一种导热铝合金薄板材料及其制备方法和应用与流程

1.本发明属于特种铝合金技术领域，具体涉及一种导热铝合金薄板材料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.物体内热量传递的过程其本质是能量传递，当物体内部各处温度分布不均匀时，热量则会从温度高处向温度低处传递。金属导热主要分为两种形式，第一种是依靠电子导热，金属中自由电子受热，发生定向迁移，通过与其他稳态电子发生碰撞传递热量；第二种是声子导热，合金中的晶格点阵受热，发生震动(近似为简谐振动)进行热量传递。
3.铝合金作为一种轻金属材料，除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同，又具有一些合金的具体特性。例如，铝合金有较高的强度，比强度接近高合金钢，比刚度超过钢，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电性能，良好的耐蚀性和可焊性，可作结构材料使用，在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用。
4.相关技术中，在特殊工况如高温工作环境中，当薄板铝合金用作结构材料时，材料由于表面散热慢，不适用于制备会与人体相接触的结构件。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的上述技术问题之一。为此，本发明提供了一种导热铝合金薄板材料，该导热铝合金薄板材料，在铝合金基底表面依次设置镀镍层和镀银层，使得材料在具有良好的导热性能的同时还具有良好的强度，高温下不会发生变形。
6.本发明的第一方面提供了一种导热铝合金薄板材料，包括铝合金基底，所述铝合金基底表面依次设有镀镍层和镀银层；所述导热铝合金薄板材料的厚度为0.2mm～0.5mm。
7.本发明关于导热铝合金薄板材料的技术方案中的一个技术方案，至少具有以下有益效果：
8.该导热铝合金薄板材料，在铝合金基底表面依次设置镀镍层和镀银层，一方面，利用镀镍层为铝合金薄板材料提供强度支持，保证了导热铝合金薄板材料在厚度为0.3mm～0.5mm时具有较好的强度，并且高温工况下不会发生形变；另一方面，利用镀银层的优良的导热性能，可以快速地将铝合金薄板材料上的热量导出，当该导热铝合金薄板材料用作与人体接触的部件时，导热铝合金薄板材料表面具有人体适宜的温度，应用范围广。
9.根据本发明的一些实施方式，所述铝合金基底的厚度为0.2mm～0.5mm。
10.根据本发明的一些实施方式，所述铝合金基底的材质包括6a02。
11.根据本发明的一些实施方式，所述镀镍层的厚度为5μm～15μm。
12.根据本发明的一些实施方式，所述镀银层的厚度为5μm～20μm。
13.本发明的第二方面提供了制备上述的导热铝合金薄板材料的方法，包括以下步骤：
14.s1：对所述铝合金基底表面进行预浸锌处理；
15.s2：对步骤s1处理后的铝合金基底表面进行镀镍处理，形成所述镀镍层；
16.s3：对步骤s1处理后的铝合金基底表面进行镀银处理，形成所述镀银层。
17.根据本发明的一些实施方式，步骤s1中，预浸锌处理的槽液，以质量浓度计，包括：100g/l～200g/l的naoh，6g/l～10g/l的zno，0.5g/l～2g/l的fecl3·
6h2o，20g/l～80g/l的酒石酸钠，1g/l～7g/l的naf和0.5g/l～3g/l的nano3。
18.根据本发明的一些实施方式，步骤s2中，所述镀镍处理包括预镀镍处理和后镀镍处理。
19.根据本发明的一些实施方式，预镀镍处理的时间为300s～600s。
20.根据本发明的一些实施方式，预镀镍处理的时间为450s。
21.根据本发明的一些实施方式，后镀镍处理的时间为3000s～5400s。
22.根据本发明的一些实施方式，后镀镍处理的时间为4200s。
23.根据本发明的一些实施方式，所述预镀镍处理的槽液，以质量浓度计，包括：25g/l～35g/l的nicl2·
6h2o，25g/l～35g/l的na2sno3·
3h2o，5g/l～10g/l的h3bo3和5g/l～10g/l的hf。
24.根据本发明的一些实施方式，所述后镀镍处理的槽液，以质量浓度计，包括：25g/l～35g/l的nicl2·
6h2o，25g/l～35g/l的na2sno3·
3h2o，5g/l～10g/l的h3bo3和5g/l～10g/l的hf。
25.根据本发明的一些实施方式，步骤s3中，所述镀银处理包括预镀银处理和后镀银处理。
26.根据本发明的一些实施方式，预镀银处理的时间为40s～240s。
27.根据本发明的一些实施方式，预镀银处理的时间为140s。
28.根据本发明的一些实施方式，后镀银处理的时间为1200s～2400s。
29.根据本发明的一些实施方式，后镀银处理的时间为1800s。
30.根据本发明的一些实施方式，所述预镀银处理的槽液，以质量浓度计，包括：20g/l～90g/l的氰化钾，15g/l～20g/l的硝酸银。
31.根据本发明的一些实施方式，所述后镀银处理的槽液，以质量浓度计，包括：100g/l～150g/l的氰化钾，55g/l～65g/l的硝酸银。
32.本发明的第三方面提供了上述的导热铝合金薄板材料在护手隔热板中的应用。
