[发明专利]一种Al-Si-Cu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Al‑Si‑Cu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％；Cu为0.5%~1.2%；Fe为0.4%~1.3％；其余为Al和不可避免杂质。本发明的铝合金在降低Si含量的同时，为了保证压铸脱模性，加入适量的Fe和微量的RE元素，使铝合金在进行T5热处理后导热率能够达到200 W/(m·K)以上，接近纯铝的导热率239 W/(m·K)。

技术领域

本发明涉及铝合金材料技术领域，具体涉及一种Al-Si-Cu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239W/(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。

压铸成型相比挤压，锻造、冲压等成型具有较低的生产成本，作为一种高速、高压的近终成型工艺，压铸成型具有生产效率高、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，特别适合于导热散热器件的集成化设计和一体成型。

然而，目目前运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)，对应欧标为ENAC44300压铸铝合金，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，Fe0.45～0.9％含量的可以在压铸过程中减少压铸产品和模具之间的结合力，从而解决粘模事宜，其中，该合金中含有一定量的Mg、Mn，Ti等合金元素，大大降低了该合金中的导热系数，一般不超过160W/(m·K)。

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Al-Si-Cu高导热压铸铝合金，以解决现有技术铝合金添加其他元素后导热系数下降的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种Al-Si-Cu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％；Cu为0.5％～1.2％；Fe为0.4％～1.3％；其余为Al和不可避免杂质。

本发明还提供一种Al-Si-Cu高导热压铸铝合金的制备方法，制备如本发明所述Al-Si-Cu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Al锭、Al-RE合金、Al-Cu合金，单质3303Si，纯Fe粉；

(2)熔化：将所述Al锭熔化后，升温至730～750℃，Fe粉和纯Si及Al-Cu合金加入熔化，搅拌均匀，得到熔体Ⅰ；降温至700℃，加入所述Al-RE合金熔化，得到熔体Ⅱ；然后静置15～40分钟；

(3)压铸：将熔体Ⅱ降温至690～710℃，捞净表面浮渣后，浇注成锭，并通过压铸得到所述Al-Si-Cu高导热压铸铝合金。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的铝合金在降低Si含量的同时，为了保证压铸脱模性，加入适量的Fe和微量的RE元素，使铝合金在进行T5热处理后导热率能够达到200W/(m·K)以上，接近纯铝的导热率239W/(m·K)。