阅读说明：本技术 一种高导热铝合金及其制备方法 (high-thermal-conductivity aluminum alloy and preparation method thereof ) 是由 白福林 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高导热铝合金,按照质量百分比由以下原料组分构成：Si：8.0-11.0％,Mg：0.4-0.6％,Cu：0.1-0.5％,Mn：0.1-0.3％,Fe：0.5-0.8％,Ni：0.03-0.10％,Pb：0.03-0.06％,复合稀土0-0.15％,余量为Al。本发明还公开了上述铝合金的制备方法,将上述原料高温熔化后静置降温,精炼降温,最后铸造成型。通过本发明的方法制备的铝合金具有高导热以及优良的机械性能的特性,且工艺简单,成本低。(The invention discloses high-thermal-conductivity aluminum alloys, which are composed of the following raw materials, by mass, 8.0-11.0% of Si, 0.4-0.6% of Mg, 0.1-0.5% of Cu, 0.1-0.3% of Mn, 0.5-0.8% of Fe, 0.03-0.10% of Ni, 0.03-0.06% of Pb, 0-0.15% of composite rare earth and the balance Al..)

一种高导热铝合金及其制备方法

技术领域

本发明属于有色金属及其制备技术领域，涉及一种高导热铝合金，本发明还涉及上述铝合金的制备方法。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。铝及其合金以其密度小、高比强、易于成型加工等显著优势，已成为仅次于钢铁材料的第二大金属结构材料。

铝合金具有密度低，强度高，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性。但是现有的铝合金材质导热性不能满足受热较高的零部件，同时制备工艺复杂，生产成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种高导热铝合金，解决了现有技术中存在的导热性不能满足受热较高的零部件，同时制备工艺复杂，生产成本高的问题。

本发明的另一目的是提供上述高导热铝合金的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种高导热铝合金，按质量百分比由以下原料组分构成：Si：8.0-11.0％，Mg：0.4-0.6％，Cu：0.1-0.5％，Mn：0.1-0.3％，Fe：0.5-0.8％，Ni：0.03-0.10％，Pb：0.03-0.06％，复合稀土0-0.15％，余量为Al。

本发明的特点还在于：

复合稀土包括Ce和La，且Ce和La的质量百分比为2:1。

还包括Sr：0.01-0.08％，Hg：0.06-0.09％，Cd：0.004-0.007％。

本发明所采用的另一种技术方案是，一种高导热铝合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按质量百分比由以下原料组分构成：Si：8.0-11.0％，Mg：0.4-0.6％，Cu：0.1-0.5％，Mn：0.1-0.3％，Fe：0.5-0.8％，Ni：0.03-0.10％，Pb：0.03-0.06％，复合稀土0-0.15％，余量为Al，其中，复合稀土包括Ce和La，且Ce和La的质量百分比为2:1；

步骤2、将步骤1中称取的原料送人熔炉中进行高温熔化，熔化过程中进行搅拌使成分均匀，静置降温得到合金熔体；

步骤3、将步骤2得到的合金熔体置于精炼机中并添加精炼剂进行精炼，精炼过程中通入氮气，然后静置降温；

步骤4、将经步骤3精炼的合金熔体进行铸造成型，得到高导热铝合金。

本发明的特点还在于：

步骤1为：按质量百分比由以下原料组分构成：Si：8.0-11.0％，Mg：0.4-0.6％，Cu：0.1-0.5％，Mn：0.1-0.3％，Fe：0.5-0.8％，Ni：0.03-0.10％，Pb：0.03-0.06％，复合稀土0-0.15％，Sr：0.01-0.08％，Hg：0.06-0.09％，Cd：0.004-0.007％，余量为Al。

步骤3中精炼剂按照质量百分比由以下原料组分构成：NaCl 40-55％、CaS 12-17％、A1F₃ 8-15％、MgF₂4-9％、Na₂SiF₆ 4-7％、C₂Cl₆ 0.5-1.0％、石墨15-20％、LiCl 10-23％。

步骤3中精炼温度为750-755℃。

步骤4中铸造成型的方法为压力铸造，具体为，将经步骤3精炼的合金体升温至460℃-500℃，并置于挤压比为50-100的挤压机中以3.0-6.0毫米/秒的挤压速度进行挤压。

