一种大功率led灯基板用铝合金型材的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种大功率LED灯基板用铝合金型材的制备方法，该铝合金型材各元素组成的质量百分比为：Si1.2-1.8、Cu2.6-3.4、Ag0.5-1.0、Be0.3-0.6、W0.2-0.4、Mn0.25-0.35、Zn0.1-0.2、Ni0.2-0.3、Fe0.05-0.15、Pd0.03-0.07、Nd0.02-0.04、Tb0.01-0.02，余量为Al。本发明制得的铝合金型材热导率高，具有优异的散热性能，同时具有足够的机械性能，从而适用于制造大功率LRD基板，既可以提高LED灯的工作可靠性饥和使用寿命，又降低了生产成本，适用于工业化生产以及大规模推广。
【专利说明】一种大功率LED灯基板用铝合金型材的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种大功率LED灯基板用铝合金型材的制备方法，属于铝合金材料加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，因其密度低，强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，具有优良的导电性、导热性、抗蚀性等性能，可加工成各种型材，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。
[0003]大功率LED灯具有省电、寿命长及反应时间快等优点，在城市景观、LCD背光板、交通标志、汽车尾灯照明和广告招牌等方面有着广泛的应用。散热是大功率LED封装的关键技术之一，散热不良将严重影响LED灯的出光效率、亮度和可靠性。所以铝合金基板材料散热性能的好坏直接决定了大功率LED元件的性能。然而目前的铝合金型材在导热性方面明显不足，特别对于大功率LED灯具而言，难以满足其散热要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种热导率高、散热性好的大功率LED灯基板用铝合金型材的制备方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案:
一种大功率LED灯基板用铝合金型材的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照元素质量百分数满足下列要求:Si1.2-1.8、Cu 2.6-3.4、Ag 0.5-1.0,Be 0.3-0.6、W 0.2-0.4, Mn 0.25-0.35, Zn 0.1-0.2, Ni 0.2-0.3, Fe 0.05-0.15, Pd
0.03-0.07、Nd 0.02-0.04、Tb 0.01-0.02，余量为Al进行配料，将炉料投入熔炼炉在730-760°C下进行熔炼，加待炉料全部熔化，搅拌25-35min，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为725-745°C，精炼时间为15-20min，扒渣后静置20_30min，再调整温度至715-735°C，铝液中通80%N2+10%C12+10%C0多元混合气体除气精炼20_25min，气体压力为0.18-0.22atm,气体流量为1.5-2.0 m3/min，静置20_30min，使氧化渣充分上浮，扒渣后开始浇铸；
(2)采用金属型水冷半连续铸造技术，铝液出炉温度为710-730°C，铸造温度为690-710°C,铸造速度为100-120 mm/min,冷却水压为0.2-0.4MPa，冷却水进水口温度不高于25°C，出水口水温不高于40°C ；
(3)将铸坯进行均匀化处理:先以120-160°C/h升温至240-280°C，保温2_3h，再以100-150°C /h 升温至475-495°C，保温5_10h，然后以 60_80°C /h 降温 330_360°C，保温4_6h，强风风冷至180-220°C，保温2-3h，然后以100_150°C /h升温至485-505°C，保温5_10h，再以80-120°C /h降温至260-290°C，保温2_3h，空冷至室温，然后以140_180°C /h升温至320-350°C，保温2-3h，再以60_80°C /h降温至170_190°C，保温l_2h，出炉雾冷至室温；
(4)将均匀化处理后的铸锭加热至435-455°C，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为420-440°C，挤压筒预热温度415-435°C，挤压速率为12_18m/min ；
(5)上述挤压出来的铝合金型材采用在线风冷或水雾冷却淬火，在线淬火后进行时效处理:先以 80-90°C /h 升温至 175-195°C，保温 5-10h，再以 30_40°C /h 降温至 90-110°C，保温8-12h，再以40-50°C /h升温至180-200°C，保温5_10h，空冷至室温后再以30_40°C /h升温至80-90°C，保温10-15h，再以40_50°C /h升温至170_190°C，保温5_10h，空冷至室温，经表面处理、精整、检查验收、包装即得成品。