33.本发明的第四方面提供了上述的导热铝合金薄板材料在电动工具外壳中的应用。
34.根据本发明的一些实施方式，电动工具包括电动扳手、电钻和电锤。
35.本发明的第五方面提供了上述的导热铝合金薄板材料在薄板覆盖件中的应用。
36.根据本发明的一些实施方式，薄板覆盖件包括3c电子产品外壳。
37.根据本发明的一些实施方式，薄板覆盖件包括手机外壳。
38.根据本发明的一些实施方式，薄板覆盖件包括笔记本电脑外壳。
附图说明
39.图1是实施例制备的导热铝合金薄板横截面的微观形貌测试结果。
40.图2是护手隔热板的侧视图。
41.图3是护手隔热板的俯视图。
具体实施方式
42.以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
43.实施例
44.本实施例制备了一种导热铝合金薄板材料，包括铝合金基底，铝合金基底表面依次设有镀镍层和镀银层。
45.其中，铝合金基底的厚度为0.3mm。
46.铝合金基底的材质为6a02。
47.镀镍层的厚度为8μm。
48.镀银层的厚度为5μm。
49.上述的导热铝合金薄板材料的方法，包括以下步骤：
50.s1：对铝合金基底表面进行预浸锌处理；
51.s2：对步骤s1处理后的铝合金基底表面进行镀镍处理，形成镀镍层；
52.s3：对步骤s1处理后的铝合金基底表面进行镀银处理，形成镀银层。
53.步骤s1中，预浸锌处理的槽液，以质量浓度计，包括：150g/l的naoh，8g/l的zno，1g/l的fecl3·
6h2o，50g/l的酒石酸钠，3g/l的naf和2g/l的nano3。预浸锌处理的时间为60s。
54.步骤s2中，所述镀镍处理包括预镀镍处理和后镀镍处理。
55.预镀镍处理的槽液，以质量浓度计，包括：30g/l的nicl2·
6h2o，27g/l的na2sno3·
3h2o，7g/l的h3bo3和7g/l的hf。预镀镍处理的时间为450s。
56.后镀镍处理的槽液，以质量浓度计，包括：30g/l的nicl2·
6h2o，30g/l的na2sno3·
3h2o，7g/l的h3bo3和7g/l的hf。后镀镍处理的时间为1200s。
57.步骤s3中，所述镀银处理包括预镀银处理和后镀银处理。
58.预镀银处理的槽液，以质量浓度计，包括：50g/l的氰化钾，17g/l的硝酸银。预镀银处理的时间为140s。
59.后镀银处理的槽液，以质量浓度计，包括：120g/l的氰化钾，60g/l的硝酸银。后镀银处理的时间为1800s。
60.对比例1
61.本对比例制备了一种导热铝合金薄板材料，与实施例的区别在于，未进行步骤s2的镀镍处理，在步骤s1后，直接进行步骤s3的镀银处理。
62.对比例2
63.本对比例制备了一种导热铝合金薄板材料，与实施例的区别在于，未进行步骤s3的镀银处理，在步骤s1后，只进行了步骤s2的镀镍处理。
64.对比例3
65.本对比例制备了一种导热铝合金薄板材料，与实施例的区别在于，步骤s3的镀银过程中，未进行预镀银，直接一次性镀银。
66.镀银处理的槽液，以质量浓度计，包括：120g/l的氰化钾，60g/l的硝酸银。镀银处
理的时间为1940s。
67.性能测试1
68.测试了实施例和对比例1、2制备的导热铝合金薄板材料的导热性能，采用厚度为0.3mm的6a02铝板进行对照。
69.测试方法为：对材料样件进行取样，大小为15cm～8cm～0.3mm，对样件进行急速升温，将样件温度从室温快速加热到350℃后，测量样件表面10s、30s、60s和90s后的温度。结果如表1所示。
70.表1薄板材料表面温度
[0071][0072]
性能测试2
[0073]
通过扫描电镜观察了实施例制备的导热铝合金薄板材料的横截面形貌，可以观察到基底材料上镀覆的镀镍层和镀银层，镀镍层和镀银层厚度均匀，结合紧密，如图1所示。
[0074]
测试了实施例和对比例1、2制备的导热铝合金薄板材料的表面硬度、膜层结合力，采用厚度为0.3mm的6a02铝板进行对照。
[0075]
其中，表面硬度测试使用显微硬度仪。
[0076]
膜层结合力测试使用hgq新型漆膜划格器，测试结果评价依据的标准为镀层是否有脱落。测试参考的标准为gb/t 9286。
[0077]
导热性能判断的标准为：将板材加工为护手隔热板，装配到自动步枪上，测试连续射击30发子弹后护手隔热板处的表面温度，表面温度小于或等于85℃为合格。需要说明的是，护手隔热板并非射击时手部直接接触的部位，护手隔热板装配到自动步枪上之后，护手隔热板外部还会设置有塑料套件。
[0078]
表2薄板材料的表面硬度与膜层结合力
[0079][0080]
性能测试3
[0081]
将实施例制备的导热铝合金薄板材料，加工为护手隔热板，护手隔热板的侧视图如图2所示，护手隔热板的俯视图如图3所示。根据图2和图3可以看出，导热铝合金薄板材料加工的护手隔热板表面光亮细腻。将护手隔热板装配到自动步枪上，测试了连续射击30发子弹后的护手隔热板表面温度。对照的护手隔热板材质为6a02。结果如表3所示。
[0082]
表3连续射击30发子弹后的护手隔热板表面温度
[0083] 10s后薄板表面温度导热铝合金薄板材料加工的护手隔热板876a02加工的护手隔热板163
[0084]
上面结合实施例对本发明作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。