本发明涉及铝合金材料，尤其涉及一种可高温钎焊的al-fe-mn系低导热压铸铝合金。
背景技术：
1、铝热传输材料广泛应用于热交换系统，下游包括汽车、空调、发电站等领域。以新能源车为例，电池热管理是新能源车安全运行的基石。新能源电池运行过程中产生大量热量，保障电池组温度处于最佳工作温度区间(25-40℃)，且单体间的最大温差不超过5℃，对于动力电池组性能的保障具有重要意义。当温度接近60℃时电池内部活性物质会分解进而出现“热失控”现象，致使温度骤升至400-1000℃，进而导致起火甚至爆炸。
2、钎焊是三大焊接工艺重要门类，适用于结构复杂的液冷系统装配。钎焊是利用熔点比母材(被钎焊材料)熔点低的填充金属(称为钎料或焊料)，在低于母材熔点、高于钎料熔点的温度下，用液态钎料润湿母材和填充工件接触间隙并使其与母材相互扩散的焊接方法。钎焊具有变形小、焊接点光滑美观的优点，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件。
3、新能源汽车热管理系统的流道板等液冷板基板，目前多采用热锻或机加工的方式生产，然后通过钎焊工艺与盖板进行焊接。这种加工方式流程长、成本高、效率低，随着真空压铸尤其是超高真空压铸技术的不断成熟，使用真空压铸工艺取代热锻或者机加工方式生产基板成为可能，但是传统的压铸铝合金由于si含量高，熔化温度一般低于590℃，无法满足钎焊要求(钎焊温度一般在595-610℃)，因此市场急需开发可以满足钎焊要求的，且铸造性能和力学性能均可满足要求的新型压铸铝合金材料。
4、cn113897519a公开了一种真空压铸实现真空钎焊的al-mn-mg-si-ti-sn铸造合金及其制备方法，所述al-mn-mg-si-ti-sn铸造合金成分按质量百分比计算为：mn1.6～2.4％，mg0.45～0.9％，si0.2～0.6％，ti0.1～0.2％，sn0.5～1.5％，余量为al和杂质，杂质fe含量≤0.5％，所述al-mn-mg-si-ti-sn铸造合金的常温抗拉强度≥200mpa，屈服强度≥150mpa，延伸率≥15％，所述al-mn-mg-si-ti-sn铸造合金可与4004包覆翅片进行真空钎焊焊接成形以获得铝合金水冷散热器；专利中含有0.45～0.9wt％的mg元素，众所周知，mg含量高的铝合金只能进行真空钎焊而不能适用于业界普遍使用的nocolok钎焊工艺进行钎焊，这是由于钎焊中的钎剂高温下会和mg元素发生“毒化反应”，使得钎剂失活导致钎焊质量不理想，故该专利涉及产品的钎焊工艺具有很大局限性。
5、cn116334454a公开了一种可钎焊免热处理压铸铝合金材料及其制备方法和应用，严格控制了mg含量范围上限为≤0.5wt％，但是添加了贵重稀土元素sc,而且对本技术方案的进一步补充，所述的合金中mn、sc、ce、cs和zr以中间相合金非晶纳米粉体的形式进行添加。非晶纳米粉体的制备方式为：采用急冷块体旋转技术结合高能球磨机的方式对al-mn、al-sc、al-ce、al-cs和al-zr进行处理，制得中间相合金非晶纳米粉体。所述中间相合金非晶纳米粉体运用急冷块体旋转技术。上述合金材料成分及制备工艺造成材料成本明显偏高，性能偏低，所述的压铸铝合金的常温抗拉强度为130-180mpa，屈服强度≥75mpa，延伸率≥16％。
6、cn116377262a公开了可用于钎焊的高压铸造铝合金的制作方法。该专利申请所公开的合金中添加了5-12％的稀土元素，所述稀土被实施为选自镧或铈中的至少一种，高压铸造的铝合金在铸态时>110mpa的拉伸屈服极限rp0.2，同时>5.0％的断裂延伸率a，>210mpa的抗拉强度rm。合金中大量使用稀土元素，在造成材料成本提高的同时，不利于材料的再回收循环利用。该合金并未披露导热性能。
7、cn115679159a公开了一种高温钎焊用al-ni-mn合金材料，所述al-ni-mn合金材料按质量百分百计为：ni3-3.5％、mn1.0-1.2％、余量为铝和不可避免的杂质元素，每种杂质元素含量≤0.1％，杂质元素总量≤0.3％。ni元素的大量加入可以一定程度在造成材料成本高的同时对合金铸造性能提升有限，该专利为了进一步缓解材料在凝固过程中收缩和热裂问题，又引入流变压铸工艺，通过外场处理，降低浆料温度，缓解凝固收缩和热裂问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可高温钎焊的al-fe-mn系低导热压铸铝合金。解决现有的可高温钎焊压铸铝合金成本偏高，导热率偏高而低导热场合无法适用的问题，提供一种更具性价比的、适合高温钎焊的al-fe-mn系低导热压铸铝合金。
