[发明专利]一种免热处理高导热铝合金及其制备方法、散热器

说明书

本发明公开了一种免热处理高导热铝合金，其主要由以下质量百分数的成分组成：Cu 0.5～2.0％，Fe 1.0～3.0％，Mg 0～0.1％，B 0.01～0.1％，RE 0.01～0.2％，Ti 0.001～0.01％，其余为Al和不可避免的杂质；所述不可避免杂质总量低于0.25％。相应的，本发明还公开了上述免热处理高导热铝合金的制备方法及一种由上述铝合金加工而得的散热器。本发明中铝合金的导热系数≥180W/(m·K)，且具备的优良力学性能、加工性能，可适用于各种对散热性能要求较高的、形状复杂的、尺寸大型薄壁的铝合金产品。

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种免热处理高导热铝合金及其制备方法、散热器。

背景技术

随着5G通信、电子信息及新能源汽车行业迅猛发展，通信基站射频单元、电子设备及新能源汽车三电结构壳体向集成化、轻量化、薄壁化方向发展，设备运行功率密度和发热量越来越高，给系统及设备散热带来严峻挑战。据美国空军电子工业部门统计：电子产品失效的原因中，大约有55％是由于过热及与热相关的问题造成的。

铝合金因其比强度高、塑性好、导热导电性能优良等优点，被广泛用于对导热导电功能有较高要求的零件，如电子产品外壳，大型LED照明设备散热片，无线基站散热基板等。这类零件传统的生产方法是采用Al-Mg-Si系变形铝合金，先铸造成锭坯，经挤压或轧制成板坯后，再机械加工成零件，这种方法生产效率低，成本高，难以满足大批量生产要求。铸造是铝合金零件最常用的生产方法，如压铸、挤压铸造，具有生产效率高、成本低、可成形结构复杂的薄壁零件等特点。Al-Si系合金是目前最常用的铸造铝合金，占现有铸造铝合金总产量85％以上，典型牌号有A356、A360、A380、ADC1、ADC7、ADC12等。Al-Si系铸造铝合金通常含有6.5wt％以上的Si元素，铸造流动性优良，Mg、Cu等元素的添加使其具有较高强度，因此广泛用于需要承受较大载荷的大型、复杂、薄壁和要求气密性的零件。但Al-Si系合金内Si、Cu、Mg、Mn等合金元素较多的添加极大地降低了其导热性能，导热系数通常低于150W/(m·K)，导致常规Al-Si系铸造铝合金难以满足零部件快速散热的功能要求。尽管目前在Al-Si合金基础上开展了大量合金化优化探究来增强合金导热性能，但在保证合金具有良好铸造流动性能的基础上，Al-Si系合金的导热系数仍往往低于180W/(m·K)，且一般需要后续热处理才能达到这一数值。因此，开发新型的适于铸造成形的高导热铝合金，以满足通信、电子信息、新能源汽车等行业的需求很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种免热处理高导热铝合金，其导热系数高，可适应高精度散热铸件的加工需求。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种免热处理高导热铝合金的制备方法。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种散热器，其导热系数高，散热效果良好。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种免热处理高导热铝合金，其主要由以下质量百分数的成分组成：

Cu 0.5～2.0％，Fe 1.0～3.0％，Mg 0～0.1％，B 0.01～0.1％，RE 0.01～0.2％，Ti 0.001～0.01％，其余为Al和不可避免的杂质；所述不可避免杂质总量低于0.25％。

作为上述技术方案的改进，所述B和所述RE的总含量为0.03～0.25wt％。

作为上述技术方案的改进，所述RE和所述B的质量分数之比为1～10。

作为上述技术方案的改进，所述B和所述Ti的质量分数之比为4～50。

作为上述技术方案的改进，所述RE可选用La、Ce、Y、Er、Nd、Gd、Pr、Sm、Tb、Sc中的一种或多种。

作为上述技术方案的改进，其导热系数≥180W/(m·K)，抗拉强度≥150MPa，屈服强度≥95MPa，伸长率≥11％。