[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

说明书

本发明涉及金属基复合材料技术领域，尤其涉及一种压铸用高导热高强度铝基复合材料及其制备方法。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：Si 2～12％，Fe 0.1～1.5％，Mg≤1.2％，Cu≤0.6％，Sr≤0.2％，RE≤0.8％，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。本发明在Al‑Si系合金中引入SiC与AlB₂混合颗粒，利用SiC颗粒高导热特性与AlB₂颗粒净化作用，发挥混合颗粒协同效应，在强化铝合金基体强度和导热性能基础上，降低不可避免的杂质元素的固溶，减小晶格畸变程度，从而同时提高合金导热性能、强度与塑性。

技术领域

本发明涉及金属基复合材料技术领域，尤其涉及一种压铸用高导热高强度铝基复合材料及其制备方法。

背景技术

Al-Si系合金的结晶温度间隔小，其Si相有较大的凝固潜热和比热容，该合金线收缩系数、热裂及缩松倾向较小，使得该合金的铸造性能优于其它铝合金。另外，Al-Si系合金具有密度小、强韧性能良好、耐腐蚀等优点，这些优点使的该合金成为目前应用最广泛的铸造合金，被广泛应用于通信、家电、机械、电子、汽车等领域。目前最常用的铸造Al-Si系合金主要有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能，可很好满足铸造工艺要求。但这些合金的导热性能较差，导热系数通常低于145W/(m·K)，其中A356合金的导热系数大约只有120W/(m·K)，而ADC12合金的导热系数大约只有90W/(m·K)。

随着5G时代到来，相关通信产品向小型化、微型化、薄壁化和集成化发展，设备的运行功率密度和发热量越来越高，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，传统的Al-Si系铸造铝合金很难满足零部件快速散热的功能要求。

因此，研发导热率高并且综合力学性能好的铝基复合材料成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为了研发导热率高并且综合力学性能好的铝基复合材料，提供一种压铸用高导热高强度铝基复合材料及其制备方法，该高导热高强度铝基复合材料具有良好的导热率以及综合力学性能，同时该制备方法简单且易于实施，制备流程短，绿色环保，成本低，效率高。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的一个方面，提供一种压铸用高导热高强度铝基复合材料，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：Si 2～12％，Fe 0.1～1.5％，Mg≤1.2％，Cu≤0.6％，Sr≤0.2％，RE≤0.8％，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。

所述铝合金基体中各成分的含量以重量百分比表示如下：Si 4～10％，Fe0.3～0.8％，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≤0.20wt.％。

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％。