CN106756322A - 一种可阳极着色的压铸铝合金 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝合金领域，尤其是涉及一种可阳极着色的压铸铝合金领域。本发明所述的可阳极着色的压铸铝合金，包括以下重量分数的元素：Si 0.1～0.8wt％；Mn 0.5～2wt％；Mg 0.5～1.5wt％；Zn 1～5wt％；Fe 0.3～0.6wt％；Ti 0.1～0.6wt％；Al余量。本发明提供的铝合金可阳极好，有益于后面的着色处理；抗拉强度高，可达到240MPa。

Description

一种可阳极着色的压铸铝合金

技术领域

本发明涉及铝合金领域，尤其是涉及一种可阳极着色的压铸铝合金领域。

背景技术

铝合金作为一种轻质金属，不仅具有较高的比强度，且加工性能好，成型能力强，表面处理简单，有些还可通过热处理提高强度，是优良的铸造合金。尤其是其压铸性能优异，可用于加工形状结构复杂的部件，其在汽车制造等领域已得到广泛的应用。近年来随着电子产品向着轻薄化和多功能化的方向发展，压铸铝合金在3C行业也得到部分应用。但是随着其对外观性能的要求越来越高，传统的压铸铝合金已不能满足需求，因此需要开发一种具有光亮颜色外观及强度较高的可阳极压铸铝合金。

压铸铝合金由于常常要求具有较好的流动性，所以现有压铸铝合金以高硅铝合金为主。然而，目前现有的ADC12等铝合金虽然具有良好的压铸性能，但其阳极表面发黑严重，不适宜作为产品外观件使用。部分可阳极压铸铝合金如日本的DX系列合金现在也存在粘模性、热烈性、可阳极性及强度不够等缺陷。

CN104775054A提供了一种涉及Si、Cu、Mg、Ni、Zn、Fe、Al、Li、Be、B、Ca、Ti、Cr、Mn、Co、Sr、Zr、Re的铝合金，阳极氧化着色后再经纳米注塑生产3C产品的外观件，但是该材料在阳极处理时，也存在可阳极性及强度不够等缺陷。

综上，开发一种既具有良好的机械性能且具有良好的可阳极着色能力的压铸铝合金具有重要的应用价值。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明的目的是提供一种具有一定的硬度和抗拉强度，且着色均匀的压铸铝合金，解决现有技术所存在的阳极表面效果不良问题。

本发明所述的可阳极着色的压铸铝合金，包括以下重量分数的元素：

优选的，还包括如下重量分数的元素：

Sr 0.02～0.05wt％；

稀土元素 0.01～0.1wt％；

优选的，所述可阳极着色的压铸铝合金，由如下重量分数的元素组成：

优选的，Mg、Ti的重量分数为：

Mg：1wt％，Ti：0.3wt％。

优选的，所述的稀土元素为Nd、Gd、La、Ce的一种或多种。

更优选，所述的稀土元素为La、Ce的一种或两种。

本发明所述的可阳极着色的压铸铝合金，在3C产品外观件的应用。

所述外观件，可阳极性好，抗拉强度为190～240MPa。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明提供的铝合金可阳极好，有益于后面的着色处理；

2.抗拉强度高，可达到240MPa；

适于作为对产品外观效果及性能要求较高的外观材料，特别是作为电子产品的外观件。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

本发明的铝合金含有硅元素(Si)。硅的化学稳定性好且具有较高的硬度(HV870～1050)，少量的硅元素对铝合金压铸流动性的影响作用不大，其主要作用是提高合金的抗拉强度及硬度，且当其与镁元素形成Mg₂Si相时，能显著提高合金的力学性能，且硅可以使铝合金具有比纯铝更高的耐蚀性和耐磨性。但是，铝合金中硅元素含量过高时，会使铝合金阳极表面发黑，影响着色。根据本发明的铝合金，以该铝合金的总量为基准，以重量百分比计，硅元素的含量为0.1～0.8wt％，优选0.2wt％。

本发明的铝合金中含有锰元素。锰能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度。同时，通过形成MnAl₆相弥散质点对再结晶晶粒的长大起阻碍作用，细化再结晶晶粒。MnAl₆的另一个作用是能溶解一部分Fe，形成(FeMn)Al₆，减小铁的有害影响。同时，MnAl₆相是重要的基体强化相，在一定程度上提高基体硬度。但是，锰元素的添加会使得铝合金的阳极本色发暗，当锰含量大于2wt％时会使铝合金阳极本色明显变黄，所以要控制锰元素的含量。根据本发明的铝合金，以该铝合金的总量为基准，以重量百分比计，锰元素的含量为0.5～2wt％。

本发明的铝合金中含有锌元素。锌元素能提高铝合金的流动性，改善铝合金的机械性能和铸造性能，并且随着锌元素的添加并不会影响到铝合金的阳极着色效果。同时锌元素过多会增加铝合金的热裂倾向和粘模倾向，影响压铸成型效果。通过配合镁硅等元素可以降低其不良影响。以该铝合金的总量为基准，以重量百分比计，锌元素的含量为1～5wt％。

