CN103740989B - 阳极用5052铝合金基材及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明首先公开了一种阳极用5052铝合金基材，该铝合金基材的化学成分的质量百分比：Si为0.06%-0.10%，Fe为0.18%-0.22%，Cu为0.03%-0.05%，Mn为0.05%-0.1%，Mg为2.4%-2.7%，Cr为0.15%-0.2%，Zn为0.01%，其余余量为Al。本发明还公开了一种用于如上所述阳极用5052铝合金基材的生产方法，包括如下工艺流程：1）配料；2）铸造；3）热连轧；4）冷轧；5）热处理；6）冷轧成品；7）热处理；8）拉伸弯曲矫直；其中，所述1）配料工序中，按上述质量百分比进行配料；所述2）铸造工序中，采用铝液连续除气系统，且在线净化过程采用Cl2+Ar的保护气体；在所述8）拉伸弯曲矫直工序中，当铝基材的厚度为0.5-0.6mm时，矫直辊径为35-40mm，拉矫延伸率为0.3%-0.5%；当铝基材的厚度为0.61-1.0mm时，矫直辊径为70-80mm，拉矫延伸率为0.4%-0.8%。
Description
技术领域
本发明属于铝基合金技术领域，具体涉及用于阳极的5052铝合金基材及其生产方法。
背景技术
铝及其合金材料由于具有较高的强度/重量比、易加工成型等优异的化学物理特性，已成为目前世界上使用量仅次于钢铁的第二大类金属材料。铝基材经阳极氧化、着色后具有耐候性好、色泽丰富、金属感强、防火性高、抗污性强等优点，广泛应用于高档IT（InformationTechnology信息技术）产品中，如传统笔记本电脑、超级本、平板电脑、数码相机和影音播放器等的外壳。2012年各大笔记本厂商争相推出不同型号的超级本（Ultrabook：性能强劲、超轻薄、电池续航时间长，其外壳大量使用铝合金制造），大量进入流通领域，阳极氧化用铝合金基材需求急剧上升。
5052铝合金属于Al-Mg系合金，具有良好的成形加工性能和抗蚀性，在后续加工过程，5052铝合金基材通过不同的机加工方式，最终被加工成不同形状的产品，这要求该铝合金基材内部组织均匀，并具有良好的机械加工性能。在阳极氧化过程中，铝合金基材表面及浅表层细小缺陷会曝露或被放大，影响阳极氧化的质量和效果，从而决定了该类产品对表面质量的要求已经达到了近乎“零缺陷”的控制标准。另外，铝合金基材中的合金化学成分、外来杂质、轧制加工、热处理及板形矫正过程等都对阳极氧化铝基材产品微观组织结构和表面质量有重要的影响。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种阳极用5052铝合金基材及其生产方法，该阳极用5052铝合金基材具有性能稳定，能够适于阳极氧化的优点。
为达到上述目的，本发明首先提出了一种阳极用5052铝合金基材，该铝合金基材的化学成分的质量百分比：Si为0.06%-0.10%，Fe为0.18%-0.22%，Cu为0.03%-0.05%，Mn为0.05%-0.1%，Mg为2.4%-2.7%，Cr为0.15%-0.2%，Zn为0.01%，其余余量为Al。
本发明还提出了一种用于如上所述阳极用5052铝合金基材的生产方法，包括如下工艺流程：1）配料；2）铸造；3）热连轧；4）冷轧；5）热处理；6）冷轧成品；7）热处理；8）拉伸弯曲矫直；
其中，所述1）配料工序中，按质量百分比Si为0.06%-0.10%，Fe为0.18%-0.22%，Cu为0.03%-0.05%，Mn为0.05%-0.1%，Mg为2.4%-2.7%，Cr为0.15%-0.2%，Zn为0.01%，其余余量为Al进行配料；
所述2）铸造工序中，采用铝液连续除气系统，且在线净化过程采用Cl2+Ar的保护气体；
在所述8）拉伸弯曲矫直工序中，当铝基材的厚度为0.5-0.6mm时，矫直辊径为35-40mm，拉矫延伸率为0.3%-0.5%；当铝基材的厚度为0.61-1.0mm时，矫直辊径为70-80mm，拉矫延伸率为0.4%-0.8%。
进一步，所述3）热连轧工序包括热粗轧和热精轧；
在热粗轧中，采用的润滑乳液的参数为：浓度为4.5-7.5%，温度为45-60℃，PH值为7.5-9.0，电导率小于500us/cm，灰分小于800ppm，皂化值为30-70mgKOH/g；
在热精轧中，采用的润滑乳液的参数为：浓度为6.0-8.0%，温度为50-65℃，PH值7.0-8.5，电导率小于800us/cm，T·E（总脂）含量为16-25%，U·A（非结合酸）含量为6-12%，O·S（有机皂）含量为6-14%，E·E（乳化脂）含量为2-5%，灰分小于1200ppm，疏水物粘度为40-65mm2/s。