2、实现上述目的本发明的技术方案为，一种可高温钎焊的低导热压铸铝合金材料，由以下材料按照质量百分比组成：fe：0.6-1.8wt％；mn：1.2-2.7wt％；si：0.1-0.6wt％；cr：0.22-0.68wt％；ti：0.15-0.45wt％；sm：0.01-0.05wt％；mg≤0.6wt％；mo≤0.4wt％；v≤0.4wt％；zr≤0.4wt％；ni≤1.0wt％；微量杂质的单个元素的含量≤0.05wt％，且微量杂质的总量≤0.15wt％，余量为铝和不可避免的杂质，其中锰和铁的质量比值为1.8-2.2，铬和钛的质量比值为1.5-2.0，c值(c＝(mn-fe)/sm)控制范围为50-90。
3、本发明的可高温钎焊al-fe-mn系低导热压铸铝合金，铸态时抗拉强度为200-240mpa，屈服强度为125-145ma，断后伸长率为3.5-6％，布氏硬度hb为65-75；钎焊后抗拉强度为150-190mpa，屈服强度为95-115mpa，断后伸长率为5-8％，布氏硬度hb为50-60。
4、本发明的可钎焊al-fe-mn系低导热压铸铝合金，热导率为80-100w/(m.k)，适合于要求低导热的场景使用。
5、本发明的可钎焊al-fe-mn系低导热压铸铝合金，固相线温度为625-640℃，可满足595-610℃的高温钎焊温度要求，且有足够安全区间。
6、本发明的可钎焊al-fe-mn系低导热压铸铝合金，流动流动指数为540-600，热裂指数为110-190。
7、进一步优选地，锰和铁的质量比值为1.85-2.15。铬和钛的质量比值为1.6-1.9。
8、(mn-fe)/sm比值为55-85。
9、进一步优选地，上述可高温钎焊的al-fe-mn系低导热压铸铝合金，制备方法为：将铝锭、alfe10中间合金、almn10中间合金、alti10中间合金、alcr10中间合金、alsi20中间合金、alsm10中间合金投入熔炼炉，升温至780-800℃，等待合金熔化后充分搅拌，保温3-4小时，然后降温至735-745℃，使用熔炼炉内旋转除气机，连通压力为0.2-0.3mpa的氩气，控制转子转速370-390r/min，氩气流量10-20m3/h，精炼除气20-30min，得到成分合格的可高温钎焊低导热压铸铝合金熔体；采用压铸机进行真空高压铸造，铸造压力为110-1300bar，慢压射速度为0.1-0.3m/s；快压射速度为4-6m/s；模具温度和料筒温度为16--200℃；型腔真空度<30mbar。
10、进一步优选地，铸造压力为1200-1300bar。
11、进一步优选地，模具温度和料筒温度为180-200℃。
12、本发明的可钎焊al-fe-mn系低导热压铸铝合金，将fe和mn作为主合金化元素，主要是考虑到：1)al-fe共晶范围温度为655℃，al-mn共晶范围温度为657℃,fe和mn的添加均不会明显降低合金的固相线温度；2)fe、mn对于防止粘模，提升模具寿命，均有良好效果；3)fe、mn共晶点均在1.8-1.9％，合理控制添加比例，可以有效提升合金的铸造性能，本发明通过n-tec模具测试合金铸造性能，经过大量试验验证，确定最佳锰和铁的质量比值a值(mn/fe)为1.8-2.2，在此比值范围内，合金在保持良好流动性的同时，热裂指数最低；4)合金的低成本、可回收。
13、本发明的可钎焊al-fe-mn系低导热压铸铝合金，将cr和ti作为次要合金化元素，并将其质量比值b值(cr/ti)控制在1.5-2.0，主要是因为：1)cr和ti在本发明合金体系中起到降低热导率的重要作用；2)通过大量试验和微观组织分析发现，铬和钛的质量比值b值(cr/ti)为1.5-2.0时，对于alfemn相、alsifemn相的异化效果最好，降低合金热导率的效果最佳。
