[发明专利]一种高导热压铸铝锌合金材料及其制备方法

说明书

一种高导热压铸铝锌合金材料，其特征在于，包括下述质量百分比含量的组分：Zn 2.0~5.0%，Fe 0.5~1.3%，Mg 0.1~0.6%，余量为Al和杂质元素。本发明所提供的高导热压铸铝锌合金材料为新型Al‑Zn系合金材料，通过科学合理的合金成分设计，在保证压铸成形性能的前提下，无需添加工业应用很少的合金元素甚至稀土金属元素，亦无需增加任何热处理工序，即可实现导热性能比ADC12等常规压铸铝合金大幅提升，并且压铸件具有良好导热性能和综合力学性能，有利于后续的机加工。

技术领域

本发明属于有色金属材料及其制备成形领域，涉及到一种导热性能和力学性能优良的压铸铝锌合金材料及其制备方法。

技术背景

压铸铝合金在通信、电子和交通运输等领域应用广泛，主要用于生产薄壁壳体零件。在移动通信行业中，机箱外壳等零件兼具散热功能，形状复杂。采用铝合金以压铸工艺生产这些复杂散热零部件，具有成形性好、生产成本低、生产效率高等优点。但随着通信行业即将迈进5G时代，以及相关产品小型化、集成化的发展趋势，市场对此类产品的铝合金原材料的导热性能提出了越来越高的要求。同时，一部分产品由于需要攻大量螺丝孔用于安装元器件，合金力学性能偏低将使其机加工困难；另外一些散热部件则对轻量化有着紧迫需求，良好的力学性能将有利于推动产品轻量化设计，因而，这些类型的散热零部件还对其所用铝合金的力学性能提出来相对较高的要求。在3C产品行业中，手机中框和外壳，以及笔记本电脑骨架和外壳等典型产品，除力学性能要求之外，对导热性能的要求同样也越来越高。因此，市场迫切需求兼具良好的力学性能和优异的导热性能的压铸铝合金。

共晶型或近共晶型铝硅合金是最主要的压铸铝合金，例如YL113、YL112、YL101和YL102(国标GB/T 15115-2009)，其中YL113(相当于日本JIS H5302：2006标准中的ADC12合金)用量最大、用途也最为广泛。ADC12合金的力学性能优良，但压铸态导热率仅约为92W/(m·K)。目前，常规压铸铝合金的导热率通常在90～110W/(m·K)之间。受到材料性能和制备工艺的限制，普通压铸铝合金已不能满足通信器材壳体、手机外壳等产品的散热性能要求，因此，设计开发具有更高导热性能的压铸铝合金材料具有重要的应用价值。

专利CN 104264017A公开了一种压铸铝合金，通过在共晶型铝硅合金中添加Co、Ti、B元素使合金的导热率可达到190W/(m·K)；抗拉强度165～180MPa，屈服强度85～98MPa。但该合金存在两个方面的问题：(1)为追求高导热性能，该合金中Fe含量仅0.2％～0.4％，过低的Fe含量不利于压铸件(尤其是复杂薄壁件)脱模，降低生产效率且增加模具损耗；(2)该专利中公布的导热性能实为合金锭而非压铸件的性能，但合金熔炼并压铸成铸件产品之后，由于压铸工艺的高冷却速率导致Si等元素在铝基体中固溶量显著增加，实际压铸件的导热率将大幅度下降，即采用该合金生产的压铸件的导热率低于190W/(m·K)。专利CN 105838936A公开了一种高导热铸造铝合金，主合金元素为Si，导热率大于180W/(m·K)，但该合金制备过程中添加了Al-Eu稀土合金和混合重稀土(Tb、Dy、Ho、Tm、Yb和Lu)，且其并不适合用于压铸。专利CN 105177368A公开了一种高导热高导电的压铸稀土铝合金，该合金导热率为120～160W/(m·K)，力学性能可达到抗拉强度220～270MPa，屈服强度140～190MPa，延伸率10～18％，但该合金添加了昂贵的稀土元素Y、Ce和La。专利CN 100473735C公开了一种高导电导热、高强度铝合金，该合金也添加了稀土元素且只适用于变形加工，不能用于压铸。

发明内容

针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种具有高导热性能的压铸铝锌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。

一种高导热压铸铝锌合金材料，其特征在于，包括下述质量百分比含量的组分：Zn2.0～5.0％，Fe 0.5～1.3％，Mg 0.1～0.6％，余量为Al和杂质。