本發(fā)明涉及一種高導熱壓鑄鋁合，屬于金屬材料
技術領域：
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背景技術：
：隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，電子、通訊、航空航天以及汽車等行業(yè)散熱量越來越大，對材料的熱傳導性能的要求越來越高，傳統(tǒng)金屬材料的性能已經(jīng)不能滿足實際應用需要,研發(fā)適用于壓鑄的高導熱鋁合金材料具有重要的應用價值。鋁硅系合金與鋁鎂系合金鑄造性能優(yōu)異。但是導熱性普遍不高，目前主流的壓鑄鋁合金如adc12鑄態(tài)時能達到的導熱系數(shù)約為(96-110)w/(m.k)，adc1(lm6)屬于鑄造性偏差的壓鑄鋁合金，其導熱系數(shù)約為142w/(m.k)，已經(jīng)是壓鑄鋁合金中導熱系數(shù)比較高的材料了。而純鋁雖然導熱系數(shù)高達230w/(m.k)，但機械性能差，鑄造性能差，難以滿足電子、通訊等行業(yè)的高熱耗器件的散熱需求。近幾年，為獲得適用于壓鑄的高導熱鋁合金，國內外開展了大量的研究，cn201310444626的專利申請公開了一種含硅量為5％～7.5％且通過硼、鈦、鋯來細化鑄造組織的鋁硅合金，其鑄態(tài)的導熱系數(shù)達到(153-160)w/(m.k)。即使通過變質劑細化組織，材料鑄態(tài)的導熱系數(shù)依然較低，而大多數(shù)復雜大型壓鑄件不能通過熱處理來進一步提升導熱系數(shù)。nikkeimcaluminium公司開發(fā)了al-2ni-fe壓鑄鋁合金，鑄態(tài)時導熱系數(shù)達到190w/(m.k)，但鑄造性能較adc12下降了35％以上，且其硬度低，強度偏低。該材料主要應用于結構較簡單的散熱片和平板類熱傳導用零件。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種高導熱壓鑄鋁合金，本發(fā)明的高導熱壓鑄鋁合金既具有優(yōu)異的鑄造性能，又具有較高的導熱系數(shù)。為達到上述目的，本發(fā)明一方面提供一種高導熱壓鑄鋁合金，包括鋁、硅、鐵、鎳、鎂和鍶，所述各組分所占的質量百分比分別為：硅0.05-1.0％，鐵0.3-1.3％，鎳0.2-2.0％，鎂0.1-1.2％，鍶0.001-0.15％，其余為鋁和不可避免的雜質；其中，所述雜質含量的質量百分比小于0.2％。其中，所述不可避免的雜質主要包括銅、錳、鉻等。尤其是，所述的銅占鋁合金總質量的質量百分比小于0.1％。特別是，所述的錳占鋁合金總質量的質量百分比小于0.1％。尤其是，所述的鉻占鋁合金總質量的質量百分比小于0.06％。本發(fā)明另一方面提供一種高導熱壓鑄鋁合金的制備方法，包括如下步驟：通過在不同加熱溫度下，對鋁和鎂，鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金鋁，以及鋁鍶中間合金依次進行融化處理，得到鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物；對所述鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物進行精煉處理，得到精煉產(chǎn)物；清除所述精煉產(chǎn)物液面上的溶劑和浮渣，對其進行靜置處理，除去夾渣，得到鋁合金溶液；調整所述鋁合金溶液的溫度為680-720℃，即可進行鑄造。其中，所述的通過在不同加熱溫度下，對鋁和鎂，鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金鋁，以及鋁鍶中間合金分別進行融化處理包括：對熔煉容器加熱，當加熱溫度到達第一加熱溫度時，加入鋁和鎂，進行融化，得到第一融化物；當所述加熱溫度上升第二加熱溫度時，將鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金加入到所述熔煉容器中進行融化，使所述鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金與所述第一融化物融合在一起，得到第二融化物；在所述鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金融化后，將所述加熱溫度降低到第三溫度，將鋁鍶中間合金加入到所述熔煉容器中進行融化，使其與所述第二融化物融合在一起，得到鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物。特別是，所述第一加熱溫度為300℃。尤其是，所述第二加熱溫度為780℃。特別是，所述第三加熱溫度為580-700℃。尤其是，所述的通過在不同加熱溫度下，對鋁和鎂，鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金鋁，以及鋁鍶中間合金分別進行融化處理包括：具體為：對坩堝進行加熱，當坩堝溫度達到300℃時，向其中依次加入鋁和鎂，進行融化，得到第一融化物；當坩堝溫度達到780℃時，向所述第一融化無中加入鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金和鋁鎳中間合金，使坩堝溫度保持在580-850℃，使其與所述第一融化物融合在一起，得到第二融化物；在所述鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁鎳中間合金融化后，調整加熱溫度為580-700℃，將鋁鍶中間合金加入到所述熔煉容器中進行融化，使其與所述第二融化物融合在一起，得到鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物。