(57)【要約】  熱伝導性アルミニウム合金は、５．０〜１１．０重量％のＳｉ、０．４〜１．０重量％のＦｅ、０．２〜１．０重量％のＭｇ、０．１重量％未満のＺｎ、０．１重量％未満のＭｎ、０．１重量％未満のＳｒ、および、０．１重量％未満のＣｕを含む。熱伝導性アルミニウム合金は、２５０ＭＰａ以上の引張強度、１５０ＭＰａ以上の降伏強度、３．５％以上の伸び、および、１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金元素、不可避的不純物、および、残りのアルミニウム元素を含有した熱伝導性アルミニウム合金であって、熱伝導性アルミニウム合金の総重量に対して、前記合金元素が、
５．０〜１１．０重量％のＳｉ、
０．４〜１．０重量％のＦｅ、
０．２〜１．０重量％のＭｇ、
０．１重量％未満のＺｎ、
０．１重量％未満のＭｎ、
０．１重量％未満のＳｒ、および、
０．１重量％未満Ｃｕを含む、
熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項２】
前記熱伝導性アルミニウム合金の総重量に対して、前記合金元素が、
８．０〜１１．０重量％のＳｉ、
０．４〜０．６重量％のＦｅ、
０．４〜０．８重量％のＭｇ、
０．０１重量％未満のＺｎ、
０．０１重量％未満のＭｎ、
０．１重量％未満のＳｒ、および、
０．０１重量％未満のＣｕを含む、
請求項１に記載の熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項３】
前記熱伝導性アルミニウム合金中の前記不純物の元素が０．２重量％を超えない、
請求項１または２に記載の熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項４】
前記熱伝導性アルミニウム合金が、
５．０〜１１．０重量％のＳｉ、
０．４〜１．０重量％のＦｅ、
０．２〜１．０重量％のＭｇ、
０．１重量％未満のＺｎ、
０．１重量％未満のＭｎ、
０．１重量％未満のＳｒ、
０．１重量％未満のＣｕ、
０．２重量％以下の不純物元素、
残りのアルミニウムからなる
請求項１に記載の熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項５】
前記熱伝導性アルミニウム合金が、
８．０〜１１．０重量％のＳｉ、
０．４〜０．６重量％のＦｅ、
０．４〜０．８重量％のＭｇ、
０．０１重量％未満であるＺｎ、
０．０１重量％未満のＭｎ、
０．１重量％未満のＳｒ、
０．０１重量％未満のＣｕ、
０．２重量％未満の不純物元素、および、
残りのアルミニウム、からなる
請求項２に記載の熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項６】
前記熱伝導性アルミニウム合金が、引張強度が２５０ＭＰａ以上、降伏強度が１５０ＭＰａ以上、伸びが３．５％以上、かつ、熱伝導率１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、
請求項１、２、４又は５に記載の熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項７】
前記熱伝導性アルミニウム合金が、引張強度が２７０ＭＰａ以上、降伏強度が１６０ＭＰａ以上、伸びが５％以上、かつ、熱伝導率が１６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、
請求項２または５に記載の熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の熱伝導性アルミニウム合金の、電子および電気製品用の金属構造部材、および／または、ヒートシンクの製造における適用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連アプリケーションとの相互参照）
本開示は、２０１６年１１月２３日に中国で出願された中国特許出願第２０１６１１０３８５１４．１号の優先権を主張する。上記に参照された出願の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、アルミニウム合金の技術分野に関し、特に、熱伝導性アルミニウム合金およびその用途に関する。
【背景技術】
【０００３】
アルミニウム合金材料は、それらの低密度、高強度、良好な可塑性、優れた導電性、熱伝導性および耐食性の特徴のために、航空、航空宇宙、電子および電気製品、自動車、機械製造および他の分野で広く使用されている。
