[发明专利]一种高强导热铝合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及合金技术领域，具体涉及一种高强导热铝合金材料及其制备方法。本发明提供的高强导热铝合金材料，按质量百分含量计，化学组成为：锌16.1～17.1％，硅8.0～9.0％，铁0.3～0.7％，铜2.1～2.4％，锰0.1～0.3％，镁≤0.1％，铬0.01～0.1％，镍0.01～0.1％，钛0.01～0.05％，铅≤0.05％，锶0.005～0.045％，余量为铝。本发明通过对各元素的含量进行控制，获得了兼具高导热率与高强度的铝合金材料。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体涉及一种高强导热铝合金材料及其制备方法。

背景技术

铝合金与钢铁相比具有比强度高、比刚度高、导热性好、耐蚀性好等优点。相对于钛合金、镁合金，具有资源储量大、成本低、工艺性能好的优势，因此铝合金已经成为航天航空工业、通讯行业、汽车工业以及其他工业领域理想的轻量化材料。

不同的铝合金材料具有不同的导热性能及力学性能。目前，普通压铸铝合金的导热系数均低于100W/m·K，在电子、电气、通讯、机电等行业，常出现工作时因元器件发热而影响工作性能的现象。

为了提高铝合金的导热性能，目前市面上的高导热铝合金材料中大多数通过掺杂稀土元素提高导热率，但由于稀土元素的价格昂贵，熔炼工艺要求严格，无法大批量使用在工业化生产中；而且制备出的铝合金材料强度较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强导热铝合金材料及其制备方法，本发明提供的高强导热铝合金材料具有高导热率和高强度特性，力学性能优异，适于批量化生产。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高强导热铝合金材料，按质量百分含量计，化学组成为：锌16.1～17.1％，硅8.0～9.0％，铁0.3～0.7％，铜2.1～2.4％，锰0.1～0.3％，镁≤0.1％，铬0.01～0.1％，镍0.01～0.1％，钛0.01～0.05％，铅≤0.05％，锶0.005～0.045％，余量为铝。

优选地，所述高强导热铝合金材料的化学组成为：锌16.1～16.6％，硅8.0～8.5％，铁0.3～0.5％，铜2.1～2.25％，锰0.1～0.2％，镁0.01～0.05％，铬0.01～0.05％，镍0.01～0.05％，钛0.01～0.03％，铅0.01～0.025％，锶0.005～0.04％，余量为铝。

本发明提供了上述技术方案所述高强导热铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：

将铝锭进行第一熔炼，得到纯铝液；

将所述纯铝液和锌源、硅源、铁源、铜源、锰源、镁源、铬源、镍源、钛源、铅源和锶源混合，进行第二熔炼，得到合金原料液；

将所述合金原料液进行精炼，得到精炼液；

将所述精炼液进行低频电磁搅拌，得到半固态浆料；

将所述半固态浆料浇铸到模具中，压铸成型，得到高强导热铝合金材料。

优选地，所述第一熔炼的温度为700～770℃。

优选地，所述第二熔炼的温度为680～750℃。

优选地，所述纯铝液和锌源、硅源、铁源、铜源、锰源、镁源、铬源、镍源、钛源、铅源和锶源混合为：先将硅源、铁源、铜源、铬源、镍源、锰源和钛源加入到纯铝液中，再加入镁源、锌源、铅源和锶源。优选地，所述精炼用精炼剂占所述合金原料液质量的0.2～0.3％。

优选地，所述半固态浆料的液相率为35～75％。

优选地，浇铸的时间为50～70min，所述浇铸时的半固态浆料温度为585～660℃；所述压铸成型的压力为350～600MPa。