特別是，所述的對所述鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物進行精煉處理，得到精煉產(chǎn)物包括：向所述鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物中加入鋁合金精煉劑，在580-700℃的溫度下，精煉8-20min。尤其是，所述的對所述鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物進行精煉處理，得到精煉產(chǎn)物包括：向所述鋁、硅、鐵、鎳、鎂、鍶融化物中通入惰性氣體，采用氣泡過濾法對其進行精煉處理。本發(fā)明的優(yōu)點和有益技術效果如下：本發(fā)明巧妙地將硅、鎳、鐵、鎂四種元素加入到鋁合金中，鎳對鋁合金的導熱性能影響不大，在合金中形成al-ni化合物，起到彌散強化作用，同時利用富ni相顆粒的球形形貌和細小尺寸,使它在提高鋁合金強度的同時保持材料的高伸長率；硅在鋁合金中起到強化作用，也有利于合金的流動性，但硅的添加會降低合金的導熱性能；鐵具有促進零件脫模的作用，但鐵含量過高會形成粗大針狀的化合物相，降低合金力學性能，且鐵會降低合金導熱性能；鎂具有強化作用，在合金中能與鋁、鎳形成mg-al、mg-ni化合物，但鎂固溶到鋁基體中會使合金導熱性能降低。這四種元素的結合使用對鋁合金的導熱性能影響不大，又提高了合金的鑄造性能和機械性能，實現(xiàn)了既有高導熱系數(shù)又有良好的鑄造性能和機械性能的目標。由于材料中單質硅很少或基本沒有，避免了硅在氧化過程中不溶解而其他的合金元素溶解于溶液中導致的陽極氧化膜不均勻、不完整。從而達到陽極氧化膜色彩均勻的外觀。同時通過鍶作為變質劑加入，可以將α-al固溶體以及針狀的si相同時進行細化，減小了合金內電子運動的阻力，從而進一步提升了材料的導熱性能，同時晶粒細化也提高了材料的機械性能。本發(fā)明的高導熱鋁合金流動性能優(yōu)異，能用于壓鑄結構復雜的薄壁殼體，其制成的壓鑄件在常溫條件下，導熱率高達212.2w/(m.k)，抗拉強度不低于96.8mpa左右。同時能進行陽極氧化以達到色彩均勻的外觀。附圖說明圖1為實施例1-3制備的鋁合金流動性與adc12的對比圖。具體實施方式下面通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明不限于此，本
技術領域：
的技術人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進行修改，因此，凡按照本發(fā)明的原理進行的各種修改和改變都應當理解為落入本發(fā)明的保護范圍。實施例11、按總重8kg稱量配料，準備6.84kg鋁塊、0.04kg鎂塊、0.4kg鋁硅合金alsi20、0.48kg鋁鐵合金alfe10、0.4kg鋁鎳合金alni10、0.08kg鋁鍶合金alsr10。2、預熱坩堝，當溫度達到300℃以上時依次加入鋁塊、鎂塊進行融化，當溫度上升到780℃以上時，加入鋁硅合金、鋁鐵合金、鋁鎳合金，保持溫度在680～850℃以內，待加入料融化后調整溶液溫度到680～700℃以內，再加入al-10sr中間合金，用通用的鋁合金精煉劑精煉15min。精煉完畢，清除液面上的溶劑和浮渣。然后靜置10min使夾雜充分上浮或下沉，扒渣。3、調整溶液至680～720℃后將鋁合金熔液澆入高壓壓鑄機進行壓鑄生產(chǎn)。實施例21、按總重8kg稱量配料，準備5.864kg鋁塊、0.096kg鎂塊、0.2kg鋁硅合金alsi20、0.24kg鋁鐵合金alfe10、1.6kg鋁鎳合金alni10、0.048kg鋁鍶合金alsr10。2、預熱坩堝，當溫度達到300℃以上時依次加入鋁塊、鎂塊進行融化，當溫度上升到780℃以上時，加入鋁硅合金、鋁鐵合金、鋁鎳合金，保持溫度在680～850℃以內，待加入料融化后調整溶液溫度到680～700℃以內，再加入al-10sr中間合金，用通用的鋁合金精煉劑精煉12min。精煉完畢，清除液面上的溶劑和浮渣。然后靜置8min使夾雜充分上浮或下沉，扒渣。3、調整溶液至680～720℃后將鋁合金熔液澆入高壓壓鑄機進行壓鑄生產(chǎn)。實施例3步驟1按總重8kg稱量配料，準備6.312kg鋁塊、0.064kg鎂塊、0.12kg鋁硅合金alsi20、0.64kg鋁鐵合金alfe10、0.8kg鋁鎳合金alni10、0.064kg鋁鍶合金alsr10。步驟2：預熱坩堝，當溫度達到300℃以上時依次加入鋁塊、鎂塊進行融化，當溫度上升到780℃以上時，加入鋁硅合金、鋁鐵合金、鋁鎳合金，保持溫度在680～850℃以內，待加入料融化后調整溶液溫度到680～700℃以內，再加入al-10sr中間合金，用通用的鋁合金精煉劑精煉20min。精煉完畢，清除液面上的溶劑和浮渣。然后靜置15min使夾雜充分上浮或下沉，扒渣。步驟3：調整溶液至680～700℃后將鋁合金熔液澆入高壓壓鑄機進行壓鑄生產(chǎn)。下面對實施例中制備的高導熱鋁合金制作的零件作進一步性能檢測。表1實施例1-3制備的高導熱鋁合金成分表為檢測實施例中所制備的鋁合金導熱系數(shù)，根據(jù)astme1461，在實施例1-3的零件上截取直徑為12.7mm厚2mm的圓盤用于導熱系數(shù)測試，測試試樣均為鑄態(tài)試樣，實驗設備為德國耐馳激光導熱系數(shù)測試儀。同時按照國標gb/t228要求本體取樣板材試樣用于機械性能測試，測試試樣均為鑄態(tài)試樣，測試設備為拉伸試驗機。檢測數(shù)據(jù)如下表2：表2實施例1-3制備的高導熱鋁合金性能表組別抗拉強度斷后延伸率導熱系數(shù)實施例196.8mpa3.7％198.3w/(m.k)實施例2115.2mpa4.5％202.5w/(m.k)實施例3106.3mpa5.2％212.2w/(m.k)為檢測材料的鑄造性能，采用螺旋式澆注模對上述材料與adc12進行了流動長度的對比，檢測數(shù)據(jù)結果如下圖1所示。當前第1頁12