1.本發(fā)明涉及一種鋁合金材料，尤其是涉及一種低成本、高性能、全再生料生產(chǎn)的鋁合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

2.隨著5g技術(shù)的發(fā)展，智能家居的出現(xiàn)引起了人們的興趣，智能電器越來越普遍，對(duì)合金材料的性能要求也更高。

3.在傳統(tǒng)的壓鑄鋁合金材料中，用量最大的是牌號(hào)為adc12的鋁合金。如對(duì)力學(xué)性能有更高要求，則可以改用a380合金。但是，這兩款材料的熱導(dǎo)率只有96 w/m.k。同時(shí)，這兩款材料的含銅量較高，成本高及耐候性比較差。

4.因此，需要一款熱導(dǎo)率高于adc12合金的材料，但其成本比adc12低，力學(xué)性能與adc12相當(dāng)，或高于adc12。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明的目的是提供一種高性能、低成本、用再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料及其制備方法，其具有優(yōu)異的力學(xué)性能、高熱導(dǎo)率和高耐候性。

6.本發(fā)明的全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料包括按以下重量百分比計(jì)的組分：si：10%-11%；mg：0.50%-0.65%；mn：0.01%-0.20%；cu：1.0%-1.2%；0《ni≤0.5%；fe：0.7%-0.9%；0《ti≤0.20%；zn：2.0%-2.5%；0《pb≤0.1%；0《sn≤0.1%；其余雜質(zhì)總和控制在1%以下，余量為al。

7.進(jìn)一步地，所述合金中包括的金屬元素源于再生料。

8.進(jìn)一步地，再生料主要包括但不限制于以下材料：破碎生鋁；破碎熟鋁；壓鑄鋅爐面渣（含鋅量≥95%）；廢銅線（cu≥99%）或銅包鋁線（cu：25%-42%）；高硅鋁活塞或過共晶鋁合金鑄件（如adc14或a390合金）；破碎鎂合金（含鎂量≥90%）；高硅復(fù)熔錠（也叫復(fù)化錠）；應(yīng)用于手機(jī)中板壓鑄的高強(qiáng)鋁廢料（鋁鋅硅系）；鋁鎂硅系高韌鋁合金壓鑄水口料（類似德國萊茵金屬的magsimal 59）；手機(jī)中板壓鑄材料。

9.進(jìn)一步地，所述鋁合金材料中按重量百分比計(jì)：zn/cu≥2。

10.進(jìn)一步地，所述鋁合金材料中按重量百分比計(jì)：cu/mn≥6。

11.進(jìn)一步地，所述鋁合金材料的抗拉強(qiáng)度≥270mpa，屈服強(qiáng)度≥150mpa，延伸率≥2.5%，熱導(dǎo)率≥110w/m.k。

12.本發(fā)明所制備的壓鑄鋁合金材料牌號(hào)為hy-a01r。

13.本發(fā)明的壓鑄鋁合金材料的制備方法包括以下步驟：（1）將復(fù)熔鋁錠投爐，加熱至750-800℃，熔化并形成爐內(nèi)引水。

14.（2）依次加入以下再生料：高硅鑄件、鋁鋅硅系鑄件、高鎂邊料、破碎生鋁、破碎熟鋁。

15.（3）熔化再生料，其中，所熔化的再生料中包括按以下重量百分比計(jì)的組分：si：

10%-11%；mg：0.50%-0.65%；mn：0.01%-0.20%；cu：1.0%-1.2%；0《ni≤0.5%；fe：0.7%-0.9%；0《ti≤0.20%；zn：2.0%-2.5%；0《pb≤0.1%；0《sn≤0.1%；其余雜質(zhì)總和控制在1%以下，余量為al。

16.（4）精煉，除氣，過濾，鑄錠。

17.進(jìn)一步地，還包括在步驟（2）中投入以下再生料：鑄鋅爐面渣；廢銅線或銅包鋁線；高硅活塞鋁或過共晶鋁合金鑄件；破碎鎂合金；高硅復(fù)熔錠；鋁鋅硅系高強(qiáng)鋁；鋁鎂硅系高韌鋁合金。

18.本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料及其制備方法。為了使合金材料有較好的鑄造性能，si優(yōu)選在10%-11%（按重量百分比計(jì)）。為了保證合金材料的強(qiáng)度，mg優(yōu)選在0.50%-0.65%（按重量百分比計(jì)）以及zn/cu≥2（按重量百分比計(jì)），既使得mg與si產(chǎn)生mg2si，同時(shí)有足夠的mg與zn結(jié)合，生成mg2zn。為了保證合金材料的熱導(dǎo)率，合金材料優(yōu)選cu/mn≥6（按重量百分比計(jì)），以限制錳的加入。為了兼顧合金材料的耐候性和力學(xué)性能，cu優(yōu)選1.0%-1.2%（按重量百分比計(jì)）。

