CN108950324A

CN108950324A - 一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金及其加工方法

Info

Publication number: CN108950324A
Application number: CN201811129154.5A
Authority: CN
Inventors: 钟皓; 宋酩; 杨达彬; 杨仲彬
Original assignee: Huaibei Junyida Metal Technology Co Ltd
Current assignee: Huaibei Junyida Metal Technology Co Ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2018-12-07

Abstract

本发明公开了一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金及其加工方法，铝合金成分的质量百分含量为：Mg 0.70~1.2 wt％，Si 0.45~0.95 wt％，Cu 0.35~0.85 wt％，Mn 0.02~0.20 wt％，Cr≤0.10 wt％,Ti≤0.05 wt％，Fe≤0.10 wt％，其余组分为Al和不可避免的杂质；铝合金的加工方法为：首先铸棒进行均匀化退火，550~580℃（温度均匀性≤±25℃），保温8~16小时后，以大于100℃/h的速度冷却至小于200℃；然后进行挤压，挤压棒温510~550℃，挤压速度4~12米/分钟，出口温度520~560℃；进行时效处理170~200℃保温4~12 h。本发明通过调整强化元素含量及进行加工工艺控制，对材料的组织进行精细控制，最终使得材料兼顾高强及高阳极氧化效果。

Description

一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金及其加工方法

技术领域

本发明涉及有色金属技术领域，具体为一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金及其加工方法。

背景技术

6系铝合金由于具有较佳的力学性能及阳极氧化效果，因而被广泛的应用于电子产品的外观件制造中。在4G信号时代，6系合金主要被应用于手机背板的制造，且阳极前处理过程中会进行喷砂处理，以遮盖由于组织（晶粒及金属间化合物）所带来的外观缺陷。但未来5G信号的推广需要手机外观件对信号不产生屏蔽作用，因此铝合金在手机中的应用逐步由背板向中框转变。此外，在外观效果上，也由喷砂变为不喷砂的效果。材料不再进行喷砂处理后，对组织的控制更加严格以避免阳极外观不良的出现，如需保证细小的晶粒或较少的金属间化合物。与此同时，手机中框是保证手机整体使用效果（强度）的关键部件，其要求的力学性能比背板更高。而现有背板用铝合金的力学性能（6063系列合金）明显不能满足该要求。

因此有必要开发一种兼顾高强及高阳极效果的铝合金及其加工工艺，以满足市场的需要。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金及其加工方法。

本发明的技术方案是提供一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金,所述铝合金成分的质量百分含量如下：

Mg 0.70~1.2 wt％，

Si 0.45~0.95 wt％，

Cu 0.35~0.85 wt％，

Mn 0.02~0.20 wt％，

Cr ≤0.10 wt％,

Ti ≤0.05 wt％，

Fe ≤0.10 wt％，

Al及杂质余量。

进一步的，所述铝合金材料组织中可溶性粗大金属间化合物体积分数小于1%。

进一步的，所述Mg质量百分含量优选为0.80~1.0 wt%。

进一步的，所述Si 质量百分含量优选为0.55~0.80 wt%，所述Cu质量百分含量优选为 0.35~0.60 wt%，所述Mn质量百分含量优选为 0.05~0.10 wt%。

一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金加工方法，所述方法包括如下步骤：

（1）首先铸棒进行均匀化退火，温度范围为550~580 ℃；

（2）保温8~16小时后，以大于100 ℃/h的速度冷却至小于200℃；

（3）进行挤压，挤压棒温510~550 ℃，挤压速度4~12米/分钟，出口温度520~560 ℃；

（4）进行时效处理170~200℃保温4~12 h。

进一步的，所述步骤（1）中，保证温度均匀性±15~±25 ℃；所述步骤（3）中，挤压棒温优选为530~550 ℃，出口温度优选为540~560 ℃。

再进一步的，所述步骤（1）中，保证温度均匀性≤±5 ℃；所述步骤（3）中，挤压棒温优选为510~535 ℃，出口温度优选为520~540 ℃。

本发明的有益效果是：本发明的一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金及其加工方法通过调整强化元素含量及进行加工工艺控制，对材料的组织进行精细控制，最终使得材料兼顾高强及高阳极氧化效果。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

