本发明涉及一种高热导率铝合金,属于有色金属合金材料制备技术领域。
背景技术:
铝合金与钢铁相比具有比强度高、比刚度高、导热性好、耐蚀性好等优点。相对与钛合金、镁合金相比具有资源储量大、成本低、工艺性能好的优势,因此铝合金已经成为航天航空工业、通讯行业、汽车工业以及其他工业领域理想的轻量化材料。
不同的铝合金材料具有不同的导热性能力及力学性能。
用于铝合金轻量化工业,在具有高热导率,高散热能力的情况下减轻散热装置。
现有设计的高导热铝金材料中大多都是以参稀土元素提高热导率,但由于稀土元素的价格昂贵,熔炼工艺要求严格,无法大批量使用在工业化批量生产中。本发明设计的高热导材不需要参稀土元素,通过以al-si系列为基础,调整各金属元素的比例,改善材料的组织达到提高热导率效果,适用于批量化生产。
技术实现要素:
本发明的目的是提出一种铝合金新材料,具有高热导率,高散热能力和良好的力学性能,用于铝合金轻量化工业。
为实现以上目的,本发明通过以al-si合金为基础,调整其余合金元素,达到高热导率及优良力学性能要求。
本发明的具体方案是:一种高导热铝合金,其包括重量百分量的组分:si:2.0%-3.6%、mg:0.5%-1.2%、余量为al及不可避免的杂质。
进一步的,其还包括:fe:≤0.30%、zn:≤0.09%、cu:≤1.0%、mn:≤0.35%、ti:≤0.15%、其余杂质总含量≤0.25%。
合金元素须按照成分要求,其配方及质量分数表示为:
si:2.0%-3.6%;
fe:≤0.3%;
zn:≤0.09%;
mg:0.5%-1.2%;
cu:≤1.0%;
mn:≤0.35%;
ti:≤0.15%;
sn:≤0.01%;
v:≤0.01%;
ca:≤0.01%;
b:≤0.01%;
其余杂质≤0.25%;
al余量(补足至100%)。
本发明所述铸造用铝合金的制备方法如下:
(1)将质量为总量的50%的铝锭及铝铜合金、铝锰合金等混合,升温至740-820℃熔化。
(2)加入金属硅,充分搅拌,金属硅充分溶解。
(3)加入剩余的50%且已经预热的铝锭,温度调至730-750℃。
(4)充分搅拌并取样进行过程成分检测,调整工艺要求;
(5)通入99.999%高纯氮气精炼,以气体流量为2.0l/min通入,并以精炼剂通入管内为方式,参入炉内铝液总质量的0.15%-0.2%的精炼剂。精炼后将浮渣扒出,处理干净。
(6)静置10-15min;
(7)取样检查成分,调整至工艺要求。
(8)温度控制在700-720℃进行铸造。
(9)检测成分合格,打包入库。
本发明的有益效果是:
本发明的材料通过测试,热学性能:热导率可达到190w/m·k;adc12的热导率只有120w/m·k。本发明的材料是具有传热快,散热快的优点。
经测试力学性能:
屈服强度rm:≥115;
抗拉强度σb(mpa):≥190;
布氏硬度:≥71hb。
具体实施方式
本发明合金元素须按照成分要求,其配方及质量分数表示为:
si:2.0%-3.6%;
fe:≤0.3%;
zn:≤0.09%;
mg:0.5%-1.2%;
cu:≤1.0%;
mn:≤0.35%;
ti:≤0.15%;
sn:≤0.01%;
v:≤0.01%;
ca:≤0.01%;
b:≤0.01%;
其余杂质≤0.25%;
al余量(补足至100%)。
本发明所述铸造用铝合金的制备方法如下:
(1)将质量为总量的50%的铝锭及铝铜合金、铝锰合金等混合,升温至740-820℃熔化。
(2)加入金属硅,充分搅拌,金属硅充分溶解。
(3)加入剩余的50%且已经预热的铝锭,温度调至730-750℃。
(4)充分搅拌并取样进行过程成分检测,调整工艺要求;
(5)通入99.999%高纯氮气精炼,以气体流量为2.0l/min通入,并以精炼剂通入管内为方式,参入炉内铝液总质量的0.15%-0.2%的精炼剂。精炼后将浮渣扒出,处理干净。
(6)静置10-15min;
(7)取样检查成分,调整至工艺要求。
(8)温度控制在700-720℃进行铸造。
(9)检测成分合格,打包入库。
本发明的有益效果是:
本发明的材料通过测试,热学性能:热导率可达到190w/m·k;adc12的热导率只有120w/m·k。本发明的材料是具有传热快,散热快的优点。
力学性能:
屈服强度rm:≥115;
抗拉强度σb(mpa):≥190;
布氏硬度:≥71hb。