【０００４】
近年、電子および電気製品は小型化される傾向にあるため、市場に出回っているＡＤＣ１２などの従来のアルミニウム合金材料は、９６Ｗ ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率しかなく、電子および電気製品の高強度と高熱伝導率のための需要を満たすことは困難であった。高い機械的性質および低コストの利点を有する一方で、高い熱伝導率を有する新しいアルミニウム合金材料を開発することが急務である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の目的は、熱伝導性アルミニウム合金を提供することである。熱伝導性アルミニウム合金は、高い熱伝導率を有し、リサイクルすることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本開示は、合金元素、不可避的不純物およびアルミニウム元素の残部を含む熱伝導性アルミニウム合金を提供する。熱伝導性アルミニウム合金の全重量に対して、合金元素は、５．０〜１１．０重量％のＳｉ、０．４〜１．０重量％のＦｅ、０．２〜１．０重量％のＭｇ、０．１重量％未満のＺｎ、０．１重量％未満のＭｎ、０．１重量％のＳｒ、および、０．１重量％未満のＣｕを含む。
【０００７】
上記の技術的解決法により、本開示によって調製される熱伝導性アルミニウム合金は、２５０ＭＰａ以上の引張強度、１５０ＭＰａ以上の降伏強度、３．５％以上の伸び、３．５％以上の伸び、１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を示す。熱伝導性アルミニウム合金は、高い機械的性質と良好な成形流動性を有しており、蚊取り線型鋳型で測定した成形流動性は１１５０ｍｍ以上である。熱伝導性アルミニウム合金はリサイクルして複数回再利用することができる。５回の再利用後のダイカスト材料の熱伝導率は＞１２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、これは新しい材料の熱伝導率の８３％以上である。１０回の再利用後のダイカスト材料の熱伝導率は＞１１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、これは新しい材料の熱伝導率の７５％以上である。
【０００８】
任意に、熱伝導性アルミニウム合金の総重量に対して、合金元素は、８．０〜１１．０重量％のＳｉ、０．４〜０．６重量％のＦｅ、０．４〜０．８重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＺｎ、０．０１重量％未満のＭｎ、０．１重量％未満のＳｒ、および０．０１重量％未満のＣｕを含む。
上記組成に従って製造された熱伝導性アルミニウム合金は、２７０ＭＰａ以上の引張強度、１６０ＭＰａ以上の降伏強度、５％以上の伸び、および１６０Ｗ ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する。
【０００９】
任意に、熱伝導性アルミニウム合金中の不純物元素は０．２重量％を超えない。
【００１０】
任意に、熱伝導性アルミニウム合金は、５．０〜１１．０重量％のＳｉ、０．４〜１．０重量％のＦｅ、０．２〜１．０重量％のＭｇ、０．１重量％未満のＺｎ、０．１重量％未満のＭｎ、０．１重量％未満のＳｒ、０．１重量％未満のＣｕ、０．２重量％以下の不純物元素、および、残部のアルミニウムとからなる。
【００１１】
任意に、熱伝導性アルミニウム合金は、８．０〜１１．０重量％のＳｉ、０．４〜０．６重量％のＦｅ、０．４〜０．８重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＺｎ、０．０１重量％のＭｎ、０．１重量％未満のＳｒ、０．０１重量％未満のＣｕ、０．２重量％以下の不純物元素、および、残部アルミニウムを含む。
【００１２】
本開示はさらに、電子および電気製品用の金属構造部材および／またはヒートシンクの製造における上記のような熱伝導性アルミニウム合金の用途を提供する。
【００１３】
本開示の他の特徴および利点は、以下の詳細な説明の部分に詳細に記載されている。
【００１４】
本開示の特定の実施態様は、以下に詳細に記載される。本明細書に記載の特定の実施態様は、本開示を限定するのではなく、単に本開示を説明および説明するために使用されていることを理解されたい。
【００１５】