进一步，所述2）铸造工序中，Cl2纯度大于99.998，Ar气纯度大于99.98。
进一步，所述3）热连轧；4）冷轧；5）热处理；6）冷轧成品；7）热处理和8）拉伸弯曲矫直工序均在无尘环境下进行。
本发明的有益效果在于：
5052铝合金中的Mg含量相对较高（质量百分比2.2-2.8%），而Al熔体中的H含量会随Mg元素的增加而上升，并逐渐趋于饱和；由于Mg是表面活性元素，且Mg的液态密度比Al的液态密度小，当A1熔体中的Mg含量逐渐增加时铝合金熔体表面的Al2O3膜将逐渐被MgO取代；疏松的MgO膜对A1熔体不起保护作用，反而使Al熔体更容易吸气和被氧化，当Al熔体中的Mg含量增加时，熔体表面的MgO的成分逐渐增多，疏松的MgO破坏熔体表面Al2O3的保护作用，使熔体更容易吸收空气中的水分，并转化为H溶解到Al熔体中，所以5052铝合金熔炼过程中容易造渣及吸氢，导致熔体中氧化夹渣含量和氢含量相对偏高，从而影响产品最终成形型性能和阳极氧化质量；
本发明的阳极用5052铝合金基材，通过优化化学成分，能够提高基材的冲压性能，以及保证不同批次产品在阳极化后的色泽一致性，并使得最终得到的产品性能稳定；
本发明的阳极用5052铝合金基材的生产方法，通过在2）铸造工序中采用铝液连续除气系统，并在在线净化过程采用Cl2+Ar的保护气体，能够有效减少Al熔体中的H含量和氧化渣，使得H含量小于0.13ml/100Al；通过在8）拉伸弯曲矫直工序中，根据基材的厚度范围，选择不同辊径的矫直机构，并通过拉伸弯曲相结合的矫直方式，能够使铝基材表面无损伤和矫直辊印，能够有效提高产品合格率。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为Al熔体中H含量随Mg元素的变化趋势图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明进行详细的描述。
本发明的阳极用5052铝合金基材，其化学成分的质量百分比：Si为0.06%-0.10%，Fe为0.18%-0.22%，Cu为0.03%-0.05%，Mn为0.05%-0.1%，Mg为2.4%-2.7%，Cr为0.15%-0.2%，Zn为0.01%，其余余量为Al。
实施例一：本实施例的阳极用5052铝合金基材，其化学成分的质量百分比：Si为0.06%，Fe为0.20%，Cu为0.03%，Mn为0.1%，Mg为2.4%，Cr为0.2%，Zn为0.01%，其余余量为Al。
实施例二：本实施例的阳极用5052铝合金基材，其化学成分的质量百分比：Si为0.10%，Fe为0.22%，Cu为0.05%，Mn为0.08%，Mg为2.7%，Cr为0.15%，Zn为0.01%，其余余量为Al。
实施例三：本实施例的阳极用5052铝合金基材，其化学成分的质量百分比：Si为0.08%，Fe为0.18%，Cu为0.04%，Mn为0.05%，Mg为2.5%，Cr为0.18%，Zn为0.01%，其余余量为Al。
实施例四：本实施例的阳极用5052铝合金基材，其化学成分的质量百分比：Si为0.09%，Fe为0.20%，Cu为0.03%，Mn为0.09%，Mg为2.6%，Cr为0.16%，Zn为0.01%，其余余量为Al。
本发明的阳极用5052铝合金基材，通过优化化学成分，能够提高基材的冲压性能，以及保证不同批次产品在阳极化后的色泽一致性，并使得最终得到的产品性能稳定。
实施例五
本实施例阳极用5052铝合金基材的生产方法，包括如下工艺流程：1）配料；2）铸造；3）热连轧；4）冷轧；5）热处理；6）冷轧成品；7）热处理；8）拉伸弯曲矫直。且所述3）热连轧；4）冷轧；5）热处理；6）冷轧成品；7）热处理和8）拉伸弯曲矫直工序均在无尘环境下进行，保证机列和基材清洁，无异物进入基材表面，能够有效提高铝合金基材的表面质量。
其中，所述1）配料工序中，按质量百分比Si为0.06%-0.10%，Fe为0.18%-0.22%，Cu为0.03%-0.05%，Mn为0.05%-0.1%，Mg为2.4%-2.7%，Cr为0.15%-0.2%，Zn为0.01%，其余余量为Al进行配料，具体的配料比例可参照上述实施例一至实施例四；
所述2）铸造工序中，采用铝液连续除气系统，且在线净化过程采用Cl2+Ar的保护气体。优选的，铝液连续除气系统采用SNIF除气装置，Cl2纯度大于99.998，Ar气纯度大于99.98，能够有效减少熔体中的H含量和氧化渣，使得H含量小于0.13ml/100Al。
