本发明涉及铝合金,尤其涉及一种高耐蚀铲齿散热器铝合金及其制备方法、应用与散热器。
背景技术:
1、铝合金具有比强度高、高韧性、加工性能好以及优异的耐腐蚀性能等被广泛应用于航空航天、轨道交通、船舶、汽车以及民用建筑等领域。然而对于腐蚀性更为强烈的环境,比如海上,常规的铝合金往往难以满足。这就需要对合金本身的耐腐蚀性提出更高的要求,而最直接影响耐腐蚀性的主要因素就是合金成分。事实上,成分决定组织,而组织决定性能,要想获得优异的综合性能,需要对成分的各元素进行调控。另外,铲齿散热器由于其传热面积大、冷却能力强,已被较多地应用在局部热流密度较高的各种设备的冷却中。但铲齿散热器需要采用铲削工艺进行加工,因此要求合金具备一定的强度和塑性,而且需要保证性能的均匀性和稳定性,比如需要硬度不能太小,也不能太大。
2、同时具备良好的耐腐蚀性、均匀稳定的力学性能和稳定的加工性能对生产的挑战较大,目前往往是牺牲其中某一项或两项性能,以满足其中一项性能。例如,为了便于后续铲削加工,则挤压后坯体的硬度不能过高。如将6063通过短时效工序,使得其硬度维持在80hb左右,进而使得最大铲齿高度为50mm,齿片厚度1.2mm左右,相邻齿片距离约1.2-1.8mm,但这样也使得铲齿散热器整体的耐腐蚀性能偏差。又如,现有技术中还通过对均质工艺和挤压淬火工艺的协同控制,有效提升了最大铲齿高度。但这也相应的降低了挤压速度。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于,提供一种高耐蚀铲齿散热器铝合金及其制备方法,其耐蚀性能良好,力学性能适中,加工性能优良。
2、本发明还要解决的技术问题在于,提供一种铲齿散热器。
3、为了解决上述技术问题,本发明提供了一种高耐蚀铲齿散热器铝合金,其包括以下重量百分比的组分:
4、si 0.15-0.25%,mg 1-1.5%,cu 0-0.1%,mn 0-0.05%,fe 0.05-0.15%,zn 0-0.05%,ti 0.05-0.15%,其余为al和不可避免的杂质,所述不可避免杂质的总含量≤0.15%。
5、作为上述技术方案的改进,由以下重量百分比的组分组成:
6、si 0.2-0.25%,mg 1.1-1.5%,cu 0.01-0.03%,mn 0.001-0.005%,fe 0.08-0.12%,ti 0.08-0.12%,其余为al和不可避免的杂质。
7、作为上述技术方案的改进,所述高耐蚀铲齿散热器铝合金的腐蚀速率≤0.05mm/a,硬度为50-70hb。
8、相应的,本发明还公开了一种高耐蚀铲齿散热器铝合金的制备方法,用于制备上述的高耐蚀铲齿散热器铝合金,其包括:
9、(1)按照比例准备原料备用;其中,以重量百分比计的原材料配方如下:
10、si 0.15-0.25%,mg 1-1.5%,cu 0-0.1%,mn 0-0.05%,fe 0.05-0.15%,zn0-0.05%,ti 0.05-0.15%,其余为al和不可避免的杂质,所述不可避免杂质的总含量≤0.15%;
11、(2)将原材料熔炼铸造,得到圆铸棒;
12、(3)将所述圆铸棒进行均质处理;其中,均质处理温度为560-585℃,均质时间为5-7h;
13、(4)将均质处理后的圆柱棒进行挤压,得到型材坯体;其中,挤压速度为10-15m/min;
14、(5)将所述型材坯体进行调直;
15、(6)将调直后的型材坯体进行时效处理,即得;其中,时效处理的温度为180-190℃,时效时间为2-5h。
16、作为上述技术方案的改进,步骤(4)中,挤压时,模具温度为420-440℃,挤压筒温度为390-410℃,圆铸棒的温度为410-430℃,挤压出料口温度为500-530℃,挤压后穿水冷却,在线淬火。
17、作为上述技术方案的改进,步骤(5)中,调直量为0.5-1%。
18、相应的,本发明还公开了一种铲齿散热器,其由上述的高耐蚀铲齿散热铝合金经铲削加工而得。
19、作为上述技术方案的改进,所述铲齿散热器的传热面积≥2200m2/m3,其相邻齿片之间的间距≤1.5mm。
20、相应的,本发明还公开了上述的高耐蚀铲齿散热器铝合金在制备船用散热器中的应用。
21、实施本发明,具有如下有益效果:
22、本发明的高耐蚀铲齿散热器铝合金,通过对于配方中各强化元素的协同调节,赋予了铝合金较高的耐蚀性,适宜的力学性能和加工性能。具体的,本发明中铝合金的腐蚀速率≤0.05mm/a,时效后硬度为50-70hb,可通过铲削工艺得到齿高≥80mm的铲齿散热器。且本发明的铝合金的挤压速率达到11-15m/min。
1.一种高耐蚀铲齿散热器铝合金,其特征在于,包括以下重量百分比的组分:
2.如权利要求1所述的高耐蚀铲齿散热器铝合金,其特征在于,由以下重量百分比的组分组成:
3.如权利要求1或2所述的高耐蚀铲齿散热器铝合金,其特征在于,所述高耐蚀铲齿散热器铝合金的腐蚀速率≤0.05mm/a,硬度为50-70hb。
4.一种高耐蚀铲齿散热器铝合金的制备方法,用于制备如权利要求1-3任一项所述的高耐蚀铲齿散热器铝合金,其特征在于,包括:
5.如权利要求4所述的高耐蚀铲齿散热器铝合金的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,挤压时,模具温度为420-440℃,挤压筒温度为390-410℃,圆铸棒的温度为410-430℃,挤压出料口温度为500-530℃,挤压后采用强风和水雾冷却,在线淬火。
6.如权利要求4所述的高耐蚀铲齿散热器铝合金的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,调直量为0.5-1%。
7.一种铲齿散热器,其特征在于,由如权利要求1-3任一项所述的高耐蚀铲齿散热铝合金经铲削加工而得。
8.如权利要求7所述的铲齿散热器,其特征在于,所述铲齿散热器的传热面积≥2200m2/m3,其相邻齿片之间的间距≤1.5mm。
9.如权利要求1-3任一项所述的高耐蚀铲齿散热器铝合金在制备船用散热器中的应用。