一种可阳极氧化的高性能压铸铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种可阳极氧化高性能压铸铝合金及其制备方法，所述压铸铝合金中各组分的重量百分比为：Mn：0.5wt%‑3.0wt%；Mg：0.5wt%‑2.50wt%；D：0.1wt%‑1.0wt%；其中D为单质Y、Sc、RE中的一种或两种以上元素；余量为Al和不可避免的杂质。其中不可避免的杂质重量百分比为：Fe≤0.10wt%，Si≤0.10wt%，Cu≤0.10wt%。该铝合金材料构成简单，可通过普通阳极氧化并染彩色后，得到高光洁度的表面，还具有高强、高塑性等综合力学性能；可着彩色、铸造性能良好、可机械加工和耐腐蚀性良好，能够满足3C产品外观件使用要求，降低生产成本，提升效率。

High performance die casting aluminum alloy capable of anodic oxidation and preparation method thereof

The invention provides a high performance casting Aluminum Alloy anodic oxidation and a preparation method thereof, wherein the die casting Aluminum Alloy in weight percentage of each component is Mn:0.5wt% 3.0wt% Mg:0.5wt%; 2.50wt%; D:0.1wt% 1.0wt%; D Y, Sc, RE element in one or more than two elements; residual impurities Al and inevitable. The weight percentage of impurities inevitable: Fe = 0.10wt%, Si = 0.10wt%, Cu = 0.10wt%. The Aluminum Alloy material has the advantages of simple structure, through conventional anodic oxidation and dye color, get a high gloss finish, also has high strength and high plasticity mechanical properties; with color, good casting properties, good corrosion resistance and mechanical processing, can meet the 3C product appearance requirements, reduce the production cost to improve the efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种可阳极氧化的高性能压铸铝合金及其制备方法
本专利技术属于金属材料领域。涉及压铸铝合金材料
，更具体的说，涉及一种可阳极氧化的压铸铝合金及其制备方法。
技术介绍
压铸铝合金作为一类铝合金，其含合金元素较多，不易进行阳极氧化着色处理，难以形成良好稳定的膜层。当前随着人们生活水平的提高，对一些铝合金制品的表面装饰功能和防腐功能的需求越来越多，为了适应有一定力学性能，并且耐蚀性良好的一般装饰件及外观件规模化生产的要求，市场上迫切需求一种可阳极氧化并可着彩色的压铸铝合金。目前工业应用的压铸铝合金主要有以下几大系列：Al-Si系、Al-Mg系、Al-Cu系、Al-Zn系等。Al-Si系合金目前应用最广的压铸铝合金，一经化学处理后，表面即发灰、发黑，机械性能较差，脆性较大。Al-Mg系合金压铸件可氧化着色，但压铸性能较差，容易形成粘模、热裂、浇不足和冷隔、疏松等缺陷，机械性能与表面硬度也不高。Al-Zn系合金强度虽高，但存在着铸造流动性和充型性差的问题，甚至还有热裂倾向。Al-Cu系合金虽然流动性好，但存在着极大脆性，产品极易脆断，无法实现真正的生产应用。针对以上压铸铝合金存在的问题，不适合对表面光洁度高，又对耐磨、耐蚀、强度、塑性、压铸性能有要求的压铸件。