[发明专利]一种高导热性能铸造铝硅合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高导热性能铸造铝硅合金及其制备方法，该高导热性能铸造铝硅合金由以下重量百分比含量的元素组成：Si:3.3%‑5.5%，Cu:0.1%‑0.40%，Mg:0.26%‑0.70%，Zn:0.04%‑0.1%，Ti：0.05%‑0.2%，B：0.05%‑0.2%，其他杂质总量和不大于0.02%，余量为Al。本发明元素在特定合金成分组成配比的条件下通过特定工艺步骤进行有效结合，可一次性成型制得导热率达172‑190W/(m∙k)的铸造铝硅合金，实现在良好铸造性能、力学性能和热处理性能的基础上，显著提高了铸造铝硅合金的导热性能。本发明制备的高导热性能铸造铝硅合金具有重要的应用价值，可广泛应用于汽车、通信及电子设备领域，还可用于导热装置、散热壳等，其优良的传热效率可促进能源的有效利用，降低能耗。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种高导热性能铸造铝硅合金及其制备方法。

背景技术

纯Al的导热性能仅次于Au、Ag和Cu，为237Ｗ/(m·K）。Al具有价格低，比重低、容易进行表面处理、在地壳中含量多等优点。Al-Si合金是重要的铸造合金，由于具有绿色环保，优秀的铸造性能，较强的焊接性能，较好的流动性，较好的导电、导热性，生命周期长，回收利用率高等优点，在散热零部件领域有广泛的应用。随着通信行业及电子设备的发展，一些电子产品、LED照明设备、通讯基站用的散热壳体等都趋向于小型化和轻量化，并随着功率密度的增加，对散热性能的需求也正在增加，因而急需开发一种高导热性能的材料来满足设备高散热的要求。

目前，最常用的铝硅合金主要有ZL101、ZL102系列，其在铸态下的导热率121Ｗ/(m·K），抗拉强度为130MPa左右，热处理后的导热率148Ｗ/(m·K），抗拉强度为230MPa左右。还有常用的压铸铝合金ADC12，硅的含量为共晶点12%，其在铸态下的导热率只有96Ｗ/(m·K），与Al-Mg-Si变形铝合金的导热率还有一定差距。

因此，提高Al-Si铸造铝合金的导热率，扩大铸造Al-Si合金的工业应用范围，实现加工成本较低的金属型铸造工艺来代替加工成本较高的挤压型材机加工的工艺，获得性能良好，成本低廉的高导热铸造Al-Si合金越来越为人们所需。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的技术问题，提供一种在具备良好的铸造性能以及热处理性能的同时还具备较高导热率的高导热性能铸造铝硅合金。

本发明的另一个目的是为了提供一种高导热性能铸造铝硅合金的制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高导热性能铸造铝硅合金，由以下重量百分比含量的元素组成：Si: 3.3%-5.5%，Cu: 0.1%-0.40%，Mg: 0.26%-0.70%，Zn:0.04%-0.1%，Ti：0.05%-0.2%，B：0.05%-0.2%，其他杂质总量和不大于0.02%，余量为Al。

一种高导热性能铸造铝硅合金的制备方法，该方法包括以下步骤：

1）烘干：按元素组成选用纯铝锭、Al-Si中间合金、Al-Cu中间合金、镁锭、锌锭、铝钛硼细化剂作为原料，并对原料进行烘干处理；

2）熔炼：先将纯铝锭进行熔化，当纯铝液温度达到850-900℃时，再加入Al-Si中间合金，待Al-Si中间合金完全熔化后，再加入Al-Cu中间合金，待Al-Cu中间合金熔化完全后，静置15-20min，静置后再加入镁锭，待镁锭熔化完全后加入锌锭，待锌锭熔化完全后，静置得到合金熔体；

3）合金化：待合金熔体降温到720℃-750℃时，在合金熔体中加入铝钛硼细化剂，充分搅拌，然后用六氯乙烷进行除渣，待合金熔体温度至710℃-720℃时进行浇注，得到铸造铝硅合金；

4）热处理：将浇注好的铸造铝硅合金进行固溶处理，固溶后的铸造铝硅合金进行淬火处理，得到高导热性能铸造铝硅合金。