一种高强度高导热铸造铝合金及其制备方法.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CN109338176A(43)申请公布日2019.02.15(21)申请号201811521523.5C22F1/043(2006.01)(22)申请日2018.12.12C22C1/06(2006.01)(71)申请人苏州大学地址215600江苏省苏州市相城区济学路8号申请人华劲新材料研究院（广州）有限公司(72)发明人翁文凭长海博文范卫忠周鹏飞沈晓东陈小村杨蕾唐迪(74)专利代理机构宁波高新区核心力专利代理事务所(普通合伙)33273代理人袁丽花(51)Int.Cl.C22C21/02(2006.01)C22C1/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种高强度高导热铸造铝合金及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高强度高导热铸造铝硅合金及其制备方法，合金材料含有Si、Mg、Fe、Sr、B；进行铸造时，保持熔体温度在650～750℃范围内，将合金熔体浇入铸件模具中，按照1～500℃/s冷却速率铸造成铸件，对铸件进行热处理，热处理的升温速率低于20℃/min，保温温度为100～450℃，保温时间为0.1～10h，随后随炉冷却或空冷。本发明通过铝合金化学成分、铸造过程及热处理等工艺手段的控制，在保证合金力学性能的同时大幅提高材料的热传导率，获得热导率为170～200W/(mK)，同时抗拉强度大于260MPa、屈服强度大于160MPa的高强度高导热铝合金材料。CN109338176ACN109338176A权利要求书1/1页1.一种高强度高导热铸造铝合金，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：杂质元素质量百分比小于等于0.1％，余量为铝。2.根据权利要求1所述的高强度高导热铸造铝合金，其特征在于，杂质元素中Cr+Mn+Ti+V+Cu的质量百分比总和小于0.1％。3.一种权利要求1所述高强度高导热铸造铝合金的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、将熔炉升温至预热温度进行保温，按照所述的计量比投料，加热至熔化；S2、将熔体除气、除杂后静置，控制温度在650～750℃，将高温熔体浇注铸件模具中；S3、以凝固冷却速率1～500℃/s结晶凝固；S4、对铸件进行热处理，升温速率低于20℃/min，100～450℃保温0.5～10h，随后随炉冷却或空冷。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，对于砂型铸件，凝固冷却速率为1～10℃/s，在对铸件进行热处理时，将铸件在0～175℃温度范围内保温0.1～6小时。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，对于金属型铸件，凝固冷却速率为10～50℃/s，在对铸件进行热处理时，将铸件在150℃～200℃温度范围内保温0.1～6小时。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，对于挤压铸件，凝固冷却速率为50～200℃/s，在对铸件进行热处理时，将铸件在175℃～300℃温度范围内保温0.1～2小时。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，对于压力铸件，凝固冷却速率为200～500℃/s，在对铸件进行热处理时，将铸件在200℃～350℃温度范围内保温0.1～1小时。2CN109338176A说明书1/5页一种高强度高导热铸造铝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，涉及铸造铝合金材料及其制备，具体涉及一种高强度高导热铸造铝合金及其制备方法。背景技术[0002]随着电子工业的高速发展，电子元器件逐步朝小型化、多功能和高集成度方向发展，电子器件运行功率越来越高，同时散热条件也越来越苛刻，典型产品如消费电子产品、LED照明设备、通信基站均对新一代轻质高导热材料提出需求。[0003]研究表明，电子元器件服役过程中产生热量与周围环境散热平衡后，器件的平均温度对其寿命产生重要影响。电子元器件平均温度每升高2℃，寿命就降低10％。由于电子元器件日益朝小型化方向发展，电子器件散热结构日益受到限制，因此，轻质高导热新材料应用已成为提高通信设备散热能力、降低电子元器件温度的关键。铝合金由于其优良的导热性能、可加工性能，同时兼具低成本、环境友好、低密度等优点，在保持设备较高散热能力的同时实现设备的小型化、轻量化具有重要的地位，成为高性能电子工业应用材料的发展趋势。[0004]铸造铝合金的生产工序少、流程短，其生产成本低，适合结构复杂的壳类零件和箱体零件，适用于电子用铸造零部件。铸造铝合金产品没有经过变形加工，不能通过加工硬化提高产品力学性能，单方面提高材料热传导性能，并不能满足零部件后续连接和服役过程中对力学性能的要求，迫切需要在提高热传导性能的同时，保证合金有较高的力学性能。然而，铝合金的强化途径主要有固溶强化、弥散强化和细晶强化，需要在基体中引入固溶原子、析出强化相或中