[发明专利]一种高导热高韧性压铸铝硅合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高导热高韧性压铸铝硅合金及其制备方法。所述高导热高韧性压铸铝硅合金按质量百分比，包括如下成分：Si：11～13wt%；Fe：0.15～0.5wt%；Co：0.2～0.65wt%；Sr：0.02～0.08wt%；B：0.03～0.1wt%；La：0.01～0.18wt%；Zn：0.05～0.5wt%；不可避免的杂质含量小于0.15%；余量为Al。其中所述Co和Fe的质量比为0.9~1.2：1。本发明通过添加合金元素Si，辅加Fe、Co、Zn元素，并添加微量的B、La和Sr元素，使铝硅合金具有较窄的凝固区间，熔体有优良的流动性，并且显著提高铝硅合金的韧性，使制备的铝硅合金具有较高的导热性和韧性，满足在通讯、汽车、光伏等行业的应用。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种高导热高韧性压铸铝硅合金及其制备方法。

背景技术

随着现代工业的发展，通讯、汽车、光伏等行业散热量越来越大，对材料的热导率要求越来越高。其中，在5G通信技术的应用中，5G通信基站的功率和发热量相比以往4G通信基站大大提高。汽车行业，尤其是新能源纯电动汽车，其电池及功率原件的散热更是关系到产品安全。光伏发电的快速推广对光伏逆变器散热能力的要求也越来越高。如光伏逆变器，通讯基站等产品由于需要安装在户外等环境恶劣地区，其产品密封性往往需要满足IP67以上的等级，这种高密封性可能导致极端工况下壳体内出现高热高压环境，因此还要求压铸铝合金散热壳体有良好的韧性，使其在爆炸冲击载荷下通过足够的变形来释放压力即韧性破裂，避免出现脆性破裂。这种对韧性的高要求也是这些常规压铸铝合金无法满足的。另外，逆变器壳体和通信压铸件通常结构复杂，有大量复杂薄壁散热齿、高低凸台和深腔结构，且尺寸较大，压铸材料的铸造流动性的要求也很高。

然而，现有压铸铝合金普遍的热导率是90～150W/(m·K)，最广泛使用的如ADC12铝合金，其压铸工艺性优良，但导热率只有96W/(m·K)，延伸率只有1％。ENAC-44300其铸态下热导率虽能达到130～160W/(m·K)，但其延伸率也只有1％～2％。这些常规压铸铝合金的导热率已无法满足上述高热耗密度、大功率产品的需求。目前行业内常用的铝硅(Al-Si)系压铸铝合金，随着硅含量的增加，流动性会提升，到近共晶成分处，流动性最好，但同时合金的热导率会降低，因而难以同时兼顾高导热和良好成型性能。

因此，设计开发高导热性与高韧性兼具的压铸铝合金材料具有重要的应用价值。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于解决现有的压铸铝硅合金导热性和韧性差，无法满足通讯、汽车、光伏领域的应用的问题，提供一种高导热高韧性压铸铝硅合金及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种高导热高韧性压铸铝硅合金，按质量百分比，包括如下成分：

Si：11～13wt％；Fe：0.15～0.5wt％；Co：0.2～0.65wt％；Sr：0.02～0.08wt％；B：0.03～0.1wt％；La：0.01～0.18wt％；Zn：0.05～0.5wt％；不可避免的杂质含量小于0.15％；余量为Al。

进一步，所述不可避免的杂质包括Cr、Mn、V和Ti元素，且总量不超过0.01wt％。

进一步，所述Co和Fe的质量比为0.9～1.2：1。

进一步，所述La与B的质量比为2.1-2.4。