CN107338375A

CN107338375A - 一种6系铝合金及其加工方法

Info

Publication number: CN107338375A
Application number: CN201710548985.5A
Authority: CN
Inventors: 杨仲彬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-07-07
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2017-11-10

Abstract

本发明公开了一种6系铝合金及其加工方法，所述6系铝合金包括：镁（Mg）：0.6~1.0 wt%；硅（Mg）：0.4~0.8 wt%；锰（Mn）：≤0.04 wt%；钛（Ti）：≤0.04 wt%；铁（Fe）：≤0.10 wt%；铜（Cu）：≤0.05 wt%；铬（Cr）：≤0.01 wt%；其余为铝（Al）和不可避免的杂质。本发明通过对6系铝合金成分的优化及加工工艺的控制，使得金属间化合物尺寸及分布得到较好的控制，并最终使材料具有较好的阳极氧化效果。

Description

一种6系铝合金及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种有色金属加工领域，具体涉及一种6系铝合金及其加工方法。

背景技术

6xxx铝合金（6系铝合）由于具有较佳的阳极氧化效果（如颜色白、亮），因而被广泛的应用于对阳极氧化效果要求较高的电子产品外观件的制造中。通常电子产品外观件在阳极氧化的前处理工艺过程中，会进行喷砂处理。喷砂处理的目的是遮盖材料的组织缺陷（如“料纹”，即沿加工变形方向的细条状纹路）。但若组织缺陷较明显且粗大，则喷砂并不能掩盖组织缺陷。料纹产生的主要原因是材料中的金属间化合物的大小及分布未得到有效控制所造成的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种6系铝合金，该6系铝合金能够避免“料纹”的出现。

本发明还提供一种所述6系铝合金的加工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种6系铝合金，包括：

镁（Mg）：0.6~1.0 wt%；

硅（Si）：0.4~0.8 wt%；

锰（Mn）： ≤0.04 wt%；

钛（Ti）：≤0.04 wt%；

铁（Fe）：≤0.10 wt%；

铜（Cu）：≤0.05 wt%；

铬（Cr）：≤0.01 wt%；

其余为铝（Al）和不可避免的杂质。

进一步地，所述6系铝合金包括：

Mg：0.7~1.0 wt%；

Si：0.4~0.8 wt%；

Mn：0.01~0.04 wt%；

Ti：0.01~0.04 wt%；

Fe：0.05~0.10 wt%；

Cu：0.01~0.05 wt%；

Cr：0.005~0.01 wt%；

其余为Al和不可避免的杂质。

进一步地，所述不可避免的杂质为最多0.5 wt %的由生产造成的杂质。优选地，所述不可避免的杂质含量为0～0.3 wt %，最优选地，所述不可避免的杂质含量为0.0wt %。

进一步地，所述6系铝合金的粗大金属间化合物的间距小于10微米。优选地，所述6系铝合金的粗大金属间化合物的间距小于8微米，更优选地，所述6系铝合金的粗大金属间化合物的间距小于5微米。

本发明还包括上述6系铝合金的加工方法，包括以下步骤：

（1）将铸锭进行均匀化退火后第一次保温；

（2）冷却，然后再进行热轧；

（3）冷轧及固溶处理，然后再进行第二次保温；

（4）时效处理后再进行第三次保温。

进一步地，步骤（1）中退火温度为500~570 °C。

进一步地，步骤（1）中第一次保温的时间为4~24h。

进一步地，步骤（2）中：冷却后的温度为400~500 °C。

进一步地，步骤（2）中道次加工率为5~30%，热轧后的厚度为4~10mm。

进一步地，步骤（3）中冷轧及固溶处理后的温度为530~570 °C，第二次保温时间为10~60s。

进一步地，步骤（4）中时效处理后的温度为160~195 °C ，第三次保温时间为4 ~10h。

通过以上加工方法中对工艺的控制，可使得材料中粗大金属间化合物的间距小于10微米。

本发明中wt %指重量百分比。

本发明中所述“粗大金属间化合物”为本领域技术人员所熟知的合金中出现的金属间化合物。

本发明所达到的有益效果：

本发明的6系铝合金配方中，Mg、Si是6系铝合金中的主要合金元素，其含量决定了材料的强度水平。其含量越高，则材料强度越高。但过高的Mg、Si则容易形成过量的金属间化合物，且较难控制化合物的尺寸和分布，同时高Mg、Si含量则将造成阳极颜色偏暗。本发明中的Mg、Si含量能够避免上述问题。

