一种高硬高导热多元合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113046607A(43)申请公布日2021.06.29(21)申请号202110278812.2C22C1/06(2006.01)(22)申请日2021.03.16(71)申请人郑州大学地址450001河南省郑州市高新区科学大道100号(72)发明人张涛刘培玉王剑锋陈辰李海光刘珊珊陈俊奇张文峰(74)专利代理机构郑州联科专利事务所(普通合伙)41104代理人杨海霞(51)Int.Cl.C22C21/10(2006.01)C22C30/02(2006.01)C22C30/06(2006.01)C22C1/03(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种高硬高导热多元合金及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高硬高导热多元合金，该多元合金中各元素的质量百分比为：Zn15～30%，Si10～20%，Cu10～15%，Mn5～10%，余量为Al；其利用熔炼炉先将纯铝锭熔化，再按比例加入锌、硅、铜、锰等合金元素，最后加入精炼剂和除渣剂进行除气除渣后浇注而得。本发明通过改善合金成分，从而细化晶粒、改变合金中第二相的形貌，提高合金的硬度和导热性能，而且制备方法简单、成型和加工性能良好，可以广泛应用于快速发展的新能源汽车、5G通信设备等行业，保障了产品工作时的散热性能和机械性能，对提高产品的使用寿命，降低生产成本具有重要意义。CN113046607ACN113046607A权利要求书1/1页1.一种高硬高导热多元合金，其特征在于，该多元合金中各元素的质量百分比为：Zn15～30%，Si10～20%，Cu10～15%，Mn5～10%，余量为Al。2.根据权利要求1所述的高硬高导热多元合金，其特征在于，所述高硬高导热多元合金各元素的质量百分比为：Zn15%，Si10%，Cu10%，Mn5%，余量为Al。3.根据权利要求1所述的高硬高导热多元合金，其特征在于，所述高硬高导热多元合金各元素的质量百分比为：Zn18%，Si12%，Cu11%，Mn6%，余量为Al。4.根据权利要求1所述的高硬高导热多元合金，其特征在于，所述高硬高导热多元合金各元素的质量百分比为：Zn21%，Si14%，Cu12%，Mn7%，余量为Al。5.根据权利要求1所述的高硬高导热多元合金，其特征在于，所述高硬高导热多元合金各元素的质量百分比为：Zn24%，Si16%，Cu13%，Mn8%，余量为Al。6.权利要求1至5任一所述高硬高导热多元合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1）物料称量：按比例在电子天平上精准称量原料纯铝锭以及锌、硅、铜、锰的中间合金；2）制备合金：在熔炼炉中加入纯铝锭，升温至熔炼温度700~800℃，待铝锭熔化后加入覆盖剂，保温1060min；然后放入硅、铜的中间合金，保温1060min；放入锌、锰的中间合金，~~保温10~60min；加入精炼剂和除渣剂，搅拌混匀，保温5~30min后扒渣；静置5~30min，将合金熔液浇注至铸型中，即得。7.根据权利要求6所述高硬高导热多元合金的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述纯铝锭的纯度在99.9%以上；所述锌、硅、铜、锰的中间合金分别为AlZn20合金、AlSi20合金、AlCu50合金、AlMn20合金。8.根据权利要求6所述高硬高导热多元合金的制备方法，其特征在于：步骤2）中，搅拌工具、扒渣工具表面涂覆ZnO涂料，且在熔炼过程中，工具始终在100~200℃进行保温。9.根据权利要求6所述高硬高导热多元合金的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述覆盖剂和除渣剂成分相同，均由质量比1:1的NaCl和KCl混合组成；覆盖剂和除渣剂的加入量分别为原料总重量的0.5%和0.3%；所述精炼剂为C2Cl6，加入量为原料总重量的0.5%。2CN113046607A说明书1/5页一种高硬高导热多元合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于合金材料技术领域，具体涉及一种高硬高导热多元合金及其制备方法。背景技术[0002]随着现代电子信息技术及制造技术的快速发展，尤其是在快速发展的新能源汽车、5G通信设备等行业，其系统和设备都趋向于集成化、小型化、轻量化及高功率的方向发展，这无疑给散热器的散热性能带来了严峻挑战。而散热器所用材料的热导率对整个散热器的散热效率有十分重要的影响，因此通过研究和开发具有高热导率的新型材料是一种提高散热器散热性能的重要方法。[0003]在热导率高的金、银、铜和铝等金属中，铝的价格最低，并且比重小的铝金属，单位重量比铜具有更高的散热能力；另外在铸造和挤压过程中，因具有良好的延展性使得铝合金更容易成型；还有铝矿资源丰富，从元素含量来看，铝（约8.1%）排在氧、硅之后，占第三位，明显超过排名第四