高导热铝合金设计中亚共晶Al-Si合金与共晶Al-Si合金的分析研究

高导热铝合金的开发离不开成分设计的优化与创新。提高铝合金的导热性能、力学性能,使合金有更好的流动性,降低铸造成本是高导热铝合金开发的目标。Si是铝合金的重要元素之一,以Al-Si合金为基础的成分设计是常见的高导热铝合金设计方向。按Si含量的不同,一般分为以亚共晶Al-Si合金(硅含量约6-8%)为基础的成分设计方向和以共晶Al-Si合金(硅含量约11-13%)为基础的成分设计方向。

Si、Fe、Mn、Sr和T2热处理对高导热铝合金组织及性能的影响

利用金相显微镜、扫描电镜、激光导热仪、数字电导率仪等手段,研究了Si、Fe、Mn、Sr等元素和T2热处理工艺对高导热铝合金组织及性能的影响。结果表明,Si、Fe、Mn含量的增加对铝合金的热导率和电导率起消极作用,这是由于这些元素添加后形成板片状的共晶Si、长针状β-Fe相、片状Al-Mn相阻碍了以电子为主导的能量传递。Si元素的固溶会导致热导率和电导率降低,采用T2热处理可以降低晶格畸变的不利影响,提高合金的热导率。Sr可以有效地细化共晶Si相,当Sr含量为0.03%时,热导率达到最高,为200.7 W/(m·K),电导率为26.53 MS/m。Al-6Si-0.8Fe-0.0075Sr合金应用于散热盘压铸件,其铸态的热导率达到173.43 W/(m·K),T2热处理后达到212.86 W/(m·K)。