[0006]所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:氯化镁10-15、氯化钾15-20、高炉矿渣4-8、火山灰5-10、萤石3_6、苦菱土 4_8、废砖粉3_6、石墨粉2_5、白云石8-12、硫化锰2-3、纳米氧化铝2-3、乙烯基三乙氧基硅烷0.5_1、三乙醇胺1_2 ；b.将萤石、苦菱土、白云石混合均匀，730-760°C煅烧2-3h，冷却至室温后放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1200-1250°C煅烧l_2h，冷却至室温，粉碎，过100-150目筛与高炉矿渣、火山灰、废砖粉、石墨粉混合均匀，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，2000-3000rpm高速研磨10_15min，待用；c.将氯化镁和氯化钾混合均匀，加热至780-81 (TC，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20-30min,喷射造粒，即得精炼剂。
[0007]本发明的有益效果:
本发明制得的铝合金型材热导率高，具有优异的散热性能，同时具有足够的机械性能，从而适用于制造大功率LRD基板，既可以提高LED灯的工作可靠性饥和使用寿命，又降低了生产成本，适用于工业化生产以及大规模推广。
【具体实施方式】
[0008] 一种大功率LED灯基板用铝合金型材的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照元素质量百分数满足下列要求:Si1.2-1.8、Cu 2.6-3.4、Ag 0.5-1.0,Be 0.3-0.6、W 0.2-0.4, Mn 0.25-0.35, Zn 0.1-0.2, Ni 0.2-0.3, Fe 0.05-0.15, Pd
0.03-0.07,Nd 0.02-0.04,Tb 0.01-0.02，余量为Al进行配料，将炉料投入熔炼炉在745°C下进行熔炼，加待炉料全部熔化，搅拌30min，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为730°C，精炼时间为20min，扒渣后静置25min，再调整温度至725°C，铝液中通80%N2+10%C12+10%C0多元混合气体除气精炼20min，气体压力为0.2atm,气体流量为
1.8 m3/min，静置25min，使氧化渣充分上浮，扒渣后开始浇铸；
(2)采用金属型水冷半连续铸造技术，铝液出炉温度为715°C，铸造温度为705°C，铸造速度为120 mm/min,冷却水压为0.3MPa，冷却水进水口温度不高于25°C，出水口水温不闻于40 °C ；
(3)将铸坯进行均匀化处理:先以140°C/h升温至270°C，保温2h，再以120°C /h升温至490°C，保温7h，然后以70°C /h降温350°C，保温5h，强风风冷至200°C，保温3h，然后以1500C /h升温至505°C，保温6h，再以100°C /h降温至285°C，保温2h，空冷至室温，然后以1600C /h升温至330°C，保温3h，再以70°C /h降温至180°C，保温lh，出炉雾冷至室温；
(4)将均匀化处理后的铸锭加热至445°C，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为430°C，挤压筒预热温度420°C，挤压速率为14m/min ；(5)上述挤压出来的铝合金型材采用在线风冷或水雾冷却淬火，在线淬火后进行时效处理:先以90°C /h升温至185°C，保温8h，再以35°C /h降温至110°C，保温10h，再以50°C /h升温至200°C，保温6h，空冷至室温后再以30°C /h升温至80°C，保温15h，再以45°C /h升温至180°C，保温8h，空冷至室温，经表面处理、精整、检查验收、包装即得成品。
[0009]所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量(kg)的原料:氯化镁15、氯化钾
15、高炉矿渣6、火山灰7、萤石4、苦菱土 7、废砖粉5、石墨粉3、白云石10、硫化锰2、纳米氧化铝3、乙烯基三乙氧基硅烷0.6、三乙醇胺1.5 ;b.将萤石、苦菱土、白云石混合均匀，750°C煅烧2h，冷却至室温后放入浓度为15%的盐酸溶液中浸泡2h，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1250°C煅烧lh，冷却至室温，粉碎，过100目筛与高炉矿渣、火山灰、废砖粉、石墨粉混合均匀，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，2500rpm高速研磨lOmin，待用；c.将氯化镁和氯化钾混合均匀，加热至790°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌25min，喷射造粒，即得精炼剂。
