裂和应力腐蚀裂纹等缺陷。

发明内容

针对上述技术现状，本发明旨在提供一种薄壁压铸件用高强韧散热铝合金材料及其制备方法，无需再经过热处理即可获得高强高韧铝合金材料，且合金的热传导性能良好。