本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種低成本的高導(dǎo)熱鋁合金及其制備方法。
背景技術(shù):
壓鑄鋁合金以其性能優(yōu)良的特點(diǎn),已經(jīng)成為最具潛力、應(yīng)用最廣泛的金屬材料之一。目前,普通壓鑄鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)為100W/m.K左右,在電子、電氣、通訊、機(jī)電等行業(yè),存在許多工作時(shí)因元器件等發(fā)熱而影響工作性能的現(xiàn)象,普通的壓鑄鋁合金不能很好的解決上述因元器件等發(fā)熱而產(chǎn)生的問題。
為了提高導(dǎo)熱系數(shù),部分鋁合金在提高導(dǎo)熱系數(shù)的目標(biāo)下,需要加入成本較高的原料,導(dǎo)致制造成本較高。
因此,針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足,提供一種低成本、導(dǎo)熱系數(shù)大于170W/m.K的壓鑄鋁合金及其制備工藝以克服現(xiàn)有技術(shù)不足甚為必要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種高導(dǎo)熱鋁合金及其制備方法,壓鑄鋁合金的導(dǎo)熱系數(shù)大于170W/m.K,且生產(chǎn)成本低、耐腐蝕性能良好、機(jī)械性能良好。
本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)。
提供一種高導(dǎo)熱鋁合金,按重量百分比由以下組分組成:硅8.5~10.5%;鎂0.3~0.5%;錳≦0.15;銅≦0.025;鐵0.1~0.3%;硼0.03~0.06%;鈦0.01~0.02%;鋯0.01~0.02%;雜質(zhì)總量<0.15%;雜質(zhì)中鋅<0.3%;其它單個(gè)雜質(zhì)<0.05%,其余為鋁。
本發(fā)明同時(shí)提供上述高導(dǎo)熱鋁合金的制備方法,包括以下步驟:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在720℃-740℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在720℃-740℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在720℃-740℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在720℃-740℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在690℃-710℃;
(7)攪拌鋁合金液使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
優(yōu)選的,上述步驟(7)攪拌鋁合金液5-10分鐘使成分均勻。
優(yōu)選的,上述的高導(dǎo)熱鋁合金的制備方法,包括以下步驟:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在725℃-735℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在725℃-738℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在725℃-738℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在725℃-738℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在695℃-706℃;
(7)攪拌鋁合金液6-8分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
另一優(yōu)選的,上述的高導(dǎo)熱鋁合金的制備方法,包括以下步驟:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在727℃-730℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在728℃-730℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在728℃-730℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在728℃-730℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在697℃-703℃;
(7)攪拌鋁合金液7分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
另一優(yōu)選的,上述的高導(dǎo)熱鋁合金的制備方法,包括以下步驟:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在729℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在728.5℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在728.5℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在728.5℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在702℃;
(7)攪拌鋁合金液7分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
另一優(yōu)選的,上述的高導(dǎo)熱鋁合金的制備方法,包括以下步驟:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在731℃-738℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在733℃-739℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在733℃-739℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在725℃-738℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在708℃-709℃;
(7)攪拌鋁合金液7-8分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
另一優(yōu)選的,上述的高導(dǎo)熱鋁合金的制備方法,包括以下步驟:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在733℃-737℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在734℃-737℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在734℃-737℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在734℃-737℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在708℃-709℃;
