一种用于车灯散热底座的铝合金材料及制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于车灯散热底座的铝合金材料及制备方法，属于合金铸造领 域。
【背景技术】
[0002] 轿车灯散热底座铝合金压铸件属薄壁深孔结构，其表面分布有流线型散热槽，底 部开设有螺孔，整体呈不规则的圆台状。由于轿车车灯在长时间工作条件下发热严重，为 保障车灯使用寿命，铸件要求压铸合金必须具备一定的热导率，保证车灯热量能够快速散 发；此外，合金的压铸工艺性能必须良好，压铸件要求尺寸精确并且表面光洁，无各类压铸 缺陷。
[0003] 目前，所述轿车灯散热底座铝合金压铸件采用6063和ADC12两类铝合金，两类合 金的成分对比如表1所示。其中，6063铝合金属Al-Mg-Si系合金，具有耐腐蚀、电镀性佳、 可氧化着色等特点，利用6063铝合金生产的压铸件的导热性能能够满足轿车灯座的使用 要求，但其在压铸生产中易产生铸件与模具型腔粘附，即焊合的现象，造成模具拉伤，铸件 缺肉，压铸生产的成品率较低；ADC12铝合金为Al-Si-Cu系合金，基本是利用废旧铝再生的 压铸铝合金材料，利用ADC12铝合金生产的压铸件的压铸焊合倾向较低，工艺性能良好，但 在实际使用过程中，ADC12铝合金制备铸件的导热能力不足，并不能较好的满足轿车灯座使 用的技术要求。
[0004] 表1 6063错合金及ADC12错合金合金成分（质量分数，％ )
[0005]
【发明内容】
[0006] 针对现有用于车灯散热底座的铝合金材料在热导率以及抗模具焊合能力上都存 在一定缺陷，本发明的目的之一是提供一种用于车灯散热底座的铝合金材料，所述材料热 导率比ADCl 2铝合金高，压铸焊合倾向较6063铝合金低，满足车灯散热底座的生产需要。目 的之二是提供一种用于车灯散热底座的铝合金材料的制备方法，所述方法简单，易于实现。
[0007] 本发明的目的由以下技术方案实现：
[0008] -种用于车灯散热底座的铝合金材料，以所述铝合金材料的总质量为100%计，各 组分及质量百分含量如下：
[0009] 硅（Si) 6.57~7.53%， 铁（Fe) 0.41-0.47%, 硼（B) 0.035~0.047%， 稀上（RE) 0.051 ~0.丨02%，
[0010] 杂质总含量不高于〇· 15%，余量为铝（Al)。
[0011] 其中，所述RE为Er和Y中的一种或两种；所述杂质为Ti、V、Cr、Mn、Zn、Ni、Ci^P Mg中的一种以上。
[0012] 一种如本发明所述的用于车灯散热底座的铝合金材料的制备方法，所述方法具体 步骤如下：
[0013] ⑴装备炉料
[0014] ①清炉和洗炉后，预热熔炉及工具至100~200°C ;
[0015] ②先向熔炉中装入占铝锭总质量50%的铝锭，再装入全部的铝硅中间合金，最后 装入剩余铝锭，完成炉料的装备；
[0016] 以所述铝锭的质量为100%计，其中，Al不小于99. 90%，杂质总和不大于0. 10%;
[0017] 以所述铝硅中间合金的质量为100%计，其中，Si占19. 77%，杂质总和不大于 0. 30%，余量为Al ;
[0018] ⑵合计熔炼
[0019] 升温使炉料熔化；当温度高于600°C时，所述炉料迅速熔化，继续升温，待炉料全 部熔化后，扒渣并充分搅拌，当温度达680°C时，加入铝硼中间合金，当温度达720°C时，加 入铝铁中间合金，当温度达740°C时，加入铝稀土中间合金，充分搅拌，待所述中间合金均全 部熔化后，扒渣并充分搅拌5~lOmin，得到合金熔液；
[0020] 以所述铝硼中间合金的总质量为100%计，其中，B占2. 95%，杂质总和不大于 0. 20%，余量为Al ;
[0021] 以所述铝铁中间合金的总质量为100%计，其中，Fe占19. 17%，杂质总和不大于 0. 30%，余量为Al ;
[0022] 以所述铝稀土中间合金的总质量为100%计，其中，稀土占4. 98~5. 07%，杂质总 和不大于0.20 %，余量为Al ;
[0023] (3)精炼、浇铸
[0024] 用六氯乙烷对于730~750°C下对所述铝合金熔液进行精炼处理10~15min后， 静置1~2min，扒渣出炉，浇铸成铸锭，得到本发明所述的铝合金材料；
[0025] 其中，六氯乙烷的质量为所述铝锭、铝硅中间合金、铝硼中间合金、铝铁中间合金 和铝稀土中间合金总质量的0.75% ;
[0026] 所述浇铸的浇铸温度为730~750 °C。
[0027] 有益效果
[0028] (1)本发明所述铝合金材料压铸焊合倾向低，具有优异的加工性能。与6063铝合 金相比，所述铝合金材料与压铸模具间相互作用较小，压铸焊合倾向较低，压铸生产成品率 高达95 %，且生产过程未出现铸件粘模现象（铸件与模具焊合），而6063铝合金的压铸生 产成品率仅为75%，生产过程发生严重粘模现象。
