一种兼具装饰和电磁防护功效的铝合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种兼具装饰和电磁防护功效的铝合金材料及其制备方法。所述铝合金材料配方包括合金元素Al、Si、Mg、Cu、Fe，各合金元素的原料要求是纯度为99% 以上的纯元素粉末，并且按重量百分比为：Si 0.25~0.35%，Mg 0.5~0.7%，Fe ≤ 0.15%，Cu ≤0.07%，余量为Al，各组分之和为100%。合金配料为10μm 铜粉、2μm 铝粉、20μm 镁粉、6~9μm 硅粉和2~3μm 铁粉。所述合金制备方法包括配料、研磨、烧结、热处理、挤压、固溶、时效、阳极氧化、喷涂、着色等步骤。本发明专利技术将铝合金的配料、制作、涂覆电磁防护材料、着色等工序一条龙完成，节约了中间工序，降低了生产成本，并且一次性生产出兼具装饰效果和电磁防护功能的铝合金材料。

【技术实现步骤摘要】
一种兼具装饰和电磁防护功效的铝合金及其制备方法
本专利技术属于新型材料
，具体涉及一种兼具装饰和电磁防护功效的铝合金及其制备方法。
技术介绍
铝是一种银白色的金属，具有密度低，只有2.79/cm3，约为钢、铜或黄铜的密度(分别为7.839/cm3，8.939/cm3)的1/3。导电性和导热性好、塑性高、抗腐蚀性能好等特点，铝的表面具有高度的反射性，辐射能、可见光、辐射热和电波都能有效地被铝反射，而阳极氧化和深色阳极氧化的表面可以是反射性的，也可以是吸收性的，抛光后的铝在很宽波长范围内具有优良的反射性，因而具有各种装饰用途及具有反射功能性的用途。铝的化学性质活泼，在空气中易与氧结合，表面形成一层致密坚固的氧化铝薄膜，可保护内层金属不再继续氧化，故在大气中有极好的稳定性。铝在大自然中的蕴藏量非常丰富，铝在地壳中的含量为7.45％，仅次于氧和硅，我国铝土矿的储量也居世界前列，探明储量有6.3亿吨，而且它是一种具有很强再生性的金属，它的“绿色生命力”可供持续发挥。由于纯铝的硬度较小，所以难以作为结构性材料使用，为了充分利用铝的其它优良性能，改善铝的机械强度，通常是通过添加其他金属成分，生成不同种类的铝合金。在现代生活中，铝及铝合金已经广泛地应用在各种行业中。铝合金具有以下优点：(1)密度小：密度小对于航天航空器、船舶、车辆等交通工具及建筑物轻量化非常有益，在交通运输中，能大大减少油耗，同时也可以节省搬运费和加工费，降低成本，在工业、建筑业、民用业等领域的应用越来越广泛。(2)良好的耐腐蚀性、耐候性：铝及铝合金在大气中能够形成一层硬而且致密，具有良好抗腐蚀性能的氧化膜，通过阳极氧化、电泳涂漆、粉末喷涂等表面处理，可进一步提高铝材的抗腐蚀性。(3)良好的机加工性和装饰性：铝合金具有良好的可塑性，可加工成各种规格、形状的产品，通过表面处理可生成不同性质、不同颜色的膜层，具有良好的装饰性。(4)良好的导热性：铝合金的导热率大约是铜的50.6％，这对制造热交换器、蒸发器、加热电器、炊事用具，以及汽车的缸盖与散热器非常有利。(5)良好的可锻性：铝合金可以锻造成强度高、形状与品种繁多的锻件，它们的最终部件锻造设计标准的选择范围非常宽泛。(6)良好的可焊性：铝合金可用各式各样的方法连接，包括熔焊、电阻焊、硬焊、软焊、粘结以及诸如铆接和栓接之类的机械方法。(7)极高的回收性：再生铝合金的特性与原生铝合金几乎没有差别，这点使铝合金成为环保人士的宠儿，环保性相当好。(8)铝合金有高的比强度、比刚度、断裂韧性和疲劳强度，用其代替钢铁材料可大大减轻零构件的重量，增加结构的稳定性。