阅读说明：本技术 一种低硅高导热压铸铝合金材料及其制备方法 (Low-silicon high-thermal-conductivity die-casting aluminum alloy material and preparation method thereof ) 是由 徐澄 刘宝旦 于 2021-07-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种低硅高导热压铸铝合金材料及其制备方法,其特征在于：包括按重量比份的Si4.5％--5.5％、Cu≤0.015％、Mn≤0.015％、Mg≤0.03％、Fe0.78--0.82％、Ni≤0.015％、Zn≤0.015％、Pb≤0.015％、Sn≤0.015％、Ti≤0.015％,其余为Al。制备方法包括精炼步骤,本发明通过降低合金中Si的含量,优化主要合金元素配比,同时严格控制其它元素(杂质)的百分比,并通过高温去除异质形核降低晶界势能,在保证良好的流动性和压铸成形性能前提下,铸态下导热率可达到180～185W/(m.k),热处理后导热率可以达到200-210W/(m.k)。因此,在无需热处理工艺时基站壳体的散热能力即可得到很大地提高,减少了热处理工艺,节约了能源和生产成本。(The invention discloses a low-silicon high-heat-conductivity die-casting aluminum alloy material and a preparation method thereof, and the low-silicon high-heat-conductivity die-casting aluminum alloy material is characterized in that: comprises, by weight, 4.5% -5.5% of Si, less than or equal to 0.015% of Cu, less than or equal to 0.015% of Mn, less than or equal to 0.03% of Mg, 0.78% -0.82% of Fe0, less than or equal to 0.015% of Ni, less than or equal to 0.015% of Zn, less than or equal to 0.015% of Pb, less than or equal to 0.015% of Sn, less than or equal to 0.015% of Ti, and the balance of Al. The preparation method comprises a refining step, the proportion of main alloy elements is optimized by reducing the content of Si in the alloy, the percentage of other elements (impurities) is strictly controlled, heterogeneous nucleation is removed by high temperature to reduce the potential energy of a grain boundary, the thermal conductivity can reach 180-185W/(m.k) in an as-cast state on the premise of ensuring good fluidity and die-casting forming performance, and the thermal conductivity can reach 200 plus 210W/(m.k) after heat treatment. Therefore, the heat dissipation capacity of the base station shell can be greatly improved without a heat treatment process, the heat treatment process is reduced, and energy and production cost are saved.)

一种低硅高导热压铸铝合金材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及压铸材料领域，具体涉及一种低硅高导热压铸铝合金材料及其制备方法。

背景技术

随着移动通讯业务的不断发展，海量的数据需要处理，同时传输速率成倍提升，5G基站得到大规模的建设和应用。而5G基站功耗达到了4G基站的2.5～3.5倍，功耗的上升将意味着发热量的增加，如果散热不及时，会导致基站内部环境温度升高，一旦超过额定温度，将严重影响网络的稳定性以及设备的使用寿命。因此，5G基站的大规模发展对散热解决方案产生了巨大的挑战。目前的基站冷却方案主要还是靠结构件(外壳)自然风冷散热，比如优化散热叶片设计，加大表面积，采用铸铝加厚外壳等。由于基站通常被安装在楼顶的铁架、野外的高处，所以缩小体积、降低重量对设备的安装便捷性来说至关重要，外观尺寸和产品重量都有一定的限制，不能随意的增大。因此为了更好地解决5G基站散热问题，要求在有限空间内尽可能提高基站的换热效率、降低传热热阻。除了使用高导热界面材料外，更重要的是提高基站壳体的导热性能。这就需要开发新型的压铸铝合金材料，使其在满足压铸成形工艺的前提下达到更高的导热性能。目前，常规压铸铝合金在铸态下的导热率在90～120W/(m.k)之间，不能满足通信基站的散热要求。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本发明提供一种低硅高导热压铸铝合金材料，其导热性好，满足通讯基站散热要求。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种低硅高导热压铸铝合金材料，其特征在于：包括按重量比份的Si4.5％--5.5％、Cu≤0.015％、Mn≤0.015％、Mg≤0.03％、Fe 0.78--0.82％、Ni≤0.015％、Zn≤0.015％、Pb≤0.015％、Sn≤0.015％、Ti≤0.015％、Sr0.018％--0.025％，其它杂质总量≤0.15％，其余为Al。

进一步地，包括按重量比份的Si4.5％、Cu≤0.015％、Mn≤0.015％、Mg≤0.03％、Fe 0.78％、Ni≤0.015％、Zn≤0.015％、Pb≤0.015％、Sn≤0.015％、Ti≤0.015％、Sr0.018％，其它杂质总量≤0.15％，其余为Al