(7)攪拌鋁合金液7-8分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
另一優(yōu)選的,上述的高導(dǎo)熱鋁合金的制備方法,包括以下步驟:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在735℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在736℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在736℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在737℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在708.5℃;
(7)攪拌鋁合金液7.5分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
另一優(yōu)選的,上述的高導(dǎo)熱鋁合金的制備方法,包括以下步驟:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在736℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在737℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在737℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在736.5℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在709℃;
(7)攪拌鋁合金液7分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明的高導(dǎo)熱鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)大于170W/m.K,原材料成本低且壓鑄性能、耐腐蝕性良好,而且機(jī)械加工性能好等優(yōu)點(diǎn),可廣泛用于電子、電氣、通訊、機(jī)電行業(yè);能有效解決電子、電氣、通訊、機(jī)電行業(yè)存在的許多工作時(shí)因元器件等發(fā)熱而影響工作的現(xiàn)象,對(duì)降低生產(chǎn)成本有很好的作用。
具體實(shí)施方式
結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1。
提供一種低成本的高導(dǎo)熱鋁合金,按重量百分比由以下組分組成:硅8.5~10.5%;鎂0.3~0.5%;錳≦0.15;銅≦0.025;鐵0.1~0.3%;硼0.03~0.06%;鈦0.01~0.02%;鋯0.01~0.02%;雜質(zhì)總量<0.15%;雜質(zhì)中鋅<0.3%;其它單個(gè)雜質(zhì)<0.05%,其余為鋁。
上述高導(dǎo)熱鋁合金的制備方法,包括以下步驟:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在720℃-740℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在720℃-740℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在720℃-740℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在720℃-740℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在690℃-710℃;
(7)攪拌鋁合金液5-10分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
本發(fā)明的高導(dǎo)熱鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)大于170W/m.K,原材料成本低,整體生產(chǎn)成本低且壓鑄性能、耐腐蝕性良好,而且機(jī)械加工性能好等優(yōu)點(diǎn),可廣泛用于電子、電氣、通訊、機(jī)電行業(yè);能有效解決電子、電氣、通訊、機(jī)電行業(yè)存在的許多工作時(shí)因元器件等發(fā)熱而影響工作的現(xiàn)象,對(duì)降低生產(chǎn)成本有很好的作用。
實(shí)施例2。
提供一種低成本的高導(dǎo)熱鋁合金,其它特征與實(shí)施例1相同,不同之處在于,通過如下步驟制備:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在725℃-735℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在725℃-738℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在725℃-738℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在725℃-738℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在695℃-706℃;
(7)攪拌鋁合金液6-8分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
該工藝所制備的高導(dǎo)熱鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)大于172W/m.K,原材料成本低,整體生產(chǎn)成本低且壓鑄性能、耐腐蝕性良好,而且機(jī)械加工性能好等優(yōu)點(diǎn),可廣泛用于電子、電氣、通訊、機(jī)電行業(yè);能有效解決電子、電氣、通訊、機(jī)電行業(yè)存在的許多工作時(shí)因元器件等發(fā)熱而影響工作的現(xiàn)象,對(duì)降低生產(chǎn)成本有很好的作用。
實(shí)施例3。
提供一種低成本的高導(dǎo)熱鋁合金,其它特征與實(shí)施例2相同,不同之處在于,通過如下步驟制備:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在727℃-730℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在728℃-730℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在728℃-730℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在728℃-730℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在697℃-703℃;
(7)攪拌鋁合金液7分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
該工藝所制備的高導(dǎo)熱鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)大于175W/m.K,原材料成本低,整體生產(chǎn)成本低且壓鑄性能、耐腐蝕性良好,而且機(jī)械加工性能好等優(yōu)點(diǎn),可廣泛用于電子、電氣、通訊、機(jī)電行業(yè);能有效解決電子、電氣、通訊、機(jī)電行業(yè)存在的許多工作時(shí)因元器件等發(fā)熱而影響工作的現(xiàn)象,對(duì)降低生產(chǎn)成本有很好的作用。