作为一种工程结构材料，在液体导弹、运载火箭和飞机中得到广泛应用，在其它行业应用也十分广泛。(9)特定铝合金具有高电阻率，这些合金可用于如高转矩的电动机中。电磁屏蔽是利用电磁屏蔽体对电磁波产生衰减的作用，减少电磁辐射带来的各种不利影响与危害。现今已是手机、电脑普及时代，为了防止各种工业用设备及民用电气设备由于电磁波干扰产生的危害，以及防止因信息泄漏造成机密被窃听，采用电磁屏蔽技术是非常必要的。随着信息社会的飞速发展和电子机器的广泛使用，城市人居空间电磁辐射密度越来越大。电子产品和技术在给人们带来巨大便利的同时，也同时带来了危害。主要表现在电磁辐射不仅对电子机器产生干扰，使电子机器出现误动，影响机器的正常工作，甚至出现严重事故和危害，也会产生信息泄露，出现严重的信息安全问题。另外，研究表明，长期在电磁辐射条件下工作生活，也会对人们的身心健康造成危害。因此，国际卫生组织已经将电磁辐射列为继水、空气、固体废弃物污染后的第四大污染，电磁辐射保护也已经成为国际上十分关注的热点研究问题。电磁波吸收材料的原理是，能够将入射的电磁波在材料内部吸收，并转变成热能。其吸收机制主要有以下三种：一是电阻性吸收，这种吸收材料，有一定导电性，在电磁波作用下，内部发生电子运动，在克服内部晶格阻力时，发生电能与热能的相互转化，电磁波能量被吸收；二是介电性吸收，材料在高频电磁场作用下，原来绝缘的材料内部分散质由于电容及电感效应产生导电性，克服阻抗，产生电子流动，电磁波频率越高，效果越显著，发生电能与热能的相互转化，电磁波能量被吸收；三是磁性吸收，主要采用磁性材料，其内部相当于有众多的微小磁体，内部磁体方向改变将有一定的时间延迟，产生阻力，等价于电阻现象，发生电能与热能的相互转化，电磁波能量被吸收。随着工业产品的高频化和国际化，电磁屏蔽技术的应用也变得越来越有必要，另外，对于屏蔽产品的可靠性和成本要求也会愈加严格。一方面，各个工业企业都在谋求缩小设备投资，另一方面，对用于一般建筑物的屏蔽技术，就要考虑降低成本以便于推广应用的问题。现在，薄板型的电磁波吸收体已部分投入实际使用，如前面已说明的，对于一般建筑物等考虑应用屏蔽技术的场合，有必要对手机等的特定屏蔽对象进行屏蔽。因此，使用薄板型电磁波吸收体，不仅仅是屏蔽（反射）电磁波，而且是防止电磁波从内向外或从外向内泄漏所采取的一种方法。然而，这种薄板型电磁波吸收体仍然存在一些缺点。由于使用上的不方便和成本昂贵等原因，无法在建筑领域大规模应用。而且对电磁波的屏蔽效率还比较低，不能适应人们对电磁辐射的防护需求。
技术实现思路
为了克服现有的薄板型电磁波吸收体存在的成本高、吸收效率较低等问题，本专利技术提供一种兼具装饰和电磁防护功效的铝合金材料及其制备方法。所述材料具有装饰性强、成本低、电磁吸收效率高等优点，能够应用于建筑领域等需要大范围装饰和电磁防护的场合，所述制备方法从原理配方、炼制、处理、成型一条龙，简化了产品生产流程，缩短了生产周期。为实现上述目标，本专利技术采用以下技术方案：一种铝合金材料配方，其特征在于，合金元素为Al、Si、Mg、Cu、Fe，各合金元素的原料要求是纯度为99%以上的纯元素粉末，并且按重量百分比为：Si0.25~0.35%，Mg0.5~0.7%，Fe≤0.15%，Cu≤0.07%，余量为Al，各组分之和为100%。合金配料为10μm铜粉、2μm铝粉、20μm镁粉、6~9μm硅粉和2~3μm铁粉。一种兼具装饰和电磁防护功效的铝合金制备方法，包括如下步骤：1）配料：按照如下组分配置合金原料，Si0.25~0.35%，Mg0.5~0.7%，Fe≤0.15%，Cu≤0.07%，余量为Al，各组分之和为100%；其中，Al、Si、Mg、Cu、Fe为纯度99%以上的纯元素粉末，合金配料为10μm铜粉、2μm铝粉、20μm镁粉、6~9μmSi粉和2~3μm铁粉。