[发明专利]一种高导热压铸铝合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高导热压铸铝合金材料，铝合金材料以质量百分比计包括：Si，8‑12wt％；Fe，0.7‑1.0wt％；Mg，0‑0.3wt％；Sr，0.005‑0.03wt％；Ca，0.005‑0.02wt％；RE，0‑0.01wt％；余量为Al和其他不可避免的杂质元素；其中，Si元素与(Sr+Ca)质量比为160‑650，且Sr与Ca的质量比为0.5‑4；RE元素为La、Ce中的一种或者两种组合。本发明还涉及该高导热铝合金的制造方法，通过在近共晶型铸造铝合金中同时加入适量的Sr、Ca及RE元素，使得硅相变质效果具有可控性及重熔稳定性，在满足压铸成形且无需热处理的条件下即可实现导热性能、力学性能以及耐腐蚀性能的综合提升。

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，具体涉及一种高导热压铸铝合金材料及其制备方法。

背景技术

通信行业中，机箱、外壳等零件需要有良好的散热能力，形状复杂，通常采用铸造铝合金以压铸工艺生产。同时，散热产品多为薄而高的翅片，后续还需要攻大量螺孔，且多放置于复杂的户外环境，故要求合金兼具铸造成形性能、力学性能、耐腐蚀性能以及导热性能。随着5G时代的到来，电子产品和通信设备的单位体积运行功率和发热量越来越高，一个5G基站总功耗相当于4G的3-5倍，因此对机箱原材料的导热性能提出了更高的要求。

对现有技术的文献资料检索发现，常规铸造铝合金如ADC12导热率约92W/(m·K)，已难以满足使用要求。一些公开报道的高导热铸造铝合金(如专利CN 104674078B一种高导热近共晶型铸造铝硅合金材料及生产方法；专利CN 105838936 B一种高导热铸造铝合金及其制备方法；专利CN 109338176 A一种高强度高导热铸造铝合金及其制备方法)均采用后续热处理工艺实现导热性能的进一步提升。这是因为影响铸造铝合金导热性能的主要因素之一是铝基体中的其它元素的固溶量。通过热处理，可在同一成分范围内调整各合金元素在铝基体中的固溶量，从而提升热导率。然而，这道工序对于铸件生产企业来说，会极大的增加成本。一方面热处理过程需投入大量设备、人工、水电等直接成本，整个铸件的生产周期也会延长五倍以上；另一方面热处理过程中铸件容易发生变形，还需额外增加矫形工序。

发明内容

针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种免热处理、并且能够兼顾力学性能和耐腐蚀性能的高导热压铸铝合金材料及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种高导热压铸铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料以质量百分比计包括：Si，8-12wt％；Fe，0.7-1.0wt％；Mg，0-0.3wt％；Sr，0.005-0.03wt％；Ca，0.005-0.02wt％；RE，0-0.01wt％；余量为Al和其他不可避免的杂质元素；

其中，所述的Si元素与(Sr+Ca)质量比为160-650，且Sr与Ca的质量比为0.5-4；

所述的RE元素为La、Ce中的一种或者两种组合。

进一步地，所述其他不可避免的杂质元素中的单个元素的含量≤0.01wt.％，Mn+Cr+V≤0.03wt.％，所有杂质元素的合计≤0.05wt.％。

进一步地，所述的Si元素与(Sr+Ca)质量比为200-350，且Sr与Ca的质量比为1-3。

进一步地，所述的压铸铝合金材料在铸态下热导率大于170W/m·K，且小于等于193W/m·K。

一种上述的高导热压铸铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将按上述合金材料成分配比好的硅和铝投入熔炼炉中，加热到740-780℃，至完全熔化；

(2)向经步骤(1)得到的熔体中加入称重的铁元素，搅拌混合；

(3)将经步骤(2)得到的熔体温度降至720-740℃，加入称重的镁元素，搅拌混合；