本明細書において、反対の指示がない限り、熱伝導性アルミニウム合金の引張強度、降伏強度および伸びの値は、「ＧＢ／Ｔ２２８．１、2010金属材料、引張試験、第1部：室温での試験方法」に従って試験された金属材料の引張強度、降伏強度および伸びを指す。
【００１６】
本開示の第１の態様は、合金元素、不可避の不純物、および残りのアルミニウム元素を含有する熱伝導性アルミニウム合金を提供し、ここで、熱伝導性アルミニウム合金の総重量に対して、合金化元素は、５．０〜１１．０重量％のＳｉ 、０．４〜１．０重量％のＦｅ、０．２〜１．０重量％のＭｇ、０．１重量％未満のＺｎ、０．１重量％未満のＭｎ、０．１重量％未満のＳｒ、および、０．１重量％未満のＣｕを含み得る。
【００１７】
上記の技術的解決法により、本開示によって調製される熱伝導性アルミニウム合金は、２５０ＭＰａ以上の引張強度、１５０ＭＰａ以上の降伏強度、３．５％以上の伸び、および３．５％以上の伸び、１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する。熱伝導性アルミニウム合金は、高い機械的性質と良好な成形流動性を有しており、蚊取り線型鋳型で測定した成形流動性は１１５０ｍｍ以上である。熱伝導性アルミニウム合金はリサイクルして複数回再利用することができる。５回のリサイクル後のダイカスト材料の熱伝導率は１２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、これは新しい材料の熱伝導率の８３％以上である。１０回のリサイクル後のダイカスト材料の熱伝導率は１１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、これは新しい材料の熱伝導率の７５％以上である。
【００１８】
本開示の第１の態様によれば、熱伝導性アルミニウム合金の機械的性質、熱伝導性および鋳造性をさらに向上させるために、熱伝導性アルミニウム合金の総重量に対して、合金元素は、８．０〜１１．０重量％のＳｉ、０．４〜０．６重量％のＦｅ、０．４〜０．８重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＺｎ、０．０１重量％未満のＭｎ、０．１重量％未満のＳｒ、および、０．０１重量％未満のＣｕを含み得る。上記組成に従って製造された熱伝導性アルミニウム合金は、２７０ＭＰａ以上の引張強度、１６０ＭＰａ以上の降伏強度、５％以上の伸び、および、１６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する。５回のリサイクル後のダイカスト材料の熱伝導率は138Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、これは新しい材料の熱伝導率の８３％以上である。１０回のリサイクル後のダイカスト材料の熱伝導率は１２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、これは新しい材料の熱伝導率の７８％以上である。
【００１９】
本開示の第１の態様によれば、アルミニウム合金の純度は、アルミニウム合金の特性に影響を与える重要な要素の１つである。本開示の熱伝導性アルミニウム合金を優れた特性にするために、熱伝導性アルミニウム合金中の不純物元素は０．２重量％を超えない。
【００２０】
本開示の第１の態様によれば、熱伝導性アルミニウム合金の機械的性質、熱伝導性および鋳造性をさらに改善するために、熱伝導性アルミニウム合金は、５．０〜１１．０重量％のＳｉ、０．４〜１．０重量％のＦｅ、０．２〜１．０重量％のＭｇ、０．１重量％未満のＺｎ、０．１重量％未満のＭｎ、０．１重量％未満のＳｒ、０．１重量％未満の Ｃｕ、０．２重量％以下の不純物元素、および、アルミニウムの残余からなる。この組成に従って調製された熱伝導性アルミニウム合金は、２５０ＭＰａ以上の引張強度、１５０ＭＰａ以上の降伏強度、３．５％以上の伸び、および、１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する。熱伝導性アルミニウム合金は、良好な成形流動性を有し、蚊取り線型鋳型で測定した成形流動性は１１５０ｍｍ以上である。
【００２１】
