装饰用的铝合金构件及其生产方法技术

一种装饰用的铝合金构件（１０）包括由铝合金制成的基体（１）和形成在该基体表面上的阳极氧化膜（２）。构成基体（１）的铝合金包含重量百分比为０．１％至３％的Ｚｒ、重量百分比为０．１％至１５％的含铈的稀土元素合金（Ｍｍ）、重量百分比为０．１％至５％的Ｍｇ以及剩余部分的Ａｌ。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种装饰用的铝合金构件和一种用于生产该构件的方法。 在这一
的已有技术中，由熔融的铝合金制成的杆或板被冷模压或热模压成一种所需的形状，然后通过阳极氧化对这种模压制品进行表面处理。在现有技术中，人们已经认识到，熔融铝的机械强度是比较低的。为了增加熔融铝的强度，向铝中加入Mg(镁)和诸如Cu(铜)、Si(硅)以及Zn(锌)之类的添加元素。所得到的铝合金通过阳极氧化或通过低温阳极氧化(硬阳极氧化处理)而得以进行表面处理，从而使其表面硬化。将如此处理的铝合金用作一种装饰构件，例如用作手表的外部零件。如上所述，在现有技术中，考虑到在例如手表的外部零件的使用温度范围内的强度，经常使用包含有添加元素例如Mg、Cu、Si和Zn的熔融铝合金。然而，由于熔融铝合金包含了这些元素，所以这种铝合金的加工温度范围内的机械强度也相对被增强，其结果是，冷模压或热模压这种铝合金就比较困难。具体地说，由于在冷模压或热模压时的塑性变形，所以会出现金属晶体的明显变形，并增加内应力，也就是机械硬化。因此，冷模压性能或热模压性能变差。这样，当将这种铝合金模压成一种复杂的形状时，需要分阶段模压，以获得这种复杂的最终形状，这会导致很高的成本。这种模压铝合金在经过选定的车床加工或钻孔加工之后要进行阳极氧化，以得到例如手表的成品外部零件，随后要进行抛光。然而，阳极氧化之前的铝合金，也就是铝合金的初始晶体结构的表面硬度是比较低的。准确地说，该表面硬度Hv最大为100。这是因为本专利技术的专利技术人将这种铝合金冷模压三次，并且按照JIS A5052-0测量这种模压制品的表面硬度Hv，从而发现所述表面硬度Hv约为70。由于如上所述已有技术中的铝合金的表面硬度低，所以该合金非常易于损坏，在处理时必须格外小心。当该合金进行工业化批量生产时，需要考虑产量会有一定量的降低。进一步说，通过对上述模压制品的表面进行阳极氧化或低温阳极氧化，由于其表面硬化，所以能够确保其抗腐蚀性，并进一步确保其耐磨性。但一般来说，通过阳极氧化或低温阳极氧化而产生的膜的厚度最多只约为20μm。由于这样的事实和上述铝合金初始晶体结构的较低的硬度，当将这种阳极氧化过的合金用作手表的外部零件时，它易于被外力损坏。因此，本专利技术的目的是提供一种装饰用的铝合金构件以及生产这种构件的方法，所述的这种铝合金构件容易被模压成复杂的形状，并且其铝合金晶体结构的硬度高。本专利技术的另一目的是提供一种装饰用的铝合金构件，它的铝合金晶体结构具有高硬度，并且它的阳极氧化膜是透明的和无色的或是有淡淡的颜色，例如灰白色或银白色。按照本专利技术的第一方面，提供一种装饰用的铝合金构件，它包括由铝合金制成的基体以及在该基体表面上形成的一层阳极氧化膜，所述铝合金包含重量百分比为0.1％至3％的Zr、重量百分比为0.1％至15％的含铈的稀土元素合金(下文中将其缩写为Mm)、重量百分比为0.1％至5％的Mg、以及剩余部分的Al。按照本专利技术的第二方面，提供一种装饰用的铝合金构件，它包括由铝合金制成的基体和在该基体上形成的阳极氧化膜，其中，该基体的硬度HRB为50-100，该阳极氧化膜的亮度为50或更高。进一步说，按照本专利技术，提供一种生产装饰用的铝合金构件的方法，该方法包括以下步骤(a)形成一个由具有以下成份含量的铝合金制成的模压坯体，所述铝合金的成份含量为重量百分比为0.1％至3％的Zr、重量百分比为0.1％至15％的Mm、重量百分比为0.1％至5％的Mg以及剩余部分的Al；(b)在温升率为2℃/秒或更高的条件下将该模压坯体加热至200℃-600℃的温度；(c)加工这个已加热的模压坯体；以及(d)对加工过的模压坯体进行阳极氧化处理。通常，从室温(环境温度)开始将该模压坯体加热至200℃-600℃。