本发明的铝合金中含有镁元素。镁的添加会显著提高铝合金的强度，每增加1wt％的镁，抗拉强度大约升高34MPa。同时，配合加入1wt％以下的锰，可以补充其强化作用，而且可以降低合金的热裂倾向，另外，锰还可以使Mg₅Al₈相均匀沉淀，改善抗蚀性。另外，镁元素的添加不会对铝合金的阳极氧化着色产生明显的影响。针对本发明组分各成分范围的铝合金，实验中发现添加为1％的镁对材料硬度提升最为明显，含量低于或超过1％时，材料的硬度都有下降的趋势。根据本发明的铝合金，以该铝合金的总量为基准，以重量百分比计，镁元素的含量为0.5～1.5wt％，优选为1wt％。

本发明的铝合金中含有铁元素。铁最主要的作用是减少粘模，与Si和Al形成Al～Si～Fe金属间化合物，有助于弥散强化。以铝合金的总量为基准，以重量百分比计，铁元素的含量为0.3wt％以上时，可以发挥上述效果。但是铁元素过高时，会对铝合金的机械性能及阳极性产生不利影响。根据本发明的铝合金，以该铝合金的总量为基准，以重量百分比计，铁元素的含量为0.3～0.6wt％。

本发明的铝合金中含有钛元素。钛和铝形成Al₃Ti，成为异质形核质点，细化铝合金基体组织。但是钛元素含量超过0.6wt％时会使材料阳极氧化表面发暗，影响材料的光泽度。根据本发明的铝合金，以该铝合金的总量为基准，以重量百分比计，钛元素的含量为0.1～0.6wt％，优选为0.3wt％。

本发明的铝合金中含有锶元素。锶是表面活性元素，常用作变质剂，使铸锭中的β～AlFeSi相变成汉字形的α～AlFeSi相，改善材料的塑性加工性能。同时也会提高铝合金的力学性能和改善制品表面粗糙度。但是锶的加入会融入铝液的氧化膜中，破坏氧化膜的致密性，增加铝合金的含气量，所以要控制其含量在0.05wt％以下。

本发明的铝合金中包含了稀土元素。稀土元素(镧、铈等)会提高铝合金的流动性，并起到一部分细化晶粒的作用。同时其对氢的吸附力大，且会与氢生成熔点较高的化合物，弥散分布于铝液中，大大降低铝液的含气量和合金的针孔率。根据本发明的铝合金，以该铝合金的总量为基准，以重量百分比计，稀土元素的含量为0.01～0.1wt％，本实施例中采用的稀土为混合稀土商品，主要以La和Ce为主，例如(AlRE10)。

根据本发明的铝合金，铝元素(Al)的含量可以随着合金元素的量进行调整。

下表为铝合金的组分与性能测试结果。其中可阳极性的评判是以常规硫酸阳极氧化后，色泽均匀性好，光泽度高(例色差计测定L值为85以上)为优，光泽度较低(例色差计测定L值为80-85)为良，有明显异色及无光泽的阳极效果判定为差。

序号	Mn	Zn	Fe	Ti	Si	Mg	Sr	稀土元素	Al	抗拉强度MPa	成形性	可阳极性
													1	2	1	0.3	0.1	0.1	1	0.03	0.05	余量	195	良	优
2	0.5	1	0.3	0.1	0.1	0.5	0	0.01	余量	176	优	良
													3	1	2	0.3	0.3	0.2	1	0	0.03	余量	192	优	优
4	2	2	0.6	0.6	0.8	1.5	0.02	0.1	余量	236	优	良
													5	2	1.5	0.3	0.3	0.5	0.5	0.05	0	余量	187	优	良
6	2	1.5	0.3	0.3	0.2	1	0	0	余量	218	良	优
													7	2	1	0.3	0.3	0.1	1	0	0	余量	196	优	优
8	2	5	0.3	0.3	0.1	1	0	0	余量	240	优	良
													9	2	4	0.3	0.3	0.1	1.5	0	0	余量	189	优	优

以上所述的铝合金可以用在3C产品外观件的用途上。

根据预期的铝合金组成来确定铝合金原料的组成及生产铝合金的方法是本领域所公知的，用铝合金材质用于3C产品外观件的技术也是公知的技术，在此不在赘述。

Claims (8)

1.一种可阳极着色的压铸铝合金，其特征在于，包括以下重量分数的元素：

2.根据权利要求1所述的可阳极着色的压铸铝合金，其特征在于，还包括如下重量分数的元素：

Sr 0.02～0.05wt％；

稀土元素 0.01～0.1wt％。

3.根据权利要求2所述的可阳极着色的压铸铝合金，其特征在于，由如下重量分数的元素组成：

4.根据权利要求3所述的可阳极着色的压铸铝合金，其特征在于，Mg、Ti的重量分数为：

Mg：1wt％，Ti：0.3wt％。

5.根据权利要求3所述的可阳极着色的压铸铝合金，其特征在于，所述的稀土元素为Nd、Gd、La、Ce的一种或多种。

6.根据权利要求3所述的可阳极着色的压铸铝合金，其特征在于，所述的稀土元素为La、Ce的一种或两种。

7.根据权利要求1～6所述的可阳极着色的压铸铝合金，在3C产品外观件的应用。

8.根据权利要求7所述的外观件，其特征在于，可阳极性好，抗拉强度为190～240MPa。