一种铝基材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种铝基材料及其制备方法和应用。一种铝基材料，组分包括合金元素和铝；按占所述铝基材料的质量百分数计，所述合金元素包括：铜0.55～0.90％；锰0.05～0.12％；硅0.60～0.88％；镁0.62～0.82％；锆0.02～0.08％；锶0.02～0.08％；钛0.002～0.010％；铁≤0.10％；铬＜0.01％。本发明专利技术的铝基材料，通过成分的配比，能够改善所得铝基材料的变形性能、耐腐蚀性能、外观性能和力学性能。外观性能和力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种铝基材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于铝合金
，具体涉及一种铝基材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]日常生活中，铝合金随处可见，例如电子产品的外壳以及建筑装饰用品。使用铝合金制造的电子产品外壳，通常需满足以下要求：优美的外观、优异的变形加工性能、抗跌落性能、合适的强度和优异的耐腐蚀性能。
[0003]其中，基于美观及耐腐蚀的要求，通常会对铝合金进行表面阳极处理，并且为手机机(外壳)进行上色处理，表面阳极处理是具体是在铝合金表面通过电流作用形成一层氧化物膜，通过着色，该氧化物膜可具有颜色丰富、色泽优美、电绝缘性好、坚硬耐磨以及抗腐蚀性极高等优点。关于变形加工性能：在铝合金外壳加工中，冲压是比较基础、常见的手段，冲压与数控加工等工艺组合可以得到各种产品的铝外壳，同时在制备过程中还会辅以拉伸、弯折等操作。因此用于电子产品外壳的铝合金需要满足优异的拉伸、弯折等变形加工性能。关于抗跌落性能和强度，是保护电子产品所需满足的基本要求。
[0004]但是现有的铝合金通常难以同时满足电子产品外壳要求的强度、外观、变形和耐腐蚀性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种铝基材料，通过成分的配比，能够改善所得铝基材料的变形性能、耐腐蚀性能、外观性能和力学性能。
[0006]本专利技术还提出一种上述铝基材料的制备方法。
[0007]本专利技术还提出上述铝基材料的应用。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提出了一种铝基材料，组分包括合金元素和铝；按占所述铝基材料的质量百分数计，所述合金元素包括：
[0009][0010]根据本专利技术的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：
[0011](1)所述铝基材料的组分中，合金元素锶(Sr)和锆(Zr)均能有效细化晶粒，改善晶界析出，提高晶间腐蚀性能，两者结合后性能更加突出。
[0012](2)在所述铝基材料中，钛(Ti)元素主要以TiB2颗粒存在，其大小在1μm左右，具体作用为细化晶粒，提升抗腐蚀性能；但是钛元素一旦过量，就会发生团聚，从而成为影响铝基材料影响氧化效果的杂质，即影响了所得铝基材料的外观；本专利技术通过限制其用量，平衡了其抗腐蚀性能和外观之间的关系。
[0013](3)铜(Cu)在本专利技术提供的铝基材料体系中，能提高强化相的弥散度，也能起到固溶强化的效果，使铝基材料具有良好的综合性能；过量的Cu不仅会恶化耐腐蚀性能，还增加焊接热裂纹倾向、挤压淬火敏感性以及挤压变形抗力，严重影响挤压性能与焊接性能，本专利技术在保证高强度的前提下控制了Cu的添加量。
[0014](4)细晶有利于提升所得铝基材料的抗拉性能和弯折性能等变形性能，因此锶、锆、钛、锰等具有细化晶粒作用的合金元素，可以提升所得铝基材料的挤压、拉伸等变形性能；
[0015]但是如果上述元素含量过高，所得铝基材料在变形、受热过程中，晶粒会融合长大，但是不能再结晶，也会导致晶粒粗大，影响所得铝基材料的外观、耐腐蚀性能以及折弯性能。
[0016](5)硅(Si)和镁(Mg)可以析出强化相，保证所得成铝基材料的力学性能。
[0017](6)铁(Fe)在铝基材料中主要形成AlFeSi(Mn)颗粒，经过均匀化处理后形成球状的颗粒，在后续的加工过程中能有效的细化晶粒，但是本专利技术为了能获得更好的氧化效果，需要尽可能减少不能固溶的相，以免导致氧化膜的不连续，导致氧化效果不佳，所以控制了Fe含量的上限值。