本開示の第１の態様によれば、熱伝導性アルミニウム合金の機械的性質、熱伝導性および鋳造性をさらに改善するために、熱伝導性アルミニウム合金は８．０〜１１．０重量％のＳｉ、０．４〜０．６重量％のＦｅ、０．４〜０．８重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＺｎ、０．０１重量％未満のＭｎ、０．１重量％未満のＳｒ、および、０．０１重量％未満のＣｕからなる。上記組成に従って製造された熱伝導性アルミニウム合金は、２７０ＭＰａ以上の引張強度、１６０ＭＰａ以上の降伏強度、５％以上の伸び、および、１６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する。５回のリサイクル後のダイカスト材料の熱伝導率は138Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、これは新しい材料の熱伝導率の８３％以上である。１０回のリサイクル後のダイカスト材料の熱伝導率は１２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、これは新しい材料の熱伝導率の７８％以上である。
【００２２】
本開示の第２の態様は、電子および電気製品用の金属構造部材および／またはヒートシンクの製造における上記のような熱伝導性アルミニウム合金の用途を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下の実施形態により本発明をさらに説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００２４】
（実施形態１）
【００２５】
本実施形態では、熱伝導性アルミニウム合金の総重量を１００重量部としたとき、熱伝導性アルミニウム合金は、５．０重量部のＳｉ、１．０重量部のＦｅ、０．２重量部のＭｇ、０．０５重量部のＺｎ、０．０５重量部のＭｎ、０．０５重量部のＳｒ、０．０５重量部のＣｕ、および、残部のＡｌを含む。
【００２６】
最初に、炉を４００℃で２５分間予熱し、アルゴンガスでパージし、対応する重量部の純アルミニウム塊を溶融のために添加し、そして純アルミニウム液の温度が８００℃に達したとき、純アルミニウム塊を完全に溶融させるために、純アルミニウム液を２５分間放置した。炉を７６０℃に冷却し、５．０重量部の純シリコンを添加し、混合物を２５分間一定温度に放置し、溶融後、１５分間撹拌を続けた。炉を７００℃に冷却したときに、残りの中間合金を添加し、そして溶融が完了した後に、その混合物を放置した。最後に、０．２重量部のマグネシウムを最後に添加し、溶融が完了した後に８分間撹拌を続け、浮きかすを除去し、精製のために７００℃で精製剤を添加し、そして混合物を１５分間撹拌した。その後、取鍋組成分析を行い、合金の成分含有量を検査し、成分含有量が不適格な溶湯を基準に達するように加給または希釈して、本実施形態の熱伝導性アルミニウム合金を得た。
【００２７】
（実施形態２）
【００２８】
本実施形態では、熱伝導性アルミニウム合金の総重量を１００重量部としたとき、熱伝導性アルミニウム合金は、１１．０重量部のＳｉ、０．４重量部のＦｅ、１．０重量部のＭｇ、 ０．０５重量部のＺｎ、０．０５重量部のＭｎ、０．０５重量部のＳｒ、０．０５重量部のＣｕ、および、残部のＡｌからなる。
【００２９】
まず、炉を４００℃で２５分間予熱し、アルゴンガスでパージし、対応する重量部の純アルミニウム塊を溶融用に添加し、純アルミニウム液の温度が８００℃に達したとき、純アルミニウム液を２５分間保持し、純アルミニウム塊を完全に溶融させた。炉を７６０℃に冷却し、11.0重量部の純シリコンを添加し、混合物を２５分間一定温度に保持し、溶融後、１５分間撹拌を続けた。炉を７００℃に冷却したときに、残りの中間合金を添加し、そして溶融が完了した後に、その混合物を保持した。最後に、１．０重量部のマグネシウムを添加し、溶融が完了した後、８分間撹拌を続け、浮きかすを除去し、精製のために７００℃で精製剤を添加し、そして１５分間撹拌した。その後、取鍋組成分析を行い、合金の成分含有量を検査し、成分含有量が不適格な溶湯を基準に達するように加給または希釈して、本実施形態の熱伝導性アルミニウム合金を得た。
【００３０】
（実施形態３）
【００３１】
本実施形態では、熱伝導性アルミニウム合金の総重量を１００重量部としたとき、熱伝導性アルミニウム合金は、８．０重量部のＳｉと、０．４重量部のＦｅと、０．４重量部のＭｇと、０．００８重量部のＺｎと、０．００８重量部のＭｎと、０．０５重量部のＳｒと、０．００８重量部と、残部のＡｌとを含む。
【００３２】
