一種高導熱鋁合金型材及其生產工藝制造技術

本發明專利技術公開了一種高導熱鋁合金型材，包括以下重量份數的原料：鋁74.5?85.5份，銅2?3份，錳0.5?1份，鎂3?5份，鋅0.8?1份，硅1?2份，鈦2?3份，鐵1.5?2.5份，銀3?4份，鈹0.2?2.2份，鋯0.3?0.8份，锝0.1?0.5份，鈧0.1?0.5份。本發明專利技術還公開了一種高導熱鋁合金型材的生產工藝，包括如下步驟：配料熔煉，鑄造，退火，兩步法熱處理，擠壓，時效，冷處理，氧化。本發明專利技術的優點在于：通過對各合金元素按一定比例進行添加調整配比，提高鋁合金型材的抗拉強度和導熱性，獲得一種兼顧導熱性和抗拉性的鋁合金型材；此外，該鋁合金型材生產工藝簡單、周期短、效率高，適于規模化生產。

A high thermal conductivity aluminum alloy profile and its production process

The invention discloses a high thermal conductive aluminum alloy profile, including the following weight parts: 74.5 aluminum, 85.5 copies of aluminum, 2 copper of copper, 1 parts of manganese, 1 parts of manganese, 5 mg of magnesium 3, 1 copies of zinc and 1 copies of silicon 1. The invention also discloses a production process of high heat conducting aluminum alloy profiles, including the following steps: blending, casting, annealing, two step heat treatment, extrusion, aging, cold treatment, and oxidation. The invention has the advantages of adding adjusting ratio of all alloy elements to a certain proportion, improving the tensile strength and thermal conductivity of the aluminum alloy profiles, and obtaining an aluminum alloy profile with both heat conduction and tensile properties. In addition, the aluminum alloy profile is simple in production process, short in cycle time and high in efficiency, and is suitable for large-scale production.