實(shí)施例4。
提供一種低成本的高導(dǎo)熱鋁合金,其它特征與實(shí)施例3相同,不同之處在于,通過如下步驟制備:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在729℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在728.5℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在728.5℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在728.5℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在702℃;
(7)攪拌鋁合金液7分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
該工藝所制備的高導(dǎo)熱鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)大于178W/m.K,原材料成本低,整體生產(chǎn)成本低且壓鑄性能、耐腐蝕性良好,而且機(jī)械加工性能好等優(yōu)點(diǎn),整體性能較其它工藝參數(shù)更加優(yōu)良,特別是在產(chǎn)品的一致性方面性能更加優(yōu)良,適合于大規(guī)模制備。
實(shí)施例5。
提供一種低成本的高導(dǎo)熱鋁合金,其它特征與實(shí)施例3相同,不同之處在于,通過如下步驟制備:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在731℃-738℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在733℃-739℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在733℃-739℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在725℃-738℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在708℃-709℃;
(7)攪拌鋁合金液7-8分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
該工藝所制備的高導(dǎo)熱鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)大于175W/m.K,原材料成本低,整體生產(chǎn)成本低且壓鑄性能、耐腐蝕性良好,而且機(jī)械加工性能好等優(yōu)點(diǎn),可廣泛用于電子、電氣、通訊、機(jī)電行業(yè);能有效解決電子、電氣、通訊、機(jī)電行業(yè)存在的許多工作時(shí)因元器件等發(fā)熱而影響工作的現(xiàn)象,對(duì)降低生產(chǎn)成本有很好的作用。
實(shí)施例6。
提供一種低成本的高導(dǎo)熱鋁合金,其它特征與實(shí)施例5相同,不同之處在于,通過如下步驟制備:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在733℃-737℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在734℃-737℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在734℃-737℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在734℃-737℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在708℃-709℃;
(7)攪拌鋁合金液7-8分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
該工藝所制備的高導(dǎo)熱鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)大于176W/m.K,原材料成本低,整體生產(chǎn)成本低且壓鑄性能、耐腐蝕性良好,而且機(jī)械加工性能好等優(yōu)點(diǎn),可廣泛用于電子、電氣、通訊、機(jī)電行業(yè);能有效解決電子、電氣、通訊、機(jī)電行業(yè)存在的許多工作時(shí)因元器件等發(fā)熱而影響工作的現(xiàn)象,對(duì)降低生產(chǎn)成本有很好的作用。
實(shí)施例7。
提供一種低成本的高導(dǎo)熱鋁合金,其它特征與實(shí)施例5相同,不同之處在于,通過如下步驟制備:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在735℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在736℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在736℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在737℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在708.5℃;
(7)攪拌鋁合金液7.5分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
該工藝所制備的高導(dǎo)熱鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)大于180W/m.K,原材料成本低,整體生產(chǎn)成本低且壓鑄性能、耐腐蝕性良好,而且機(jī)械加工性能好等優(yōu)點(diǎn),整體性能較其它工藝參數(shù)更加優(yōu)良,特別是在產(chǎn)品的壓鑄性能、耐腐蝕性方面性能更加優(yōu)良。
實(shí)施例8。
提供一種低成本的高導(dǎo)熱鋁合金,其它特征與實(shí)施例5相同,不同之處在于,通過如下步驟制備:
(1)配料計(jì)算;
(2)根據(jù)計(jì)算好的配料在熔爐中加入純鋁熔煉,熔煉后保持溫度在736℃;
(3)加入硅熔煉,熔煉后保持溫度在737℃;
(4)加入鐵熔煉,熔煉后保持溫度在737℃;
(5)加入鎂熔煉,熔煉后保持溫度在736.5℃;
(6)加入鋁鋯中間合金、鋁鈦中間合金、鋁硼中間合金熔煉,熔煉后保持溫度在709℃;
(7)攪拌鋁合金液7分鐘使成分均勻然后除渣、取樣化驗(yàn);
(8)根據(jù)化驗(yàn)結(jié)果調(diào)整各元素成分含量直至達(dá)到要求的范圍;
(9)精煉除氣:將精煉劑通過氮?dú)獯等脘X合金液底部進(jìn)行精煉除氣,直至精煉完畢。
該工藝所制備的高導(dǎo)熱鋁合金導(dǎo)熱系數(shù)大于180W/m.K,原材料成本低,整體生產(chǎn)成本低且壓鑄性能、耐腐蝕性良好,而且機(jī)械加工性能好等優(yōu)點(diǎn),整體性能較其它工藝參數(shù)更加優(yōu)良,特別是在產(chǎn)品的機(jī)械加工性能方面更加優(yōu)良。
最后應(yīng)當(dāng)說明的是,以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制,盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。