一种可钎焊的低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低导热系数高压铸造铝合金。

背景技术：

1、钎焊是指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。由于铝合金具备较低的导热特性、强度较大、使用轻便且经济实惠的特点。因此在汽车、产业机械、航空器以及其它各种领域中作为其热管理系统构成部件原材料而广泛使用。

2、目前很多零件都需要高温钎焊组装，尤其是新能源汽车的热管理系统的流道板，但产品基体主要靠变形铝材锻造及机加工后焊接，成本高，效率低，并且现有的高效率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，无法应用于目前的高压铸造工艺。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明的一个优势在于提供一种可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金。在保证达到高温钎焊温度的基础上，并且铸造流动性好，收缩率低，能够实现高压铸造过程。

2、为达到上述的优势，本发明提供一种可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金，所述可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金含有的元素及各个元素的质量百分比为：

3、最多0.5质量％的硅；优选为最多0.2质量％的硅；

4、最多2质量％的铁，优选为最多0.5质量％的铁；

5、最多0.3质量％的铜；

6、最多0.3质量％的锌；

7、最多0.85质量％的锰；优选为最多0.35质量％的锰；

8、最多0.6质量％的铬；优选为最多0.5质量％的铬；

9、最多0.9质量％的镁；优选为最多0.8质量％的镁；

10、最多0.15质量％的钛；

11、最多1.5质量％的镍；优选为最多0.1质量％的镍；

12、5～15质量％的稀土；稀土优选为铈、镧、镨中的一种或几种；

13、最多0.5质量％的钼；优选为最多0.2质量％的钼；

14、并且上述各个元素至少含有两种以上，余量为al。

15、上述可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金还包括的化学元素及其质量百分比为：0.1～0.5质量％的锆；0.05-0.2质量％的硼。

16、作为优选，所述可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金含有的元素及各个元素的质量百分比为：

17、最多0.5质量％的硅；

18、最多0.5质量％的铁；

19、最多0.3质量％的铜；

20、最多0.3质量％的锌；

21、最多0.85质量％的锰；

22、最多0.6质量％的铬；

23、最多0.8质量％的镁；

24、最多0.15质量％的钛；

25、最多0.1质量％的镍；

26、5～15质量％的铈；

27、最多0.2质量％的钼；

28、并且上述各个元素至少含有两种以上，余量为al。

29、作为优选，所述可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金含有的元素及各个元素的质量百分比为：

30、最多0.2质量％的硅；

31、最多2质量％的铁；

32、最多0.3质量％的铜；

33、最多0.3质量％的锌；

34、最多0.35质量％的锰；

35、最多0.5质量％的铬；

36、最多0.9质量％的镁；

37、0.1～0.2质量％的锆；

38、0.05-0.2质量％的硼；

39、最多0.15质量％的钛；

40、最多1.5质量％的镍；

41、5～15质量％的镧+镨；

42、最多0.5质量％的钼；

43、并且上述各个元素至少含有两种以上，余量为al。

44、所述的可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金中，含有alfesi相、mg2si相、(fe、mn)al6夹杂物、zral3夹杂物、(crfe)al7夹杂物、(crmn)al12夹杂物。

45、本发明的可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金，在铸态时，其拉伸屈服极限rp0.2>100mpa，断裂延伸率a>5.0％，抗拉强度rm>200mpa。

46、尤其是所述可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金导热系数为<90w/(m.k)，更优选为80-89w/(m.k)。

47、所述的可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金的熔点高达625℃，固相线温度高于630℃。

48、本发明的可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金的制备方法为：按照可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金的元素成分称量原料，熔炼后，进行高压铸造。

49、本发明在可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金中，加入稀土元素，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。

50、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。

51、本发明在可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金中，加入铁元素fe，则铁在高压铸造铝合金中的份额1.0～2.0质量％，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，本发明优选为最多0.5质量％的铁。

52、本发明在可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金中，加入硅元素si，其作用为：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质量％；

53、本发明在可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金中，加入锰元素mn，al-mn合金系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，锰的质量百分含量为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。

54、本发明在可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金中，加入锆元素zr，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。

55、本发明在可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金中，加入铬元素cr，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。

56、本发明在可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金中，加入镁元素mg，镁在压铸铝合金中的份额为0.3～1.0质量％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。

57、本发明的有益效果为：

58、可钎焊的低导热系数高压铸造铝合金，可以实现压铸生产，从而可以替代锻造加工，以实现精密成型，并大幅度提高铝合金材料利用率和降低生产工序成本，生产效率高，同时具有较低的导热系数并且固相线温度高于630℃，可以进行钎焊。并且较低的导热系数可以显著提高热管理系统的运行效能。