[发明专利]一种亚共晶铝硅合金及其制备方法

说明书

本发明涉及一种亚共晶铝硅合金及其制备方法，属于合金技术领域。解决了如何提高现有亚共晶铝‑硅合金的力学性能和导热性的技术问题。本发明的亚共晶铝硅合金由91.3wt％的Al、8wt％的Si、0.6wt％的Mg和0.1wt％的Cu组成，其采用纯Al和Al‑Si中间合金在电阻炉中熔炼原铝液，再加入Al‑Cu中间合金和纯Mg进行合金化，然后进行变质和吹气除渣处理，最后浇注，再经过T6热处理制备得到。该亚共晶铝硅合金具有高导热性、高导电性和高强韧性；制备方法工艺简单，生产效率高。

技术领域

本发明属于合金技术领域，具体涉及一种亚共晶铝硅合金及其制备方法。

背景技术

铝硅合金(aluminium silicon alloy，Al-Si合金)是一种以铝、硅为主成分的锻造和铸造合金，一般含硅量为11wt％，同时加入少量铜、铁、镍以提高强度，密度约为2.6-2.7g/cm³，导热系数约为101-126W/(m·℃)，杨氏模量为71.0GPa，冲击值约为7-8.5J，疲劳极限为±45MPa。

Al-Si合金由于质量轻、导热性能好，又具有一定强度、硬度以及耐蚀性能，因此广泛地应用于航空、交通、建筑、汽车等重要行业，也用于制造低中强度的形状复杂的铸件，如盖板、电机壳、托架等，也用作钎焊焊料。

Al-Si合金是一种典型的共晶型合金，没有中间化合物产生。但在亚共晶铝-硅合金中，共晶硅呈粗大针状，严重割裂基体，使其力学等性能下降而不能满足实际应用需求。且随着5G技术的发展，信号发射的功耗大幅增加，对于像基站散热器这样的构件，当前的铝硅合金已逐渐不能满足行业的需求，对导热性提出了更高的要求。

发明内容

有鉴于此，为了提高现有亚共晶铝-硅合金的力学性能和导热性，本发明提供一种亚共晶铝硅合金及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提供一种亚共晶铝硅合金，由91.3wt％的Al、8wt％的Si、0.6wt％的Mg和0.1wt％的Cu组成。

本发明还提供上述亚共晶铝硅合金的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、按组成称取纯Al、Al-Si合金、Al-Cu合金、纯Mg和Al-Sr合金，Sr的添加量为合金液质量的0.08％；

步骤二、将纯Al、Al-Si合金、Al-Cu合金和纯Mg熔炼，得到合金液；

步骤三、向合金液中添加Al-Sr合金，熔炼并搅拌均匀后，保温15min，得到变质后的合金液；

步骤四、将变质后的合金液依次经吹气除渣、浇注、T6处理后，得到亚共晶铝硅合金。

优选的是，所述纯Al的纯度≥99.8％、Al-Si合金的纯度为24.4％、Al-Cu合金的纯度为50％、纯Mg的纯度≥99.8％，Al-Sr合金的纯度为10％。

优选的是，所述步骤二前，将纯Al、Al-Si合金、Al-Cu合金和纯Mg预热至200℃。

优选的是，所述步骤二的过程为：向电阻炉中加入纯Al和Al-Si合金，升温至780℃进行熔炼并搅拌均匀，得到原铝液，降温至750℃后，向原铝液中加入Al-Cu合金熔炼并搅拌均匀，保温5min后，加入纯Mg熔炼并搅拌均匀，得到合金液。

优选的是，所述步骤三前，将Al-Sr合金预热至200℃。

优选的是，所述步骤四中，吹气除渣的过程为：向变质后的合金液中，通入高纯氩气，吹气2min后，撇渣，静止2min。

优选的是，所述步骤四中，浇注的过程为：将吹气除渣后的合金液浇注至预热至200℃的模具中，自然冷却。