[发明专利]具备高导电特性的新型压铸用Ca-Co-Rh铝合金

说明书

本发明公开了具备高导电特性的新型压铸用Ca‑Co‑Rh铝合金及其加工工艺。按照重量百分比，该合金的成分为：Ca:0.8‑1.2wt.%,Co:3.0‑4.0wt.%；Rh:1.0‑1.5wt.%,Hf:0.5‑0.8wt.%，Ge:2.0‑4.0wt.%,Be:0.5‑1.2wt.%,余量为铝。该铝钙合金具有优异的压铸性能，并具有优异的导电性能。开发高品质压铸用铝合金对于提升我国自主研发精品新材料，占领国际精品新材料市场具有促进作用。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种铝钙合金。

背景技术

纯铝的密度小，大约是铁的 1/3。铝是面心立方结构，故具有很高的塑性，易于加工，可制成各种型材、板材，抗腐蚀性能好。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。

从20世纪开始，铝合金就在航空航天领域得到应用。出于铝合金可以大大改善飞行器的气体动力学性能并能明显减轻其结构重量，许多部件用其制作。目前铝合金在航空的应用领域包括各种民用、军用飞机的民动机零部件、螺旋桨、齿轮箱、支架结构及火箭、导弹和卫星的一些零部件等。随着铝合金生产技术的发展，性能会不断提高，应用范围也会不断扩大。铝合金已被发达国家广泛用于汽车仪表板、座椅支架、变速箱壳体、方向操纵系统部件、发动机罩盖、车门、发动机缸体、框架等零部件上。用铝合金制造汽车零部件，可以显著减轻车重，降低油耗，减少尾气排放量，提高零部件的集成度，提高汽车设计的灵活性等。通常汽车自重每减轻10%，燃油效率可提高5.5%，废气排放相应减少。铝合金压铸在所有压铸合金中最轻，是极竞争力的汽车轻量化材料。随着技术的发展，铝合金在汽车领域的应用范围会更广。电子信息行业由于数字化技术的发展，市场对电子及通讯产品的高度集成化、轻薄化、微型化和符合环保要求越来越高。镁合金具有优异的薄壁铸造性能，其压铸件的壁厚可0.6-1.0mm，并保持一定的强度、刚度和抗撞能力，这非常有利于产品超薄、超轻和微型化的要求。

虽然我国铝合金压铸工业具有很大的资源优势，但目前绝大多数的铝合金压铸企业，均采用传统的压铸用铝合金。这类传统材料的压铸工艺很大程度上通过大量的、长周期的反复试验修改才能最终实现工艺目标。故在铸型开发周期、铸型设计质量及其所实现的工艺质量等方面较难保证，使得企业亦无法在竞争激烈的市场中获得更大的突破。开发高品质压铸用铝合金对于提升我国自主研发精品新材料，占领国际精品新材料市场具有促进作用。对传统铸造用铝合金进行底层性质的创新和优化，对铝合金压铸工艺甚至整个压铸行业及其技术的发展与提升具有积极的意义。

国外己经开发的压铸用新型铝合金铸造性能和导电性能还不能令人满意。开发具备适合压铸材料用高导电铝合金有两种方法，一种是加入合金元素通过固溶强化来强化基体，另一种是通过加入第二相强化相形成铝基复合材料。Ca,Co和Rh作为合金化元素加入铝合金中可以大大提高铝合金的铸造性能和导电性能。随着我国工业的快速发展，开发压铸用新型铝合金已成为必然。

由于钙的化学活泼性，铝钙合金在熔炼过程中极易发生氧化、燃烧甚至爆炸，这使得铝钙合金的大规模产业化和应用受到了限制。因此，阻止铝钙合金在熔炼过程中氧化燃烧一直是铝钙合金研究和产业化的一个重要课题。目前较成熟的阻燃方法是熔剂保护法，一般采用低熔点的氯盐。此外还有气体保护法，一般采用CO₂，SO₂和SF₆气体。然而，这两种方法都有缺陷，如易产生有毒气体污染环境和造成熔剂夹杂而损害合金力学性能。此外，熔炼、浇注设备和工艺复杂，加大了成本等。