一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鑄造領(lǐng)域，尤其是一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金容易加工，質(zhì)量輕，節(jié)能等特點，其在航天、汽車、機械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車輕量化和能源低消耗的要求已經(jīng)成為汽車制造業(yè)的一大趨勢。目前，應(yīng)用于汽車的鋁合金零部件大多采用鑄造成型，鑄造成型的鋁合金零部件可具有良好的機械性能，可延長零部件本身和與之直接接觸的零配件的使用壽命。然而，現(xiàn)有鑄造鋁合金的導(dǎo)熱性不夠理想，限制了汽車的高速化和高功率化的發(fā)展，由此高導(dǎo)熱的鑄造鋁合金的研發(fā)對汽車工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明創(chuàng)造要解決的問題是提供一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金，以克服現(xiàn)有技術(shù)中鋁合金熱傳導(dǎo)性能較差，無法滿足汽車發(fā)展需求的問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術(shù)方案是:本各組重量百分比如下，硅:4.0-6.5 %，鐵:1.0-3.0 %，銅:0.2-1.0 % ,鎂:0.05-0.2 %，錳:0.1-0.6 % ,鎳:0.3-0.8%，錫:0.1-0.5%，雜質(zhì):0.05-0.2%，其余為鋁，上述各組分重量百分比之和為100%。
[0005]進(jìn)一步，所述各組重量百分比如下，硅:5.0-6.0 %，鐵:1.5-2.5 %，銅:0.4-0.8 % ,鎂:0.1-0.15 %，錳:0.3-0.4 %，鎳:0.4-0.6 %，錫:0.15-0.3 %，雜質(zhì):0.1-0.2%，其余為鋁，上述各組分重量百分比之和為100%。
[0006]進(jìn)一步，各組重量百分比如下，硅:4.5-5.5%，鐵:1.5-2.5%，銅:0.3-0.9%，鎂:0.1-0.15 %，錳:0.2-0.5 %，鎳:0.4-0.7 %，錫:0.15-0.4 %，雜質(zhì):0.06-0.15 %，其余為鋁，上述各組分重量百分比之和為100%。
[0007]進(jìn)一步，一種制備高導(dǎo)熱鑄造鋁合金方法，包括以下步驟:
[0008]1)先將熔爐在400-450°C下預(yù)熱20_30分鐘，并用惰性氣體吹掃，后加入純鋁錠進(jìn)行融化，當(dāng)純鋁業(yè)溫度達(dá)到800-830°C時，恒溫20-30分鐘，使用純鋁定充分融化，再將熔爐降溫至760-790°C，再加入純硅，恒溫20-30分鐘，硅熔化后，繼續(xù)攪拌10-15分鐘，降溫，當(dāng)熔爐溫度降至700-740°C時，再加入剩余中間合金，熔化完全后，靜置，最后再加入鎂，熔化完全后，繼續(xù)攪拌6-8分鐘，祛除浮渣，在700-740°C加入精煉劑進(jìn)行精煉，攪拌15-20分鐘，進(jìn)行爐前成分分析，檢測合金的成分含量，對成分含量不合格的熔體通過補料或沖淡方式達(dá)到合格的范圍。
[0009]2)把成分含量合格的合金熔體降溫到670-700°C，使用惰性氣體除氣除渣，在進(jìn)行爐前成分分析，合格后進(jìn)行壓鑄，在120-150°C的條件下進(jìn)行時效處理，時效時間為5-10小時。
[0010]進(jìn)一步，所述精煉劑為氯化錳、硝酸鈉、碳酸鈉、氯化鎂、氯化鋅、二氧化鈦、六氯乙烷、碳酸鉀、氮氣、氯氣其中的一種或多種。
[0011 ] 進(jìn)一步，所述惰性氣體可選氬氣、氮氣、氦氣中的一種。
[0012]進(jìn)一步，所述除氣除渣時間為15-25分鐘。
[0013]進(jìn)一步，所述惰性氣體可選氬氣、氮氣、氦氣其中的一種。
[0014]所述鋁合金編號為ATA006。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]1、本發(fā)明產(chǎn)品材料具有良好的機械性能，高導(dǎo)熱性，導(dǎo)電性。
[0017]2、本發(fā)明可達(dá)到如下技術(shù)指標(biāo):單軸拉伸強度可達(dá)220MPa_240MPa，屈服應(yīng)力可達(dá)130MPa-150MPa,延伸率可達(dá)6% _8%，硬度可達(dá)80BHN-90BHN，剪切強度可達(dá)121MPa-142MPa,耐疲勞強度可達(dá)117MPa_130MPa,彈性模量為7.0GPa-7.5GPa，熱傳導(dǎo)率可達(dá) 170W/m K-185ff/m K。
【具體實施方式】