2）研磨：元素粉末在轻型球磨机上以180转/分钟的速度球磨24h。3）烧结：复合料体在真空热压烧结炉中进行低温高压真空热压烧结，真空度≤0.01Pa，烧结温度为560℃，烧结时间为5h，烧结压力为100MPa，4）热处理：对采用低温高压真空热压烧结的烧结体进行高温固溶热处理，温度为650℃，真空度≤0.01Pa，烧结时间15h。5）挤压：烧结后的试样经过热挤压，挤压前模具预热温度为485℃，挤压比为4：1~15：1，挤压速率为1.5m/min。6）固溶：挤压件在470℃进行一级固溶2h，之后升温至485℃二级固溶3h。7）时效：挤压件在完成二级固溶后，淬入室温水中，然后在120℃进行一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金材料配方，其特征在于：所述合金元素为Al、Si、Mg、Cu、Fe ，各合金元素的原料要求是纯度为99% 以上的纯元素粉末，并且按重量百分比为：Si 0.25~0.35%，Mg 0.5~0.7%，Fe ≤ 0.15%，Cu ≤0.07%，余量为Al，各组分之和为100%；合金配料为10μm 铜粉、2μm 铝粉、20μm 镁粉、6~9μm 硅粉和2~3μm 铁粉。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金材料配方，其特征在于：所述合金元素为Al、Si、Mg、Cu、Fe，各合金元素的原料要求是纯度为99%以上的纯元素粉末，并且按重量百分比为：Si0.25~0.35%，Mg0.5~0.7%，Fe≤0.15%，Cu≤0.07%，余量为Al，各组分之和为100%；合金配料为10μm铜粉、2μm铝粉、20μm镁粉、6~9μm硅粉和2~3μm铁粉。2.一种兼具装饰和电磁防护功效的铝合金制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：1）配料：按照如下组分配置合金原料，Si0.25~0.35%，Mg0.5~0.7%，Fe≤0.15%，Cu≤0.07%，余量为Al，各组分之和为100%；其中，Al、Si、Mg、Cu、Fe为纯度99%以上的纯元素粉末，合金配料为10μm铜粉、2μm铝粉、20μm镁粉、6~9μmSi粉和2~3μm铁粉；2）研磨：元素粉末在轻型球磨机上以180转/分钟的速度球磨24h；3）烧结：复合料体在真空热压烧结炉中进行低温高压真空热压烧结，真空度≤0.01Pa，烧结温度为560℃，烧结时间为5h，烧结压力为100MPa；4）热处理：对采用低温高压真空热压烧结的烧结体进行高温固溶热处理，温度为650℃，真空度≤0.01Pa，烧结时间15h；5）挤压：烧结后的试样经过热挤压，挤压前模具预热温度为485℃，挤压比为4：1~15：1，挤压速率为1.5m/min；6）固溶：挤压件在470℃进行一级固溶2h，之后升温至485℃二级固溶3h；7）时效：挤压件在完成二级固溶后，淬入室温水中，然后在120℃进行一级时效24h，升温至180℃二级时效2h，降温至120℃三级时效24h；8）清洗覆膜：将工件表面清洗后涂覆保护...

【专利技术属性】
技术研发人员：张友孝，
申请(专利权)人：湖北万佳宏铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42