19.相比于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明具有以下有益效果：（1）本發(fā)明的壓鑄鋁合金材料經(jīng)試棒試驗(yàn)顯示，抗拉強(qiáng)度≥270mpa，屈服強(qiáng)度≥150mpa，延伸率≥2.5%，熱導(dǎo)率≥110w/m.k，其具有優(yōu)異的力學(xué)性能和高導(dǎo)熱性。同時(shí)，本發(fā)明的壓鑄鋁合金材料具有優(yōu)異的耐候性。

20.（2）本發(fā)明的壓鑄鋁合金原料全部來自再生料，組分中的金屬元素以再生料的形式添加在爐內(nèi)，通過熔煉形成合金化，既降低了制造成本，也符合綠色經(jīng)濟(jì)的原則。

附圖說明

21.圖1示出了hy-a01r合金和adc12合金壓鑄件在中性鹽霧試驗(yàn)中0-5h的外觀變化。

22.圖2示出了hy-a01r合金和adc12合金壓鑄件在中性鹽霧試驗(yàn)6h時(shí)的外觀對(duì)比。

具體實(shí)施方式

23.下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)理解，所描述的實(shí)施例僅作為示例性說明，并不意為限制本發(fā)明權(quán)利要求的范圍。

24.實(shí)施例1本發(fā)明的壓鑄鋁合金材料通過以下步驟進(jìn)行制備：s1 將所購買的再生料，依循取樣規(guī)則取樣、化驗(yàn)，以保證全部再生料均有大致成分。

25.s2 根據(jù)配料表進(jìn)行計(jì)算、配料。

26.s3 將s1中化驗(yàn)過的復(fù)熔鋁錠（又叫復(fù)化錠）投爐，加熱至750-800℃，熔化同時(shí)形成爐內(nèi)引水。

27.s4 依照配料表依次加入以下再生料：高硅鑄件（牌號(hào)adc14或a390材料）、鋁鋅硅系鑄件、高鎂邊角料（或類似德國萊茵公司的magsimal 59的材料）、破碎生鋁、破碎熟鋁。

28.s5 待全部配料熔化后，攪拌、取樣化驗(yàn)。當(dāng)化驗(yàn)的熔化料包括按以下重量百分比計(jì)的組分時(shí)，視為達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)：si：10%-11%；mg：0.50%-0.65%；mn：0.01%-0.20%；cu：1.0%-1.2%；0《ni≤0.5%；fe：0.7%-0.9%；0《ti≤0.20%；zn：2.0%-2.5%；0《pb≤0.1%；0《sn≤0.1%；

其余雜質(zhì)總和控制在1%以下，余量為al。

29.s6 如果s5中化驗(yàn)的熔化料不合格：a.硅過少，則加高硅活塞鑄件（例如，日本ac9a材料，含硅量約22%）。

30.b.銅過少，則加廢銅線（銅≥99%）或銅包鋁線（含銅25%（粗線）-42%（細(xì)線））。

31.c.鎂過少，則加鎂合金壓鑄件（鎂≥90%）。

32.d.鋅過少，則加壓鑄鋅合金爐面渣（鋅≥95%）。

33.e.鐵過少，加電解鋁廠的k鋁（超鐵的不合格品）或破碎生鋁。

34.f.如果熔化料中的某元素過多，則加廢鋁線或破碎熟鋁，降低超標(biāo)元素的含量；如果是鎂元素過多，可以加入除鎂劑。

35.s7 爐前化驗(yàn)合格后，精煉，除氣，過濾，鑄錠。

36.本發(fā)明所制備的壓鑄鋁合金材料牌號(hào)為hy-a01r。

37.再生料的成分如表1所示。

[0038] 表1. 再生料的成分實(shí)施例2-實(shí)施例4以與制備實(shí)施例1相同的步驟制備實(shí)施例2-實(shí)施例4的壓鑄鋁合金材料，差別在于所加入的再生料的類型和質(zhì)量不同。其中，s5中經(jīng)化驗(yàn)的熔化料所含組分如下表2實(shí)施例1-4所示。

[0039]