所述3）热连轧工序包括热粗轧和热精轧；在热粗轧中，采用的润滑乳液的参数为：浓度为4.5-7.5%，温度为45-60℃，PH值为7.5-9.0，电导率小于500us/cm，灰分小于800ppm，皂化值为30-70mgKOH/g。具体的，热粗轧中的润滑乳液的可选用下表中的参数组合：
| 浓度 | 温度/℃ | PH值 | 电导率/us/cm | 灰分/800ppm | 皂化值/mgKOH/g |
| 4.5 | 60 | 7.5 | 500 | 800 | 70 |
| 7.5 | 45 | 9.0 | 450 | 720 | 30 |
| 5.0 | 50 | 8.0 | 480 | 700 | 50 |
| 6.0 | 55 | 8.5 | 400 | 650 | 60 |
在热精轧中，采用的润滑乳液的参数为：浓度为6.0-8.0%，温度为50-65℃，PH值7.0-8.5，电导率小于800us/cm，T·E（总脂）含量为16-25%，U·A（非结合酸）含量为6-12%，O·S（有机皂）含量为6-14%，E·E（乳化脂）含量为2-5%，灰分小于1200ppm，疏水物粘度为40-65mm2/s。具体的，热精轧中的润滑乳液的可选用下表中的参数组合：
通过加强润滑介质的参数控制，保证乳液具有良好的润滑和冷却性能，提高产品的质量。
在所述8）拉伸弯曲矫直工序中，当铝基材的厚度为0.5-0.6mm时，矫直辊径为35-40mm，拉矫延伸率为0.3%-0.5%；当铝基材的厚度为0.61-1.0mm时，矫直辊径为70-80mm，拉矫延伸率为0.4%-0.8%。具体的，铝基材厚度、矫直辊径和拉矫延伸率的可选用下表中的组合：
| 基材厚度/mm | 矫直辊径/mm | 拉矫延伸率/% |
| 0.5 | 35 | 0.4 |
| 0.6 | 38 | 0.5 |
| 0.55 | 40 | 0.3 |
| 0.61 | 70 | 0.8 |
| 1.0 | 80 | 0.6 |
| 0.8 | 75 | 0.6 |
本实施例的阳极用5052铝合金基材的生产方法，通过在2）铸造工序中采用铝液连续除气系统，并在在线净化过程采用Cl2+Ar的保护气体，能够有效减少Al熔体中的H含量和氧化渣，使得H含量小于0.13ml/100Al；通过在8）拉伸弯曲矫直工序中，根据基材的厚度范围，选择不同辊径的矫直机构，并通过拉伸弯曲相结合的矫直方式，能够使铝基材表面无损伤和矫直辊印，能够有效提高产品合格率。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (4)
1.一种阳极用5052铝合金基材的生产方法，其特征在于：包括如下工艺流程：1)配料；2)铸造；3)热连轧；4)冷轧；5)热处理；6)冷轧成品；7)热处理；8)拉伸弯曲矫直；
其中，所述1)配料工序中，按质量百分比Si为0.06％-0.10％，Fe为0.18％-0.22％，Cu为0.03％-0.05％，Mn为0.05％-0.1％，Mg为2.4％-2.7％，Cr为0.15％-0.2％，Zn为0.01％，其余余量为Al进行配料；
所述2)铸造工序中，采用铝液连续除气系统，且在线净化过程采用Cl2+Ar的保护气体；
在所述8)拉伸弯曲矫直工序中，当铝基材的厚度为0.5-0.6mm时，矫直辊径为35-40mm，拉矫延伸率为0.3％-0.5％；当铝基材的厚度为0.61-1.0mm时，矫直辊径为70-80mm，拉矫延伸率为0.4％-0.8％。
2.根据权利要求1所述阳极用5052铝合金基材的生产方法，其特征在于：所述3)热连轧工序包括热粗轧和热精轧；
在热粗轧中，采用的润滑乳液的参数为：浓度为4.5-7.5％，温度为45-60℃，PH值为7.5-9.0，电导率小于500us/cm，灰分小于800ppm，皂化值为30-70mgKOH/g；
在热精轧中，采用的润滑乳液的参数为：浓度为6.0-8.0％，温度为50-65℃，PH值7.0-8.5，电导率小于800us/cm，T·E(总脂)含量为16-25％，U·A(非结合酸)含量为6-12％，O·S(有机皂)含量为6-14％，E·E(乳化脂)含量为2-5％，灰分小于1200ppm，疏水物粘度为40-65mm2/s。
3.根据权利要求1所述阳极用5052铝合金基材的生产方法，其特征在于：所述2)铸造工序中，Cl2纯度大于99.998%，Ar气纯度大于99.98%。
4.根据权利要求1所述阳极用5052铝合金基材的生产方法，其特征在于：所述3)热连轧；4)冷轧；5)热处理；6)冷轧成品；7)热处理和8)拉伸弯曲矫直工序均在无尘环境下进行。
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