一种可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金的制作方法

本发明涉及高压铸造铝合金，具体涉及一种可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金。

背景技术：

1、新能源汽车的保有量持续增加，基于新能源汽车的轻量化考虑，采用密度低，导热性能好，强度较大，使用轻便和经济实惠的铝合金替代钢材或铸铁成为了一种手段。而作为新能源汽车重要的散热部件——散热水冷板，需要采用高温钎焊组装，钎焊工艺是指将低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。

2、除了新能源汽车散热水冷板，很多零件都需要高温钎焊组装，比如通信领域的液冷板，但是目前，这些产品基本是采用型材加工或者是锻造后形成基体，再进行焊接，该方法成本高，效率低，目前现有的高效率高压铸造铝合金可以解决效率的问题，高压铸造铝合金就是在超过了1200的压力下，将液态或者半液态铝合金，通过高压作用填充在压铸模具的型腔内，并进行快速凝结，从而获得铸件。但是现有的高压铸造铝合金主要出现熔点低，达不到高温钎焊的温度。或者熔点高但是铸造流动性差，收缩率高，没法应用于目前的高压铸造工艺。并且因为其应用的场景多为散热部件，因此，需要较高的导热系数可以提高水冷板散热系统的运行效能。目前市面上还没有这样一款产品。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金，具有较高的导热系数，可以提高水冷板散热系统的运行效能，并且该可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金能够达到高温钎焊的温度，并且流动性好，收缩率低，可以应用在高压铸造工艺，得到可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金。

2、本发明的可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金，包括的元素成分及各个元素成分的质量百分比为：最多0.2％的硅；最多1.5％的铁；最多0.85％的锰；0.1～0.5％的锆；0.05-0.2％的硼；最多0.15％的钛；最多2％的镍；其中，上述元素至少含有两种，余量为al。

3、所述的可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金，还包括的元素成分及各个元素的质量百分比为：最多0.3％的铜；最多0.3％的锌；最多0.8％的铬；最多0.9％的镁；5～15％的稀土，稀土优选为铈、镨中的一种或两种混合；最多0.5％的钼。

4、作为优选，所述的可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金，包括的元素成分及各个元素成分的质量百分比为：最多0.2％的硅；最多1.0％的铁；最多0.3％的铜；最多0.3％的锌；最多0.55％的锰；最多0.1％的铬；最多0.5％的镁；0.1～0.5％的锆；0.05-0.2％的硼；最多0.15％的钛；最多0.5％的镍；5～15％的镨；最多0.2％的钼；其中，上述元素至少含有四种，余量为al。

5、作为优选，所述的可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金，包括的元素成分及各个元素成分的质量百分比为：最多0.2％的硅；最多1.5％的铁；最多0.3％的铜；最多0.3％的锌；最多0.85％的锰；最多0.1％的铬；最多0.9％的镁；0.1～0.2％的锆；0.05-0.2％的硼；最多0.15％的钛；最多0.8％的镍；5～15％的铈+镨；最多0.5％的钼；其中，上述元素至少含有四种，余量为al。

6、作为优选，所述的可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金，包括的元素成分及各个元素成分的质量百分比为：

7、最多0.1％的硅；最多0.5％的铁；最多0.1％的锰；0.5～0.8％的锆；0.05-0.2％的硼；最多0.15％的钛；最多2％的镍；其中，上述元素至少含有三种，余量为al。

8、所述的可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金，含有alfesi相、mg2si相、mnal6化合物、(fe、mn)al6夹杂物、zral3化合物、(crfe)al7和(crmn)al12金属间化合物。

9、本发明的一种可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金，在铸态时，拉伸屈服极限rp0.2>100mpa；同时断裂延伸率a>5.0％，抗拉强度rm>200mpa。

10、尤其是可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金的导热系数为>140w/(m·k)。

11、所述的可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金的熔点≥625℃。

12、本发明的可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金的制造方法为：

13、根据可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金的元素称量原料，熔炼后，在高压下进行铸造，得到可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金。

14、本发明将稀土元素加入可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金中，使铝合金熔铸时增加成分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化。还可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于浇注成锭，对铸造工艺性能有着明显的影响。

15、本专利合金中的re是主要的共晶体系元素，能够提供优异的铸造性能的同时，保证较高的共晶温度，确保材料具有良好的高温稳定性。通过调配不同的稀土含量和比例，调整材料的共晶温度，并综合平衡材料的强度/耐腐蚀性/韧性，获得优异的综合服役性能和可制造性能。

16、铁元素fe

17、铁在高压铸造铝合金中的份额1.0～2.0重量％，铁在铝合金中的共晶点为1.8％，利用共晶保证材料的流动性及脱模能力，但铁含量过高会导致材料导热降低，因此优选较低的fe含量

18、硅元素si

19、在常规的铝硅系合金中，硅主要提高材料的流动能力，但该体系合金主要靠al-fe共晶，如果加入过量的硅，会降低材料的固相线温度，影响钎焊，并且硅与铁生成alfesi相，降低材料延伸率，阻碍电子移动，降低导热，优选硅含量最多0.2重量％；

20、锰元素mn

21、al-mn合金系平平衡相图部分在共晶温度658时，锰在固溶体中的最大溶解度为1.82％。合金强度随溶解度增加不断增加，锰含量为0.8％时，延伸率达最大值。mn的添加显著降低铝合金的导电和导热特性。锰元素能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显着细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化主要是通过mnal6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。mnal6的另一作用是能溶解杂质铁，形成(fe、mn)al6，减小铁的有害影响。

22、锆元素zr

23、锆也是铝合金常用的细化晶粒尺寸的添加元素。一般在铝合金中加入量为0.1％～0.3％，锆和铝形成zral3化合物，可阻碍再结晶过程，细化再结晶晶粒。锆亦能细化铸造组织，但比钛的效果小。有锆存在时，会降低钛和硼细化晶粒的效果。在al-zn-mg-cu系合金中，由于锆对淬火敏感性的影响比铬和锰的小，因此宜用锆来代替铬和锰细化再结晶组织。

24、铬元素cr

25、铬在600℃时，在铝中溶解度为0.8％，室温时基本上不溶解，因此会显著降低铝合金的导电/导热特性。铬在铝中形成(crfe)al7和(crmn)al12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。但会场增加淬火敏感性，使阳极氧化膜呈黄色。

26、镁元素mg

27、镁在压铸铝合金中的份额为0.3～1.0重量％时，镁能够增强合金的强度和硬度，因为铝硅合金中加入镁主要以mg2si相，每增加0.1％的镁，屈服强度能增加5～10mpa，该元素对提高铝合金强度明显，并且价格与铝差异很小。

28、本发明的有益效果：

29、可钎焊的高导热系数高压铸造铝合金零件可以替代机加工雕刻件和锻造加工，以实现精密成型，并且能够大幅度提高铝合金材料利用率和降低生产工序成本，并且较高的导热系数可以提高水冷板散热系统的运行效能。