表2. 本發(fā)明實(shí)施例1-4及adc12合金和a380合金的主要合金成分

效果實(shí)施例將以上實(shí)施例所制備的鑄錠在機(jī)邊爐熔化后，使用壓鑄機(jī)壓鑄成試棒。對(duì)將根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1-4制得的hy-a01r合金進(jìn)行中性鹽霧試驗(yàn)、力學(xué)性能測(cè)試以及導(dǎo)熱性測(cè)性。

[0040]

中性鹽霧試驗(yàn)將以上實(shí)施例1-4的hy-a01r合金以及adc12合金（其組成如表2所示）制成圓棒及扁棒兩種形狀的壓鑄件，根據(jù)gb10125-1997試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行5%氯化鈉中性鹽霧試驗(yàn)，共進(jìn)行6小時(shí)，每隔一小時(shí)觀察其表面外觀，以測(cè)試其耐候性。其中，實(shí)施例3的結(jié)果示于圖1和圖2。在圖1-2中，第一列為hy-a01r合金，第二列為adc12合金。參見圖1，在試驗(yàn)開始時(shí)（0h），圓棒狀及扁棒狀的hy-a01r合金以及adc12合金表面光滑。隨著時(shí)間進(jìn)程，adc12合金表面開始出現(xiàn)腐蝕物。參見圖2，在試驗(yàn)的第6小時(shí)，adc12合金表面有明顯腐蝕現(xiàn)象，hy-a01r合金表面僅出現(xiàn)輕微腐蝕。在所有實(shí)施例的中性鹽霧試驗(yàn)中，本發(fā)明所得hy-a01r合金的腐蝕現(xiàn)象明顯輕于常規(guī)adc12合金。由于本發(fā)明的hy-a01r合金中的含銅量低于adc12合金，本發(fā)明所得合金的耐候性明顯優(yōu)于常規(guī)adc12合金。

[0041]

同時(shí)，由于常規(guī)a380合金含銅量比adc12合金更高，本發(fā)明的hy-a01r合金耐候性也優(yōu)于a380合金。

[0042]

力學(xué)性能測(cè)試將以上實(shí)施例1-4的hy-a01r合金制成6.4mm壓鑄件，并根據(jù)gb/t228.1-2010測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試其抗拉強(qiáng)度、延伸率和屈服強(qiáng)度。對(duì)樣品取5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試并求平均值。其中，實(shí)施例3所得結(jié)果示于下表3。

[0043]

表3. hy-a01r合金壓鑄件的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果

從表3可見，實(shí)施例3所得hy-a01r合金壓鑄件的平均抗拉強(qiáng)度為320.4mpa，延伸率為2.848%，屈服強(qiáng)度為161.8mpa。其余實(shí)施例所制備得到的hy-a01r合金的抗拉強(qiáng)度≥270mpa，屈服強(qiáng)度≥150mpa，延伸率≥2.5%。相比之下，常規(guī)adc12合金壓鑄試棒的抗拉強(qiáng)度為228

±

41mpa，延伸率為1.4

±

0.8%，屈服強(qiáng)度為150

±

14mpa，本發(fā)明hy-a01r合金的力學(xué)性能明顯優(yōu)于常規(guī)adc12合金。

[0044]

導(dǎo)熱性測(cè)性在耐馳公司的lfa 467導(dǎo)熱儀中對(duì)以上實(shí)施例制得的hy-a01r合金壓鑄件進(jìn)行導(dǎo)熱性測(cè)試。其中，實(shí)施例3的結(jié)果為下表4。

[0045]

表4. 實(shí)施例3的hy-a01r合金壓鑄件的導(dǎo)熱性測(cè)試結(jié)果。

[0046]

參見表4，本發(fā)明實(shí)施例3所得鋁合金壓鑄件熱導(dǎo)率，即導(dǎo)熱系數(shù)平均值為137.449 w/(m*k)。其余實(shí)施例制備得到的hy-a01r合金的熱導(dǎo)率均大于或等于110w/m.k。常規(guī)adc12

合金的導(dǎo)熱系數(shù)僅為96 w/(m*k)。因此，本發(fā)明hy-a01r合金的導(dǎo)熱性更優(yōu)異，更適合用于需要快速散熱的部件中。

[0047]

同時(shí)，文獻(xiàn)報(bào)道，a380合金的熱導(dǎo)率僅為96.2 w/(m*k)，本發(fā)明的hy-a01r合金的導(dǎo)熱性也優(yōu)于a380合金。這是因?yàn)殇X合金中銅的加入會(huì)導(dǎo)致合金導(dǎo)熱性降低。