最初に、炉を４００℃で２５分間予熱し、アルゴンガスでパージし、対応する重量部の純アルミニウム塊を溶融用に添加し、純アルミニウム液の温度が８００℃に達したとき、純アルミニウム液を２５分間保持し、純アルミニウム塊を完全に溶融させる。炉を７６０℃に冷却し、8.0重量部の純シリコンを添加し、混合物を２５分間一定温度に保持し、溶融後、１５分間撹拌を続けた。炉を７００℃に冷却したときに、残りの中間合金を添加し、溶融が完了した後、その混合物を保持した。最後に、０．４重量部のマグネシウムを添加し、溶融が完了した後、８分間撹拌を続け、浮きかすを除去し、精製のために７００℃で精製剤を添加し、そして混合物を１５分間撹拌した。その後、取鍋組成分析を行い、合金の成分含有量を検査し、成分含有量が不適格な溶湯を基準に達するように加給または希釈して、本実施形態の熱伝導性アルミニウム合金を得た。
【００３３】
（実施形態４）
【００３４】
本実施形態では、熱伝導性アルミニウム合金の総重量を１００重量部としたとき、熱伝導性アルミニウム合金は、１１．０重量部のＳｉと、０．６重量部のＦｅと、０．８重量部のＭｇと、０．００２重量部のＺｎと、０．００２重量部のＭｎと、０．００２重量部のＳｒと、０．００２重量部のＣｕと、残部のＡｌとを含む。
【００３５】
まず、炉を４００℃で２５分間予熱し、アルゴンガスでパージし、対応する重量部の純アルミニウム塊を溶融用に添加し、純アルミニウム液の温度が８００℃に達したとき、純アルミニウム液を２５分間保持し、純アルミニウム塊を完全に溶融させた。炉を７６０℃に冷却し、11.0重量部の純シリコンを添加し、混合物を２５分間一定温度に保持し、溶融後、１５分間撹拌を続けた。炉を７００℃に冷却したときに、残りの中間合金を添加し、溶融が完了した後、その混合物を保持した。最後に、０．８重量部のマグネシウムを添加し、溶融が完了した後、８分間撹拌を続け、浮きかすを除去し、精製のために７００℃で精製剤を添加し、そして１５分間撹拌した。その後、取鍋組成分析を行い、合金の成分含有量を検査し、成分含有量が不適格な溶湯を基準に達するように加給または希釈して、本実施形態の熱伝導性アルミニウム合金を得た。
【００３６】
（実施形態５）
【００３７】
本実施形態では、熱伝導性アルミニウム合金の総重量を１００重量部としたとき、熱伝導性アルミニウム合金は、９．５重量部のＳｉと、０．６重量部のＦｅと、０．６重量部のＭｇと、０．００５重量部のＺｎと、０．００５重量部のＭｎと、０．０５重量部のＳｒと、０．００５重量部のＣｕと、残部のＡｌとを含む。
【００３８】
まず、炉を４００℃で２５分間予熱し、アルゴンガスでパージし、対応する重量部の純アルミニウム塊を溶融のために添加し、そして純アルミニウム液の温度が８００℃に達したとき、純アルミニウム液を２５分間保持し、純アルミニウム塊を完全に溶融させ。炉を７６０℃に冷却し、9.5重量部の純シリコンを添加し、混合物を２５分間一定温度に保持し、溶融後、１５分間撹拌を続けた。炉を７００℃に冷却したときに、残りの中間合金を添加し、溶融が完了した後、その混合物を保持した。最後に、０．６重量部のマグネシウムを添加し、溶融が完了した後、８分間撹拌を続け、浮きかすを除去し、精製のために７００℃で精製剤を添加し、そして１５分間撹拌した。その後、取鍋組成分析を行い、合金の成分含有量を検査し、成分含有量が不適格な溶湯を基準に達するように加給または希釈して、本実施形態の熱伝導性アルミニウム合金を得た。
【００３９】
（比較例１）
【００４０】
この比較例では、熱伝導性アルミニウム合金の総重量を１００重量部としたとき、熱伝導性アルミニウム合金は、４．２重量部のＳｉと、０．２重量部のＦｅと、０．４重量部のＭｇと、０．０５重量部のＺｎと、０．０５重量部のＭｎと、０．０５重量部のＮｉと、０．０５重量部のＣｒと、残部のＡｌとを含む。
【００４１】
まず、炉を４００℃で２５分間予熱し、アルゴンガスでパージし、対応する重量部の純アルミニウム塊を溶融のために添加し、そして純アルミニウム液の温度が８００℃に達したとき、純アルミニウム液を２５分間保持し、純アルミニウム塊を完全に溶融させた。
炉を７６０℃に冷却し、4.2重量部の純シリコンを添加し、混合物を２５分間一定温度に保持し、溶融後、１５分間撹拌を続けた。炉を７００℃に冷却したときに、残りの中間合金を添加し、溶融が完了した後、その混合物を保持した。最後に、０．４重量部のマグネシウムを添加し、溶融が完了した後、８分間撹拌を続け、浮きかすを除去し、精製のために７００℃で精製剤を添加し、そして混合物を１５分間撹拌した。その後、取鍋組成分析を行い、合金の成分含有量を検査し、成分含有量が不適格な溶湯を基準に達するように加給または希釈して、本比較例の熱伝導性アルミニウム合金を得た。
