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：

2.隨著5g技術的發(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，用量最大的是牌號為adc12的鋁合金。如對力學性能有更高要求，則可以改用a380合金。但是，這兩款材料的熱導率只有96 w/m.k。同時，這兩款材料的含銅量較高，成本高及耐候性比較差。

4.因此，需要一款熱導率高于adc12合金的材料，但其成本比adc12低，力學性能與adc12相當，或高于adc12。

技術實現(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)異的力學性能、高熱導率和高耐候性。

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%；其余雜質總和控制在1%以下，余量為al。

7.進一步地，所述合金中包括的金屬元素源于再生料。

8.進一步地，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%）；高硅復熔錠（也叫復化錠）；應用于手機中板壓鑄的高強鋁廢料（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）；手機中板壓鑄材料。

9.進一步地，所述鋁合金材料中按重量百分比計：zn/cu≥2。

10.進一步地，所述鋁合金材料中按重量百分比計：cu/mn≥6。

11.進一步地，所述鋁合金材料的抗拉強度≥270mpa，屈服強度≥150mpa，延伸率≥2.5%，熱導率≥110w/m.k。

12.本發(fā)明所制備的壓鑄鋁合金材料牌號為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）將復熔鋁錠投爐，加熱至750-800℃，熔化并形成爐內引水。

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%；其余雜質總和控制在1%以下，余量為al。

16.（4）精煉，除氣，過濾，鑄錠。

17.進一步地，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；高硅復熔錠；鋁鋅硅系高強鋁；鋁鎂硅系高韌鋁合金。

18.本發(fā)明克服現(xiàn)有技術的不足，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）。為了保證合金材料的強度，mg優(yōu)選在0.50%-0.65%（按重量百分比計）以及zn/cu≥2（按重量百分比計），既使得mg與si產(chǎn)生mg2si，同時有足夠的mg與zn結合，生成mg2zn。為了保證合金材料的熱導率，合金材料優(yōu)選cu/mn≥6（按重量百分比計），以限制錳的加入。為了兼顧合金材料的耐候性和力學性能，cu優(yōu)選1.0%-1.2%（按重量百分比計）。

19.相比于現(xiàn)有技術的缺點和不足，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)試棒試驗顯示，抗拉強度≥270mpa，屈服強度≥150mpa，延伸率≥2.5%，熱導率≥110w/m.k，其具有優(yōu)異的力學性能和高導熱性。同時，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，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6h時的外觀對比。

具體實施方式

23.下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。應理解，所描述的實施例僅作為示例性說明，并不意為限制本發(fā)明權利要求的范圍。

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

25.s2 根據(jù)配料表進行計算、配料。

26.s3 將s1中化驗過的復熔鋁錠（又叫復化錠）投爐，加熱至750-800℃，熔化同時形成爐內引水。

27.s4 依照配料表依次加入以下再生料：高硅鑄件（牌號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。當化驗的熔化料包括按以下重量百分比計的組分時，視為達到合格標準：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%；

其余雜質總和控制在1%以下，余量為al。

29.s6 如果s5中化驗的熔化料不合格：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. 再生料的成分實施例2-實施例4以與制備實施例1相同的步驟制備實施例2-實施例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量不同。其中，s5中經(jīng)化驗的熔化料所含組分如下表2實施例1-4所示。

[0039]

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

效果實施例將以上實施例所制備的鑄錠在機邊爐熔化后，使用壓鑄機壓鑄成試棒。對將根據(jù)本發(fā)明實施例1-4制得的hy-a01r合金進行中性鹽霧試驗、力學性能測試以及導熱性測性。

[0040]

中性鹽霧試驗將以上實施例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試驗標準進行5%氯化鈉中性鹽霧試驗，共進行6小時，每隔一小時觀察其表面外觀，以測試其耐候性。其中，實施例3的結果示于圖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，在試驗開始時（0h），圓棒狀及扁棒狀的hy-a01r合金以及adc12合金表面光滑。隨著時間進程，adc12合金表面開始出現(xiàn)腐蝕物。參見圖2，在試驗的第6小時，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。在所有實施例的中性鹽霧試驗中，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，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]

力學性能測試將以上實施例1-4的hy-a01r合金制成6.4mm壓鑄件，并根據(jù)gb/t228.1-2010測試標準測試其抗拉強度、延伸率和屈服強度。對樣品取5個點進行測試并求平均值。其中，實施例3所得結果示于下表3。

[0043]

表3. hy-a01r合金壓鑄件的力學性能測試結果

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

±

41mpa，延伸率為1.4

±

0.8%，屈服強度為150

±

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

[0044]

導熱性測性在耐馳公司的lfa 467導熱儀中對以上實施例制得的hy-a01r合金壓鑄件進行導熱性測試。其中，實施例3的結果為下表4。

[0045]

表4. 實施例3的hy-a01r合金壓鑄件的導熱性測試結果。

[0046]

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

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

[0047]

同時，文獻報道，a380合金的熱導率僅為96.2 w/(m*k)，本發(fā)明的hy-a01r合金的導熱性也優(yōu)于a380合金。這是因為鋁合金中銅的加入會導致合金導熱性降低。

[0048]

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

[0049]

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

[0050]

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

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%，其余雜質總和控制在1%以下，余量為al。2.根據(jù)權利要求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；高硅復熔錠；鋁鋅硅系高強鋁；鋁鎂硅系高韌鋁合金。4.根據(jù)權利要求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：zn/cu≥2。5.根據(jù)權利要求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：cu/mn≥6。6.根據(jù)權利要求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度≥270mpa，屈服強度≥150mpa，延伸率≥2.5%，熱導率≥110w/m.k。7.如權利要求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）將復熔鋁錠投爐，加熱至750-800℃，熔化并形成爐內引水；（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：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；高硅復熔錠；鋁鋅硅系高強鋁；鋁鎂硅系高韌鋁合金。

技術總結

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，但力學性能和熱導率、耐候性都超過ADC12合金。本發(fā)明合金壓鑄試棒的性能：抗拉強度≥270MPa，屈服強度≥150MPa，延伸率≥2.5%，熱導率≥110W/m.k。該材料是符合循環(huán)經(jīng)濟的綠色材料。料是符合循環(huán)經(jīng)濟的綠色材料。料是符合循環(huán)經(jīng)濟的綠色材料。

技術研發(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

受保護的技術使用者：廣東鴻邦金屬鋁業(yè)有限公司

技術研發(fā)日：2022.08.02

技術公布日：2022/9/2