科创中国

一种适用于5G通讯大型薄壁散热腔体的高导热铝合金材料，其合金成分包括：Si 8‑9％、Mg 0.1‑0.3%、Fe 0.6‑1.0％，Sr0.02‑0.05%，余量为铝；其制备的熔炼过程中需要采用含RE精炼剂进行精炼处理以提高材料的导热性能和断后伸长率，并且，铝合金材料在压铸成型之前需要进行外场作用下的熔体处理，熔体处理温度为650‑680℃，熔体处理后的温度在620‑640℃；通过熔体处理可以显著提高流变压铸产品的尺寸精度以及模具使用寿命，材料流变压铸成型之后需要进行高温时效热处理，高温时效热处理温度为340‑350℃，通过高温时效热处理可以显著提高产品本体导热性能，以满足产品最终使用要求。

为了解决材料力学性能、成型能力与导热性能之间的矛盾，本发明创造性的引入了含RE元素的精炼剂对材料进行熔体处理，通过精炼处理，既起到了进一步净化熔体的目的，又通过微量RE元素的作用，进一步变质材料微观组织，起到同时提高材料力学性能和导热性能的作用。为了缓解散热腔体薄壁充型对模具的冲蚀问题以及大型薄壁腔体压铸后变形问题，本发明又创造性的引入了流变压铸成型的方法，即在铝合金熔体压铸前进行外场作用下的熔体处理，可以起到显著降低材料铸造温度的作用，通过降低材料铸造温度，显著改善模具冲蚀和产品变形问题。通过熔体外场作用，形成近球状微观组织，改变合金熔体充型机制，在降低熔体温度的同时并不降低熔体的流动充型能力。为了进一步提高散热腔体的导热能力，本发明又创造性的引入了高温时效热处理的方法，通过时效热处理改变材料中的溶质元素分布。通过大量的实验研究，优化了热处理工艺参数，在有限降低材料力学性能的前提下显著提高材料的导热性能。

4G基站用散热腔体一般采用Al-8Si系列材料制备，导系数一般在140-160W/（m.K）,可以满足4G散热壳体散热和压铸成形性要求。目前5G基站用散热腔体采用Al-6Si系列材料制备，导热系数一般在160-180W/(m.K)，还无法完全满足基站散热要求，尤其是由于合金中Si含量降低导致材料流动性能下降，无法实现大型薄壁散热腔体的压铸成形技术要求。同时，5G基站由于集成度高，重量增加，对散热腔体的性能也提出了一定要求，一般的本体性能要求为：抗拉强度≥220MPa，屈服强度≥100MPa，断后伸长率≥4%，硬度≥70HV。因此，在原有材料基础上，优化开发一种可以同时满足散热性要求、大型薄壁腔体成型性要求、本体力学性能要求的新型高导热铝合金材料及其压铸成型技术需求迫切。

福建科源新材料股份有限公司坐落于福建省三明市将乐经济开发区， 公司占地面积57亩，已建厂房9600平米，办工宿舍楼2300平米。计划总投资2亿元，年产值5万吨铝合金新材料。       公司是一家典型的产学研合作企业，利用有研工程技术研究院有限公司（原北京有色金属研究总院）、福州大学以及机械科学研究总院（将乐）半固态技术研究所的科研力量进行相关产品产业化，借助于高校、科研院所在人才与科研设备的基础上，开发市场急需的5G通信用高导热和汽车轻量化用高强韧半固态压铸铝合金新材料、开发用于微弧氧化或硬质阳极氧化的铝合金铸造材料，高耐磨轻质的高硅铝合金（Si≥20%）新材料等。目前公司已经投资5000多万，采用公司自主研发的精炼细化工艺，采用熔剂过滤与惰性气体进行纯净化处理，生产高端铝合金铸造材料。目前，已达到年产15000吨铝合金新材料生产线，年产1000吨铝合金铸件。

1、采用本发明材料成分及成型方法制备的产品本体性能可以稳定达到：导热系数180W/(m.K)，抗拉强度≥220MPa，屈服强度≥100MPa，断后伸长率≥4%，硬度≥70HV，完全满足5G散热腔体的性能要求；

2、采用本发明材料成分及成型方法可以实现大型薄壁散热腔体产品的稳定流变压铸成型，提高模具寿命和产品尺寸精度，很好的控制产品制备成本，有重要的工业应用价值。

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