CN105821259A - 一种压铸铝合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压铸铝合金及其制备方法。压铸铝合金的制备方法包括以下步骤：预热炉温后，添加纯铝；待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加Al‑Mn中间合金，Al‑Bi中间合金，Al‑Y中间合金；合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣；静置8～12min后，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金；其中，添加的各材料的质量以及中间合金中各元素的占比使得制得的压铸铝合金中，按质量比：Mn为0.8％～1.5％，Y为0.4％～0.9％，Bi为0.2％～1.2％，余量为Al。本发明制得的压铸铝合金压铸性能优良、可阳极氧化，且压铸无流纹。

Description

一种压铸铝合金及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及合金材料，特别是涉及一种压铸铝合金及其制备方法。
【背景技术】
铝合金手机结构件的制备方法主要有压铸、挤压+CNC等工艺，其中挤压+CNC工艺虽然能获得较好的阳极氧化效果，但CNC加工量大，成本高，而压铸工艺虽然成本低，因为表面压铸流纹难以消除，不能获得好的阳极氧化效果。
目前行业内开发了多种新型可阳极压铸铝合金，一般是包含Zn、Mn、Mg、Co、Fe等元素，其抗拉强度一般在120～200MPa的范围内，压铸性能还有待提高。此外，目前开发的压铸铝合金在应用于薄壁的手机结构件时，表面压铸流纹严重，无法获得较好的阳极氧化外观效果，制约了该工艺在手机结构件上的应用，无法产业化。因此急需开发一种压铸性能优良、阳极氧化效果好，特别是解决薄壁件压铸流纹的铝合金。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种压铸铝合金及其制备方法，制得的压铸铝合金压铸性能优良、可阳极氧化，且压铸无流纹。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种压铸铝合金的制备方法，包括以下步骤：预热炉温后，添加纯铝；待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加Al-Mn中间合金，Al-Bi中间合金，Al-Y中间合金；合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣；静置8～12min，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金；其中，添加的各材料的质量以及中间合金中各元素的占比使得制得的压铸铝合金中，按质量比：Mn为0.8％～1.5％，Y为0.4％～0.9％，Bi为0.2％～1.2％，余量为Al。
优选的技术方案中，
预热炉温后，添加质量为M1的纯铝，待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加质量为M2的Mn质量分数为10％的Al-Mn中间合金，质量为M3的Bi质量分数为10％的Al-Bi中间合金，质量为M4的Y质量分数为10％的Al-Y中间合金，合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金；其中，M1+M2+M3+M4＝100；M2在8～15之间，M3在2～12之间，M4在4～9之间。
预热炉温后，添加纯铝80Kg，待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加Mn质量分数为10％的Al-Mn中间合金10Kg，Bi质量分数为10％的Al-Bi中间合金5Kg，Y质量分数为10％的Al-Y中间合金5Kg，合金熔化，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金。
预热炉温后，添加99.97％纯铝77Kg，待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加Mn质量分数为10％的Al-Mn中间合金12Kg，Bi质量分数为10％的Al-Bi中间合金5Kg，Y质量分数为10％的Al-Y中间合金6Kg，合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金。
预热炉温后，添加99.97％纯铝83Kg，待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加Mn质量分数为10％的Al-Mn中间合金10Kg，Bi质量分数为10％的Al-Bi中间合金3Kg，Y质量分数为10％的Al-Y中间合金4Kg，合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金。
预热炉温后，添加99.97％纯铝77Kg，待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加Mn质量分数为10％的Al-Mn中间合金10Kg，Bi质量分数为10％的Al-Bi中间合金10Kg，Y质量分数为10％的Al-Y中间合金3Kg，合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置18～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金。
本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：
一种压铸铝合金，按质量比，包括0.8％～1.5％的Mn，0.4％～0.9％的Y，0.2％～1.2％的Bi，余量为Al。
优选的技术方案中，
包括1％的Mn，0.5％的Y，0.5％的Bi，余量为Al。