[0029] (2)本发明所述铝合金材料导热系数高，具有优异的散热效果。所述铝合金材料大 的热导系数高达160WAm · k)，而ADC12铝合金的导热系数仅为96. 2WAm · k)。
[0030] (3)本发明所述铝合金材料用于压铸成型时，压铸件的尺寸精确、表面光洁，且无 各类压铸缺陷，可满足汽车导热零部件的压铸生产。
[0031] (4)本发明所述方法简单，易于实现。
【附图说明】
[0032] 图1为H13模具钢热浸6063铝合金的热浸组织示意图；
[0033] 图2为H13模具钢热浸所述铝合金2的热浸组织对比示意图。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合附图和具体实施例来详述本发明，但不限于此。
[0035] 以下实施例中提到的主要试剂信息见表2 ;
[0036] 表 2
[0037]
[0038] 所述导热系数的测试采用ASTM E1461设备，即型号为FL4010的闪光法导热系数 仪。
[0039] 实施例1
[0040] 一种用于车灯散热底座的铝合金材料，以所述铝合金材料的总质量IOOkg为 100 %计，各组分及质量百分含量如下：
[0041] 硅（Si) 6.57%， 铁（Fe) 0.45 %, 硼（B) 0.041%, 稀土 Er 0.051%,
[0042] 杂质总含量为0. 075%，余量为铝（Al)，记为铝合金1。
[0043] -种所述的用于车灯散热底座的铝合金材料的制备方法，所述方法具体步骤如 下：
[0044] (1)装备炉料
[0045] ①清炉和洗炉后，预热熔炉及工具至100°C ;
[0046] ②先向熔炉中装入占铝锭总质量50%的高纯铝锭A199.90b，再装入全部的铝硅中 间合金AlSi20,最后装入剩余高纯铝锭A199. 90b，完成炉料的装备；
[0047] (2)合计熔炼
[0048] 升温使炉料熔化；当温度高于600°C时，所述炉料迅速熔化，继续升温，待炉料全 部熔化后，扒渣并充分搅拌，当温度达680 °C时，加入铝硼中间合金A1B3,当温度达720 °C 时，加入铝铁中间合金AlFe20,当温度达740°C时，加入AlEr中间合金AlEr5,充分搅拌，待 所述中间合金均全部熔化后，扒渣并充分搅拌l〇min，得到合金熔液；
[0049] (3)精炼、浇铸
[0050] 用六氯乙烷对于730°C下对所述铝合金熔液进行精炼处理15min后，静置2min，扒 渣出炉，并于730°C下浇铸成铸锭，得到所述的铝合金材料；
[0051] 其中，六氯乙烷的质量占所述AlSi20、A1B3、AlFe20、AlEr5和A1Y5总质量的 0· 75%〇
[0052] 实施例2
[0053] -种用于车灯散热底座的铝合金材料，以所述铝合金材料的总质量IOOkg为 100 %计，各组分及质量百分含量如下：
[0054] 硅（Si) 6.92%, 铁（Fe) 0.47 %, 硼（B) 0.035%, 稀土（Er) 0.047%, 稀土（Y) 0.055%,
[0055] 杂质总含量为0.093%，余量为铝（Al)，记为铝合金2。
[0056] -种所述的用于车灯散热底座的铝合金材料的制备方法，所述方法具体步骤如 下：
[0057] (1)装备炉料
[0058] ①清炉和洗炉后，预热熔炉及工具至150°C ;
[0059] ②先向熔炉中装入占铝锭总质量50%的高纯铝锭A199.90b，再装入全部的铝硅中 间合金AlSi20,最后装入剩余高纯铝锭A199. 90b，完成炉料的装备；
[0060] (2)合计熔炼
[0061] 升温使炉料熔化；当温度高于600°C时，所述炉料迅速熔化，继续升温，待炉料全 部熔化后，扒渣并充分搅拌，当温度达680 °C时，加入铝硼中间合金A1B3,当温度达720 °C 时，加入铝铁中间合金AlFe20,当温度达740°C时，加入AlEr中间合金AlEr5和AlY中间合 金A1Y5,充分搅拌，待所述中间合金均全部熔化后，扒渣并充分搅拌5min，得到合金熔液；
[0062] (3)精炼、浇铸
[0063] 用六氯乙烷对于750 °C下对所述铝合金熔液进行精炼处理15min后，静置IminH 渣出炉，并于750°C下浇铸成铸锭，得到所述的铝合金材料；
[0064] 其中，六氯乙烷的质量占所述AlSi20、A1B3、AlFe20、AlEr5和A1Y5总质量的 0· 75%〇
[0065] 实施例3
[0066] 一种用于车灯散热底座的铝合金材料，以所述铝合金材料的总质量IOOkg为 100 %计，各组分及质量百分含量如下：
[0067] 硅（Si) 7.