本发明属于铝合金，尤其涉及一种高导热铝型材，及其制备用热处理方法。
背景技术：
1、汽车、手机、电脑，以及通讯基站等产品或设施在运行时，都会大量产热，因此都需要配备散热器。现有的主流散热器，其材质一般都为铝合金，究其原因，主要是铝本身具有相对突出的导热性能，比铝导热性能更好的金属材料大多都是价格昂贵的，例如金、银和铜。
2、另一方面，铝合金主要包括2大类，即：变形铝合金和铸造铝合金。前者的优点是导热性能相对较好、热导率较高，而后者的优点是适合制作形状结构复杂的散热器。目前市场上常用的铝合金种类为铸造铝合金，以应对越来越严苛的散热需求，例如要求散热器体积小、形状复杂、结构多样化。
3、其中，散热器用铝合金与普通的结构铝合金不同，两者虽然都需要较高的导热性能，但是除此之外，散热器用铝合金最关键的性能参数是：热膨胀系数和伸长率。而普通的结构铝合金则更看重抗拉强度、屈服强度和硬度。
4、换言之，热膨胀系数相对较低、伸长率相对较高的高导热铝合金，其用在散热器上的优点众多，包括：不易膨胀变形而挤压四周结构、适用于不同的散热器形状和安装方式，以及自身不易断裂等。
5、例如，专利公开号为cn113502414a、公开日为2021.10.15的中国发明专利，就公开了一种高导热航空铝合金，原料包含铝、硅、铁、铜、镁、锰、镍、锡以及钛酸铋或改性钛酸铋，改性钛酸铋通过包含如下步骤的方法制备得到：取钛酸铋、氧化镧以及五氧化二铌混合后进行球磨，得球磨粉体1；将球磨粉体1预烧得预烧混合物；将预烧混合物进行球磨，得球磨粉体2；所得的球磨粉体2即改性钛酸铋，由于该高导热航空铝合金具有较低的热膨胀系数以及较高的导热率，因此将其应用于制备超大面积led光源散热器。
6、该发明专利中的高导热航空铝合金，其原理及优点如下：加入钛酸铋可以降低铝合金的热膨胀系数，尤其是加入全新方法制备得到的改性钛酸铋，其与未改性的钛酸铋相比，可以进一步大幅降低铝合金的热膨胀系数。
7、但是，该高导热航空铝合金用作led光源散热器时，仍然至少还存在以下2个不足之处，同时也为本发明所要解决的技术问题，即：
8、第一、该航空铝合金的热膨胀系数仍然较高，其在温度极高的led光源内使用时，相对较低的热膨胀系数仍然还会产生相当可观的膨胀尺寸，影响散热器的正常使用；
9、第二、该航空铝合金缺少必要的高伸长率性能，这会导致其在生产制备散热器时，自身容易断裂，而且散热器在正常使用、颠动过程中，铝合金内部容易出现微小裂痕，最终降低其有效使用寿命。
10、所以综上所述，现在急需一种热膨胀系数相对极低、伸长率相对较高的新型高导热铝型材，以用在各类散热器上。此时，甚至可以牺牲一部分的抗拉强度和屈服强度，毕竟此类力学性能对于散热器而言，不是最关键的。
技术实现思路
1、本发明提供一种高导热铝型材，其原料组成包括按重量计的以下各组分，si：1.5-2.0%，zn：1.0-3.2%，mg：0.5-0.8%，fe：0.2-0.3%，ce：0.02-0.05%，eu：0.010-0.015%，sr：0.03-0.07%，其余为铝和杂质，且杂质总量≤0.2%，其中，ce和eu以ce-eu-mg-si合金的方式添加，sr以sr-mg-si合金的方式添加。
2、此外，本发明还提供一种上述高导热铝型材的制备用热处理方法，依次包括以下步骤：淬火、第1次人工时效处理、第1次型材拉伸、第2次人工时效处理、第2次型材拉伸，以及冷却。
3、在本发明中，si作为低膨胀组分，可以使得该铝型材具有基础的低膨胀性能。
4、其中，mg2si相、ce相和eu相，都可以作为该铝型材的结构致密相，触发铝合金晶粒组织的细化，改善铝合金的晶体组织结构。进一步提高该铝型材的微观结构致密程度，进而最先“受益”的性能就是导热性能，最终保证该铝型材的热导率可以高达185w/(m·k) ，基本满足散热器的性能需求。
5、而sr的添加，可以显著提升该铝型材的韧性，最终表现在该铝合金散热器上，就是足够的伸长率，可以将伸长率提高至5.8%及以上。
6、另一方面，上述ce、eu和sr在添加时，都以mg-si合金为基础，以组合方式添加，该做法的原理及优点为：
7、第一、拉近局部区域内mg2si相、ce相和eu相之间的整体距离，使得上述结构致密作用得以协同增效；
8、第二、而对于铝合金内部所有的上述mg2si相、ce相和eu相的“三相”组合而言，则又可以依靠mg的相对低温熔融效果进行在先的流动分散，使得“三相”组合之间又是远离分散、分布全面；
9、第三、上述结合mg-si合金基础的特殊添加方式，相较于ce、eu和sr各自分别、独立添加的现有常见方法，具有更加突出的局部致密效果，和整体致密性能。
10、上述性能差异可以从下述实施例、对比例中的铝型材性能对比结果中得到验证。
11、本发明解决上述问题采用的技术方案是：一种高导热铝型材，原料组成包括按重量计的以下各组分，si：1.5-2.0%，zn：1.0-3.2%，mg：0.5-0.8%，fe：0.2-0.3%，ce：0.02-0.05%，eu：0.010-0.015%，sr：0.03-0.07%，其余为铝和杂质，且杂质总量≤0.2%，其中，ce和eu以ce-eu-mg-si合金的方式添加，sr以sr-mg -si合金的方式添加。
12、进一步优选的技术方案在于：以单质方式添加的si，占si添加总量的60-72%。
