高硅铝合金件及其制备方法

本发明涉及合金材料的制备，具体而言，涉及高硅铝合金件及其制备方法。

背景技术：

1、作为新一代环境友好的轻质电子封装材料，高硅铝合金因其优良的热导性、耐磨性、抗蚀性、耐热性，高的刚度和比强度等优点，已用于制备航空航天飞行器电子系统、卫星基站、移动通讯系统和交通运输等领域电子器件散热的封装壳体。目前高硅铝合金主要采用喷射工艺制备成块体，后经热等静压致密化(如专利cn102978485a、cn105986134a、cn112746200a、cn106435292b)。为制备成适合的电子封装壳体材料，通常采用铣削刀具将块体高硅铝合金加工成壳体零件。

2、采用现有方法制备高硅铝电子封装壳体等复杂构件存在制备周期长、刀具消耗量大、成本高的缺点。

3、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供高硅铝合金件及其制备方法，旨在改善背景技术提到的至少一种问题。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供一种高硅铝合金件的制备方法，包括：

4、将铜含量为1～6wt％的高硅铝粉作为原料粉，采用激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件。

5、在可选的实施方式中，选区熔化设备的成型舱底部设置有基板，基板与目标高硅铝合金件的膨胀系数相同。

6、在可选的实施方式中，高硅铝粉中硅含量为50～70％，余量为铜和铝；

7、优选地，基板的成分为硅铝合金，其中硅含量与高硅铝粉含量相同。

8、在可选的实施方式中，在进行激光选区熔化制造高硅铝合金件之前，将成型舱预热至100～300℃。

9、在可选的实施方式中，激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件的过程中，构建高硅铝合金件的三维模型，对模型进行切片，切片厚度为20～40μm，将切片后的模型导入激光选区熔化设备的控制系统中，进行激光选区熔化。

10、在可选的实施方式中，进行激光选区熔化工艺制造时，激光功率为100～300w、扫描速率为500～1000mm/min，扫描间距为50～150μm，后一层的激光扫描方向与前一层的激光扫描方向夹角为60～75°。

11、在可选的实施方式中，在进行激光选区熔化制造高硅铝合金件之前包括：

12、将原料粉置于选区熔化设备舱室内，以氩气作为保护气，使设备舱内的氧含量≤500ppm。

13、在可选的实施方式中，高硅铝粉的颗粒粒径为300目至1000目。

14、在可选的实施方式中，在进行激光选区熔化制造高硅铝合金件之前包括：

15、将纯铜粉、硅粉和铝粉置于三维混料机中在转速100～200r/min下混合搅拌15～25min得到混合粉；然后将混合粉置于温度80～150℃的环境下干燥至少1h。

16、第二方面，本发明提供一种高硅铝合金件，采用如前述实施方式任一项的制备方法制得。

17、本发明具有以下有益效果：

18、本申请实施例提供的高硅铝合金件的制备方法，采用激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件，通过向高硅铝粉中添加合适量的铜粉，通过铜来达到熔池凝固过程中抑制硅相的生长以及促进硅相的球化，从而来抑制激光选区熔化过程中裂纹的萌生和扩展，进而获得力学性能好的高硅铝合金件的目的。因此，本申请实施例提供的高硅铝合金件的制备方法，由于采用激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件，制备周期短，不存在刀具消耗，成本低，且能获得近乎全致密且力学性能良好的高硅铝合金件。

技术特征：

1.一种高硅铝合金件的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，选区熔化设备的成型舱底部设置有基板，所述基板与目标高硅铝合金件的膨胀系数相同。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述高硅铝粉中硅含量为50～70％，余量为铝和铜；

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在进行激光选区熔化制造高硅铝合金件之前，将成型舱预热至100～300℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件的过程中，构建高硅铝合金件的三维模型，对模型进行切片，切片厚度为20～40μm，将切片后的模型导入激光选区熔化设备的控制系统中，进行激光选区熔化。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，进行激光选区熔化工艺制造时，激光功率为100～300w、扫描速率为500～1000mm/min，扫描间距为50～150μm，后一层的激光扫描方向与前一层的激光扫描方向夹角为60～75°。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在进行激光选区熔化制造高硅铝合金件之前包括：

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述高硅铝粉的颗粒粒径为300目至1000目。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在进行激光选区熔化制造高硅铝合金件之前包括：

10.一种高硅铝合金件，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的制备方法制得。

技术总结
本发明涉及合金材料的制备技术领域。公开了高硅铝合金件及其制备方法。高硅铝合金件的制备方法，包括：将铜含量为1～6wt％的高硅铝粉作为原料粉，采用激光选区熔化工艺制造高硅铝合金件。高硅铝合金件，采用上述制备方法制得。本申请提供的方法通过铜来达到熔池凝固过程中抑制硅相的生长以及促进硅相的球化，从而来抑制激光选区熔化过程中裂纹的萌生和扩展，进而获得力学性能好的高硅铝合金件的目的。该方法制备周期短，不存在刀具消耗，成本低。

技术研发人员：张振林,陈辉,刘艳,李果,胡登文,吴影,李海舟
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15