进一步地，Mn、Ti、Cr主要起细化晶粒的作用，其含量宜在以上范围内，否则易形成大量难以控制尺寸及分布的粗大金属间化合物，从而影响阳极氧化效果。Cu为6系铝合金中的有益元素，其添加可提高材料的强度，但其含量不宜过多，否则降低材料阳极氧化后的亮度。Fe为杂质，主要通过原材料中的Fe含量带入，其含量不可超过0.1wt%，否则大量的含Fe金属间化合物的存在，将降低材料的阳极氧化效果。

本发明的6系铝合金的加工方法能够充分发挥上述6系铝合金的组成优势。对铸锭进行均匀化退火500~570 °C保温4~24h，其目的是促进可溶的共晶Mg2Si相的溶解以及含Fe相由针状向块状的转变，从而降低粗大金属间化合物的含量；热轧开轧温度在400~500 °C，道次加工率为5~30%，热终轧厚度为4~10mm，再进行冷轧。控制轧制工艺的目的是为了控制晶粒尺寸以及控制金属间化合物的析出。对冷轧板进行固溶处理530~570 °C保温10~60秒，是为了保证后续时效的强化效果，为时效过程提供足够的溶质以及空位的过饱和度。材料的时效处理制度为160~195 °C 保温4 ~ 10h，是使材料中的纳米强化相均匀弥散的析出，从而保证材料的强度。通过以上成分及工艺的控制，可使得6系铝合金中粗大金属间化合物的间距小于10微米，避免了料纹的形成。

本发明的6系铝合金压延可制备出比挤压材更薄的原材，且通过该6系铝合金轧制材制备手机外观件更节省成本。

总而言之，本发明通过对6系铝合金成分的优化及加工工艺的控制，使得金属间化合物尺寸及分布得到较好的控制，并最终使材料具有较好的阳极氧化效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1：

一种6系铝合金，由包括以下组分的原料制备：

Mg：0.8wt%，Si：0.6wt%，Mn：0.02wt%，Ti：0.02wt%，Fe：0.08wt%，Cu：0.02wt%，Cr：0.005wt.%，其余为Al和生产加工中不可避免的杂质。

上述6系铝合金的加工方法包括以下步骤：

对铸锭进行均匀化退火530 °C第一次保温8 h，再冷却到490 °C进行热轧，道次加工率为10 %，热终轧厚度为8 mm，然后进行冷轧及固溶处理550 °C第二次保温30 秒，再进行时效处理180 °C 第三次保温7 h。

实施例2：

一种6系铝合金，其组成成分为：Mg 0.7 wt%，Si 0.7 wt%，Mn 0.01 wt%，Ti 0.01wt.%， Fe 0.07 wt.%，Cu 0.01 wt.%，Cr0.006 wt%，余量为Al。

上述6系铝合金的加工方法包括以下步骤：

对铸锭进行均匀化退火550 °C保温4 h，再冷却到500 °C进行热轧，道次加工率为15%，热终轧厚度为6 mm，然后进行冷轧及固溶处理565 °C保温40秒，再进行时效处理175 °C保温8 h。

实施例3：

一种6系铝合金，包括：

Mg 1.0 wt%，Si 0.8 wt%，Mn 0.04 wt%，Ti 0.03 wt%， Fe 0.1 wt%，Cu0.03 wt%，Cr0.005wt%，其余为Al。其加工方法包括以下步骤：对铸锭进行均匀化退火570 °C保温5 h，再冷却到400 °C进行热轧，道次加工率为12 %，热终轧厚度为10 mm，然后进行冷轧及固溶处理530 °C保温10秒，再进行时效处理160 °C 保温10h。