13、在本发明中，以单质方式添加的si可以给整个铝合金提供基础的、全面的低膨胀性能。
14、如果所有的si都以ce-eu-mg-si合金、sr-mg -si合金的方式添加，则整个铝合金内部容易出现膨胀性能不够均匀的问题。
15、进一步优选的技术方案在于：以单质方式添加的mg，占mg添加总量的11-15%。
16、在本发明中，以单质方式添加的mg可以与上述以单质方式添加的si，形成单独的mg2si相，其可以弥散在铝合金内部，对zn和fe的相对集中区域提供一定的结构致密效果，保证上述zn和fe的相对集中区域具有相对较小的膨胀系数。
17、另一方面，mg2si相也有缺点，其会提高铝型材的脆度，因此在本发明中，通过：1、减少单独的mg2si相；2、将mg2si相在局部区域内进行集中聚合的这两个方法，以降低上述脆度提高的程度。
18、最后，本发明中的铝型材仅用于生产制造散热器，而不会用作于框架结构，因此可以将上述脆度提高的变化的有害影响降至最低。
19、进一步优选的技术方案在于：所述ce-eu-mg-si合金和sr-mg-si合金的制备方法，依次包括以下步骤：
20、s1、将加热炉加热至720-750℃，并添加mg；
21、s2、加热炉温度维持在780℃，然后添加si；
22、s3、待加热炉内的mg完全融化后，再添加ce和eu，或者是sr；
23、s4、接着是添加精炼剂进行精炼；
24、s5、最后将加热炉中的物料取出冷却，得到所述ce-eu-mg-si合金或sr-mg-si合金。
25、在本发明中，所述ce-eu-mg-si合金或sr-mg-si合金，都以mg为合金基础，保证ce、eu和si在其内的均匀分布。
26、一种高导热铝型材的制备用热处理方法，依次包括以下步骤：
27、t1、淬火；
28、t2、第1次人工时效处理；
29、t3、第1次型材拉伸；
30、t4、第2次人工时效处理；
31、t5、第2次型材拉伸；
32、t6、冷却。
33、进一步优选的技术方案在于：t1中，淬火操作为在线式淬火，挤出型材通过水冷槽进行淬火操作，淬火时间为15-45s，水冷槽的水温为40-55℃。
34、进一步优选的技术方案在于：t2中，第1次人工时效处理的温度为200-215℃，时间为30min。
35、进一步优选的技术方案在于：t3中，第1次型材拉伸的拉伸率≥3.5%。
36、进一步优选的技术方案在于：t4中，第2次人工时效处理的温度为260-280℃，时间为1.5-2.0h。
37、进一步优选的技术方案在于：t5中，第2次型材拉伸的拉伸率≥2.0%，且≤3.0%。
38、本发明中的上述2次人工时效处理、2次型材拉伸操作的设定原因，为：
39、第一、第1次拉伸操作的强度较大，为的是对整体范围内的上述“三相”组合进行基础的、全面的晶格畸变消除操作，这样可以进一步提高该铝合金的导热率；
40、第二、第2次拉伸操作的强度较小，为的是对局部范围内的上述“三相”组合进行补充的晶格畸变消除操作，尽量避免局部残留的晶格畸变降低该铝合金的导热率；
41、第三、每一次拉伸操作都需要提前进行应力消除，因此有了上述先人工时效处理、后拉伸的2次组合操作方式。
42、上述2次组合的人工时效处理、拉伸操作，相较于现有常见的单次时效处理、单次拉伸操作而言，最终可以提升该铝型材的热导率，同时使得铝合金的微观结构更加致密，进而降低其膨胀系数。
1.一种高导热铝型材，其特征在于原料组成包括按重量计的以下各组分，si：1.5-2.0%，zn：1.0-3.2%，mg：0.5-0.8%，fe：0.2-0.3%，ce：0.02-0.05%，eu：0.010-0.015%，sr：0.03-0.07%，其余为铝和杂质，且杂质总量≤0.2%，其中，ce和eu以ce-eu-mg-si合金的方式添加，sr以sr-mg -si合金的方式添加。
2.根据权利要求1所述的一种高导热铝型材，其特征在于：以单质方式添加的si，占si添加总量的60-72%。
3.根据权利要求2所述的一种高导热铝型材，其特征在于：以单质方式添加的mg，占mg添加总量的11-15%。
4.根据权利要求3所述的一种高导热铝型材，其特征在于所述ce-eu- mg -si合金和sr- mg -si合金的制备方法，依次包括以下步骤：
5.一种如权利要求1所述的高导热铝型材的制备用热处理方法，其特征在于依次包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种高导热铝型材的制备用热处理方法，其特征在于：t1中，淬火操作为在线式淬火，挤出型材通过水冷槽进行淬火操作，淬火时间为15-45s，水冷槽的水温为40-55℃。
7.根据权利要求5所述的一种高导热铝型材的制备用热处理方法，其特征在于：t2中，第1次人工时效处理的温度为200-215℃，时间为30min。
8.根据权利要求5所述的一种高导热铝型材的制备用热处理方法，其特征在于：t3中，第1次型材拉伸的拉伸率≥3.5%。
9.根据权利要求5所述的一种高导热铝型材的制备用热处理方法，其特征在于：t4中，第2次人工时效处理的温度为260-280℃，时间为1.5-2.0h。
10.根据权利要求5所述的一种高导热铝型材的制备用热处理方法，其特征在于：t5中，第2次型材拉伸的拉伸率≥2.0%，且≤3.0%。