挤压处理的过程中同时穿水冷却。

步骤4中铸造成型后还要进行退火处理，具体为，在400℃-450℃条件下退火处理，并保温1-5小时。

本发明的有益效果是：通过对铝合金材料的成分进行改变，使得该铝合金材料兼具良好的力学性能和高导热性，从而使得采用其制备的压铸结构件具有良好的导热性能和力学性能，能够满足受热较高的零部件的要求。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种高导热铝合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按质量百分比由以下原料组分构成：Si：8.0-11.0％，Mg：0.4-0.6％，Cu：0.1-0.5％，Mn：0.1-0.3％，Fe：0.5-0.8％，Ni：0.03-0.10％，Pb：0.03-0.06％，复合稀土0-0.15％，余量为Al，复合稀土包括Ce和La，且Ce和La的质量百分比为2:1；

步骤2、将步骤1中称取的原料送人熔炉中进行高温熔化，熔化过程中进行搅拌使成分均匀，静置降温得到合金熔体；

步骤3、将步骤2得到的合金熔体置于精炼机中并添加精炼剂进行精炼，精炼过程中通入氮气，然后静置降温，精炼剂按照质量百分比由以下原料组分构成：NaCl 40-55％、CaS 12-17％、A1F₃ 8-15％、MgF₂4-9％、Na₂SiF₆ 4-7％、C₂Cl₆ 0.5-1.0％、石墨15-20％、LiCl 10-23％，精炼温度为750-755℃；

步骤4、将经步骤3精炼的合金熔体进行铸造成型，具体为，将经步骤3精炼的合金体升温至460℃-500℃，并置于挤压比为50-100的挤压机中以3.0-6.0毫米/秒的挤压速度进行挤压，挤压处理的过程中同时穿水冷却，铸造成型后还要进行退火处理，具体为，在400℃-450℃条件下退火处理，并保温1-5小时，得到高导热铝合金。

优选的，步骤1为：按质量百分比由以下原料组分构成：Si：8.0-11.0％，Mg：0.4-0.6％，Cu：0.1-0.5％，Mn：0.1-0.3％，Fe：0.5-0.8％，Ni：0.03-0.10％，Pb：0.03-0.06％，复合稀土0-0.15％，Sr：0.01-0.08％，Hg：0.06-0.09％，Cd：0.004-0.007％，余量为Al。

实施例1

一种高导热铝合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按质量百分比由以下原料组分构成：Si：8.0％，Mg：0.4％，Cu：0.1％，Mn：0.1％，Fe：0.5％，Ni：0.03％，Pb：0.06％，余量为Al；

步骤2、将步骤1中称取的原料送人熔炉中进行高温熔化，熔化过程中进行搅拌使成分均匀，静置降温得到合金熔体；

步骤3、将步骤2得到的合金熔体置于精炼机中并添加精炼剂进行精炼，精炼过程中通入氮气，然后静置降温，精炼剂按照质量百分比由以下原料组分构成：NaCl 40％、CaS12％、A1F₃ 8％、MgF₂ 4％、Na₂SiF₆ 4％、C₂Cl₆ 0.5％、石墨15％、LiCl 10％，精炼温度为750℃；

步骤4、将经步骤3精炼的合金熔体进行铸造成型，具体为，将经步骤3精炼的合金体升温至460℃，并置于挤压比为50的挤压机中以3.0毫米/秒的挤压速度进行挤压，挤压处理的过程中同时穿水冷却，铸造成型后还要进行退火处理，具体为，在400℃条件下退火处理，并保温5小时，得到高导热铝合金。

实施例2

一种高导热铝合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按质量百分比由以下原料组分构成：Si：10％，Mg：0.5％，Cu：0.3％，Mn：0.2％，Fe：0.7％，Ni：0.07％，Pb：0.04％，复合稀土0.10％，余量为Al，其中复合稀土包括Ce和La，且Ce和La的质量百分比为2:1；

步骤2、将步骤1中称取的原料送人熔炉中进行高温熔化，熔化过程中进行搅拌使成分均匀，静置降温得到合金熔体；

步骤3、将步骤2得到的合金熔体置于精炼机中并添加精炼剂进行精炼，精炼过程中通入氮气，然后静置降温，精炼剂按照质量百分比由以下原料组分构成：NaCl 47％、CaS15％、A1F₃ 12％、MgF₂ 6％、Na₂SiF₆ 5％、C₂Cl₆ 0.7％、石墨17％、LiC l7％，精炼温度为752℃；

步骤4、将经步骤3精炼的合金熔体进行铸造成型，具体为，将经步骤3精炼的合金体升温至480℃，并置于挤压比为75的挤压机中以4毫米/秒的挤压速度进行挤压，挤压处理的过程中同时穿水冷却，铸造成型后还要进行退火处理，具体为，在420℃条件下退火处理，并保温3小时，得到高导热铝合金。

