CN107841664A

CN107841664A - 3C产品外观件用5xxx系铝合金及其加工方法

Info

Publication number: CN107841664A
Application number: CN201710976031.4A
Authority: CN
Inventors: 钟皓; 杨仲彬; 杨达彬
Original assignee: Dongguan Hong Jin Metal Products Co Ltd
Current assignee: Dongguan Hong Jin Metal Products Co Ltd
Priority date: 2017-10-19
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2018-03-27

Abstract

本发明涉及一种3C产品外观件用5xxx系铝合金及其加工方法，合金的成分及含量为：Mg：1.0~3.0 wt％，Si：≤0.8 wt％，Cu：≤1.2 wt％，Mn：≤0.10 wt％，Cr：≤0.10 wt％,Ti：≤0.05 wt％，Fe：≤0.30 wt％，其余组分为Al和不可避免的杂质。加工方法为：按所述各合金成分及含量加工制成铸锭，然后将铸锭进行均匀化退火，从室温以30~60 ℃/h的速度升至550~580 ℃，保温1~5小时；进行热轧，开轧温度为500~560℃，热终轧温度控制在300℃以下；中间退火，300~500℃，保温2~5小时，再进行冷轧至所需厚度，及进行热处理。本发明通过在保证材料强度的基础上，提高了材料的阳极氧化效果；使材料获得了较好的综合性能，适用于制造3C产品外观件。

Description

3C产品外观件用5xxx系铝合金及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种铝合金，尤其涉及一种3C产品外观件用5xxx系铝合金，属于有色金属技术领域。

背景技术

5xxx系铝合金是一种不可热处理强化合金，其强度由冷加工过程中的位错强化获得，即是一种加工硬化型合金，而不能像可时效硬化的6xxx系铝合金，对最终厚度板材进行固溶及时效强化处理。究其原因为：5xxx系合金中主要合金元素为Mg及微量的Cu或Mn元素。Mg在整个加工过程中可形成Al2Mg3或其他化学成分的含Mg化合物。这些化合物的前驱体不能像可时效强化的6xxx系材料中的Mg2Si相的前驱体一样，对材料起强化作用；而微量的Cu元素，主要起固溶强化作用；Mn元素只是起控制晶粒尺寸的作用。同时Mg在铝基体中的固溶度较大，Mg含量越高，则加工硬化效果越佳。另一方面Mg含量越高，材料阳极氧化后的颜色越暗，越难以适用于对外观要求严格的电子产品外观件上。

因此有必要在现有加工硬化型5xxx系铝合金的基础上，开发一种可时效硬化的5xxx系铝合金，并进一步改善5xxx系铝合金的强度性能及阳极氧化效果。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种3C产品外观件用5xxx系铝合金及其加工方法，旨在兼顾合金强度与阳极氧化效果，以适合用于电子产品外观件制造。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种3C产品外观件用5xxx系铝合金，其特征在于：该合金成分的质量百分含量如下，

Mg：1.0～3.0wt％，

Si：≤0.8wt％，

Cu：≤1.2wt％，

Mn：≤0.10wt％，

Cr：≤0.10wt％,

Ti：≤0.05wt％，

Fe：≤0.30wt％，

其余组分为Al和不可避免的杂质。

进一步地，上述3C产品外观件用5xxx系铝合金，其中：所述Fe的质量百分含量≤0.10wt％。

上述3C产品外观件用5xxx系铝合金的加工方法，其加工步骤为：(1)按所述各合金成分及含量加工制成铸锭，(2)然后将铸锭进行均匀化退火，从室温以30～60℃/h的速度升至550～580℃，保温1～5小时；(3)进行热轧，开轧温度为500～560℃，热终轧温度控制在300℃以下；(4)中间退火，300～500℃，保温2～5小时；(5)进行冷轧至所需厚度，再进行热处理。

优选地，上述3C产品外观件用5xxx系铝合金的加工方法，其中：所述步骤(5)中热处理采用退火处理，退火处理温度为200～300℃，退火处理时间为4～8h。

优选地，上述3C产品外观件用5xxx系铝合金的加工方法，其中：上述3C产品外观件用5xxx系铝合金的加工方法，其中：所述步骤(5)中热处理采用固溶处理和时效处理，所述固溶处理的温度为540～570℃，固溶处理时间为5～30分钟，所述时效处理温度为140～200℃，时效处理时间为1～20h。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

