一种高导电率铝合金的制备方法
文献发布时间：2024-01-17 01:27:33
技术领域
本发明涉及铝合金的制备领域，具体而言，涉及一种高导电率铝合金的制备方法。
背景技术
随着科技的发展，大量电子产品备受青睐，如通讯和汽车等行业，一般通过增加大量的电子元器件来提高产品的使用性能，但是在增加更多元器件的同时，产品会产生更多的热量。且电子元器件通常是用铝合金来制成，为了使产品具有更优异的性能，就要求铝合金不仅具有一定的强度，还要求其具有较高的导电和导热性能。影响金属材料导电性能的因素一般有温度、化学成分、晶体结构、杂质以及缺陷的浓度及其迁移率等。但不同种类的材料导电机理各异，以自由电子为机理的金属材料，导电率随着温度的升高而下降。尽管温度对有效电子数和电子平均速度几乎没有影响，然而温度升高会使离子振动夹具，热振动振幅加大，原子的无序度增加，周期势场的涨落也加大，这些因素都使电子运动的自由程度减小，三色记录增加而导致电阻率增大，金属的电阻率随着温度变化，一般在德拜温度以上认为电子的完全自由的，而原子的振动彼此无关，则电子的平均自驾游程与晶格振动振幅平方成反比。实际生产应用中，除了了要考虑此类金属的导电率外，还要考虑其力学性能，通常在提高其导电性能时，铝合金的力学性能下降，因此，研究同时具有优异导电率以及力学性能的铝合具有极其重要的意义。
发明内容
基于此，为了解决现有技术中提高铝合金导电性能时，其力学性能下降的问题，本发明提供了一种高导电率铝合金的制备方法，具体技术方案如下：
一种高导电率铝合金的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
根据设定的化学成分，进行备料；
熔化铝锭，然后根据备料，顺序投料至熔炼炉中，进行熔炼，然后将覆盖剂均匀撒到熔体的表面，进行一次保温处理，一次扒渣处理后，将精炼剂撒入熔体表面，充分搅拌后，进行二次保温处理，二次扒渣处理后，再超声处理，铸造处理，固溶处理，变形处理，时效处理，电脉冲处理，得到铝合金；
其中，所述电脉冲处理的电压为5V～10V，电流为120A～150A，频率为45HZ～50HZ，时间为1min～2min。
进一步地，所述化学成分按质量百分比包括以下成分：Si 0.28％～0.32％、Fe≤0.12％、Cu≤0.05％、Mn≤0.05％、Mg 0.28％～0.32％、Ti≤0.05％、Re0.01％～0.03％，Al余量。
进一步地，所述熔化铝锭的温度为750℃～775℃。
进一步地，所述熔炼的温度为680℃～750℃。
进一步地，所述覆盖剂包括质量比为3～5:1～2:1～2：1的KCl、CaCl
进一步地，所述一次保温处理的温度为600℃～650℃，时间为20min～30min。
进一步地，所述精炼剂包括质量比为2～5:1～3:1～3:1的KCl、CaCl
进一步地，所述二次保温处理的温度为600℃～620℃，时间为30min～40min。
进一步地，所述超声处理的功率为2KW～5KW，频率为2KHz～5KHz。
进一步地，所述固溶处理的温度500℃～550℃，时间为20min～30min。
上述方案中通过成分的优化后，Re与Al形成了Al
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明一实施例中的一种高导电率铝合金的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
根据设定的化学成分，进行备料；
熔化铝锭，然后根据备料，顺序投料至熔炼炉中，进行熔炼，然后将覆盖剂均匀撒到熔体的表面，进行一次保温处理，一次扒渣处理后，将精炼剂撒入熔体表面，充分搅拌后，进行二次保温处理，二次扒渣处理后，再超声处理，铸造处理，固溶处理，变形处理，时效处理，电脉冲处理，得到铝合金；
其中，所述电脉冲处理的电压为5V～10V，电流为120A～150A，频率为45HZ～50HZ，时间为1min～2min。
在其中一个实施例中，所述化学成分按质量百分比包括以下成分：Si0.28％～0.32％、Fe≤0.12％、Cu≤0.05％、Mn≤0.05％、Mg 0.28％～0.32％、Ti≤0.05％、Re0.01％～0.03％，Al余量。
在其中一个实施例中，所述熔化铝锭的温度为750℃～775℃。
在其中一个实施例中，所述熔炼的温度为680℃～750℃。
在其中一个实施例中，所述覆盖剂包括质量比为3～5:1～2:1～2：1的KCl、CaCl
在其中一个实施例中，所述一次保温处理的温度为600℃～650℃，时间为20min～30min。
在其中一个实施例中，所述精炼剂包括质量比为2～5:1～3:1～3:1的KCl、CaCl
在其中一个实施例中，所述二次保温处理的温度为600℃～620℃，时间为30min～40min。
在其中一个实施例中，所述超声处理的功率为2KW～5KW，频率为2KHz～5KHz。
