[发明专利]适用于流变压铸的高导热铝合金及其制备方法和成形工艺

说明书

本发明一种适用于流变压铸的高导热铝合金及其制备方法和成形工艺，该铝合金成分的质量百分比为：Si 6.5~8.0%，Fe 0.2~0.8%，Mg 0~0.2wt.%，Cu 0~0.2%，Sr 0.005~0.04%，B 0.03~0.05%，RE 0.01~0.03%，其余为Al和不可避免杂质；将该铝合金在480~510℃温度下固溶处理4~9h后水淬，在190~220℃温度下时效处理10~16h后随炉冷却。本发明铝合金不仅导热系数高、力学性能好、且流变压铸成形温度窗口宽，适用于流变压铸成形高品质高导热铝合金铸件，是大型薄壁复杂结构件，如通信基站散热壳体、新能源汽车3电结构件壳体、电子设备壳体。

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，特别是涉及一种适用于流变压铸的高导热铝合金及其制备方法和和成形工艺。

背景技术

铝硅合金具有重量轻、强韧性良好、耐腐蚀及特有的金属光泽等特性，广泛应用于通信配件、电子电器、新能源汽车等领域。铝硅合金结晶温度间隔小、其硅相有很大的凝固潜热和较大比热容；线收缩系数、热裂及缩松倾向较小等特点，因此其铸造性能优于其它铝合金。由于铝硅合金共晶体有良好的塑性，能较好地兼顾力学性能和铸造性能两方面的要求，所以铝硅合金是目前应用最为广泛的铸造合金。其中亚共晶铝硅合金不仅具有良好的加工性，而且还具有良好的铸造性能、焊接性能和导热性能。但随着相关产品小型化、微型化和集成化的发展趋势，如何在有限的空间内进行有效散热，成为目前相关产品设计的关键问题。

半固态压铸成形技术是指在液态金属的凝固过程中进行强烈的搅拌，使普通铸造易于形成的树枝晶网络骨架被打碎而形成分散的颗粒状组织形态，从而制成半固态金属液，然后将其压铸成坯料或铸件。在普通铸造过程中，初晶以枝晶方式长大，当固相率达到0.2左右时，枝晶就形成连续网络骨架，失去宏观流动性。如果在液态金属从液相到固相冷却过程中进行强烈搅拌，则使普通铸造成形时易于形成的树枝晶网络骨架被打碎而保留分散的颗粒状组织形态，悬浮于剩余液相中。这种颗粒状非枝晶的显微组织，在固相率达0.5-0.6时仍具有一定的流变性，从而可利用常规的成形工艺如压铸、挤压，模锻等实现金属的成形。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，可以制备得到壁厚更薄、组织更致密、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。

目前最常用的半固态铸造铝合金主要有A356、A380、ADC12等。这些Al-Si系铸造铝合金通常含有6.5％以上的Si元素，因而具有很好的铸造流动性，可以很好满足铸造的工艺要求。但这些合金的导热性能较差，导热系数通常低于140W/(m·K)，其中A356铸造铝合金的导热系数大约只有120W/(m·K)，而ADC12铸造铝合金的导热系数大约只有90W/(m·K)，导致Al-Si系铸造铝合金很难满足零部件快速散热的功能要求。

发明内容

本公开实施例公开了一种适用于流变压铸的高导热铝合金及其制备方法和和成形工艺，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。

为了达到上述目的，本公开实施例公开了一种适用于流变压铸的低成本高导热铝合金，所述合金具体成分的质量百分比为：Si 6.5～8.0％，Fe 0.2～1.0％，Mg 0～0.2％，Cu 0～0.2％，Sr 0.005～0.04％，B 0.03～0.05％，RE 0.01～0.03％，其余为Al和不可避免的杂质,

根据本公开实施例，所述不可避免杂质元素总量低于0.18wt.％；所述RE的成分及质量百分比为：La 20～40％、Ce 20～40％、Er 10～30％、Y 10～30％且w(La)+w(Ce)+w(Er)+w(Y)＝1。

本公开实施例的另一目的是提供一种制备上述的高导热铝合金的方法，该方法具体包括以下步骤：