[发明专利]一种低硅高导热压铸铝合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低硅高导热压铸铝合金及其制备方法，按质量百分比计算，包括如下组分：Si为1.5%～3％；Fe为0.4%～1.3％；Sr为0~0.1%；还包括0~1%的RE；杂质元素总和小于0.15%；余量为Al。本发明所述铝合金对Si和Fe的含量进行了调整，使其保持在低含量的状态，降低其对铝合金导热率的不良影响，同时使铝合金仍然具有较高的压铸工艺性，可以在670℃~720℃进行压铸。

技术领域

本发明涉及铝合金材料技术领域，具体涉及一种低硅高导热压铸铝合金及其制备方法。

背景技术

当前，3C产品、汽车通讯电子等领域均面临着日益增加的轻量化压力。同时，一些零部件对材料的导热性能往往有较高的要求，尤其是散热器件，以保证和提高产品的寿命及工作稳定性。

铝合金具有良好的综合性能，其密度小、强度高、导电导热性好、加工简单等优点较好地满足了产品结构及散热要求，因此被广泛应用于汽车、电子及通讯等领域。纯铝在室温下的热导率较高，约为238W/(m·K)，随着合金元素的增加，铝合金的热导率逐渐降低，且不同元素对合金热导率的影响大不相同。这主要是由金属的自由电子导热机制所决定的，铝合金的导热特性与组织中的晶格畸变程度、缺陷、杂质、相组成及分布等有关。

其中，压铸成型工艺相较于挤压、锻造、冲压等成型工艺，具有生产效率高、成本较低、尺寸精度高、力学性能优异、可以成型形状复杂和轮廓清晰的薄壁深腔铸件等特点，作为一种高速、高压的近终成型工艺，特别适合于导热散热器件的集成化设计和一体成型。

然而，目前用于压铸生产薄壁壳体类通信、电子和交通领域零部件材料主要为AlSi12（Fe），由于该合金中Si10.5~13.5%固溶于铝基体中显著降低了铝合金的导热系数，而且还加入了一定量的Mg、Mn，Cu等合金元素，大大降低了该合金中的导热系数，使其导热系数一般不超过160W/(m·K)，但如果提高了导热系数往往会影响其压铸工艺性，不利于压铸加工。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种低硅高导热压铸铝合金及其制备方法，以解决现有技术无法同时提高铝合金导热系数和压铸工艺性的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种低硅高导热压铸铝合金，按质量百分比计算，包括如下组分：

Si为1.5%～3％；Fe为0.4%～1.3％；Sr为0~0.1%；还包括0~1%的RE；杂质元素小于0.15%；余量为Al。

优选地，所述RE为La、Ce和Sm中的一种或多种。

优选地，所述RE为Ce。

优选地，按质量百分比计算，包括如下组分：Si为1.8%～2.3％；Fe为0.6%～0.82％；RE为0.1%～0.5％；Sr为0.02～0.06％；杂质元素总和小于0.15%，其余为Al。

优选地，还包括Cu、Mn、Zn、Mg、Ni，其单个元素的质量百分比小于0.1%。

一种低硅高导热压铸铝合金的制备方法，制备如本发明所述低硅高导热压铸铝合金，包括如下步骤：

（1）原料准备：按所述质量百分比，定量配置好原料；

（2）熔化：将Al熔化后，升温至730～750℃，加入Fe、Si和RE熔化，搅拌均匀，得到熔体I；降温后加入Sr继续熔化，得到熔体II后静置；

（3）压铸：将所述熔体Ⅱ降温至670～720℃，捞净表面浮渣后进行浇注，得到所述低硅低铁高流动性的高导热压铸铝合金。

优选地，所述步骤（3）中加入精炼剂，按所述熔体II的质量百分比计，所述精炼剂的添加量为0.5~2%，所述精炼剂为氯盐精炼剂。