【技術實現步驟摘要】
一種高導熱鋁合金型材及其生產工藝
本專利技術涉及鋁合金型材
，尤其涉及一種高導熱鋁合金型材及其生產工藝。
技術介紹
鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，因其密度低，強度比較高，接近或超過優質鋼，塑性好，具有優良的導電性、導熱性、抗蝕性等性能，可加工成各種型材，廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業等方面。隨著大功率電機的不斷發展，對鋁合金的導熱性能要求越來越高，以滿足其散熱性能。眾所周知，高純鋁的導熱性能好，熱導率236W/mK，熔點高663℃，但強度較低，小于100MPa；鋁合金是在鋁中添加了Zn、Cu、Si、Mn、Mg等合金元素，這些元素的添加是為了提高強度，但其導熱性能會有所下降；以常用的6061鋁合金為例，其熱導率180W/mK，熔點高582℃，強度達300MPa。因此，目前急需研發一種新的高導熱鋁合金型材。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種兼顧高導熱性和高抗拉性的高導熱鋁合金型材及其生產工藝。本專利技術是通過以下技術方案實現的：一種高導熱鋁合金型材，包括以下重量份數的原料：鋁74.5-85.5份，銅2-3份，錳0.5-1份，鎂3-5份，鋅0.8-1份，硅1-2份，鈦2-3份，鐵1.5-2.5份，銀3-4份，鈹0.2-2.2份，鋯0.3-0.8份，锝0.1-0.5份，鈧0.1-0.5份。作為本專利技術的優選方式之一，包括以下重量份數的原料：鋁80.05份，銅2.5份，錳0.75份，鎂4份，鋅0.9份，硅1.5份，鈦2.5份，鐵2份，銀3.5份，鈹1.2份，鋯0.5份，锝0.3份，鈧0.3份。作為本專利技術的優選方式之一，包括以下重量份數的原料：鋁82.65份，銅2.2份，錳0.6份，鎂3.5份，鋅0.85份，硅1.2份，鈦2.2份，鐵1.8份，銀3.2份，鈹1份，鋯0.4份，锝0.2份，鈧0.2份。作為本專利技術的優選方式之一，包括以下重量份數的原料：鋁76.85份，銅2.8份，錳0.8份，鎂4.5份，鋅0.95份，硅1.8份，鈦2.8份，鐵2.2份，銀3.8份，鈹2份，鋯0.7份，锝0.4份，鈧0.4份。一種生產上述高導熱鋁合金型材的工藝，包括如下步驟：(1)配料及熔煉：分別稱取上述重量份數的原料進行配料，再將各原料加入熔煉爐內，升溫至爐料開始軟化下塌時，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋，當爐料完全熔化后，扒出表面浮渣，保持熔煉爐內溫度為700-750℃，高溫熔煉5-7h，得到鋁合金熔液；(2)鑄造：將得到的鋁合金熔液鑄造成鑄棒，切斷成短棒，去掉其表面的氧化皮，得到鋁合金鑄錠；(3)退火：將得到的鋁合金鑄錠進行均勻化退火21-24h；(4)兩步法熱處理：將鋁合金鑄錠進行雙級加熱，將鋁合金鑄錠加熱至300-350℃保溫1-1.5h，風冷后，繼續加熱到450-500℃保溫2.5-3.5h，得到處理后的鋁合金鑄錠；(5)擠壓：將熱處理后的鋁合金鑄錠經過鋁合金型材模具擠壓得到鋁合金型材；(6)時效：對鋁合金型材進行一級時效處理，溫度為430-500℃、時間50-120min，然后將其水冷至室溫后，再進行二級時效熱處理，溫度為150-200℃、時間2-12h，再空冷至室溫得到時效型材；(7)冷處理：將時效后的鋁合金型材重新固溶淬火后15-25min內，置于液氮中進行冷處理，其中，冷處理溫度為(-200)-(-185)℃，保溫時間為15-45min；(8)氧化處理：將型材放入硫酸溶液中，以鋁型材為陽極，純鋁板為陰極，生產氧化膜。作為本專利技術的優選方式之一，所述步驟(1)中，覆蓋劑由下列重量份的覆蓋劑原料混合而成：碳酸鈉9份，氯化鉀4份，玻璃粉5份，剛玉粉6份，螢石粉8份，椰殼炭粉3份，氮化鋁6份，鎂砂粉5份，莫來石粉8份，凹凸棒土4份。作為本專利技術的優選方式之一，所述步驟(2)中，將得到的鋁合金熔液在溫度為700-720℃，鑄造速度為70-85mm/min的條件下鑄造成為鑄棒，切斷成長度為500-600mm的短棒，去掉其表面的氧化皮，得到鋁合金鑄錠。作為本專利技術的優選方式之一，所述步驟(3)中，將得到的鋁合金鑄錠在退火溫度為460-475℃的條件下進行均勻化退火21-24h。作為本專利技術的優選方式之一，所述步驟(5)中，先將模具預熱到溫度為300-320℃，將熱處理后的鋁合金鑄錠經過鋁合金型材模具擠壓，擠壓溫度為450-480℃，擠壓力為320-330KN，得到鋁合金型材。作為本專利技術的優選方式之一，所述步驟(8)中，將型材放入為150g/L的硫酸溶液中，以鋁型材為陽極，純鋁板為陰極，生產氧化膜的平均厚度為3-5μm。本專利技術相比現有技術的優點在于：通過對各合金元素按一定比例進行添加調整配比，從而提高鋁合金型材的抗拉強度和導熱性，最終獲得一種兼顧高導熱性和高抗拉性的鋁合金型材，熱導率200-220W/mK，強度280-300MPa；此外，該鋁合金型材的生產工藝簡單、周期短、效率高，適于規模化生產。具體實施方式下面對本專利技術的實施例作詳細說明，本實施例在以本專利技術技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本專利技術的保護范圍不限于下述的實施例。實施例1本實施例的一種高導熱鋁合金型材，包括以下重量份數的原料：鋁85.5份，銅2份，錳0.5份，鎂3份，鋅0.8份，硅1份，鈦2份，鐵1.5份，銀3份，鈹0.2份，鋯0.3份，锝0.1份，鈧0.1份。實施例2本實施例的一種高導熱鋁合金型材，包括以下重量份數的原料：鋁74.5份，銅3份，錳1份，鎂5份，鋅1份，硅2份，鈦3份，鐵2.5份，銀4份，鈹2.2份，鋯0.8份，锝0.5份，鈧0.5份。實施例3本實施例的一種高導熱鋁合金型材，包括以下重量份數的原料：鋁80.05份，銅2.5份，錳0.75份，鎂4份，鋅0.9份，硅1.5份，鈦2.5份，鐵2份，銀3.5份，鈹1.2份，鋯0.5份，锝0.3份，鈧0.3份。實施例4本實施例的一種高導熱鋁合金型材，包括以下重量份數的原料：鋁82.65份，銅2.2份，錳0.6份，鎂3.5份，鋅0.85份，硅1.2份，鈦2.2份，鐵1.8份，銀3.2份，鈹1份，鋯0.4份，锝0.2份，鈧0.2份。實施例5本實施例的一種高導熱鋁合金型材，包括以下重量份數的原料：鋁76.85份，銅2.8份，錳0.8份，鎂4.5份，鋅0.95份，硅1.8份，鈦2.8份，鐵2.2份，銀3.8份，鈹2份，鋯0.7份，锝0.4份，鈧0.4份。實施例6本實施例的一種高導熱鋁合金型材的生產工藝，包括如下步驟：(1)配料及熔煉：分別稱取上述實施例中重量份數的原料進行配料，再將各原料加入熔煉爐內，升溫至爐料開始軟化下塌時，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋，當爐料完全熔化后，扒出表面浮渣，保持熔煉爐內溫度為700℃，高溫熔煉5h，得到鋁合金熔液；其中，覆蓋劑由下列重量份的覆蓋劑原料混合而成：碳酸鈉9份，氯化鉀4份，玻璃粉5份，剛玉粉6份，螢石粉8份，椰殼炭粉3份，氮化鋁6份，鎂砂粉5份，莫來石粉8份，凹凸棒土4份；(2)鑄造：將得到的鋁合金熔液在溫度為700℃，鑄造速度為70mm/min的條件下鑄造成為鑄棒，切斷成長度為500mm的短棒，去掉其表面的氧化皮，得到鋁合金鑄錠。(3)退火：將得到的鋁合金鑄錠在退火溫度為460℃的條件下進行均本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種高導熱鋁合金型材，其特征在于，包括以下重量份數的原料：鋁74.5?85.5份，銅2?3份，錳0.5?1份，鎂3?5份，鋅0.8?1份，硅1?2份，鈦2?3份，鐵1.5?2.5份，銀3?4份，鈹0.2?2.2份，鋯0.3?0.8份，锝0.1?0.5份，鈧0.1?0.5份。