在其中一个实施例中，所述固溶处理的温度500℃～550℃，时间为20min～30min。
在其中一个实施例中，所述变形处理为：将铸锭进行1次～3次轧制，总压下量为65％～80％。
在其中一个实施例中，所述时效处理的温度为300℃～500℃，保温时间为10h～15h。
上述方案中通过成分的优化后，Re与Al形成了Al
下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述。
实施例1：
一种高导电率铝合金的制备方法，包括以下步骤：
将质量比为3:1:1：1的KCl、CaCl
将质量比为2：3:3:1的KCl、CaCl
根据表1中设定的化学成分，进行备料；
于温度为750℃条件下熔化铝锭，然后根据备料，顺序投料至熔炼炉中，于温度为700℃条件下进行熔炼，得到熔体；
将覆盖剂均匀撒到熔体的表面且所述覆盖剂的添加量占所述熔体质量的0.01％，于温度为600℃条件下进行一次保温处理20min，一次扒渣处理后，将精炼剂撒入熔体表面且所述精炼剂的添加量占所述熔体质量的0.03％，充分搅拌后，于温度为620℃条件下进行二次保温处理30min，二次扒渣处理后，然后于功率为2KW，频率为2KHz条件下进行超声处理，再铸造处理，得到铸锭；
将所述铸锭于温度500℃固溶处理20min，然后进行3次轧制，总压下量为80％，于温度为500℃条件下进行时效处理10h，于电压为5V，电流为120A，频率为45HZ的条件下电脉冲处理1min，得到铝合金。
实施例2：
一种高导电率铝合金的制备方法，包括以下步骤：
将质量比为5:2:2:1的KCl、CaCl
将质量比为5:3:1:1的KCl、CaCl
根据表1中设定的化学成分，进行备料；
于温度为750℃条件下熔化铝锭，然后根据备料，顺序投料至熔炼炉中，于温度为750℃条件下进行熔炼，得到熔体；
将覆盖剂均匀撒到熔体的表面且所述覆盖剂的添加量占所述熔体质量的0.03％，于温度为650℃条件下进行一次保温处理20min～30min，一次扒渣处理后，将精炼剂撒入熔体表面且所述精炼剂的添加量占所述熔体质量的0.03％，充分搅拌后，于温度为620℃条件下进行二次保温处理40min，二次扒渣处理后，然后于功率为5KW，频率为2KHz条件下进行超声处理，再铸造处理，得到铸锭；
将所述铸锭于温度500℃固溶处理20min，然后进行3次轧制，总压下量为75％，于温度为500℃条件下进行时效处理10h，于电压为5V，电流为120A，频率为45HZ的条件下电脉冲处理1min，得到铝合金。
实施例3：
一种高导电率铝合金的制备方法，包括以下步骤：
将质量比为5:2:2：1的KCl、CaCl
将质量比为3:1:1:1的KCl、CaCl
根据表1中设定的化学成分，进行备料；
于温度为775℃条件下熔化铝锭，然后根据备料，顺序投料至熔炼炉中，于温度为680℃条件下进行熔炼，得到熔体；
将覆盖剂均匀撒到熔体的表面且所述覆盖剂的添加量占所述熔体质量的0.01％，于温度为600℃条件下进行一次保温处理30min，一次扒渣处理后，将精炼剂撒入熔体表面且所述精炼剂的添加量占所述熔体质量的0.01％，充分搅拌后，于温度为600条件下进行二次保温处理30min，二次扒渣处理后，然后于功率为2KW，频率为2KHz条件下进行超声处理，再铸造处理，得到铸锭；
将所述铸锭于温度520℃固溶处理30min，然后进行3次轧制，总压下量为80％，于温度为500℃条件下进行时效处理12h，于电压为6V，电流为120A，频率为45HZ的条件下电脉冲处理1min，得到铝合金。
对比例1：
对比例1与实施例3的区别在于成分以及成分配比不同，觉得成分以及成分配比如表1所示，其它与实施例3相同。
对比例2：
对比例2与实施例3的区别在于成分以及成分配比不同，觉得成分以及成分配比如表1所示，其它与实施例3相同。
对比例3：
对比例3与实施例3的区别在于，对比例3中的工艺未经过变形处理，其它与实施例3相同。
对比例4：
对比例4与实施例3的区别在于，对比例4中工艺未进行时效处理，其它与实施例3相同。
对比例5：
对比例5与实施例3的区别在于，对比例5中工艺未进行电脉冲处理，其它与实施例3相同。
表1：
对实施例1～3制备的铝合金以及对比例1～5制备的铝合金进行力学性能以及导电性能测试，结果如表2所示。
表2：
从表2的数据分析可知，本申请中可以通过成分以及工艺的优化，能同时具备优异的力学性能以及导电率，对比例1～2与实施例3相比，力学性能以及导电率比实施例3差，说明本申请成分以及成分配比对得到的铝合金性能有明显影响；对比例3～5中工艺不一样，最终影响了制备铝合金的性能，说明了本申请在工艺以及工艺作为一个完整的技术方案，使得制备的铝合金抗拉强度大于265MPa，屈服强度大于190MPa，伸长率大于15.5％，导电率至少在59.4％IACS以上。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。