包括1.2％的Mn，0.6％的Y，0.5％的Bi，余量为Al。
包括1％的Mn，0.4％的Y，0.3％的Bi，余量为Al；或者，包括1％的Mn，0.3％的Y，1％的Bi，余量为Al。
本发明与现有技术对比的有益效果是：
本发明的压铸铝合金及其制备方法，通过纯铝、Al-Mn中间合金、Al-Bi中间合金、Al-Y中间合金按照一定配比和制备流程压铸制得。制得的压铸铝合金中，按质量比：Mn为0.8％～1.5％，Y为0.4％～0.9％，Bi为0.2％～1.2％，余量为Al。经验证，该压铸合金与现有可阳极压铸铝合金相比，具备更好的压铸性能，可解决目前薄壁压铸件存在的压铸流纹问题，同时拥有较高的抗拉强度，特别适用于制作满足高外观和性能要求的薄壁类壳体构件，例如手机壳体。
【附图说明】
图1是本发明具体实施方式的压铸铝合金的制备方法的流程图；
图2是本发明具体实施方式的实施例1制得的压铸铝合金经压铸后的表面示意图；
图3是本发明具体实施方式的对比例3制得的压铸铝合金经压铸后的表面示意图。
【具体实施方式】
下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。
本具体实施方式中提供一种压铸铝合金的制备方法，如图1所示，制备方法包括以下步骤：预热炉温后，添加纯铝；待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加Al-Mn中间合金，Al-Bi中间合金，Al-Y中间合金，合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣；静置8～12min，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金；其中，添加的各材料的质量以及中间合金中各元素的占比使得制得的压铸铝合金中，按质量比：Mn为0.8％～1.5％，Y为0.4％～0.9％，Bi为0.2％～1.2％，余量为Al。
制得的压铸铝合金中，包含0.8％～1.5％的Mn，0.4％～0.9％的Y，0.2％～1.2％的Bi，余量为Al。
制备过程中，添加的Mn元素，用于确保混合的合金熔体的强度及流动性，以避免变形、粘膜等问题。Y元素用于细化晶粒，并能净化合金熔体，减少杂质元素对合金阳极氧化性能的影响，以降低压铸流纹。Bi用于在熔体凝固时补缩，提高熔体流动性，提高压铸性能。通过三者共同添加，并控制在上述含量范围内，从而三者协同作用，以解决流纹缺陷，并得到强度、流动性、外观良好的综合性能提升。
优选地，按照如下制备过程进行制备：预热炉温后，添加质量为M1的纯铝，待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加质量为M2的Mn质量分数为10％的Al-Mn中间合金，质量为M3的Bi质量分数为10％的Al-Bi中间合金，质量为M4的Y质量分数为10％的Al-Y中间合金，合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金；其中，M1+M2+M3+M4＝100；M2在8～15之间，M3在2～12之间，M4在4～9之间。通过选用纯铝、Mn质量分数为10％的Al-Mn中间合金(即Al-10％Mn)、Bi质量分数为10％的Al-Bi中间合金(即Al-10％Bi)、Y质量分数为10％的Al-Y中间合金(即Al-10％Y)等，便于通过控制添加的纯铝或者合金的质量，以控制最终制得的压铸铝合金中的各元素的含量配比，从而精确控制含量的精确，便于工作化生产。
如下通过具体实施例，验证本具体实施方式制得的压铸铝合金的性能。
实施例1：
炉温预热，添加99.97％纯铝80Kg，待纯铝合熔化后，升温至780～800℃，添加Al-10％Mn中间合金10Kg，Al-10％Bi中间合金5Kg，Al-10％Y中间合金5Kg，合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min,温度降至730～750℃后压铸成型。
本实施例制得的压铸合金中，包含1％的Mn，0.5％的Y，0.5％的Bi，余量为Al及其它不可避免杂质。
实施例2：
炉温预热，添加99.97％纯铝77Kg，待纯铝合熔化后，升温至780～800℃，添加Al-10％Mn中间合金12Kg，Al-10％Bi中间合金5Kg，Al-10％Y中间合金6Kg，合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min,温度降至730～750℃后压铸成型。
本实施例制得的压铸合金中，包含1.2％的Mn，0.6％的Y，0.5％的Bi，余量为Al及其它不可避免杂质。
实施例3：
炉温预热，添加99.97％纯铝83Kg，待纯铝合熔化后，升温至780～800℃，添加Al-10％Mn中间合金10Kg，Al-10％Bi中间合金3Kg，Al-10％Y中间合金4Kg，合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型。
本实施例制得的压铸合金中，包含1％的Mn，0.4％的Y，0.3％的Bi，余量为Al及其它不可避免杂质。
实施例4：
炉温预热，添加99.97％纯铝77Kg，待纯铝合熔化后，升温至780～800℃，添加Al-10％Mn中间合金10Kg，Al-10％Bi中间合金10Kg，Al-10％Y中间合金3Kg，合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型。
本实施例制得的压铸合金中，包含1％的Mn，0.3％的Y，1％的Bi，余量为Al及其它不可避免杂质。
对比例1：
炉温预热，添加99.97％纯铝85Kg，待纯铝合熔化后，升温至780～800℃，添加Al-10％Mn中间合金10Kg，Al-10％Bi中间合金5Kg，合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型。
本实施例制得的压铸合金中，包含1％的Mn，0.5％的Bi，余量为Al及其它不可避免杂质。