14、本发明的可钎焊al-fe-mn系低导热压铸铝合金，将si和稀土元素sm作为微合金化元素的主要原因是：1)0.1-0.6wt％si可提升合金铸造性能的同时，不显著降低合金的固相线温度；2)微量稀土元素sm的添加，可有限细化α-al相，变质alfemn相、alsifemn相，提高合金的力学性能。本发明专利中，将sm的添加比例控制在0.01-0.03wt，同时控制c值(c＝(mn－fe)/sm)为50-90，从而达到最佳的细化、变质效果。
15、本发明的可高温钎焊al-fe-mn系低导热压铸铝合金，将mg、v、zr、ni作为杂质元素控制，并保持在较高的含量范围上限，是因为：1)mg元素作为杂质控制，上限范围控制在≤0.6wt％，在真空钎焊条件下，可以按照中上限添加提高材料强度。当使用氟铝酸钾钎剂进行钎焊时，镁含量按中、下限控制或者不添加，依靠mn、ti、cr等元素的弥散强化效果也可以获得良好的力学性能指标；2)v、zr含量上限控制在0.4wt％，主要作用是在较窄范围内调节合金的热导率进行使用；3)ni元素含量上限控制在1％，只要是用来调整合金的铸造性能使用。需要特别说明的是，这些合金元素之所以作为杂质元素控制，是因为起作用在本合金体系中并非是不可或缺的，即这些元素即使完全不添加，并不会影响本发明合金的应用。
16、本发明的优点和有益效果：
17、1)通过对主元素fe、mn，次要合金化元素cr、ti，微合金化元素si、sm含量范围及元素质量比值a值、b值、c值的有效控制，实现了合金固相线温度、铸造性能、钎焊前后力学性能、热导率的最佳平衡，可以满足液冷板基板零件的性能使用要求、真空压铸工艺要求和高温钎焊工艺要求。
18、2)不添加sc、pr等贵重稀土元素，材料成本大幅降低；不将ni、zr、v等作为必须类添加元素，有利于回收再利用、降低材料成本。
1.一种可高温钎焊的al-fe-mn系低导热压铸铝合金，其特征在于，所述铝合金包含：fe：0.6-1.8wt％；mn：1.2-2.7wt％；si：0.1-0.6wt％；cr：0.22-0.68wt％；ti：0.15-0.45wt％；sm：0.01-0.05wt％；mg≤0.6wt％；mo≤0.4wt％；v≤0.4wt％；zr≤0.4wt％；ni≤1.0wt％；微量杂质的单个元素的含量≤0.05wt％，且微量杂质的总量≤0.15wt％，余量为铝和不可避免的杂质，锰和铁的质量比值为1.8-2.2，铬和钛的质量比值为1.5-2.0，(mn-fe)/sm比值为50-90，铸态时抗拉强度为200-240mpa，屈服强度为125-145ma，断后伸长率为3.5-6％，布氏硬度hb为65-75；钎焊后抗拉强度为150-190mpa，屈服强度为95-115mpa，断后伸长率为5-8％，布氏硬度hb为50-60，热导率为80-100w/m.k，固相线温度为625-640℃，流动指数为540-600，热裂指数为110-190。
2.根据权利要求1所述的可高温钎焊的al-fe-mn系低导热压铸铝合金，其特征在于，所述铝合金包含：fe：0.8-1.5wt％；mn：1.6-2.2wt％；si：0.1-0.4wt％；cr：0.32-0.58wt％；ti：0.25-0.40wt％；sm：0.01-0.03wt％；mg≤0.5wt％；mo≤0.3wt％；v≤0.3wt％；zr≤0.3wt％；ni≤0.8wt％；微量杂质的单个元素的含量≤0.05wt％，且微量杂质的总量≤0.15wt％，余量为铝和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的可高温钎焊的al-fe-mn系低导热压铸铝合金，其特征在于，锰和铁的质量比值为1.85-2.15。
4.根据权利要求1所述的可高温钎焊的al-fe-mn系低导热压铸铝合金，其特征在于，铬和钛的质量比值为1.6-1.9。
5.根据权利要求1所述的可高温钎焊的al-fe-mn系低导热压铸铝合金，其特征在于，(mn-fe)/sm比值为55-85。
6.根据权利要求1～5任一权利要求所述的可高温钎焊的al-fe-mn系低导热压铸铝合金，其特征在于，制备方法为：
7.根据权利要求6所述的可高温钎焊的al-fe-mn系低导热压铸铝合金，其特征在于，铸造压力为1200-1300bar。
8.根据权利要求6所述的可高温钎焊的al-fe-mn系低导热压铸铝合金，其特征在于，模具温度和料筒温度为180-200℃。