(1)本发明通过合理调整5XXX系铝合金中各元素的含量及比例，并对材料的加工工艺进行优化，在保证材料强度的基础上，提高了材料的阳极氧化效果；

(2)本发明是制造3C产品外观件的理想材料，较好满足手机行业的使用要求，市场应用前景广阔。

具体实施方式

5XXX系铝合金是一种不可热处理强化合金，其强度通过应变强化获得。当在5XXX系合金中添加Si及Cu元素则可使材料具有时效特性，可进一步提高材料的强度。

Si在5XXX系Al-Mg合金中，可形成Mg2S相。该相的前驱体具有时效强化效果。但Si含量不宜过多，否则将形成不可溶解的对强化无贡献的粗大Mg2Si相，Si的含量宜在≤0.8wt％；Cu一般起固溶强化作用，但也可与Si、Mg元素作用形成Q相或者θ相，起时效强化作用。Cu的含量宜在≤1.2wt％，过少则强化效果微弱，过多则容易造成耐腐蚀性能的下降；Mn、Cr、Ti为控制晶粒尺寸元素，其含量应分别控制在Mn≤0.10wt％，Cr≤0.10wt％，Ti≤0.05wt％，其中Mn、Cr含量若为小于0.02wt％则更佳；Fe为杂质元素，其含量以≤0.30wt％为宜，若≤0.10wt％则更佳。

该合金的加工工艺为：(1)按所述各合金成分及含量加工制成铸锭，(2)然后将铸锭进行均匀化退火，从室温以30～60℃/h的速度升至550～580℃，保温1～5小时；(3)进行热轧，开轧温度为500～560℃，热终轧温度控制在300℃以下；(4)中间退火，300～500℃，保温2～5小时(5)进行冷轧至所需厚度，再进行热处理。步骤(2)中均匀化退火工艺中控制升温速率的目的为：促进金属间化合物的溶解。而均匀化退火过程中对时间的控制则为了充分保证粗大相的溶解程度；对开轧温度及中间退火工艺进行控制，则是为了使得轧制容易进行，并为后续退火提供过饱和基体。

对最终厚度的冷轧板可进行如下的热处理，退火工艺为200～300℃，退火处理时间为4～8h，可以使材料获得较好的综合性能。

或者，最终厚度的冷轧板可进行如下的热处理，(540～570℃)x(5～30分钟)，然后(140～200℃)x(1～20h)。(540～570℃)x(5～30分钟)为固溶处理，目的是提供过饱和固溶体；而(140～200℃)x(1～20h)，则为时效工艺，用于提高材料的力学性能。

以下通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。

实施例1

铝合金成分以质量百分比计为：Mg 1.62wt％，Si 0.54wt％，Cu 0.62wt％，Mn0.03wt％，Cr 0.02wt％,Ti 0.01wt％，Fe 0.07wt％，余量为Al和不可避免的杂质；

首先铸锭进行均匀化退火，从室温以35℃/小时升到570℃，保温5小时；然后再进行热轧，开轧温度为530℃，热终轧温度控制在280℃；中间退火，400℃x2h；对冷轧坯料进行后续冷轧至所需厚度，再进行退火处理，250℃x8h。

实施例2

铝合金成分以质量百分比计为：Mg 2.3wt％，Si 0.15wt％，Cu 0.25wt％，Mn0.10wt％，Cr 0.05wt％,Ti 0.03wt％，Fe 0.15wt％，余量为Al和不可避免的杂质；

首先铸锭进行均匀化退火，从室温以40℃/小时升到560℃，保温4小时；然后再进行热轧，开轧温度为500℃，热终轧温度控制在290℃；中间退火，350℃x3h；对冷轧坯料进行后续冷轧至所需厚度，再进行退火处理，260℃x6h。

实施例3

铝合金成分以质量百分比计为：Mg 3.0wt％，Si 0.37wt％，Cu 0.39wt％，Mn0.03wt％，Cr 0.02wt％,Ti 0.02wt％，Fe 0.05wt％，余量为Al和不可避免的杂质；

实施例4

铝合金成分以质量百分比计为：Mg 2.4wt％，Si 0.35wt％，Cu 0.31wt％，Mn0.03wt％，Cr 0.02wt％,Ti 0.03wt％，Fe 0.05wt％，余量为Al和不可避免的杂质；

首先铸锭进行均匀化退火，从室温以40℃/小时升到560℃，保温4小时；然后再进行热轧，开轧温度为500℃，热终轧温度控制在290℃；中间退火，350℃x3h；对冷轧坯料进行后续冷轧至所需厚度，再进行热处理，先固溶处理555℃x20分钟，然后时效处理150℃x16h。

实施例5

铝合金成分以质量百分比计为：Mg 2.34wt％，Si 0.35wt％，Cu 0.38wt％，Mn0.03wt％，Cr 0.03wt％,Ti 0.02wt％，Fe 0.04wt％，余量为Al和不可避免的杂质；