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述已有技术中存在的不足，提供一种可阳极氧化的压铸铝合金，使其既有优良的表面处理性能，又具有良好的力学性能与压铸性能。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术提供一种可阳极氧化的高性能压铸铝合金，各组分按照重量百分比为：Mn：0.5wt%-3.0wt%；Mg：0.5wt%-2.50wt%；D：0.1wt%-1.0wt%，其中D为单质Y（钇）、Sc（钪）、RE(稀土)中的一种或两种以上元素；余量为Al和不可避免的杂质。优选地，上述的Mn：1.5wt%-2.5wt%；Mg：0.8wt%-1.5wt%；D：0.3wt%-0.8wt%。不可避免的杂质的重量百分比为：Fe≤0.10wt%，Si≤0.10wt%，Cu≤0.10wt%。更优选地，上述的Mn：2.0wt%；Mg：1.0wt%；Y：0.5wt%。本专利技术还提供上述的可阳极氧化的高性能压铸铝合金的制备方法，主要包含步骤：1）准备好原料：配方量的纯度≥99.9wt%的纯铝锭、纯度≥99.9wt%的纯镁锭、Al-Mn中间合金、D，其中D为单质Y、Sc、RE中的一种或两种以上元素或中间合金；助熔剂：覆盖剂、精炼剂和变质剂；2）干燥：将准备好的原料进行干燥处理；3）熔融合金化：将称量好的铝锭、Al-Mn中间合金锭放入预热的坩埚中并加入覆盖剂加热熔化，待铝锭、铝-锰中间合金锭全部熔化后，加入已称量好的Al-D中间合金与纯镁锭，使其充分熔化而不烧损；继续加热，待合金充分熔化后，搅拌均匀；4）精炼：在熔化的合金熔液中加入精炼剂，均匀转动，待精炼剂充分反应，将熔液中的夹杂、气体带出；5）除渣：清理合金熔液中残留的氧化物，将熔液表面的夹杂物捞出；6）变质处理：预热变质剂，将变质剂压入合金熔液的液面，逐渐熔化使其产生变质效果，然后静置；7）浇铸：对变质处理后的合金进行浇注，浇注温度为720-745℃之间，浇注成压铸用合金锭或压铸块。优选地，步骤1）所述的覆盖剂是SY-LF1，精炼剂是六氯乙烷，变质剂是K2ZrF6（氟锆酸钾）优选地，步骤2）中，Mg、Al在100℃±10℃温度下烘干，Al-Mn中间合金和Al-D中间合金在150℃±10℃温度下烘干。优选地，步骤3）中，覆盖剂的用量为占炉料质量的0.3-0.5wt%；步骤4）中，精炼剂的用量为炉料质量的0.5wt%-0.7wt%。步骤6）中，变质剂用量为炉料质量的2.5wt%。专利技术人通过大量的研究，证实在Al中添加金属元素Mn、金属元素Mg与金属元素D，能够阳极氧化着色及具有良好的压铸性能与力学性能：1、本专利技术中合金元素简单，不含Si元素，不能形成难阳极氧化的Si质点而成分又接近纯铝，因此能够阳极氧化并且着色效果良好。2、本专利技术通过添加金属元素锰，与合金中的铝形成了高于基体熔点的Al6Mn颗粒相，使合金拉伸时的位错滑移受到有效抑制，从而使合金的强度得到提高。3、本专利技术通过添加金属元素D（D为Y、Sc、RE中的一种或两种元素），不仅可以细化晶粒，同时可以改善合金流动性，提高压铸铝合金的压铸性能。4、本专利技术通过添加金属元素镁，与铝形成了Al12Mg17相，弥散相细小分布在铝基体中，可以阻碍再结晶晶粒的生长，有效的细化晶粒，提高了合金强度与塑性。为让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，作详细说明如下。具体实施方式实施例1备料：原料配比（质量比）：Mn（Al-Mn中间合金锭）：2.0%，镁（纯度≥99.9wt%的纯镁锭）：1.0%，Y（Al-Y中间合金锭）：0.5%，余量为铝（纯度≥99.9wt%的纯铝锭）。助熔剂为：覆盖剂SY-LF1、精炼剂和变质剂K2ZrF6。干燥：将准备好的原料进行干燥处理，其中，Mg、Al在100℃±10℃温度下烘干，而Al-Mn中间合金锭和Al-Y中间合金锭在150℃±10℃温度下烘干，烘干的作用是为了去除原料中的水分。熔融合金化：首先将坩埚预热至200-250℃，将称量好的铝锭、Al-Mn中间合金锭放入坩埚中并加入覆盖剂加热熔化，待铝锭、铝-锰中间合金锭全部熔化后，加入已称量好的Al-Y中间合金锭与纯镁锭，加入纯镁锭时可将镁锭压入金属液下方，使其充分熔化而不烧损。