【００４２】
（比較例２）
【００４３】
本比較例では、熱伝導性アルミニウム合金の総重量を１００重量部としたとき、熱伝導性アルミニウム合金は、４．０重量部のＳｉと、０．２重量部のＦｅと、０．１重量部のＭｇと、０．１５重量部のＺｎと、０．１５重量部のＭｎと、０．１５重量部のＳｒと、０．１５重量部のＣｕと、残部のＡｌとを含む。
【００４４】
まず、炉を４００℃で２５分間予熱し、アルゴンガスでパージし、対応する重量部の純アルミニウム塊を溶融のために添加し、そして純アルミニウム液の温度が８００℃に達したとき、純アルミニウム液を２５分間保持して、純アルミニウム塊を完全に溶融させた。炉を７６０℃に冷却し、4.0重量部の純シリコンを添加し、混合物を２５分間一定温度に保持し、溶融後、１５分間撹拌を続けた。炉を７００℃に冷却したときに、残りの中間合金を添加し、溶融が完了した後、その混合物を保持した。最後に、０．１重量部のマグネシウムを添加し、溶融が完了した後、８分間撹拌を続け、浮きかすを除去し、精製のために７００℃で精製剤を添加し、そして混合物を１５分間撹拌した。その後、取鍋組成分析を行い、合金の成分含有量を検査し、成分含有量が不適格な溶湯を基準に達するように加給または希釈して、本比較例の熱伝導性アルミニウム合金を得た。
【００４５】
（比較例３）
【００４６】
本比較例では、熱伝導性アルミニウム合金の総重量を１００重量部としたとき、熱伝導性アルミニウム合金は、１２．０重量部のＳｉと、０．２重量部のＦｅと、０．１重量部のＭｇと、０．１５重量部のＺｎと、０．１５重量部のＭｎと、０．１５重量部のＳｒと、０．１５重量部のＣｕと、残部のＡｌとを含む。
【００４７】
まず、炉を４００℃で２５分間予熱し、アルゴンガスでパージし、対応する重量部の純アルミニウム塊を溶融用に添加し、純アルミニウム液の温度が８００℃に達したとき、純アルミニウム液を２５分間保持し、純アルミニウム塊を完全に溶融させた。
炉を７６０℃に冷却し、12.0重量部の純シリコンを添加し、混合物を２５分間一定温度に保持し、溶融後、１５分間撹拌を続けた。炉を７００℃に冷却したときに、残りの中間合金を添加し、溶融が完了した後、その混合物を保持した。最後に、０．１重量部のマグネシウムを添加し、溶融が完了した後、８分間撹拌を続け、浮きかすを除去し、精製のために７００℃で精製剤を添加し、そして混合物を１５分間撹拌した。その後、取鍋組成分析を行い、合金の成分含有量を検査し、成分含有量が不適格な溶湯を基準に達するように加給または希釈して、本比較例の熱伝導性アルミニウム合金を得た。
【００４８】
（比較例４）
【００４９】
本比較例では、熱伝導性アルミニウム合金の総重量を１００重量部としたとき、熱伝導性アルミニウム合金は、４．０重量部のＳｉと、１．２重量部のＦｅと、１．０重量部のＭｇと、０．１５重量部のＺｎと、０．１５重量部のＭｎと、０．１５重量部のＳｒと、０．１５重量部のＣｕと、残部のＡｌとを含む。
【００５０】
最初に、炉を４００℃で２５分間予熱し、アルゴンガスでパージし、対応する重量部の純アルミニウム塊を溶融用に添加し、純アルミニウム液の温度が８００℃に達したとき、純アルミニウム液を２５分間保持し、純アルミニウム塊を完全に溶融させた。炉を７６０℃に冷却し、4.0重量部の純シリコンを添加し、混合物を２５分間一定温度に保持し、溶融後、１５分間撹拌を続けた。炉を７００℃に冷却したときに、残りの中間合金を添加し、溶融が完了した後、その混合物を保持した。最後に、１．０重量部のマグネシウムを添加し、溶融が完了した後、８分間撹拌を続け、浮きかすを除去し、精製のために７００℃で精製剤を添加し、そして１５分間撹拌した。その後、取鍋組成分析を行い、合金の成分含有量を検査し、成分含有量が不適格な溶湯を基準に達するように加給または希釈して、本比較例の熱伝導性アルミニウム合金を得た。
【００５１】
（試験例１）
【００５２】
本試験例は、実施形態１〜５および比較例１〜４で得られた熱伝導性アルミニウム合金の機械的性質、熱伝導率および室温での成形流動性を測定するためのものである。
【００５３】
熱伝導率の測定：各実施形態および比較例の熱伝導性アルミニウム合金を用意し、直径１２．７ｍｍ、厚さ２５．４ｍｍの円形のサンプルとした。試験すべきサンプルの両面にグラファイトコーティングを均一にスプレーした。そして処理したサンプルを試験のためにレーザー熱伝導率試験機に入れた。