首先铸锭进行均匀化退火，从室温以40℃/小时升到560℃，保温4小时；然后再进行热轧，开轧温度为500℃，热终轧温度控制在290℃；中间退火，350℃x3h；对冷轧坯料进行后续冷轧至所需厚度，再进行热处理，先固溶处理550℃x10分钟，然后时效处理200℃x4h。

实施例6

铝合金成分以质量百分比计为：Mg 2.2wt％，Si 0.30wt％，Cu 0.32wt％，Mn0.03wt％，Cr 0.03wt％,Ti 0.02wt％，Fe 0.03wt％，余量为Al和不可避免的杂质；

首先铸锭进行均匀化退火，从室温以40℃/小时升到560℃，保温4小时；然后再进行热轧，开轧温度为500℃，热终轧温度控制在290℃；中间退火，350℃x3h；对冷轧坯料进行后续冷轧至所需厚度，再进行热处理，其中固溶处理540℃x20分钟，然后时效处理170℃x8h。

比较例1

铝合金成分以质量百分比计为：Mg 3.5wt％，Si 0.02wt％，Cu 0.01wt％，Mn0.05wt％，Cr 0.03wt％,Ti 0.02wt％，Fe 0.10wt％，余量为Al和不可避免的杂质；

首先铸锭进行均匀化退火，从室温升到555℃，保温18小时；然后再进行热轧，开轧温度为545℃；对冷轧坯料进行后续冷轧至所需厚度，再进行退火处理，300℃x6h。

比较例2

铝合金成分以质量百分比计为：Mg 4.0wt％，Si 0.06wt％，Cu 0.08wt％，Mn0.02wt％，Cr 0.01wt.％,Fe 0.08wt％，Ti 0.01wt％，余量为Al和不可避免的杂质；

对合金铸锭均匀化退火：在430℃保温7小时，然后升到460℃保温6小时；然后再进行热轧，开轧温度为460℃，终轧温度控制在380℃以下；对冷轧坯料进行后续冷轧，轧制最终厚度后进行退火处理300℃x4h。

比较例3

铝合金成分以质量百分比计为：Mg 1.0wt％，Si 0.45wt％，Cu 0.43wt％，Mn0.10wt％，Cr 0.20wt％,Ti 0.02wt％，Fe 0.10wt％，余量为Al和不可避免的杂质；

首先铸锭进行均匀化退火，从室温升到555℃，保温18小时；然后再进行热轧，开轧温度为545℃，；对冷轧坯料进行后续冷轧至所需厚度，再进行退火处理，300℃x 6h。

表1示意了实施例及比较例中合金的性能，如表1所示，本发明通过合理调整5XXX系铝合金中各元素的含量并控制加工工艺，在保证材料强度的基础上，提高了材料的阳极氧化效果，使材料获得了较好的综合性能，较好满足手机外观件的使用要求。

当然，以上所列举的实施例仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制；凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

表1示意了实施例及比较例中合金的性能

Claims

1.一种3C产品外观件用5xxx系铝合金，其特征在于：该合金成分的质量百分含量如下，

Mg：1.0~3.0 wt％，

Si：≤0.8 wt％，

Cu：≤1.2 wt％，

Mn：≤0.10 wt％，

Cr：≤0.10 wt％,

Ti：≤0.05 wt％，

Fe：≤0.30 wt％，

其余组分为Al和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的6xxx系铝合金，其特征在于：所述Fe的质量百分含量≤0.10wt％。

3.权利要求1～2任意一项所述的3C产品外观件用5xxx系铝合金的加工方法，其特征在于加工步骤为：（1）按所述各合金成分及含量加工制成铸锭，（2）然后将铸锭进行均匀化退火，从室温以30~60 ℃/h的速度升至550~580 ℃，保温1~5小时；（3）进行热轧，开轧温度为500~560℃，热终轧温度控制在300℃以下；（4）中间退火，300~500℃，保温2~5小时；（5）进行冷轧至所需厚度，再进行热处理。

4.根据权利要求3所述的3C产品外观件用5xxx系铝合金的加工方法，其特征在于：所述步骤（5）中热处理采用退火处理，退火处理温度为200~300℃，退火处理时间为4~8h。

5.根据权利要求4所述的3C产品外观件用5xxx系铝合金的加工方法，其特征在于：所述步骤（5）中热处理采用固溶处理和时效处理，所述固溶处理的温度为540~570℃，固溶处理时间为5~30分钟，所述时效处理温度为140~200℃，时效处理时间为1~20h。