一种镁铝合金板及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种镁铝合金板，一种镁铝合金板的制备方法及其制备的镁铝合金板，以及一种镁铝合金板在电子产品中的应用。
【背景技术】
[0002]金属镁在所有的工程金属中最显著的特点就是质量轻，它的密度只有1.78g/cm3,约为钢的2/9，铝的2/3，是迄今具有工程应用价值的最轻金属材料。而且镁合金具有较高的比强度和比刚度、更好的减震性能、更强的抗辐射能力等一系列优点，随着电子产品变的越来越薄、越来越轻、功能越来越多，高强度高导热的镁合金成为重要的候选结构材料。
[0003]虽然原镁锭处于严重的产能过剩状态，价格较低，其价格甚至比铝锭还要低，但是制备和使用合金板材尤其薄板材的成本却非常昂贵，原因主要源于两个方面:一方面，镁合金属于密排六方结构，滑移系少，常温下塑性差，在制备镁合金板材时需要多道次的热轧，易于开裂，导致生产效率和生产良品率较低，而且板材越薄，成本越高，其成本甚至是铝合金板材的十余倍；另一方面，由于镁合金室温条件下滑移系少，难于进行冷变形加工，只能进行高温条件下的热冲变形加工，而且对于复杂精密机构难于实现变形加工。因此昂贵且难于加工制造的镁合金板材严重制约了镁合金板材在电子消费领域的应用。
[0004]镁合金的铸锭虽然价格低廉，但难于直接应用于高要求的产品结构件，常规的压铸工艺虽然成型效率高，生产工艺技术成熟，并且能够直接用于薄壁精密部件的生产，但是产品机械性能低，越来越难满足移动零部件的使用要求；另外，镁合金虽然可以进行连铸连轧制备铸锭厚板，价格相对低廉，但板锭仍然存在晶粒粗大，并伴有铸造缺陷的发生，因此难以获得高强高韧的镁合金性能和稳定的加工成材率。
[0005]针对现有技术难以获得价格低廉、导热性能好以及机械强度大的镁铝合金板，并且制得的镁铝合金板不易应用于电子部件中的缺陷，现在急需一种镁铝合金板并将其应用于电子部件上。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服现有技术中难以获得价格低廉、导热性能好以及机械强度大的镁铝合金板，提供一种镁铝合金板及其制备方法和应用。
[0007]本发明的发明人在研究中发现，晶粒的粒径小于60 μ m以及气孔的孔径和杂质的粒径小于200 μ m的镁铝合金板，能够提高镁铝合金板的导热性能和机械强度，并提高制得的电子产品的导热性能和机械强度以及产品外观的稳定性和一致性。
[0008]为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种镁铝合金板，该镁铝合金板的晶粒的粒径小于60 μ m,且镁铝合金板中的气孔的孔径和杂质的粒径均小于200 μ m,镁铝合金板的厚度大于5mm。
[0009]另一方面，本发明还提供了一种镁铝合金板制备方法，该方法包括:将镁铝合金原料进行铸造成型，再挤压成型，其中，铸造成型的条件包括:温度为650°C _780°C，挤压成型的条件包括:挤压温度为380-480°C，挤压比为5-20:1，挤压速度为0.5_3m/min。
[0010]第三方面，本发明还提供了如上所述的方法制备的镁铝合金板。
[0011]第四方面，本发明还提供了如上所述的镁铝合金板在电子产品中的应用。
[0012]本发明中，镁铝合金产品的导热系数大于80w/m.K，且气孔的孔径和杂质的粒径小于200 μ m,晶粒平均粒径小于60 μ m,良品率高达94%以上，因此，采用本发明方法制备镁铝合金板，能够提高镁铝合金板的导热性能和机械强度，并能够提高制得的电子产品的导热性能和机械强度以及产品外观的稳定性和一致性。
[0013]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0014]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0015]本发明提供了一种镁铝合金板，该镁铝合金板的晶粒的粒径小于60 μ m,且镁铝合金板中的气孔的孔径和杂质的粒径均小于200 μ m,镁铝合金板的厚度大于5mm。
[0016]根据本发明所述的镁铝合金板，其中，只要镁铝合金板的晶粒的粒径小于60 μ m，且镁铝合金板中的气孔的孔径和杂质的粒径均小于200 μ m,镁铝合金板的厚度大于5mm，即可提高镁铝合金板的导热性能和机械强度。但是，为了进一步提高镁铝合金板的导热性能和机械强度，优选地，镁铝合金板的晶粒的粒径小于30 μ m。
