[发明专利]一种压铸用高导热高强度铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种压铸用高导热高强度铝基复合材料，其特征在于：所述铝基复合材料是在铝合金基体中添加增强颗粒形成，所述铝合金基体中各成分的含量以重量百分比表示如下：Si4~10%，Fe 0.3~0.8%，Mg 0.1~0.8%，Cu 0.1~0.5%，Sr 0.02~0.12%， RE 0.1~0.4，其余为Al和不可避免的杂质，所述增强颗粒为SiC和AlB₂的混合物；

所述SiC颗粒的体积分数占所述铝基复合材料的0.1~10%，所述AlB₂颗粒的体积分数占所述铝基复合材料的0.05~1%；

所述RE选自La、Ce、Y、Er、Pr、Nd、Sc、Gd中的一种或多种；

所述的压铸用高导热高强度铝基复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

S1) 称取并干燥原料：按成分含量称取铝合金基体和增强颗粒，并将增强颗粒混合物置于干燥箱中干燥；

S2）熔炼：将预热后的铝合金基体放入熔炼炉中进行加热熔化，得到熔炼熔体；

S3）精炼：熔炼熔体完全融化后，将铝合金熔体温度控制在660~720℃，将精炼剂和/或惰性气体加入熔炼熔体以进行精炼，得到精炼熔体；

S4）铝基复合材料熔体制备：将经过干燥的增强颗粒加入步骤S3)得到的精炼熔体中并搅拌，除去表面夹渣，得到铝基复合材料熔体；

S5）流变或压铸成型：待步骤S4)得到的铝基复合材料熔体温度降至640~680℃后，将其舀取并送往压铸机压室直接进行压铸成形得到铸件；或待铝基复合材料熔体温度降至580~615℃后，将其舀取后制备半固态浆料，制备时间为2~100s，半固态浆料中的初生固相体积分数为5~50%，再将其送入压铸机压室进行半固态流变成形得到铸件，其中模具温度190~260℃、慢压射速度0.1~0.8 m/s，快压射速度1~5m/s、压射比压40~100MPa、增压压力60~120MPa和保压时间2~10s；

S6) 热处理：将S5) 得到的铸件在200~360℃温度下时效2~6h，得到高导热高强度铝基复合材料。

2.根据权利要求1所述的高导热高强度铝基复合材料，其特征在于：所述铝合金中不可避免的杂质包括：V、Mn、Zn、Ti、Cr，单种杂质元素质量≤0.05wt.%，杂质元素的总含量≤0.20 wt.%。

3.根据权利要求1所述的高导热高强度铝基复合材料，其特征在于：所述SiC颗粒的平均粒径为0.05～100μm，纯度大于99%；所述AlB₂颗粒的平均粒径为0.1～100μm，纯度大于98%。

4.根据权利要求1所述的高导热高强度铝基复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤S1)中，在150~170℃下保温干燥1~2h，脱除颗粒表面吸附的水分；在步骤S2）中，将铝合金熔体温度控制在710~765℃。

5.根据权利要求1所述的高导热高强度铝基复合材料的制备方法，其特征在于，在步骤S4)中，所述搅拌方法选自机械搅拌、电磁搅拌、超声搅拌中的一种或多种的组合，其中所述机械搅拌的搅拌速度为100~1200r/min，搅拌时间为2~30min；所述电磁搅拌的电流为10~200A，频率为10~100Hz，搅拌时间为5~50min；所述超声搅拌的功率为100~3000W，搅拌时间为5~40min；将步骤S1）经过干燥的增强颗粒混合物加入搅拌形成的漩涡中，完成增强颗粒的添加；除去表面夹渣，得到铝基复合材料熔体。