[0018]当所述铝基材料中含有铁(Fe)和铬(Cr)时，锰(Mn)一方面可以促使针状Fe相球化，提升所得铝基材料的挤压等变形性能，另一方面与Cr发生协同作用后还可以抑制所得铝基材料在受热、变形过程中的再结晶。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述锰、锶和锆的质量百分数之和≤0.20％。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，所述锶和锆的质量百分数之和≤0.12％。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，所述铝基材料的组分还包括杂质。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，所述杂质包括银(Ag)、钙(Ca)、磷(P)、钠(Na)和钴(Co)等。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，单种所述杂质的质量百分数≤0.05％。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，所有所述杂质的质量百分数之和≤0.15％。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，所述铝基材料T6状态下抗拉强度Rm≥360Mpa。
[0026]在本专利技术的一些优选的实施方式中，所述铝基材料T6状态下抗拉强度Rm≥370Mpa。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，所述铝基材料T6状态下屈服强度Rp0.2≥340Mpa。
[0028]在本专利技术的一些实施方式中，所述铝基材料T6状态下屈服强度Rp0.2≥350Mpa。
[0029]在本专利技术的一些实施方式中，所述铝基材料T6状态下断后伸长率δ≥10％。
[0030]在本专利技术的一些实施方式中，所述铝基材料满足100mm跌落测试要求。
[0031]在本专利技术的一些实施方式中，所述铝基材料的晶间腐蚀＜0.03mm。
[0032]根据本专利技术的再一个方面，提出了所述铝基材料的制备方法，包括如下步骤：
[0033]S1.向铝熔体中添加含有所述合金元素的添加剂，得合金化熔体；
[0034]S2.铸造所述合金化熔体，得铸锭；
[0035]S3.对步骤S2所得铸锭进行三级均匀化处理；
[0036]S4.对步骤S3所得铸锭进行挤压变形并进行人工时效处理。
[0037]根据本专利技术的一种优选的实施方式的制备方法，至少具有以下有益效果：
[0038]根据所述铝基材料的成分特设定三级均匀化处理，具体第一级均匀化处理使Mn、Cr、Zr、Sr等元素反应、析出弥散相，细化晶粒，进而提升耐腐蚀性能和外观性能；第二级均匀化处理析出Mg2Si强化相，提升强度；也避免了高温的共晶反应发生过烧，能将均匀化处理温度提高到更高的温度；第三级均匀化可以消除晶内偏析、铸造应力以及球化含Fe相，提升所得铝基材料的综合性能，即可获得更好的均匀化。
[0039]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述铝熔体的获取方法为在750
‑
800℃熔化铝锭。
[0040]由于Zr合金的难熔性，特将熔化温度提高致750
‑
800℃，更有助于微量元素的熔化与均匀。
[0041]在本专利技术的一些实施方式中，步骤S1中，所述合金元素对应的添加剂为：
[0042]所述硅的添加剂包括Al
‑
Si中间合金；
[0043]所述镁的添加剂包括镁锭；
[0044]所述锶的添加剂包括Al
‑
Sr中间合金；
[0045]所述锆的添加剂包括Al
‑
Zr中间合金；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝基材料，其特征在于，组分包括合金元素和铝；按占所述铝基材料的质量百分数计，所述合金元素包括：2.根据权利要求1所述的铝基材料，其特征在于，所述锰、锶和锆的质量百分数之和≤0.20％。3.根据权利要求1所述的铝基材料，其特征在于，所述锶和锆的质量百分数之和≤0.12％。4.根据权利要求1所述的铝基材料，其特征在于，所述铝基材料的组分还包括杂质；优选地，单种所述杂质的质量百分数≤0.05％；优选地，所有所述杂质的质量百分数之和≤0.15％。5.根据权利要求1所述的铝基材料，其特征在于，所述铝基材料T6状态下抗拉强度Rm≥360Mpa；优选地，所述铝基材料T6状态下屈服强度Rp0.2≥340Mpa；优选地，所述铝基材料的晶间腐蚀＜0.03mm。6.根据权利要求1～5任一项所述铝基材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.向铝熔体中添加含有所述合金元素的添加剂，得合金化熔体；S2.铸造所述合金化熔体，得铸锭；S3.对步骤S2所得铸锭进行三级均匀化处理；S4.对步骤S3所得铸锭进行挤压变形并进...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志成，罗杰，丁小理，朱顺辉，李建湘，李信，
申请(专利权)人：广东和胜工业铝材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：