继续加热，待合金充分熔化后，搅拌均匀，整个熔化过程的时间控制在2-3小时，且铝合金熔液的最终温度控制在720-750℃。在整个熔化过程中不时均匀地撒入覆盖剂，撒覆盖剂时：不使金属表面启燃，加入量尽量小，能够覆盖住熔液表面即可，覆盖剂的用量约占炉料质量的0.3-0.5wt%；精炼：在700-720℃时用钟罩将精炼剂六氯乙烷分批压入熔液面下约2/3处，均匀缓慢做顺时针转动，待六氯乙烷充分反应，将熔液中的夹杂、气体带出。搅动时速度要缓慢，避免搅动的频率过大，使得六氯乙烷在铝液中反应激烈，熔液不停地翻滚，熔液中的镁与氧大量接触，产生燃烧，增加烧损量，可能造成镁量的急剧减少。六氯乙烷的用量为炉料质量的0.5wt%-0.7wt%。在电阻炉内熔化，精炼时间在10min以内。以清除合金液中的非金属夹杂物；除渣：当使用六氯乙烷充分精炼后，将钟罩取出，清理掉残留的氧化物，将熔液表面的夹杂物用打渣勺捞出。变质处理：先将变质剂K2ZrF6在炉边预热5-10分钟，使其挥发尽吸入的水蒸气。当合金温度达到720-740℃时，将变质剂压入合金液面，逐渐熔化使其产生变质效果，然后静置。整个操作时间为8-12分钟。变质剂用量一般约为炉料的2.5wt%。浇铸：合金变质处理后4-10分钟应立即进行浇注，浇注温度为720-745℃之间，浇注成压铸用合金锭或压铸块，制得铝合金铸锭A1，所得到的铝合金的化学成分检测结果见表1，强度性能测试结果见表2实施例2原料以及制备方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于：Mn（Al-Mn中间合金锭）：1.0%，镁（纯度≥99.9wt%的纯镁锭）：1.0%，Y（Al-Y中间合金锭）：0.5%，制得铝合金铸锭A2，所得到的铝合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可阳极氧化的高性能压铸铝合金的制备方法，其中可阳极氧化的高性能压铸铝合金的各组分按照重量百分比为：Mn：0.5wt％‑3.0wt％；Mg：0.5wt％‑2.50wt％；D：0.1wt％‑1.0wt％，其中D为单质RE中的一种或两种以上元素；余量为Al和杂质，其特征在于，包含步骤：1)准备好原料：配方量的纯度≥99.9wt％的纯铝锭、纯度≥99.9wt％的纯镁锭、Al‑Mn中间合金锭、D锭，其中D为单质RE中的一种或两种以上元素；助熔剂：覆盖剂、精炼剂和变质剂；2)干燥：将准备好的原料进行干燥处理；3)熔融合金化：将称量好的纯铝锭、Al‑Mn中间合金锭放入预热的坩埚中并加入覆盖剂加热熔化，待纯铝锭、铝‑锰中间合金锭全部熔化后，加入已称量好的D锭与纯镁锭，使其充分熔化而不烧损；继续加热，待合金充分熔化后，搅拌均匀；4)精炼：在熔化的合金熔液中加入精炼剂，均匀转动，待精炼剂充分反应，将熔液中的夹杂、气体带出；5)除渣：清理合金熔液中残留的氧化物，将熔液表面的夹杂物捞出；6)变质处理：预热变质剂，将变质剂压入合金熔液的液面，逐渐熔化使其产生变质效果，然后静置；7)浇铸：对变质处理后的合金进行浇铸，浇铸温度为720‑745℃之间，浇铸成压铸用合金锭或压铸块。...

【技术特征摘要】
1.一种可阳极氧化的高性能压铸铝合金的制备方法，其中可阳极氧化的高性能压铸铝合金的各组分按照重量百分比为：Mn：0.5wt％-3.0wt％；Mg：0.5wt％-2.50wt％；D：0.1wt％-1.0wt％，其中D为单质RE中的一种或两种以上元素；余量为Al和杂质，其特征在于，包含步骤：1)准备好原料：配方量的纯度≥99.9wt％的纯铝锭、纯度≥99.9wt％的纯镁锭、Al-Mn中间合金锭、D锭，其中D为单质RE中的一种或两种以上元素；助熔剂：覆盖剂、精炼剂和变质剂；2)干燥：将准备好的原料进行干燥处理；3)熔融合金化：将称量好的纯铝锭、Al-Mn中间合金锭放入预热的坩埚中并加入覆盖剂加热熔化，待纯铝锭、铝-锰中间合金锭全部熔化后，加入已称量好的D锭与纯镁锭，使其充分熔化而不烧损；继续加热，待合金充分熔化后，搅拌均匀；4)精炼：在熔化的合金熔液中加入精炼剂，均匀转动，待精炼剂充分反应，将熔液中的夹杂、气体带出...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓邦惠，余云，
申请(专利权)人：苏州凯宥电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32