CN102676957A - 用于复杂导热***的耐蚀铝合金及其生产方法 - Google Patents

用于复杂导热***的耐蚀铝合金及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于复杂导热***的耐蚀铝合金的生产方法，包括以下步骤：A1、熔炼及铸造；A2、铸锭均匀化处理：把铸锭装入热处理炉，在560℃保温6至8小时，出炉后采用快速冷却制度到室温；A3、挤压：在平模挤压中，铸锭的温度为480℃，挤压筒加热温度控制在440℃，模具温度控制在490℃，挤压过程中型材出口温度控制在510℃左右；型材要采用风机上下强制冷却，使之快速冷却到200℃以下，以免强化相析出；A4、时效工艺制度：把型材装入时效炉进行180℃×6h时效，随炉冷却到室温后出炉。该合金的生产无污染、成本低，所生产的铝型材导热性能稳定、表面质量高、耐蚀性能好，适于工业化生产，可替代现有的普通导热铝合金材料。

Description

用于复杂导热***的耐蚀铝合金及其生产方法
技术领域
本发明涉及铝合金生产技术，尤其涉及的是一种用于复杂导热***的耐蚀铝合金及其生产方法。
背景技术
Al-Mg-Si系铝合金具有良好的热塑性、理想的综合机械性能，而且容易进行表面处理，因而被广泛用于生产工业型材、建筑行业型材及电子散热器材。根据其应用环境不同，对材料的性能要求有很大差别，例如用于电子基站散热***的高端产品，往往要经过复杂的镀镍、镀锡处理，这对材料的表面性能要求较高。生产中发现，不少铝型材经过镀层处理后，表面出现很多黑斑点，随后(2个月)斑点处的镀层开始剥落，型材表面出现了大面积的腐蚀缺陷，严重影响了产品的表面质量，致使其散热效果下降。由于这类铝合金电镀前要经过很多中间环节(如碱蚀、酸洗、镀锌等)，材料所处环境十分恶劣，为了合理改善铝型材的组织结构，获得良好的耐蚀性能，有必要研发一种高性能导热铝合金材料，以适应当前高端产品的市场需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种用于复杂导热***的耐蚀铝合金及其生产方法。
本发明的技术方案如下：
一种用于复杂导热***的耐蚀铝合金的生产方法，包括以下步骤：
A1、熔炼及铸造：把纯铝、铝硅中间合金在760℃完全熔化后保温30分钟，进行第一次精炼造渣，然后加入纯镁、Al-5Ti-B细化剂及混合稀土，均匀搅拌，进行第二次精炼，升温到在750℃进行15分钟静置保温，最后浇铸成圆形铸锭；
A2、铸锭均匀化处理：把铸锭装入热处理炉，在560℃保温6至8小时，出炉后采用快速冷却制度到室温；
A3、挤压：在平模挤压中，铸锭的温度为480℃，挤压筒温度控制在440℃，模具温度控制在490℃，挤压过程中型材出口温度控制在510℃左右；型材要采用风机上下强制冷却，使之快速冷却到200℃以下，以免强化相析出；
A4、时效工艺制度：把型材装入时效炉进行180℃×6h时效热处理，随炉冷却到室温后出炉。
所述的生产方法，所述步骤A1中，铸锭中硅质量百分比含量为0.383％，镁质量百分比含量为0.596％，每吨合金料中Al-5Ti-B加入量为3千克，混合稀土采用铝中间合金的形式加入，加入量控制在0.25％，精炼剂及覆盖剂按每吨合金料3千克加入；精炼剂在第一次精炼造渣和第二次精炼时加入，覆盖剂在第二次精炼后加入；
该合金的生产无污染、成本低，所生产的铝型材导热性能稳定、表面质量高、耐蚀性能好，适于工业化生产，可替代现有的普通导热铝合金材料。
附图说明
图1为经过热处理(均匀化处理)前后合金铸态组织的SEM图片，1-1为均匀化前，1-2为均匀化后。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
一熔炼及铸造工艺(铸锭生产)
把纯铝、铝硅中间合金在760℃完全熔化后保温30分钟，进行第一次精炼造渣，然后加入纯镁、Al-5Ti-B细化剂及混合稀土，均匀搅拌，进行第二次精炼，升温到在750℃进行15分钟静置保温，最后浇铸成圆形铸锭。
铸锭中硅含量为0.383％(质量百分比，下同)，镁含量为0.596％，每吨合金料中Al-5Ti-B加入量为3千克，混合稀土采用铝中间合金的形式加入，含量控制在0.25％左右，精炼剂及覆盖剂按每吨合金料3千克加入；精炼剂在第一次精炼造渣和第二次精炼时加入，覆盖剂在第二次精炼后加入，精炼剂和覆盖剂采用市售常规精炼剂和覆盖剂。