[0017]根据本发明所述的镁铝合金板，优选地，镁铝合金板中的气孔的孔径和杂质的粒径均小于100 μ m，能够进一步提高镁铝合金板的导热性能和机械强度。
[0018]根据本发明所述的镁铝合金板，优选地，镁铝合金板的厚度为5_25mm，能够进一步提高镁铝合金板的导热性能和机械强度。
[0019]根据本发明所述的镁铝合金板，其中，镁铝合金板的组分优选包括Mg、Zn、A1、Μη和Μ，其中，Μ为硅和/或铍，以所述镁铝合金板的重量为基准，Mg的含量为84-96.9重量％，Zn的含量为0.5-4重量％，A1的含量为0.5-4重量％，Μη的含量为0.1-2重量％，Μ的含量为0-2重量余量为杂质。
[0020]根据本发明所述的镁铝合金板，其中，优选地，其中，当Μ为硅和铍，且硅和铍的重量比为10:1-500时，能够进一步提高镁铝合金板的导热性能和机械强度。
[0021]根据本发明所述的镁铝合金板，优选地，镁铝合金板的导热系数大于80w/m.K，更优选为大于lOOw/m.K，能够进一步提高镁铝合金板的导热性能和机械强度。
[0022]另一方面，本发明还提供了一种镁铝合金板制备方法，该方法包括:将镁铝合金原料进行铸造成型，再挤压成型，其中，铸造成型的条件包括:温度为650°C _780°C，挤压成型的条件包括:挤压温度为380-480°C，挤压比为5-20:1，挤压速度为0.5_3m/min。
[0023]本发明的发明人在研究中发现，铸造成型中的温度和挤压成型条件的控制是影响制得的镁铝合金板中的气孔的孔径和杂质的粒径和镁铝合金板晶粒的粒径和其厚度的关键因素。将镁铝合金原料进行铸造成型，再挤压成型，其中，控制铸造成型的条件的温度为650°C -780°C，并控制挤压成型的条件包括:挤压温度为380-480°C，挤压比为5_20:1，挤压速度为0.5-3m/min，能够制得气孔的孔径和杂质的粒径均小于200 μ m和晶粒粒径小于60 μ m且厚度大于5_的镁铝合金板，从而提高镁铝合金板的导热性能和机械强度。
[0024]根据本发明所述的制备方法，其中，优选地，该方法还包括在挤压成型后进行轧制成型，能够进一步提高制得的镁铝合金板的导热性能和机械强度。
[0025]根据本发明所述的制备方法，其中，铸造成型方式可以为本领域常规的铸造成型的方式，但是，为了进一步提高制得的镁铝合金板的导热性能和机械强度，优选地，铸造成型的方式为半连续铸造。
[0026]在本发明一种优选实施方式中，铸造成型的工艺为:将镁铝合金原料，将其在铸造温度为650°C _780°C下进行半连续铸造，其中，半连续铸造的具条件包括:铸棒直径为210mm，拉引速度为20cm/min，铸造过程中采用惰性气体和六氟化硫(SF6)进行保护，铸棒直径为180-250mm ;在整个熔化过程中均匀地撒入覆盖剂以防止燃烧，覆盖剂的用量约占变形镁合金总量的0.3-0.5重量对铸棒进行表面精细车削加工，并对铸造棒材的头部和尾部进行加工处理，其中，对铸造棒材的头部和尾部进行加工处理的方式可以为切除。
[0027]在本发明一种优选实施方式中，挤压成型的工艺为:根据挤压工艺的要求，先将镁合金铸棒进行3_8h的均匀化退火处理，处理温度300-40(TC，再将挤压模具预热至380-450°C，然后将挤压的温度控制为380-480°C，挤压比控制为5_20:1，挤压速度控制为0.5-3m/min，进行挤压制得镁合金板，挤压出来的镁铝合金板的厚度为5_25mm，测得镁铝合金板的导热系数为大于100w/m.K ;测得挤出板材中气孔的孔径和杂质的粒径均小于150 μ m ;测得晶粒平均粒径小于56 μ m,在本发明中，挤压比的定义是指输入面积与输出面积之比。
[0028]根据本发明所述的制备方法，优选地，该方法还包括在挤压成型后进行轧制成型，轧制成型条件可以为本领域常规的轧制成型参数，例如轧制的温度可以为350-450°C，乳制的镁铝合金板的厚度为5-25mm，测得镁铝合金板的导热系数大于lOOw/m.Κ ;测得挤出板材中气孔的孔径和杂质的粒径均小于100 μ m ;测得晶粒平均粒径小于30 μ m。
[0029]根据本发明所述的制备方法，其中，镁铝合金原料的组分优选包括Mg、Zn、A1、Μη和Μ，其中，Μ为硅和/或铍，以所述镁铝合金板的重量为基准，Mg的含量为84-96.9重量％，Zn的含量为0.5-4重量％，A1的含量为0.5-4重量％，Μη的含量为