实施例4：

一种6系铝合金，包括：Mg 0.9 wt%，Si 0.4 wt%，Mn 0.03 wt%，Ti 0.04 wt%， Fe 0.08wt%，Cu 0.05 wt%，Cr0.01 wt%，其余为Al。其加工方法为：对铸锭进行均匀化退火500 °C保温24h，再冷却到460 °C进行热轧，道次加工率为16 %，热终轧厚度为4 mm，然后进行冷轧及固溶处理570 °C保温10秒，再进行时效处理175 °C 保温8 h。

比较例1：

一种6系铝合金，包括：Mg 0.4 wt.%，Si 1.2 wt%，Mn 0.2 wt%，Ti 0.15 wt%， Fe 0.16wt.%，Cu 0.10 wt.%，Cr 0.08 wt.%，其余为Al。其加工方法为：对铸锭进行均匀化退火500°C保温24h，再冷却到460 °C进行热轧，道次加工率为16 %，热终轧厚度为4 mm，然后进行冷轧及固溶处理570 °C保温10秒，再进行时效处理175 °C 保温8 h。

比较例2：

一种6系铝合金，包括：Mg 1.0 wt%，Si 0.8 wt%，Mn 0.04 wt%，Ti 0.03 wt%， Fe 0.1wt%，Cu 0.03 wt%，Cr 0.005wt%，其余为Al。其加工方法为：对铸锭进行均匀化退火480°C保温36 h，再冷却到420 °C进行热轧，道次加工率为10%，热终轧厚度为7 mm，然后进行冷轧及固溶处理520°C保温80秒，再进行时效处理160°C 保温15 h。

对实施例1至实施例4、对比例1及对比例2所得的6系铝合金进行性能测试，结果如下：

如表1所示，本发明实施例所述的6系铝合金通过合理调整组成成分及加工工艺，优化金属间化合物含量及分布，保证了6系铝合金材料的组织均匀性，因而可保证6系铝合金材料具有较好的阳极氧化效果及具有较高的强度，且经测试，实施例1至实施例4中6系铝合金的粗大金属间化合物的间距均小于10微米。能够用于制备手机外壳等对阳极氧化效果要求较高的电子产品外观件的制造中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种6系铝合金，其特征在于，包括：

镁：0.6~1.0 wt%；

硅：0.4~0.8 wt%；

锰： ≤0.04 wt%；

钛：≤0.04 wt%；

铁：≤0.10 wt%；

铜：≤0.05 wt%；

铬：≤0.01 wt%；

其余为铝和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的一种6系铝合金，其特征在于，包括：

镁：0.7~1.0 wt%；

硅：0.4~0.8 wt%；

锰：0.01~0.04 wt%；

钛：0.01~0.04 wt%；

铁：0.05~0.10 wt%；

铜：0.01~0.05 wt%；

铬：0.005~0.01 wt%；

其余为铝和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的一种6系铝合金，其特征在于，所述不可避免的杂质为最多0.5 wt %的由生产造成的杂质。

4.根据权利要求1所述的一种6系铝合金，其特征在于，所述6系铝合金的粗大金属间化合物的间距小于10微米。

5.权利要求1-4任一项所述的6系铝合金的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将铸锭进行均匀化退火后第一次保温；

（2）冷却，然后再进行热轧；

（3）冷轧及固溶处理，然后再进行第二次保温；

（4）时效处理后再进行第三次保温。

6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，步骤（1）中退火温度为500~570 °C。

7.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，步骤（1）中第一次保温的时间为4~24h。

8.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，步骤（2）中：冷却后的温度为400~500°C，道次加工率为5~30%，热轧后的厚度为4~10 mm。

9.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，步骤（3）中冷轧及固溶处理后的温度为530~570 °C，第二次保温时间为10~60s。

10.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，步骤（4）中时效处理后的温度为160~195 °C ，第三次保温时间为4 ~ 10h。