試験は、フラッシュ法による熱拡散率のＡＳＴＭ   Ｅ１４６１標準試験法に従って実施した。
具体的な試験結果を表１に示す。
【００５４】
アルミニウム合金の引張強度、降伏強度および伸びは、「ＧＢ ／ Ｔ ２２８．１‐２０１０金属材料 - 引張試験 - 第１部：室温での試験方法」に従って試験された。
実施形態１〜５及び比較例１〜４で押出したシートをワイヤーカットして標準引張試験片を作成したところ、引張試験片の軸方向は押出方向と一致していた。
具体的な試験結果を表１に示す。
【００５５】
熱伝導性アルミニウム合金材料の流動性は、モスキートコイル型によって決定された。蚊取り線型鋳型は、蚊取り線形状の型穴を有する型であり、形成された金属部材はらせん形状を有していた。
実施形態１〜５及び比較例１〜４の熱伝導性アルミニウム合金を７３０℃で溶融し、完全に溶解した後、６９０℃まで空冷して蚊取り線型鋳型に流し込んで流動性試験を行った。
形成されたアルミニウム合金スパイラルサンプルの長さを測定した。
具体的な結果を表１に示す。
【００５６】
【表１】
2020500265.tif 000002
【００５７】
実施形態１〜５と比較例１〜４の結果を比較すると、本開示により製造された熱伝導性アルミニウム合金がより良好な機械的性質を有することが分かる。引張強度は２５０ＭＰａ以上である。降伏強度は１５０ＭＰａ以上であり、伸びは３．５％以上である。
良好な機械的性質を有する一方で、熱伝導性アルミニウム合金は良好な成形流動性を有し、そして蚊取り線香型によって測定される成形流動性は１１５０ｍｍ以上である。熱伝導率は１５０Ｗ ／（ｍ・Ｋ）以上である。特に、熱伝導性アルミニウム合金が、８．０〜１１．０重量％のＳｉ、０．４〜０．６重量％のＦｅ、０．４〜０．８重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＺｎ、０．０１重量％未満のＭｎ、０．１重量％未満のＳｒ、および、０．０１重量％未満のＣｕを含むとき、作成された熱伝導性アルミニウム合金は、２７０ＭＰａ以上の引張強度、１６０ＭＰａ以上の降伏強度、５％以上の伸び、１６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する。
【００５８】
（試験例２）
【００５９】
本試験例は、実施形態１〜５及び比較例１〜４で得られた熱伝導性アルミニウム合金のリサイクル後の熱伝導率を測定するためのものである。
【００６０】
熱伝導性アルミニウム合金のリサイクル：各実施形態および比較例における新素材の熱伝導性アルミニウム合金を別々に回収し、７６０℃で１時間溶融した。溶融材料をるつぼに入れ、１２００ｒｐｍの速度で３０分間機械的に攪拌し、次いで冷却してリサイクル熱伝導性アルミニウム合金を得た。また、試験例１の熱伝導率測定方法を参照して、５〜１０回のリサイクル後のアルミニウム合金の熱伝導率を測定した。具体的な試験結果を表２に示す。
【００６１】
【表２】
2020500265.tif 000003
【００６２】
実施形態１〜５と比較例１〜４の結果を比較すると、本開示により製造された熱伝導性アルミニウム合金は複数回リサイクルして再利用することができることが分かる。５回のリサイクル後のダイカスト材料の熱伝導率は１２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、これは新しい材料の熱伝導率の８３％以上である。１０回のリサイクル後のダイカスト材料の熱伝導率は１１２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、これは新しい材料の熱伝導率の７５％以上である。特に、熱伝導性アルミニウム合金が８．０〜１１．０重量％のＳｉ、０．４〜０．６重量％のＦｅ、０．４〜０．８重量％のＭｇ、０．０１重量％未満のＺｎ、０．０１重量％未満のＭｎ、０．１重量％未満のＳｒ、および、０．０１重量％未満のＣｕを含むとき、熱伝導性アルミニウム合金の５回のリサイクル後のダイカスト材料の熱伝導率は１３８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である。これは新材料の熱伝導率の８６％以上である。
１０回のリサイクル後のダイカスト材料の熱伝導率は１２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり、これは新しい材料の熱伝導率の７８％以上である。
【００６３】
