一种高导热铝合金及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115896559A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211532100.X(22)申请日2022.12.01(71)申请人湖北新金洋资源股份公司地址441000湖北省襄阳市谷城县经济开发区谷水路11号(72)发明人王进黎柏康章晶林刘骏江姝黄俊峰高国翔(74)专利代理机构武汉经世知识产权代理事务所(普通合伙)42254专利代理师孟紫琴(51)Int.Cl.C22C21/04(2006.01)C22C1/06(2006.01)C22C1/10(2023.01)C22C1/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种高导热铝合金及其制备方法(57)摘要本发明属于铝合金制备领域，特别涉及一种高导热铝合金及其制备方法，按质量百分比计，包括以下组分，Si1.5‑2.5％，Fe0.35‑0.55％，Mg0.05‑0.06％，Mn0.35‑0.6％，Sr0.006‑0.025％，稀土元素金属0.4‑0.6％，Sc0.1‑0.15％，余量为Al，本发明将铝合金中的Si含量控制在2％左右，辅助添加少量的Mg、Sc作为微量强化元素，将稀土金属元素作为变质元素，获得了兼具优异的导热性能、优良的力学性能和铸造流动性能的低Si铸造合金，同时，Sc、Sr微合金后合晶粒细化、晶界沉淀相弥散分布和晶界无析出相宽度变窄等微结构特征也有助于降低铝合金腐蚀敏感性。CN115896559ACN115896559A权利要求书1/1页1.一种高导热铝合金，其特征在于：按质量百分比计，包括以下组分，Si1.5‑2.5％，Fe0.35‑0.55％，Mg0.05‑0.06％，Mn0.35‑0.6％，Sr0.006‑0.025％，稀土元素金属0.4‑0.6％，Sc0.1‑0.15％，余量为Al。2.根据权利要求1所述的一种高导热铝合金，其特征在于：所述稀土元素金属为Er或Yb中的一种。3.根据权利要求1所述的一种高导热铝合金，其特征在于：还包括以下组分：石墨填料。4.根据权利要求1所述的一种高导热铝合金的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：步骤一，熔炉升温至750‑760℃，投入原料熔化得到铝液，熔化为电磁搅拌熔化，通过磁场穿透炉底对铝合金熔液实施搅拌，并经过除渣、在线除气、过滤等步骤；步骤二，将一定质量的石墨填料加入到预压模具中，然后施加一定的压力使其形成预压块，然后将其模具和预压块加热到400‑500℃；步骤三，将步骤一中的铝合金熔液快速浇注到步骤二中预热好的模具中，然后施加压力，使铝合金熔液能够填充到预压块的孔隙中，待冷却后脱膜，即得到高导热率铝合金。5.根据权利要求4所述的一种高导热铝合金的制备方法，其特征在于：所述步骤三中的压力为100‑120MPa，保压时间为60‑120s。6.根据权利要求4所述的一种高导热铝合金的制备方法，其特征在于：所述石墨填料与所述铝合金熔液的质量比为0.3‑0.5：1。7.根据权利要求4所述的一种高导热铝合金的制备方法，其特征在于：所述石墨填料为石墨片与硅颗粒的混合物。8.根据权利要求7所述的一种高导热铝合金的制备方法，其特征在于：所述石墨片与所述硅颗粒的质量分数为2:0.5‑1。9.根据权利要求4所述的一种高导热铝合金的制备方法，其特征在于：所述在线除气为炉内除气，所述炉内除气时调整熔炉温度至730‑740℃，然后将压强为0.2‑0.3Mpa的惰性气体输入到铝液内部，其中除气时间为3‑5min，而且铝液顶部形成的气泡高度低于10cm。2CN115896559A说明书1/5页一种高导热铝合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于铝合金技术领域，特别涉及一种高导热铝合金及其制备方法。背景技术[0002]随着5G通信时代的到来，电子产品和通信设备的芯片集成度提高，设备功率升高，发热量增加，设备单位体积的散热量也随之增加，这对材料的导热性能提出了更高的要求，以保证产品的使用寿命及工作的稳定性。纯铝具有良好的导热性能，其室温热导率约为237W/(m·K)，在金属材料中，仅次于铜(385W/(m·K))。然而，纯铝强度太低，仅为69MPa，不能满足工业生产应用要求，需要通过合金化来提高纯铝的强度，但合金元素的加入会显著降低材料的导热性能。原因在于合金元素在Al基体中主要以固溶原子、生成中间相或析出强化相的形式来强化铝合金。而根据金属导热的微观机制分析，晶体中由于存在空位、位错等结构缺陷和析出相，会造成合金的晶格畸变，导致自由电子受到散射的几率增加，参与传热的有效电子数量减少，限制了传热电子的平均自由程，从而降低了合金的导热性能。[0003]对于当前广泛应用于通讯散热器件生产的ENAC‑43400压铸合金，其Si含量为9.5～11.0％