对比例2：
炉温预热，添加99.97％纯铝85Kg，待纯铝合熔化后，升温至780～800℃，添加Al-10％Mn中间合金10Kg，Al-10％Y中间合金5Kg，合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型。
本实施例制得的压铸合金中，包含1％的Mn，0.5％的Y，余量为Al及其它不可避免杂质。
对比例3：
炉温预热，添加99.97％纯铝90Kg，待纯铝合熔化后，升温至780～800℃，添加Al-10％Mn中间合金10Kg，合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型。
本实施例制得的压铸合金中，包含1％的Mn，余量为Al及其它不可避免杂质。
四个实施例和三个对比例中制得的压铸铝合金的性能测试后对比如下：
实例1～4为Bi、Yi复合添加，与对比例1～3相比，具有较优的力学性能，同时经阳极氧化处理后，外观颜色均匀，无流纹等缺陷。而对比例中未添加Bi、Yi合金元素的配方，强度较低，压铸成型性能较差，同时经阳极氧化后，流纹缺陷明显。如图2和3所示，分别为实施例1和对比例3中制得的压铸铝合金经压铸后的表面状态示意图。从图2中可看出，实施例1的压铸铝合金外观无流纹缺陷，而图3中对比例3的压铸铝合金外观有明显的流纹缺陷。
以上内容是结合具体的优选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做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种压铸铝合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：预热炉温后，添加纯铝；待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加Al-Mn中间合金，Al-Bi中间合金，Al-Y中间合金；合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣；静置8～12min后，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金；其中，添加的各材料的质量以及中间合金中各元素的占比使得制得的压铸铝合金中，按质量比：Mn为0.8％～1.5％，Y为0.4％～0.9％，Bi为0.2％～1.2％，余量为Al。
2.根据权利要求1所述的压铸铝合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：预热炉温后，添加质量为M1的纯铝，待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加质量为M2的Mn质量分数为10％的Al-Mn中间合金，质量为M3的Bi质量分数为10％的Al-Bi中间合金，质量为M4的Y质量分数为10％的Al-Y中间合金；合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金；其中，M1+M2+M3+M4＝100；M2在8～15之间，M3在2～12之间，M4在4～9之间。
3.根据权利要求2所述的压铸铝合金的制备方法，其特征在于：预热炉温后，添加纯铝80Kg，待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加Mn质量分数为10％的Al-Mn中间合金10Kg，Bi质量分数为10％的Al-Bi中间合金5Kg，Y质量分数为10％的Al-Y中间合金5Kg；合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金。
4.根据权利要求2所述的压铸铝合金的制备方法，其特征在于：预热炉温后，添加99.97％纯铝77Kg，待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加Mn质量分数为10％的Al-Mn中间合金12Kg，Bi质量分数为10％的Al-Bi中间合金5Kg，Y质量分数为10％的Al-Y中间合金6Kg；合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金。
5.根据权利要求2所述的压铸铝合金的制备方法，其特征在于：预热炉温后，添加99.97％纯铝83Kg，待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加Mn质量分数为10％的Al-Mn中间合金10Kg，加入Bi质量分数为10％的Al-Bi中间合金3Kg，Y质量分数为10％的Al-Y中间合金4Kg；合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金。
6.根据权利要求2所述的压铸铝合金的制备方法，其特征在于：预热炉温后，添加99.97％纯铝77Kg，待纯铝熔化后，升温至780～800℃，添加Mn质量分数为10％的Al-Mn中间合金10Kg，Bi质量分数为10％的Al-Bi中间合金10Kg，Y质量分数为10％的Al-Y中间合金3Kg；合金熔化后，加入精炼剂进行精炼除渣，静置8～12Min，温度降至730～750℃后压铸成型，制得压铸铝合金。
7.一种压铸铝合金，其特征在于：按质量比，包括0.8％～1.5％的Mn，0.4％～0.9％的Y，0.2％～1.2％的Bi，余量为Al。
8.根据权利要求7所述的压铸铝合金，其特征在于：包括1％的Mn，0.5％的Y，0.5％的Bi，余量为Al。
9.根据权利要求7所述的压铸铝合金，其特征在于：包括1.2％的Mn，0.6％的Y，0.5％的Bi，余量为Al。
10.根据权利要求7所述的压铸铝合金，其特征在于：包括1％的Mn，0.4％的Y，0.3％的Bi，余量为Al；或者，包括1％的Mn，0.3％的Y，1％的Bi，余量为Al。
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