附图说明图1是示意性地表示手表壳的结构的局部横截面剖示图，这里所述的手表壳是作为本专利技术装饰用的铝合金构件的一个示例；图2是表示生产图1所示的手表壳的方法中的第一个步骤的示意图；图3是表示生产图1所示的手表壳的方法中的第二个步骤的示意图；图4是表示生产图1所示的手表壳的方法中的第三个步骤的示意图；图5是表示生产图1所示的手表壳的方法中的第四个步骤的示意图；图6是表示生产图1所示的手表壳的方法中的第五个步骤的示意图；图7是表示生产图1所示的手表壳的方法中的第六个步骤的示意图；图8是表示生产图1所示的手表壳的方法中的第七个步骤的示意图；图9是表示生产图1所示的手表壳的方法中的第八个步骤的示意图。本专利技术人已经进行了广泛的研究，发现了一种铝合金的组成，这种铝合金可被容易地模压成复杂的形状，并且其初始铝合金晶体结构的硬度可被改进。具体地说，本专利技术提供一种装饰用的铝合金构件，它包括由铝合金制成的基体以及形成在该基体表面上的一层阳极氧化膜，所述铝合金包含重量百分比为0.1％至3％的Zr、重量百分比为0.1％至15％的Mm、重量百分比为0.1％至5％的Mg以及剩余部分的Al。具有上述组成的铝合金在加工温度下强度低，这样容易被模压成复杂的形状。因此，用以获得最终形状的模压次数可比现有技术中的次数少，从而可降低加工成本。此外，本专利技术的铝合金具有改进的硬度，从而在阳极氧化之前能够防止在处理时铝合金构件损坏。如果对该构件进行工业化批量生产，则其产量可高于现有技术的产量。由于本专利技术的铝合金的硬度得到改进，所以在阳极氧化膜形成之后，即使所述铝合金构件受到外力作用，该构件也不容易被损坏。此外，本专利技术人已经发现，在具有上述组成的铝合金的基体上形成阳极氧化膜的情况下，该阳极氧化膜可被作成透明的和无色的、灰白色的或银白色的。其结果是，在使该阳极氧化膜着色的情况下，可以不受该阳极氧化膜的原始颜色的影响而获得所需的颜色。因此，本专利技术的铝合金构件非常适于用作这样的装饰品，即，这种装饰品要求具有浅色色调。以下将描述添加元素的含量。Zr具有这样一种作用，即，添加少量的Zr可以使铝的晶体的晶粒尺寸变小，以提高铝合金的硬度。然而，如果Zr在迅速凝固时形成了过饱和的固溶体并在热加工后保留了固溶体，通过铝合金的阳极氧化而产生的阳极氧化膜将呈现深色。因此，通过使Zr不形成固溶体并使Zr以与铝形成金属间化合物的形态析出，该阳极氧化膜可被制成透明的和无色的、灰白色的或银白色的。在本专利技术的铝合金中，Zr的含量被设置在重量百分比为0.1％至3％的范围内。如果Zr的重量百分比含量小于0.1％，则不能获得添加Zr的效果。如果Zr的重量百分比含量大于3％，则Al-Zr基金属间化合物生长过大，从而使阳极氧化膜呈现深色。为了获得更好的性能，Zr的重量百分比含量最好在1.5％至2.5％。Mm具有这样的作用，即，添加少量的Mm可以导致具有高硬度的金属间化合物大量析出，以提高铝合金的硬度。然而，如果析出的金属间化合物的晶粒过大，通过铝合金的阳极氧化而产生的阳极氧化膜将呈现深色。因此，通过使析出的金属间化合物的晶粒较小，可以将阳极氧化膜的颜色制成灰白色。在本专利技术的铝合金中，Mm的含量被设置在重量百分比为0.1％至15％的范围内。如果Mm的重量百分比含量小于0.1％，则不能获得添加Mm的效果。如果Mm的重量百分比含量大于15％，则金属间化合物生长过大，从而使阳极氧化膜呈现深色。为了获得更好的性能，Mm的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装饰用的铝合金构件，其特征在于，它包括：一个由铝合金制成的基体，所述铝合金包含重量百分比为０．１％至３％的Ｚｒ、重量百分比为０．１％至１５％的Ｍｍ、重量百分比为０．１％至５％的Ｍｇ和剩余部分的Ａｌ；以及在该基体表面上形成的一层阳 极氧化膜。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：桥仓学，服部久雄，锻冶俊彦，武田义信，谷田部光信，城户幸雄，
申请(专利权)人：卡西欧计算机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]