纯铝、铝硅中间合金表面无油渍、水分及氧化皮(如存在上述现象，应采取措施及时处理)，其中铝硅中间合金的硅含量要求在10-15％范围之内；
精炼剂及覆盖剂加入前一定要采取干燥措施，干燥温度可取150℃，干燥时间应不少于2小时；采用人工搅拌时一定要均匀，不要在熔炼区留死角；
铸锭浇铸过程中不要人为破坏其表面氧化皮，以免带入外界杂质及额外的氧化物成分，浇铸时使用过滤网***，并在浇铸前要及时烘干流液槽。
二铸锭均匀化处理
铸锭均匀化前要对铸锭的两头部分适当切除(切除长度在60-80mm)，然后把铸锭装入热处理炉，在560℃保温6至8小时，出炉后采用快速冷却制度到室温。
铸锭装炉后，开始升温速度不宜过快，以免铸锭局部过烧产生组织不均匀现象；快速冷却时可采用强迫风冷，保证均匀化后的铸锭在50-70分钟范围内冷却到室温，风冷到230℃后可以采用喷水雾强制冷却方式。
三挤压工艺
在平模挤压中，铸锭的温度为480℃，挤压筒加热温度控制在440℃，模具温度控制在490℃，挤压过程中型材出口温度控制在510℃左右；型材要采用风机上下强制冷却，使之快速冷却到200℃以下，以免强化相析出。
挤压工艺中的铸锭加热温度、挤压筒加热温度、模具加热温度(俗称“三温”)针对于平面模挤压，要严格遵守；在型材出口速度大于30m/min的前提下，适当控制速度快慢，以保证型材的出口温度在510℃左右(可用挤压速度快慢控制，挤压速度快时型材出口温度高，挤压速度慢时型材出口温度低)。
当挤压型材出口时出现上翘或下翘时，可采用调整风机风速的方法加以控制，具体操作方法为：当出口料上翘时，适当调大上方风速(或减小下方风速)，当出口料下翘时，适当调大下方风速(或减小上方风速)。
四时效工艺制度
把型材装入时效炉进行180℃×6h时效热处理，随炉冷却到室温后出炉。
对于挤压后的型材，时效前的停放时间不要超过5小时(T5状态型材，停放时间2小时左右更佳；时效温度和时间不能随意变化，严格按照180℃×6h时效制度。
五实验数据对比
下列的图表列出该合金与普通铝合金的实验数据对比。
如图1所示，1-1为均匀化前合金铸态组织的SEM图片，1-2为均匀化后合金铸态组织的SEM图片，可以看出经过均匀化处理后，晶界和晶内的偏析基本消除，强化相Mg2Si均匀溶入铝基体中，不平衡共晶组织消失。
表1热处理制度对铝合金型材腐蚀性能的影响数据对比
实验数据表明：采用均匀化处理快冷方式得到的合金材料耐蚀性能较好。
表2型材挤压工艺对合金腐蚀性能的影响数据对比
Figure BSA00000683815500042
数据表明：出口温度在510℃采用快冷方式得到的型材耐蚀性能较好。
应当说明的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进工艺或变换参数，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于复杂导热***的耐蚀铝合金的生产方法，包括以下步骤：
A1、熔炼及铸造：把纯铝、铝硅中间合金在760℃完全熔化后保温30分钟，进行第一次精炼造渣，然后加入纯镁、Al-5Ti-B细化剂及混合稀土，均匀搅拌，进行第二次精炼，升温到在750℃进行15分钟静置保温，最后浇铸成圆形铸锭；
A2、铸锭均匀化处理：把铸锭装入热处理炉，在560℃保温6至8小时，出炉后采用快速冷却制度到室温；
A3、挤压：在平模挤压中，铸锭的温度为480℃，挤压筒温度控制在440℃，模具温度控制在490℃，挤压过程中型材出口温度控制在510℃左右；型材要采用风机上下强制冷却，使之快速冷却到200℃以下，以免强化相析出；
A4、时效工艺制度：把型材装入时效炉进行180℃×6h时效热处理，随炉冷却到室温后出炉。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：所述步骤A1中，铸锭中硅质量百分比含量为0.383％，镁质量百分比含量为0.596％，每吨合金料中Al-5Ti-B加入量为3千克，混合稀土采用铝中间合金的形式加入，加入量控制在0.25％，精炼剂及覆盖剂按每吨合金料3千克加入。
3.根据权利要求1或2所述的生产方法制备的用于复杂导热***的高性能耐蚀铝合金。
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