压铸用高热传导铝合金和使用该合金的铝合金压铸件以及使用该合金的散热器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机、电子设备等所使用的，作为用于收纳电子零件用的壳体、受热 块或者散热器这样的要求散热特性的构件最合适的压铸用铝合金以及使用该合金的铝合 金压铸件。
【背景技术】
[0002] 当前的电子设备由于小型化、高速化、高密度化，因此从电子设备产生的热增加， 为了维持电子设备的性能，收纳在设备内的电子零件自身的冷却变得不可缺少。因此，对于 搭载上述电子零件的散热构件，要求高的热传导性。
[0003] 以往的这种散热构件，例如在一面或者两面突设有多个翅片的散热构件，使用的 是热传导优异的纯铝或形变合金用铝合金的挤压成形品（它们的铸造性非常差）。使用者 将其切成需要的尺寸，并机械加工成与电子零件的安装位置相对应的部分，但加工数量变 得巨大，则加工费用增加，产生成为成本高的原因这样的问题。
[0004] 在此，对于上述散热构件的制造，研宄了压铸等加压铸造技术的利用，但是，例如 由日本工业规格JIS H5302规定的ADC12等以往的压铸用铝合金，其热导率为非常小的不 足纯铝[约250WAm · K)]的一半，不能满足所要求的热传导性能。
[0005] 因此，作为对于这种问题的解决策略，在下述的专利文献1中，公开了一种技术， 该技术通过将铝合金的化学组成中的主要成分Si、Mn、Fe和Mg调制为规定的范围，从而提 供了具有150WAm · K)以上的热导率、能够替代纯铝作为散热构件使用的加压铸造用铝合 金以及使用该合金的铝合金铸件。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :特许第419370号公报
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的课题
[0010] 若使用上述专利文献1记载的加热铸造用铝合金，则通过加压铸造，可量产散热 构件。
[0011] 但是，近年来，在通过上述加压铸造制造的散热构件中，对于一些部件，正变得期 望使用具有170WAm*K)以上的更高热导率的合金。与此相对，在使用上述专利文献1记 载的合金进行压铸的情况下，不进行热处理而获得170WAm · K)以上的热导率是困难的。
[0012] 由此，本发明的主要课题在于开发不进行热处理而能够获得170WAm · K)以上的 热导率、铸造性优异的压铸用高热传导铝合金以及使用该合金的铝合金压铸件。
[0013] 用于解决课题的手段
[0014] 本发明的第一发明为压铸用高热传导铝合金，其特征在于，"含有Cu:2. 30重量％ 以下、Si :1. 50重量％以下、Fe :1. 20?2. 60重量％，余量由Al和不可避免的杂质组成"。 [0015] 本发明的铝合金主要在作为散热构件的用途中使用，因此不仅铸造性、防热粘性 而且热传导性优异是重要的。主要成分Cu、Si和Fe的含量在上述范围内，因此满足了对于 铸造性、防热粘性、热传导性的三个方面的要求。
[0016] 另外，本发明的第二发明为铝合金压铸件，其特征在于，其是用上述第一发明记载 的铝合金压铸而成的。
[0017] 这样，用第一发明的铝合金压铸而成的铝合金压铸件即使不进行热处理也具有 17(W(m · K)以上的热导率。
[0018] 进而，本发明的第三发明为散热器，其特征在于，其是将上述第一发明记载的铝合 金压铸而得到的。
[0019] 发明效果
[0020] 根据本发明，作为主要成分的Cu、Si和Fe在所要求的范围内，因此能够得到不损 失压铸成形时的铸造性、防热粘性并且满足对热导率为170WAm · K)以上的热传导性要求 的压铸用高热传导铝合金以及铝合金压铸件。
【附图说明】
[0021] 图1是表示在本发明的实施例和比较例中，相对于Cu含量的热导率变化的图。
[0022] 图2是表示在本发明的实施例和比较例中，相对于Si含量热导率的变化的图。
[0023] 图3是表示在本发明的实施例和比较例中，相对于Fe含量的热导率变化的图。
【具体实施方式】
[0024] 以下，对本发明的实施方式，在示出具体例的同时进行详述。
[0025] 本发明的压铸用高热传导铝合金（以下，也简单称为"铝合金"或"合金"）主要含 有2. 30重量％以下的Cu (铜）、1· 50重量％以下的Si(silicon ;硅）、1· 20?2. 60重量％ 的Fe (铁），余量由Al (铝）和不可避免的杂质构成。以下，对各元素的特性进行说明。
[0026] Cu(铜）使铝合金的抗拉强度、0.2%屈服强度、硬度提高，另一方面，使合金的热 导率降低若干。但是，在Cu的含有比例相对于铝合金整体为2. 30重量％以下的情况下，能 够得到17(W(m*K)以上的热导率。因此，在本发明的铝合金中，根据所需的机械性质，使 得含有最大2. 30重量％的Cu。予以说明，在不要求铝合金强度并且热传导性优先的情况 下，Cu的含有比例也可以为0。