【技術特征摘要】
1.一種高導熱鋁合金型材，其特征在于，包括以下重量份數的原料：鋁74.5-85.5份，銅2-3份，錳0.5-1份，鎂3-5份，鋅0.8-1份，硅1-2份，鈦2-3份，鐵1.5-2.5份，銀3-4份，鈹0.2-2.2份，鋯0.3-0.8份，锝0.1-0.5份，鈧0.1-0.5份。2.根據權利要求1所述的高導熱鋁合金型材，其特征在于，包括以下重量份數的原料：鋁80.05份，銅2.5份，錳0.75份，鎂4份，鋅0.9份，硅1.5份，鈦2.5份，鐵2份，銀3.5份，鈹1.2份，鋯0.5份，锝0.3份，鈧0.3份。3.根據權利要求1所述的高導熱鋁合金型材，其特征在于，包括以下重量份數的原料：鋁82.65份，銅2.2份，錳0.6份，鎂3.5份，鋅0.85份，硅1.2份，鈦2.2份，鐵1.8份，銀3.2份，鈹1份，鋯0.4份，锝0.2份，鈧0.2份。4.根據權利要求1所述的高導熱鋁合金型材，其特征在于，包括以下重量份數的原料：鋁76.85份，銅2.8份，錳0.8份，鎂4.5份，鋅0.95份，硅1.8份，鈦2.8份，鐵2.2份，銀3.8份，鈹2份，鋯0.7份，锝0.4份，鈧0.4份。5.一種生產上述權利要求1-4任一項所述的高導熱鋁合金型材的工藝，其特征在于，包括如下步驟：(1)配料及熔煉：分別稱取上述重量份數的原料進行配料，再將各原料加入熔煉爐內，升溫至爐料開始軟化下塌時，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋，當爐料完全熔化后，扒出表面浮渣，保持熔煉爐內溫度為700-750℃，高溫熔煉5-7h，得到鋁合金熔液；(2)鑄造：將得到的鋁合金熔液鑄造成鑄棒，切斷成短棒，去掉其表面的氧化皮，得到鋁合金鑄錠；(3)退火：將得到的鋁合金鑄錠進行均勻化退火21-24h；(4)兩步法熱處理：將鋁合金鑄錠進行雙級加熱，將鋁合金鑄錠加熱至300-350℃保溫1-1.5h，風冷后，繼續加熱到450-500℃保溫2.5-3.5h，得到處理后...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王順勇，謝王毛，單永敏，
申請(專利權)人：淮北富士特鋁業有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽,34