[0018]在下列實施例中，根據(jù)國標(biāo)GB/T15115-2009對鋁合金成分進(jìn)行測定，根據(jù)GB/T10623-2008對材料進(jìn)行單軸拉伸強度、屈服應(yīng)力、延伸率、硬度、剪切強度、耐疲勞強度進(jìn)行測定，根據(jù)國標(biāo)GB/T3651-2008測定鋁合金導(dǎo)熱率。
[0019]實施例1
[0020]本發(fā)明的一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金，其各組重量百分比如下，硅:4.0%，鐵:3.0%，銅:0.4%，鎂:0.15%，錳:0.3%，鎳:0.6%,Μ:0.1%，雜質(zhì):0.1%，其余為鋁。
[0021]按照配比加入各原料進(jìn)行熔煉，先將熔爐在400_450°C下預(yù)熱20分鐘，并用惰性氣體吹掃，后加入純鋁錠進(jìn)行融化，當(dāng)純鋁業(yè)溫度達(dá)到800°C時，恒溫20分鐘，使用純鋁定充分融化，再將熔爐降溫至760°C，再加入純硅，恒溫20分鐘，硅熔化后，繼續(xù)攪拌10分鐘，降溫，當(dāng)熔爐溫度降至700°C時，再加入剩余中間合金，熔化完全后，靜置，最后再加入鎂，熔化完全后，繼續(xù)攪拌6分鐘，祛除浮渣，在70(TC加入精煉劑進(jìn)行精煉，攪拌15分鐘，進(jìn)行爐前成分分析，檢測合金的成分含量，對成分含量不合格的熔體通過補料或沖淡方式達(dá)到合格的范圍。把成分含量合格的合金熔體降溫到670°C，使用惰性氣體除氣除渣，在進(jìn)行爐前成分分析，合格后進(jìn)行壓鑄，在120°C的條件下進(jìn)行時效處理，時效時間為5小時。
[0022]獲得的鋁合金單軸拉伸強度為228MPa，屈服應(yīng)力為131MPa，延伸率為6.0mm，硬度為80BHN，剪切強度122MPa，耐疲勞強度117MPa，彈性模量為7.lGPa，熱傳導(dǎo)率為171W/m Ko
[0023]實施例2
[0024]本發(fā)明的一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金，其各組重量百分比如下，硅:6.5%，鐵:1.0%，銅:1.0%，鎂:0.05%，錳-.0.4%，鎳:0.4%，錫:0.2%，雜質(zhì):0.15%，其余為鋁。
[0025]按照配比加入各原料進(jìn)行熔煉，先將熔爐在450°C下預(yù)熱30分鐘，并用惰性氣體吹掃，后加入純鋁錠進(jìn)行融化，當(dāng)純鋁業(yè)溫度達(dá)到830°C時，恒溫30分鐘，使用純鋁定充分融化，再將熔爐降溫至790°C，再加入純硅，恒溫30分鐘，硅熔化后，繼續(xù)攪拌15分鐘，降溫，當(dāng)熔爐溫度降至740°C時，再加入剩余中間合金，熔化完全后，靜置，最后再加入鎂，熔化完全后，繼續(xù)攪拌8分鐘，祛除浮渣，在740°C加入精煉劑進(jìn)行精煉，攪拌20分鐘，進(jìn)行爐前成分分析，檢測合金的成分含量，對成分含量不合格的熔體通過補料或沖淡方式達(dá)到合格的范圍。把成分含量合格的合金熔體降溫到700°C，使用惰性氣體除氣除渣，在進(jìn)行爐前成分分析，合格后進(jìn)行壓鑄，在150°C的條件下進(jìn)行時效處理，時效時間為10小時。
[0026]獲得的鋁合金單軸拉伸強度為230MPa，屈服應(yīng)力為142MPa，延伸率為6.5mm，硬度可達(dá)85BHN，剪切強度為132MPa，耐疲勞強度為124MPa，彈性模量為7.4GPa，熱傳導(dǎo)率為185ff/m Ko
[0027]實施例3
[0028]本發(fā)明的一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金，其各組重量百分比如下，硅:5.0%，鐵:2.0%，銅:0.6%，鎂:0.1%，錳:0.35%，鎳:0.5%，錫:0.15%，雜質(zhì):0.2%，其余為鋁。
[0029]按照配比加入各原料進(jìn)行熔煉，先將熔爐在420°C下預(yù)熱25分鐘，并用惰性氣體吹掃，后加入純鋁錠進(jìn)行融化，當(dāng)純鋁業(yè)溫度達(dá)到810°C時，恒溫25分鐘，使用純鋁定充分融化，再將熔爐降溫至770V，再加入純硅，恒溫25分鐘，硅熔化后，繼續(xù)攪拌12分鐘，降溫，當(dāng)熔爐溫度降至720°C時，再加入剩余中間合金，熔化完全后，靜置，最后再加入鎂，熔化完全后，繼續(xù)攪拌7分鐘，祛除浮渣，在710°C加入精煉劑進(jìn)行精煉，攪拌17分鐘，進(jìn)行爐前成分分析，檢測合金的成分含量，對成分含量不合格的熔體通過補料或沖淡方式達(dá)到合格的范圍。把成分含量合格的合金熔體降溫到690°C，使用惰性氣體除氣除渣，在進(jìn)行爐前成分分析，合格后進(jìn)行壓鑄，在140°C的條件下進(jìn)行時效處理，時效時間為8小時。
[0030]獲得的鋁合金單軸拉伸強度為235MPa，屈服應(yīng)力為138MPa，延伸率為7.2%，硬度可達(dá)90BHN，剪切強度為128MPa，耐疲勞強度為121MPa，彈性模量為7.lGPa，熱傳導(dǎo)率為178ff/m Ko
