CN104213002A - 一种含钪可氧化压铸铝合金、制备方法和结构件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含钪可氧化压铸铝合金及该铝合金的制备方法，该铝合金具有按质量计1％～2％的Mn、1％～2％的Ni、1％～3％的Zn、0.8％～2％的Mg、0.05％～0.3％的Sc、0.05％～0.2％的Zr、90％～95％的Al、小于0.15％的Fe、Si杂质。本发明还公开了一种含该铝合金材料的结构件。本发明的铝合金强度、阳极氧化和压铸性能好，该铝合金可用于制作满足高外观和性能要求的薄壁类壳体构件。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金，特别是涉及一种含钪可氧化压铸铝合金、制备方法和含有该铝合金的结构件。
背景技术
传统的压铸铝合金主要为Al-Si、Al-Mg、Al-Zn等系列合金，Al-Si系列合金因为存在较高的Si含量，该系合金流动性最好，因此应用最为广泛，但由于硅对阳极氧化有不利的影响，使得它在外观件的应用上存在较大的局限。
Al-Mg系合金可进行阳极氧化，但Mg易造成铸件热脆，流动性不佳，不利于薄壁件的压铸。Al-Zn系强度较高，但也存在热裂倾向，铸造性能也不佳。
针对上述问题，近年来也有不少研究机构在以下方面进行了研究
1、如针对Al-Si系列进行优化，希望解决该系列合金的阳极氧化问题，但事实证明，除了可实现黑色阳极氧化外，其他颜色的氧化仍旧不能实现，这对需要装饰性外观的壳体来说，应用有限。
2、进行新型压铸铝的研究，如Al-Mn-Co系列，具有较好的阳极氧化性能，但其铸造性能仍旧远差于Al-Si系列，且其强度不高，尤其不能满足薄壁件对于力学性能的要求。
发明内容
本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种高强度、阳极氧化和压铸性能好的铝合金及其制备方法，该铝合金可用于制作满足高外观和性能要求的薄壁类壳体构件。
另一目的是提供一种含有所述铝合金材料的电子设备的结构件。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种含钪可氧化压铸铝合金，具有按质量计1％～2％的Mn、1％～2％的Ni、1％～3％的Zn、0.8％～2％的Mg、0.05％～0.3％的Sc、0.05％～0.2％的Zr、90％～95％的Al、小于0.15％的Fe、Si杂质。
所述铝合金的组分优选选自以下任一种组合：
具有按质量计1％的Mn、1％的Ni、1.2％的Zn、0.8％的Mg、0.08％的Sc、0.12％的Zr；
具有按质量计1％的Mn、1％的Ni、2.5％的Zn、1.2％的Mg、0.1％的Sc、0.15％的Zr；
具有按质量计1％的Mn、1％的Ni、1.5％的Zn、0.8％的Mg、0.08％的Sc、0.11％的Zr。
具有按质量计1.8％的Mn、1.5％的Ni、3％的Zn、1.5％的Mg、0.05％的Sc、0.11％的Zr。
优选地，Zn和Mg的总含量在2％～5％，同时Zn/Mg在1.5～2.5范围内。
优选地，所含杂质含量小于0.5％。
一种电子设备的结构件，是含有所述的铝合金材料的结构件。
本发明的有益效果：
通过本发明的Mn、Ni、Zn、Mg、Sc、Zr、Al合金元素配比组合，使得本发明的铝合金同时获得可阳极氧化、可压铸、和较高强度的综合性能。其中采用Mn、Ni、Sc等合金元素而非Si元素，可以达到压铸性能和可阳极氧化性能俱佳的效果；优选添加一定量配比的Zn，Mg元素，特别是按Zn和Mg的总含量在2％～5％且Zn：Mg在1.5～2.5的配比，能够在保证较好的铸造性能的基础上，显著提高合金强度。在上述范围内，经大量研究还发现几种特别优选的实施例的组分配比，实验测试表明，这几种实施例能够取得尤为突出的综合效果。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