实施例3

一种高导热铝合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按质量百分比由以下原料组分构成：Si：11.0％，Mg：0.6％，Cu：0.5％，Mn：0.3％，Fe：0.8％，Ni：0.10％，Pb：0.06％，复合稀土0.15％，余量为Al，其中复合稀土包括Ce和La，且Ce和La的质量百分比为2:1；

步骤2、将步骤1中称取的原料送人熔炉中进行高温熔化，熔化过程中进行搅拌使成分均匀，静置降温得到合金熔体；

步骤3、将步骤2得到的合金熔体置于精炼机中并添加精炼剂进行精炼，精炼过程中通入氮气，然后静置降温，精炼剂按照质量百分比由以下原料组分构成：NaCl 55％、CaS17％、A1F₃ 15％、MgF₂ 9％、Na₂SiF₆ 7％、C₂Cl₆ 1.0％、石墨20％、LiCl 23％，精炼温度为755℃；

步骤4、将经步骤3精炼的合金熔体进行铸造成型，具体为，将经步骤3精炼的合金体升温至500℃，并置于挤压比为100的挤压机中以6.0毫米/秒的挤压速度进行挤压，挤压处理的过程中同时穿水冷却，铸造成型后还要进行退火处理，具体为，在450℃条件下退火处理，并保温1小时，得到高导热铝合金。

实施例4

一种高导热铝合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按质量百分比由以下原料组分构成：Si：8.0-11.0％，Mg：0.4-0.6％，Cu：0.1-0.5％，Mn：0.1-0.3％，Fe：0.5-0.8％，Ni：0.03-0.10％，Pb：0.03-0.06％，复合稀土0-0.15％，Sr：0.01％，Hg：0.06％，Cd：0.004％，余量为Al；

步骤2、将步骤1中称取的原料送人熔炉中进行高温熔化，熔化过程中进行搅拌使成分均匀，静置降温得到合金熔体；

步骤3、将步骤2得到的合金熔体置于精炼机中并添加精炼剂进行精炼，精炼过程中通入氮气，然后静置降温，精炼剂按照质量百分比由以下原料组分构成：NaCl 40％、CaS12％、A1F₃ 8％、MgF₂ 4％、Na₂SiF₆ 4％、C₂Cl₆ 0.5％、石墨15％、LiCl 10％，精炼温度为750℃；

步骤4、将经步骤3精炼的合金熔体进行铸造成型，具体为，将经步骤3精炼的合金体升温至460℃，并置于挤压比为50的挤压机中以3.0毫米/秒的挤压速度进行挤压，挤压处理的过程中同时穿水冷却，铸造成型后还要进行退火处理，具体为，在400℃条件下退火处理，并保温5小时，得到高导热铝合金。

实施例5

一种高导热铝合金的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、按质量百分比由以下原料组分构成：Si：8.0-11.0％，Mg：0.4-0.6％，Cu：0.1-0.5％，Mn：0.1-0.3％，Fe：0.5-0.8％，Ni：0.03-0.10％，Pb：0.03-0.06％，复合稀土0-0.15％，Sr：0.08％，Hg：0.09％，Cd：0.007％，余量为Al；

步骤2、将步骤1中称取的原料送人熔炉中进行高温熔化，熔化过程中进行搅拌使成分均匀，静置降温得到合金熔体；

步骤3、将步骤2得到的合金熔体置于精炼机中并添加精炼剂进行精炼，精炼过程中通入氮气，然后静置降温，精炼剂按照质量百分比由以下原料组分构成：NaCl 55％、CaS17％、A1F₃ 15％、MgF₂ 9％、Na₂SiF₆ 7％、C₂Cl₆ 1.0％、石墨20％、LiCl 23％，精炼温度为755℃；

步骤4、将经步骤3精炼的合金熔体进行铸造成型，具体为，将经步骤3精炼的合金体升温至500℃，并置于挤压比为100的挤压机中以6.0毫米/秒的挤压速度进行挤压，挤压处理的过程中同时穿水冷却，铸造成型后还要进行退火处理，具体为，在450℃条件下退火处理，并保温1小时，得到高导热铝合金。

表1为通过本发明的方法制备的高导热铝合金的导热率与现有的铝合金的导热率的对比。

表1

由表1可看出，通过本发明的方法制备的铝合金获得了更好的导热率。