[0010]所得的铝合金型材经检验其主要性能为:热导率216W/ Cm.10，抗拉强度394Mpa，屈服强度为281Mpa，伸长率为 16.1%。
【权利要求】
1.一种大功率LED灯基板用铝合金型材的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)按照元素质量百分数满足下列要求:Si1.2-1.8、Cu 2.6-3.4、Ag 0.5-1.0,Be 0.3-0.6、W 0.2-0.4, Mn 0.25-0.35, Zn 0.1-0.2, Ni 0.2-0.3, Fe 0.05-0.15, Pd0.03-0.07、Nd 0.02-0.04、Tb 0.01-0.02，余量为Al进行配料，将炉料投入熔炼炉在730-760°C下进行熔炼，加待炉料全部熔化，搅拌25-35min，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为725-745°C，精炼时间为15-20min，扒渣后静置20_30min，再调整温度至715-735°C，铝液中通80%N2+10%C12+10%C0多元混合气体除气精炼20_25min，气体压力为0.18-0.22atm,气体流量为1.5-2.0 m3/min，静置20_30min，使氧化渣充分上浮，扒渣后开始浇铸； (2)采用金属型水冷半连续铸造技术，铝液出炉温度为710-730°C，铸造温度为690-710°C,铸造速度为100-120 mm/min,冷却水压为0.2-0.4MPa，冷却水进水口温度不高于25°C，出水口水温不高于40°C ； (3)将铸坯进行均匀化处理:先以120-160°C/h升温至240-280°C，保温2_3h，再以100-150°C /h 升温至475-495°C，保温5_10h，然后以 60_80°C /h 降温 330_360°C，保温4_6h，强风风冷至180-220°C，保温2-3h，然后以100_150°C /h升温至485-505°C，保温5_10h，再以80-120°C /h降温至260-290°C，保温2_3h，空冷至室温，然后以140_180°C /h升温至320-350°C，保温2-3h，再以60_80°C /h降温至170_190°C，保温l_2h，出炉雾冷至室温； (4)将均匀化处理后的铸锭加热至435-455°C，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为420-440°C，挤压筒预热温度415-435°C，挤压速率为12_18m/min ； (5)上述挤压出来的铝合金型材采用在线风冷或水雾冷却淬火，在线淬火后进行时效处理:先以 80-90°C /h 升温至 175-195°C，保温 5_10h，再以 30_40°C /h 降温至 90-110°C，保温8-12h，再以40-50°C /h升温至180-200°C，保温5_10h，空冷至室温后再以30_40°C /h升温至80-90°C，保温10-15h，再以40_50°C /h升温至170_190°C，保温5_10h，空冷至室温，经表面处理、精整、检查验收、包装即得成品。
2.根据权利要求1所述的大功率LED灯基板用用铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:氯化镁10-15、氯化钾15-20、高炉矿渣4-8、火山灰5-10、萤石3-6、苦菱土 4-8、废砖粉3_6、石墨粉2_5、白云石8_12、硫化锰2-3、纳米氧化铝2-3、乙烯基三乙氧基硅烷0.5-1、三乙醇胺1-2 ；b.将萤石、苦菱土、白云石混合均匀，730-760°C煅烧2-3h，冷却至室温后放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡I_2h，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1200-1250°C煅烧I_2h，冷却至室温，粉碎，过100-150目筛与高炉矿渣、火山灰、废砖粉、石墨粉混合均匀，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，2000-3000rpm高速研磨10_15min，待用；c.将氯化镁和氯化钾混合均匀，加热至780-810°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20-30min，喷射造粒，即得精炼剂。
【文档编号】C22F1/057GK103710597SQ201310687807
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】吴贤春 申请人:芜湖万润机械有限责任公司