根据本发明的实施例，一种含钪可氧化压铸铝合金包含1％～2％的Mn，1％～2％的Ni，1％～3％的Zn，0.8％～2％的Mg，0.05％～0.3％的Sc，0.05％～0.2％的Zr，以及90％～95％的Al。其它单个杂质含量小于0.5％。Zn、Mg、Ni、Mn、Sc、Zr元素同时作为铝合金元素添加，并按上述的比例配制，所制备的合金可以同时实现高强度、可阳极氧化、可压铸的综合性能。Zn和Mg为本合金组分中的强化元素，主要形成MgZn2，能够提高铝合金的强度。Zn和Mg存在的热裂倾向易使合金压铸性能变差，优选实施例中，使Zn和Mg的总含量控制在2％～5％且Zn/Mg控制在1.5～2.5范围内，能达到最佳的强化效果，并保持较好的压铸性能。本合金还特别添加1～2％Ni，其在本合金中能有效减少合金对模具的熔蚀，降低合金粘膜性，提高压铸性能，尤其所得铸件经抛光能获得光洁的表面，由此还可提高合金的阳极氧化性。同时，稀土Sc的添加，具有很强的弥散强化效果，能够细化晶粒，提高强度、硬度，增加合金的流动性，提高压铸性能。添加1％～2％的Mn可有效起到强化和耐蚀的作用，能降低杂质Fe的不利影响。添加Zr能提高合金阳极氧化性能，且有利于细化晶粒，提高强度。通过降低Fe、Si以及其他杂质含量，提高合金纯净度，可以提高合金的阳极氧化性能。
在一种优选实施例中，铝合金具有按质量计1％的Mn、1％的Ni、1.2％的Zn、0.8％的Mg、0.08％的Sc、0.12％的Zr。
在另一种优选实施例中，具有按质量计1％的Mn、1％的Ni、2.5％的Zn、1.2％的Mg、0.1％的Sc、0.15％的Zr；
在又一种优选实施例中，具有按质量计1％的Mn、1％的Ni、1.5％的Zn、0.8％的Mg、0.08％的Sc、0.11％的Zr。
在另一种优选实施例中，具有按质量计1.8％的Mn、1.5％的Ni、3％的Zn、1.5％的Mg、0.05％的Sc、0.11％的Zr。
本发明实施例的铝合金尤其适于采用以下方法制备以获得最佳性能。
将纯铝置于熔炼炉中升温至800℃，随后加入纯Zn、Al-Ni中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Sc中间合金、Al-Zr中间合金，熔化后降温至650～670℃，加入纯镁，将纯镁压入熔体底部2～3分钟，直至纯镁熔化，再次升温至730～750℃，同时加入精炼剂进行精炼除渣，静置10Min后浇注。
上述实施例制备的合金实测性能数据如下表1。
表1
参见表1，由上述实施例制成的合金抗拉强度高于305MPa，延伸率较佳，压铸性能良好，阳极氧化效果良好，色泽均匀，颜色鲜艳。
在另一些实施例中，可以利用上述铝合金材料制作电子设备的结构件，例如薄壁类壳体构件，能够同时满足高外观表现力和高性能要求。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种含钪可氧化压铸铝合金，其特征在于：具有按质量计1％～2％的Mn、1％～2％的Ni、1％～3％的Zn、0.8％～2％的Mg、0.05％～0.3％的Sc、0.05％～0.2％的Zr、90％～95％的Al、小于0.15％的Fe、Si杂质。
2.如权利要求1所述的含钪可氧化压铸铝合金，其特征在于：所述铝合金的组分选自以下任一种组合：
具有按质量计1％的Mn、1％的Ni、1.2％的Zn、0.8％的Mg、0.08％的Sc、0.12％的Zr；
具有按质量计1％的Mn、1％的Ni、2.5％的Zn、1.2％的Mg、0.1％的Sc、0.15％的Zr；
具有按质量计1％的Mn、1％的Ni、1.5％的Zn、0.8％的Mg、0.08％的Sc、0.11％的Zr。
具有按质量计1.8％的Mn、1.5％的Ni、3％的Zn、1.5％的Mg、0.05％的Sc、0.11％的Zr。
3.如权利要求1至2任一项所述的含钪可氧化压铸铝合金，其特征在于，Zn和Mg的总含量在2％～5％，同时Zn/Mg在1.5～2.5范围内。
4.如权利要求1至3任一项所述的含钪可氧化压铸铝合金，其特征在于，所含杂质含量小于0.5％。
5.一种电子设备的结构件，其特征在于：是含有如权利要求1至4任一项所述的铝合金材料的结构件。
6.如权利要求1至4任一项所述的含钪可氧化压铸铝合金的制备方法，其特征在于，包括：将纯铝置于熔炼炉中升温至800℃，随后加入纯Zn、Al-Ni中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Sc中间合金、Al-Zr中间合金，熔化后降温至650～670℃，加入纯镁，将纯镁压入熔体底部2～3分钟，直至纯镁熔化，再次升温至730～750℃，同时加入精炼剂进行精炼除渣，静置10Min后浇注。
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