[0048]

因此，本發(fā)明所制備的壓鑄鋁合金的力學(xué)性能優(yōu)于常規(guī)的adc12合金，導(dǎo)熱性及耐候性優(yōu)于常規(guī)的adc12合金及a380合金，具有更廣泛的用途。試棒試驗(yàn)顯示本發(fā)明合金的抗拉強(qiáng)度≥270mpa，屈服強(qiáng)度≥150mpa，延伸率≥2.5%，熱導(dǎo)率≥110w/m.k。

[0049]

本發(fā)明所制備的壓鑄鋁合金使用全再生料進(jìn)行生產(chǎn)，對(duì)再生料進(jìn)行熔煉形成合金化，原料來源更廣泛，生產(chǎn)成本更低，是一種循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色材料。

[0050]

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料，其特征在于，所述鋁合金包括按以下重量百分比計(jì)的組分：si：10%-11%、mg：0.50%-0.65%、mn：0.01%-0.20%、cu：1.0%-1.2%、0<ni≤0.5%、fe：0.7%-0.9%、0<ti≤0.20%、zn：2.0%-2.5%、0<pb≤0.1%、0<sn≤0.1%，其余雜質(zhì)總和控制在1%以下，余量為al。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料，其特征在于，所述鋁合金中的金屬元素來源于再生料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料，再生料包括以下材料中的一種或多種：破碎生鋁；破碎熟鋁；壓鑄鋅爐面渣；廢銅線或銅包鋁線；高硅活塞鋁或過共晶鋁合金鑄件；破碎鎂合金；高硅復(fù)熔錠；鋁鋅硅系高強(qiáng)鋁；鋁鎂硅系高韌鋁合金。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料，所述鋁合金材料中按重量百分比計(jì)：zn/cu≥2。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料，所述鋁合金材料中按重量百分比計(jì)：cu/mn≥6。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料，所述鋁合金材料的抗拉強(qiáng)度≥270mpa，屈服強(qiáng)度≥150mpa，延伸率≥2.5%，熱導(dǎo)率≥110w/m.k。7.如權(quán)利要求1所述的壓鑄鋁合金材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）將復(fù)熔鋁錠投爐，加熱至750-800℃，熔化并形成爐內(nèi)引水；（2）依次加入以下再生料：高硅鑄件、鋁鋅硅系鑄件、高鎂邊料、破碎生鋁、破碎熟鋁；（3）熔化再生料，其中，所熔化的再生料中包括按重量百分比計(jì)：si：10%-11%；mg：0.50%-0.65%；mn：0.01%-0.20%；cu：1.0%-1.2%；0<ni≤0.5%；fe：0.7%-0.9%；0<ti≤0.20%；zn：2.0%-2.5%；0<pb≤0.1%；0<sn≤0.1%；其余雜質(zhì)總和控制在1%以下，余量為al；（4）精煉，除氣，過濾，鑄錠。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，還包括在步驟（2）中投入以下再生料：鑄鋅爐面渣；廢銅線或銅包鋁線；高硅活塞鋁或過共晶鋁合金鑄件；破碎鎂合金；高硅復(fù)熔錠；鋁鋅硅系高強(qiáng)鋁；鋁鎂硅系高韌鋁合金。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種高性能、低成本、全再生料生產(chǎn)的壓鑄鋁合金材料及其制備方法。該合金包括按以下重量百分比計(jì)的組分：Si：10%-11%；Mg：0.50%-0.65%；Mn：0.01%-0.20%；Cu：1.0%-1.2%；0<Ni≤0.5%；Fe：0.7%-0.9%；0<Ti≤0.20%；Zn：2.0%-2.5%；0<Pb≤0.1%；0<Sn≤0.1%；其余雜質(zhì)總和控制在1%以下，余量為Al。與常規(guī)的ADC12合金相比，原材料更廣泛，成本更低，但力學(xué)性能和熱導(dǎo)率、耐候性都超過ADC12合金。本發(fā)明合金壓鑄試棒的性能：抗拉強(qiáng)度≥270MPa，屈服強(qiáng)度≥150MPa，延伸率≥2.5%，熱導(dǎo)率≥110W/m.k。該材料是符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色材料。料是符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色材料。料是符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的綠色材料。

技術(shù)研發(fā)人員：范衛(wèi)忠 高偉全 閆俊 楊鎮(zhèn)江 陳民錠 黃嘉誠 何景南 梁志富

受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東鴻邦金屬鋁業(yè)有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.08.02

技術(shù)公布日：2022/9/2