一种高导热耐腐蚀压铸铝合金及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种导热性能好高强度，耐腐蚀，且适合于压铸的新型铝合金及制备 方法，属于金属材料领域。
【背景技术】
[0002] 随着节能减排和绿色低碳需求，汽车和通讯行业对轻量化材料和技术提出了越来 越高的需求。压铸是生产汽车和通讯行业零配件最常用的铸造工艺。通讯、电子和汽车行 业的铝镁合金构件都在向着薄壁化、高导热、耐腐蚀方向发展，这为新型铝合金材料开发发 展提供了契机。
[0003] 在通讯行业，随着3G和4G通讯设备的发展，在通讯基站上面需要更多更轻量化的 铝合金产品，包括散热器、机柜、滤波器等等，这些产品已经大量采用常规压铸铝合金ADC12 生产。但是随着发射功率的大幅度提高和轻量化的更大需求，这些产品希望能够采用壁厚 更薄、散热性更好的压铸铝合金材料。LED行业也是如此，由于LED灯具的工作温度严重影 响灯具的使用寿命，因此采用散热良好的铝合金压铸灯罩是LED行业追求的目标，日本三 菱为此开发了 5种铝合金材料代替常规ADC12铝合金。新能源汽车产业的飞速发展也对具 有高散热高强度的压铸铝合金提出了新的需求，包括控制器机箱、驱动电机这些电动汽车 和混合动力汽车必备的零部件，ADC12铝合金的散热性能都不能满足要求。
[0004] 目前，在这些行业采用铝合金压铸面临这较大的技术难度，首先ADC12压铸铝合 金材料的导热系数只有90左右，远远低于纯铝的237。此外，由于ADC12铝合金含有约10% 左右的Si元素，导致耐腐蚀性能下降，并且阳极氧化困难。
[0005] 因此高导热耐腐蚀的压铸铝合金发展将立足于降低Si含量，并通过微合金化的 途径添加Mg、Zn、RE等元素改善耐腐蚀性能和散热性的元素。
【发明内容】
[0006] 1、本发明的目的。
[0007] 本发明的目的是提供一种新型高导热耐腐蚀铝合金的制备方法，该铝合金材料在 20°C，导热系数大于175WAm.K)，抗拉强度大于170Mpa，屈服强度大于130MPa，延伸率大 于2%。可用于汽车和通讯行业对导热性和耐腐蚀性要求较高的结构件上面，与常规铝合金 相比，具有较高的导热系数和耐腐蚀性等优点。
[0008] 2、本发明所采用的技术方案。
[0009] 为制备高导热耐腐蚀铝合金，本发明采用以下技术方案： 一种高导热耐腐蚀铝合金，该铝合金的成分含量为：Si的含量1. 5 - 5wt. %，Mg的含量 为1. 0 - 3wt. %，Zn的含量为0. 01 - 0. 5%，Sr的含量为0. 05 - 0. 1%，其余为铝和其它杂 质元素，其它杂质元素含量小于0. 005%。
[0010] 在本发明的高导热耐腐蚀错合金，所述的Si的含量优选为1. 5 - 5wt. %。
[0011] 在本发明的高导热耐腐蚀铝合金，所述的Mg的含量优选为1. 0 - 3wt. %。
[0012] 在本发明的高导热耐腐蚀铝合金，所述的Zn的含量优选为0. 01 - 0. 5wt. %。
[0013] 在本发明的高导热耐腐蚀铝合金，所述的Sr的含量优选为0. 05 - 0.lwt. %。
[0014] 在本发明的高导热耐腐蚀铝合金，所述的Zn的含量优选为0. 01 - 3wt. %。
[0015] 在本发明的高导热耐腐蚀铝合金，其它杂质元素含量小于0. 005%。
[0016] 本发明提供的高导热耐腐蚀铝合金制备方法，主要操作步骤如下所示： 根据产品需求，Si元素可以以纯Si或者Al-Si中间合金形式加入，Mg元素可以Mg锭 形式或者Mg-AL中间合金形式加入，Zn元素可以以纯Zn或者Al-Zn中间合金形式加入，Sr 以中间合金Al-Sr中间合金形式加入。上述合金元素加入时需要考虑合金的烧损率，保证 烧损后的合金元素比例在发明专利要求元素比例范围之内。
[0017] 配料和清洗坩埚，根据要熔炼合金的量，考虑烧损率后计算加入合金的质量，表面 有油腻的需要清洗，合金锭需要在烘箱内烘干。坩埚要清洗和烘干，防止上次熔炼残余料对 合金元素的比例造成影响。