进一步地，包括按重量比份的Si5.5％、Cu≤0.015％、Mn≤0.015％、Mg≤0.03％、Fe 0.82％、Ni≤0.015％、Zn≤0.015％、Pb≤0.015％、Sn≤0.015％、Ti≤0.015％、Sr0.025％，其它杂质总量≤0.15％，其余为Al。

本发明还旨在提供一种低硅高导热压铸铝合金材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1、将按上述高导热铝合金材料成分配比好的铝和铝硅中间合金进行高温熔炼，熔炼温度为750-780℃；

S2、向经步骤S1得到的熔体中加入铁元素，熔炼温度为740～760℃；

S3、向经步骤S2得到的熔体中加入硼元素释放体压入炉底进行充分释放，熔炼温度为720～740℃；

S4、向经步骤S3得到的熔体中加入铝锶中间合金，熔炼温度为710～730℃；

S5、对经步骤S4得到的熔体进行除气精炼，精炼温度为700～720℃；

S6、对经步骤S5得到的熔体进行快速升温至800℃并保持3-6小时，再降温至740℃，得到低硅高导热压铸铝合金材料。

本发明的有益效果包括：降低了合金中Si的含量，优化主要合金元素配比，同时严格控制其它元素(杂质)的百分比，并通过高温去除异质形核降低晶界势能，在保证良好的流动性和压铸成形性能前提下，铸态下导热率可达到180～185W/(m.k)，热处理后导热率可以达到200-210W/(m.k)。因此，在无需热处理工艺时基站壳体的散热能力即可得到很大地提高，减少了热处理工艺，节约了能源和生产成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步详细说明本发明。

实施例1

一种高导热压铸铝合金材料，包括按重量比份的Si4.5％、Cu≤0.015％、Mn≤0.015％、Mg≤0.03％、Fe 0.78％、Ni≤0.015％、Zn≤0.015％、Pb≤0.015％、Sn≤0.015％、Ti≤0.015％、Sr 0.018％，其它杂质总量≤0.15％，其余为Al。

利用该高导热压铸铝合金材料制备低硅高导热压铸铝合金的制备方法，包括以下步骤，

S1、将按高导热铝合金材料成分配比好的铝和铝硅中间合金进行高温熔炼，熔炼温度为750-780℃；

S2、向经步骤S1得到的熔体中加入铁元素，熔炼温度为740～760℃；

S3、向经步骤S2得到的熔体中加入硼元素释放体压入炉底进行充分释放，熔炼温度为720～740℃；

S4、向经步骤S3得到的熔体中加入铝锶中间合金，熔炼温度为710～730℃；

S5、对经步骤S4得到的熔体进行除气精炼，精炼温度为700～720℃；

S6、对经步骤S5得到的熔体进行快速升温至800℃并保持3-6小时，再降温至740℃，得到低硅高导热压铸铝合金材料备用。

将上述步骤制得的低硅高导热压铸铝合金材料压铸制成5G基站壳体，其流动性好，产品成型率高，产品经热处理后导热率可以达到210W/(m.k)。

实施例2

一种高导热压铸铝合金材料，包括按重量比份的Si5.5％、Cu≤0.015％、Mn≤0.015％、Mg≤0.03％、Fe 0.82％、Ni≤0.015％、Zn≤0.015％、Pb≤0.015％、Sn≤0.015％、Ti≤0.015％、Sr 0.025％，其它杂质总量≤0.15％，其余为Al。

利用该高导热压铸铝合金材料制备低硅高导热压铸铝合金的制备方法，包括以下步骤，

S1、将按高导热铝合金材料成分配比好的铝和铝硅中间合金进行高温熔炼，熔炼温度为750-780℃；

S2、向经步骤S1得到的熔体中加入铁元素，熔炼温度为740～760℃；

S3、向经步骤S2得到的熔体中加入硼元素释放体压入炉底进行充分释放，熔炼温度为720～740℃；

S4、向经步骤S3得到的熔体中加入铝锶中间合金，熔炼温度为710～730℃；

S5、对经步骤S4得到的熔体进行除气精炼，精炼温度为700～720℃；

S6、对经步骤S5得到的熔体进行快速升温至800℃并保持3-6小时，再降温至740℃，得到低硅高导热压铸铝合金材料备用。

将上述步骤制得的低硅高导热压铸铝合金材料压铸制成5G基站壳体，其流动性好，产品成型率高，产品经热处理后导热率可以达到200W/(m.k)。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。