一种高强高亮的Al-Mg-Si系铝合金及其制备方法技术

本申请涉及有色金属复合材料技术领域，具体来说涉及一种高强高亮的Al

【技术实现步骤摘要】
一种高强高亮的Al
‑
Mg
‑
Si系铝合金及其制备方法


[0001]本申请涉及有色金属复合材料
，更具体地说，它涉及一种高强高亮的Al
‑
Mg
‑
Si系铝合金及其制备方法。

技术介绍

铝合金，是指以铝元素为基体复配一定其他合金元素而成的轻金属材料，由于其密度低、比强度高的特点，被广泛的应用于电子器械领域，如移动电子设备
‑
电脑/手机外壳的加工原料。
[0003]相关技术中电脑/手机外壳的加工原料主要为JIS 1000系列铝材，如1050、1070、1080、1085和1100，但所得产品的强度普遍较低，屈服强度仅为50
‑
165MPa，不适用于现阶段的使用需求和质量要求；故此亦有部分企业采用JIS 2000型铝材(含2
‑
5％Cu)进行替代，其虽具备高强度的优点，但由于细化剂铝钛硼丝的加入，会导致最终制品的表面会出现料纹等缺陷，从而影响成品质量和光泽度。
[0004]综上，迫切需要提供一种适用于电脑/手机外壳的加工原料，即可兼具高强度和高光泽度的新型铝材及其制备方法。