[0018] 将纯铝锭放入井式炉坩埚内，加热坩埚进行熔炼，铝液温度控制在700-730°C之间 待铝液温度达到710°C时，将烘干后的Al-Si中间合金加入到铝液中，铝液升温至 730°C，保温10分钟后，将Al-Mg，Al-Zn中间合金一起加入到铝液中，保温5分钟后，加入Al-Sr中间合金，保温15分钟，保证加入的中间合金全部熔化。
[0019] 镁液升温至750°C以上，开始加入铝合金中间合金进行精炼，精炼过程中用精炼勺 上下搅拌5分钟至合金精炼充分。精炼降温至730°C保温、静置，使夹杂物充分的上浮或者 下沉，然后进行拔渣。
[0020] 铝液温度730°C时进行变质，加入AL-Ti-B变质剂进行变质处理，搅拌充分后静置 15分钟。静置后拔渣，去除表面氧化皮和底部杂质。
[0021] 将精炼、变质后的铝液温度降至700°C，压铸模温度控制在150_200°C之间，调节 压射位置，高压压射速度控制在l_6m/s，将铝液加入到压铸机压射嘴中，然后根据设置好 的压射参数进行压射。
[0022] 3、本发明的有益效果。
[0023] 本发明的优点：该高导热压铸铝合金在20°C下导热系数175_190W/mk，压铸件抗 拉强度170-200MPa之间，屈服强度130-145MPa之间，延伸率2-4%之间，可用于汽车、通讯 等行业对材料导热系数和耐腐蚀性能要求较高的结构件上。与常规AD12铝合金相比，在导 热系数上面有明显的优势。
[0024]
【具体实施方式】
[0025] 为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有 益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发 明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应 视为本发明的技术方案范畴。
[0026] 实施例1 1:50kgAl-2Si-lMg-0.01Zn-0.05Sr高导热压铸铝合金，即铝合金的成分含量为： 1. 5wt. %Si,l%wt. %Mg, 0?l%Zn, 0? 05wt. %Sr,其余为铝，其它杂质元素含量小于 0? 005%。
[0027] 1.配料和清洗坩埚：根据要熔炼合金的量，考虑烧损率后计算加入合金的质量， 表面有油腻的需要清洗，合金锭需要在烘箱内烘干。坩埚要清洗和烘干，防止上次熔炼残余 料对合金元素的比例造成影响。
[0028] 2.铝锭熔化：将纯铝锭放入井式炉坩埚内，加热坩埚进行熔炼，铝液温度控制在 700-730°C之间 3.加入中间合金：待铝液温度达到710°C时，将烘干后的Al-Si中间合金加入到铝液 中，铝液升温至730°C，保温10分钟后，将Al-Mg，Al-Zn中间合金一起加入到铝液中，保温5 分钟后，加入Al-Sr中间合金，保温15分钟，保证加入的中间合金全部熔化。
[0029] 4.精炼处理：镁液升温至750°C以上，开始加入铝合金中间合金进行精炼，精炼过 程中用精炼勺上下搅拌5分钟至合金精炼充分。精炼降温至730°C保温、静置，使夹杂物充 分的上浮或者下沉，然后进行拔渣。
[0030] 5.变质处理：铝液温度730°C时进行变质，加入AL-Ti-B变质剂进行变质处理，搅 拌充分后静置15分钟。静置后拔渣，去除表面氧化皮和底部杂质。
[0031] 6.压铸：将精炼、变质后的铝液温度降至700°C，压铸模温度控制在150-200°C之 间，调节压射位置，高压压射速度控制在l-6m/s，将铝液加入到压铸机压射嘴中，然后根据 设置好的压射参数进行压射。
[0032] 本发明的Al-1. 5Si-lMg-0.lZn-0.05Sr高导热耐腐蚀铸造铝合金，导热系数为 185W/mk，抗拉强度185MPa，屈服强度135MPa，延伸率3%。
[0033] 实施例2 50kgA