本開示の好ましい実施形態が上記で詳細に説明されているが、本開示は、前述の実施形態における特定の詳細に限定されない。本開示の技術的思想の範囲内で本開示の技術的解決策に様々な単純な変形を加えることができ、そのような単純な変形はすべて本開示の保護範囲内に入る。
【００６４】
前述の特定の実施形態に記載された特定の技術的特徴は、衝突が生じないという条件で、任意の適切な方法で組み合わせることができることにさらに留意されたい。不必要な繰り返しを避けるために、様々な可能な組み合わせ方法は本開示においてさらに説明されない。
【００６５】
さらに、本開示の様々な異なる実装形態は、代替としてランダムに組み合わされてもよい。このような組み合わせも、本開示の概念から逸脱しない限り、本開示に開示されている内容と見なすべきである。
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月19日(2019.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金元素、不可避的不純物、および、残りのアルミニウム元素を含有した熱伝導性アルミニウム合金であって、熱伝導性アルミニウム合金の総重量に対して、前記合金元素が、
５．０〜１１．０重量％のＳｉ、
０．４〜１．０重量％のＦｅ、
０．２〜１．０重量％のＭｇ、
０．１重量％未満のＺｎ、
０．１重量％未満のＭｎ、
０．１重量％未満のＳｒ、および、
０．１重量％未満Ｃｕを含む、
熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項２】
前記熱伝導性アルミニウム合金の総重量に対して、前記合金元素が、
８．０〜１１．０重量％のＳｉ、
０．４〜０．６重量％のＦｅ、
０．４〜０．８重量％のＭｇ、
０．０１重量％未満のＺｎ、
０．０１重量％未満のＭｎ、
０．１重量％未満のＳｒ、および、
０．０１重量％未満のＣｕを含む、
請求項１に記載の熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項３】
前記熱伝導性アルミニウム合金中の前記不純物の元素が０．２重量％を超えない、
請求項１または２に記載の熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項４】
前記熱伝導性アルミニウム合金が、
５．０〜１１．０重量％のＳｉ、
０．４〜１．０重量％のＦｅ、
０．２〜１．０重量％のＭｇ、
０．１重量％未満のＺｎ、
０．１重量％未満のＭｎ、
０．１重量％未満のＳｒ、
０．１重量％未満のＣｕ、
０．２重量％以下の不純物元素、
残りのアルミニウムからなる
請求項１に記載の熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項５】
前記熱伝導性アルミニウム合金が、
８．０〜１１．０重量％のＳｉ、
０．４〜０．６重量％のＦｅ、
０．４〜０．８重量％のＭｇ、
０．０１重量％未満であるＺｎ、
０．０１重量％未満のＭｎ、
０．１重量％未満のＳｒ、
０．０１重量％未満のＣｕ、
０．２重量％未満の不純物元素、および、
残りのアルミニウム、からなる
請求項２に記載の熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項６】
前記熱伝導性アルミニウム合金が、引張強度が２５０ＭＰａ以上、降伏強度が１５０ＭＰａ以上、伸びが３．５％以上、かつ、熱伝導率１５０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、
請求項１、２、４又は５に記載の熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項７】
前記熱伝導性アルミニウム合金が、引張強度が２７０ＭＰａ以上、降伏強度が１６０ＭＰａ以上、伸びが５％以上、かつ、熱伝導率が１６０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である、
請求項２または５に記載の熱伝導性アルミニウム合金。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の熱伝導性アルミニウム合金を含む、電子および電気製品用の金属構造部材またはヒートシンクの内の少なくとも１つ。
【国際調査報告】
2020500265.tif 000004
2020500265.tif 000005
2020500265.tif 000006
2020500265.tif 000007