技术实现思路

[0005]为使得铝材可以在不使用细化剂的前提下兼具高强度和和高光泽的优点，本申请提供一种高强高亮的Al
‑
Mg
‑
Si系铝合金及其制备方法，该铝合金可有效满足人们对手机/电脑外壳的质量和外观要求。
[0006]第一方面，本申请提供一种高强高亮的Al
‑
Mg
‑
Si系铝合金，采用如下的技术方案：一种高强高亮的Al
‑
Mg
‑
Si系铝合金，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：Si:0.5
‑
1.0wt.％；Mg:0.5
‑
1.5wt.％；Cu:0.1
‑
0.9wt.％；Fe:0.01
‑
0.5wt.％；Gr:0
‑
0.01wt.％；Ti：0
‑
0.01wt.％；V：0.01
‑
0.1wt.％；余量为Al和不可避免的杂质。
[0007]通过采用上述技术方案，由上述合金元素配比制得的铝合金，其力学性能得到显著提升，屈服强度可达350
‑
400MPa、延伸率为8
‑
12％、屈强比0.9
‑
0.97、维氏硬度137
‑
147HV；且所得铝合金经NaOH溶液碱蚀处理和/或阳极氧化后均无粗晶、裂纹或黑线现象，具有极高的表面质量和光泽度，还需特别说明的是该合金可由无细化剂的铸造工艺制得，
可有效克服铸棒在省去细化剂、高Cu含量时易发生热裂现象的问题。
[0008]优选的，其Cu:Si:Mg的重量比为1:1:(1
‑
1.5)。
[0009]通过采用上述技术方案，掺入有上述比例Cu:Si:Mg的铝合金，其在三者的复配作用下，可在省去细化剂的工艺中，有效减少铸棒的开裂现象，继而使得所得合金可以有效兼容表面质量和力学性能。
[0010]第二方面，本申请提供一种高强高亮的Al
‑
Mg
‑
Si系铝合金的制备方法，采用如下的技术方案：一种高强高亮的Al
‑
Mg
‑
Si系铝合金的制备方法，包括以下步骤：S1、合金熔炼及熔体净化处理：先将铝材熔化成铝液，再依照铝液取样成分向铝液中补充合金元素进行熔炼，待熔炼完成后，进行精炼扒渣处理，后经静置、除气、双级过滤处理，即可完成对熔体的净化；S2、半连续铸造：对S1中净化后的熔体进行半连续铸造，采用热顶结晶器深井式半连续铸造方式将铸锭制成铸造长棒；S3、多级控温均质：采用双级控温均质处理铸造长棒，第一级温度控制在470
‑
500℃、第二级温度控制在550
‑
575℃，均质完成后先开风雾冷却至室温，然后再锯切为短棒坯料；S4、热挤压成型：对短棒坯料表面进行剥皮后，先加热并压制成挤压板，挤压速度3
‑
10m/min，挤压完成后水冷至室温；S5、双级时效处理：挤压完成后对挤压板进行双级时效热处理，一级时效温度为150
‑
170℃，升温时间控制在2
‑
3.5h，保温时间6
‑
8h，二级时效温度为190
‑
200℃，升温时间控制在0.5
‑
1h，保温时间4
‑
5h。
[0011]通过采用上述技术方案，本工艺可复配特定比例的合金元素实现无细化剂的高质量生产，即减少了因细化剂掺入对最终成品表面质量的影响，又通过多级控温均质和多级时效处理保障了成品的力学性能，且有效改善了铸棒在铸造过程中易出现热裂现象的问题。
[0012]优选的，所述S1的具体步骤如下：先将回收铝料和/或铝锭投入熔炼炉内并以720
‑
780℃熔化成铝液，再依照铝液取样成分向铝液中分批补充合金元素进行熔炼；待熔炼完成后，在730
‑
760℃的条件下进行2
‑
4次精炼扒渣处理，每次精炼15
‑
25分钟，精炼完成后静置15
‑
45分钟，后经除气、双级过滤处理，即可完成对熔体的净化。
[0013]优选的，所述双极过滤处理中的过滤板经750
‑
800℃、2h的烘烤处理。
[0014]优选的，所述铝材由40％以下的回收铝料和余量的铝锭组成。
[0015]通过采用上述技术方案，上述熔炼和精炼工艺易于控制各项操作条件的同时，可有效获得化学成分均匀并且符合要求的合金，并且熔体的纯度较高,其他杂质合计≦0.15wt.％，有利于其后期铸造和减少杂质相对最终成品性能的不利影响。
[0016]优选的，所述S2中的铸造过程中采用三级冷却方式进行喷水冷却，铸造温度为680
‑
720℃。
[0017]优选的，所述S2中的冷却水温度20
‑
50℃，结晶器到冷却水箱距离为1
‑
2m，铸造速度40
‑
80mm/min。
[0018]通过采用上述技术方案，上述铸造工艺除能通过热顶结晶器深井式半连续铸造方式在铸造过程中有效赋予铸造长棒优良的力学性能外，还可与Cu:Si:Mg等合金元素复配以此有效避免热裂现象的发生，且各阶段的参数条件易于控制和达到。
[0019]优选的，所述S3的具体步骤如下：在均质炉内采用双级控温均质处理铸造长棒，第一级温度控制在470
‑
500℃，铸造长棒从室温升温到第一级保温温度时间控制在3.5
‑
4h之间，保温时间2
‑
6h；第二级温度控制在550
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强高亮的Al
‑
Mg
‑
Si系铝合金，其特征在于，由如下重量百分比的组分组成：Si: 0.5
‑
1.0wt.%；Mg: 0.5
‑
1.5wt.%；Cu: 0.1
‑
0.9wt.%；Fe: 0.01
‑
0.5wt.%；Gr: 0
‑
0.01wt.%；Ti：0
‑
0.01wt.%；V：0.01
‑
0.1wt.%；余量为Al和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高强高亮的Al
‑
Mg
‑
Si系铝合金，其特征在于，其Cu:Si:Mg的重量比为1:1:(1
‑
1.5)。3.权利要求1
‑
2任一所述的高强高亮的Al
‑
Mg
‑
Si系铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、合金熔炼及熔体净化处理：先将铝材熔化成铝液，再依照铝液取样成分向铝液中补充合金元素进行熔炼，待熔炼完成后，进行精炼扒渣处理，后经静置、除气、双级过滤处理，即可完成对熔体的净化；S2、半连续铸造：对S1中净化后的熔体进行半连续铸造，采用热顶结晶器深井式半连续铸造方式将铸锭制成铸造长棒；S3、多级控温均质：采用双级控温均质处理铸造长棒，第一级温度控制在470
‑
500℃、第二级温度控制在550
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575℃，均质完成后先开风雾冷却至室温，然后再锯切为短棒坯料；S4、热挤压成型：对短棒坯料表面进行剥皮后，先加热并压制成挤压板，挤压速度3
‑
10m/min，挤压完成后水冷至室温；S5、双级时效处理：挤压完成后对挤压板进行双级时效热处理，一级时效温度为150
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170℃，升温时间控制在2
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3.5h，保温时间6
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8h，二级时效温度为190
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200℃，升温时间控制在0.5
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1h，保温时间4
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5h。4.根据权利要求3所述的高强高亮的Al
‑
Mg
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Si系铝合金的制备方法，其特征在于，所述S1的具体步骤如下：先将回收铝料和/或铝锭投入熔炼炉内并以720
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780℃熔化成铝液，再依照铝液取样成分向铝液中分批补充合金元素进行熔炼；待熔炼完成后，在730
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760℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞慧冈，刘文迅，
申请(专利权)人：上海鑫益瑞杰有色合金有限公司，
类型：发明
国别省市：