[0031]以上對本發(fā)明創(chuàng)造的實施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明創(chuàng)造范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金，其特征在于:各組重量百分比如下，硅:4.0-6.5%,鐵:1.0-3.0 %，銅:0.2-1.0 % ,鎂:0.05-0.2 %，錳:0.1-0.6 %，鎳:0.3-0.8 %，錫:0.1-0.5%，雜質(zhì):0.05-0.2%，其余為鋁，上述各組分重量百分比之和為100%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金，其特征在于:各組重量百分比如下，硅:4.5-6.0%，鐵:1.5-2.5%，銅:0.4-0.8 %，鎂:0.1-0.15%，錳:0.3-0.4 %，鎳:0.4-0.6%，錫:0.15-0.3%，雜質(zhì):0.1-0.15%，其余為鋁，上述各組分重量百分比之和為100%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金，其特征在于:各組重量百分比如下，硅:5.0-5.5 %，鐵:1.5-2.5%，銅:0.3-0.9 % ,鎂:0.1-0.15%，錳:0.2-0.5 % ,鎳:0.4-0.7%，錫:0.15-0.4%，雜質(zhì):0.06-0.1 %，其余為鋁，上述各組分重量百分比之和為100%。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金，其特征在于:一種如權(quán)利要求1-3任一項的高導(dǎo)熱鑄造合金可在汽車配件中的應(yīng)用。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項所述的一種制備高導(dǎo)熱鑄造鋁合金方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)先將熔爐在400-450°C下預(yù)熱20-30分鐘，并用惰性氣體吹掃，后加入純鋁錠進(jìn)行融化，當(dāng)純鋁業(yè)溫度達(dá)到800-830°C時，恒溫20-30分鐘，使用純鋁定充分融化，再將熔爐降溫至760-790°C，再加入純硅，恒溫20-30分鐘，硅熔化后，繼續(xù)攪拌10-15分鐘，降溫，當(dāng)熔爐溫度降至700-740°C時，再加入剩余中間合金，熔化完全后，靜置，最后再加入鎂，熔化完全后，繼續(xù)攪拌6-8分鐘，祛除浮渣，在700-740°C加入精煉劑進(jìn)行精煉，攪拌15-20分鐘，進(jìn)行爐前成分分析，檢測合金的成分含量，對成分含量不合格的熔體通過補料或沖淡方式達(dá)到合格的范圍。 2)把成分含量合格的合金熔體降溫到670-700°C，使用惰性氣體除氣除渣，在進(jìn)行爐前成分分析，合格后進(jìn)行壓鑄，在120-150°C的條件下進(jìn)行時效處理，時效時間為5-10小時。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金制備方法，其特征在于，步驟1)所述精煉劑為氯化錳、硝酸鈉、碳酸鈉、氯化鎂、氯化鋅、二氧化鈦、六氯乙烷、碳酸鉀、氮氣、氯氣其中的一種或多種。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金制備方法，其特征在于:步驟1)中所述惰性氣體為氬氣、氮氣、氦氣中的一種。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金制備方法，其特征在于:步驟2)中所述除氣除渣時間為15-25分鐘。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金制備方法，其特征在于:步驟2)中所述惰性氣體為氬氣、氮氣、氦氣其中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高導(dǎo)熱鑄造鋁合金，其各組重量百分比如下，硅：4.0-6.5％，鐵：1.0-3.0％，銅：0.4-1.0％,鎂：0.05-0.15％，錳：0.3-0.4％,鎳：0.4-0.6％，錫：0.1-0.2％，雜質(zhì)：0.05-0.2％，其余為鋁。本發(fā)明鑄造性能好，具有良好的機械性能，高導(dǎo)熱性，導(dǎo)電性，特別適用于制作LED車燈散熱器、發(fā)熱盤等汽車配件。
【IPC分類】C22C21/02, C22C1/06, C22F1/043
【公開號】CN105256185
【申請?zhí)枴緾N201510769596
【發(fā)明人】袁茂凱
【申請人】天津愛田汽車部件有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年11月11日