[0027] Si (silicon ;硅）是使铝合金的抗拉强度、0. 2%屈服强度、硬度提高，并且在熔融 并压铸铝合金时使流动性提高，另一方面使合金的热导率降低的元素。但是，在Si的含有 比例相对于铝合金整体为1. 50重量％以下的情况下，能够得到170WAm ·Κ)以上的热导率。 因此，在本发明的铝合金中，根据所需的机械性质，使得含有最大1. 50重量％的Si。予以说 明，在不要求铝合金强度并且热传导性优先的情况下，Si的含有比例也可以为0。
[0028] Fe (铁）具有防止由压铸时的热粘和t旲具内铸造品的收缩引起的脱t旲不良的效 果。由此，为了没问题（铸造性好）地压铸合金，需要使Fe相对于铝合金的整体重量含有 1. 20重量％以上，更优选1. 40重量％以上。
[0029] 另一方面，Fe是使合金的热导率降低的元素。但是，在Fe的含有比例相对于铝合 金整体为2. 60重量％以下的情况下，能够得到170WAm*K)以上的热导率。因此，在本发 明的铝合金中，根据所需的机械性质、热传导性或者铸造性，使得以1. 20?2. 60重量％的 范围含有Fe。
[0030] 本发明的铝合金除了上述各主要元素以外，包含作为基材的铝和不可避免的杂 质。其中，对于不可避免的杂质，越少则热传导性越好，但越减少杂质以提高纯度，则成本就 越高。因此，需允许不损害目标热导率程度的杂质，若举出对于该种类和量的例子，则为Zn: 〇. 1重量％以下、Ti :0. 05重量％以下、Pb :0. 06重量％以下、Sn :0. 05重量％以下、Cr :0. 10 重量％以下、Ni :0. 05重量％以下。
[0031] 如果根据以上的元素组成调整Cu、Si和Fe的含有比例，则能够防止压铸时铝合金 与模具的热粘和脱模不良，同时能够得到热传导性优异的铝合金基底金属。
[0032] 在制造本发明的铝合金时，首先，准备原料，该原料是将Al、Cu、Si和Fe各元素成 分以成为上述规定的比例的方式进行配合而成的。接下来，将该原料投入具有前炉的熔解 炉、密闭熔解炉等熔解炉，使它们熔解。熔解的原料即铝合金的金属溶液，根据需要实施脱 氢处理和脱夹杂物处理等精制处理。然后，通过将精制的金属溶液倒入规定的铸模等并使 之固化，使铝合金的金属溶液成形为合金基底金属锭等。
[0033] 另外，在使用本发明的铝合金铸造铝合金铸件（铸造品）时，主要使用压铸。这样， 通过使用压铸，能够高效地量产铸造品。
[0034] 然后，通过压铸得到的铝合金铸件（铝合金压铸件）根据需要实施固溶处理和时 效处理等。这样，通过对铝合金铸件实施固溶处理和时效处理等，能够改良铝合金铸件的机 械性质。
[0035] 予以说明，由于使用本发明的合金的铝合金压铸件即使不进行热处理也具有 170WAm*K)以上的热导率，因此作为其用途，特别适合于散热器那样的散热构件。在此， "散热器"指的是安装于发热的机械/电气零件的、以利用热排放来降低温度为目的的零件， 并且根据其用途，大小和形状千差万别。
[0036] 实施例
[0037] 以下，举出实施例对本发明进行具体说明，但本发明不限于实施例。予以说明，实 施例和比较例中的各机械性质（抗拉强度、拉伸、0.2%屈服强度）使用（株）岛津制作 所社制的万能试验机（AG-IS IOOkN)进行测定。另外，热导率使用/少八7夕理工（株） 制的热常数测量装置（TC-7000)并通过激光闪光法进行测定。进而，布氏硬度遵循JIS Z 2243进行测定。而且，对于铸造性，使用合模力为250吨的常规压铸机（东芝机械（株） 制，DC250JMT)，以2. Om/秒的射出速度、80MPa的铸造压力进行压铸，并且通过目视确认铸 造性。铸造性没有问题的以"〇"表示，对于铸造性有问题的，以" X "表示。
[0038] 表1示出了作为本发明对象的铝合金的实施例1?11和比较例1?3的元素组 成、热导率、物理性质测量结果以及铸造性。
[0039] [表 1]
[0040]
【主权项】
1. 压铸用高热传导的铝合金，其特征在于，含有Cu:2. 30重量％以下、Si :1. 50重量％ 以下、Fe :1. 20?2. 60重量％，余量由A1和不可避免的杂质组成。
2. 铝合金压铸件，其特征在于，其是用权利要求1所述的铝合金压铸而成的。
3. 散热器，其特征在于，其是将权利要求1所述的铝合金压铸而得到的。
【专利摘要】开发了能够不进行热处理而得到170W/(m·K)以上的热导率、铸造性优异的压铸用高热传导铝合金以及使用了该合金的铝合金压铸件。具体而言，压铸用高热传导铝合金，其特征在于，含有Cu:2.30重量％以下、Si：1.50重量％以下、Fe：1.20～2.60重量％，余量由Al和不可避免的杂质组成。
【IPC分类】C22C21-00, C22C21-12
【公开号】CN104619871
【申请号】CN201280075573
【发明人】大城直人, 武本匡裕, 渡边浩德, 宫尻聪, 川井清文
【申请人】株式会社大纪铝工业所
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2012年8月31日
【公告号】EP2871250A1, WO2014033791A1