从热力学的角度考虑，6系材料的力学性能受合金化程度控制。如Mg、Si、Cu元素的含量越高，则材料的强度越高。但其含量过高，则容易造成材料阳极后颜色变暗，且铸造过程中所形成的粗大Mg₂Si相难以在后续加工过程中溶解，则易造成材料阳极过程中腐蚀不良。

因此，本发明的一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金成分的质量百分含量：Mg 0.70~1.2 wt％，Si 0.45~0.95 wt％，Cu 0.35~0.85 wt％，则可以使材料兼顾强度及阳极氧化效果。更进一步的，Mg 0.80~1.0 wt%;再进一步的，上述的铝合金，若保证Si0.55~0.80 wt%, Cu 0.35~0.60 wt%则可更进一步的提高材料的阳极氧化效果。

Mn、Cr、Ti元素主要起晶粒细化的作用，但添加过多则容易使得材料阳极后颜色发暗，其含量宜保证在Mn 0.02~0.20 wt％，Cr ≤0.10 wt％, Ti≤0.05 wt％。更进一步的，若Mn含量保证在0.05~0.10 wt%，则可获得更佳的阳极氧化外观效果。Fe为杂质元素，其含量宜为 ≤0.10 wt％，以避免阳极腐蚀现象的产生。

获得上述成分的铝合金后，再进行后续的加工：铸棒进行均匀化退火，550~580℃，保温8~16小时后，以大于100 ℃/h的速度冷却至小于200℃。在均火过程中控制保温温度及保温时间是为了促进粗大铸造可溶相的充分溶解，为后续强度及阳极氧化效果的提高做准备。而控制均火后材料的冷却速度则是为了避免在冷却过程中可溶相的再次析出；对均火棒进行挤压，挤压棒温510~550 ℃，挤压速度4~12米/分钟，出口温度520~560 ℃；进行时效处理170~200℃保温4~12 h。控制挤压棒棒温、挤压速度、出口温度主要是为了使材料具有较好的淬火效果为后续时效做准备。而时效工艺的控制则是为了使得材料具有较高的综合力学性能。

在材料的均火过程中，温度的均匀性尤其重要需保证在≤±15 ℃，此时挤压棒温510~535 ℃，出口温度520~540 ℃，即可使材料获得较佳的力学性能。若温度的均匀性在±15~±25 ℃，则棒温530~550 ℃，出口温度540~560 ℃，方可保证材料具有较佳的力学性能。

通过以上的成分及工艺控制，可使得铝合金材料组织中可溶性粗大金属间化合物体积分数小于1%，这样既可使材料具有较高的强度，又可使得材料具有较佳的阳极外观效果。

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 0.7 wt％，Si 0.95 wt％，Cu 0.35 wt％，Mn 0.2wt％，Cr 0.1 wt％, Ti 0.05 wt％，Fe 0.10 wt％；

首先铸棒进行均匀化退火，550℃（温度均匀性≤±25 ℃），保温16小时后，以大于80℃/h的速度冷却至小于200℃ ；然后进行挤压，挤压棒温510 ℃，挤压速度12米/分钟，出口温度560 ℃；进行时效处理200℃保温4h。

实施例2

铝合金成分以质量百分比计为：Mg 1.2 wt％，Si 0.95 wt％，Cu 0.85 wt％，Mn 0.02wt％，Cr 0.001 wt％, Ti 0.015 wt％，Fe 0.08 wt％；

首先铸锭进行均匀化退火：580 ℃（温度均匀性≤±5℃），保温8小时，以大于120 ℃/h的速度冷却至小于180℃ ；然后进行挤压，挤压棒温510 ℃，挤压速度4米/分钟，出口温度520 ℃；进行时效处理170℃保温12h。

实施例3

铝合金成分以质量百分比计为：Mg 1 wt％，Si 0.65 wt％，Cu 0.60 wt％，Mn 0.05wt％，Cr 0.002 wt％, Ti 0.03 wt％，Fe 0.08 wt％；

首先铸锭进行均匀化退火：580 ℃（温度均匀性±15~25℃），保温12小时，以大于150℃/h的速度冷却至小于200℃ ；然后进行挤压，挤压棒温530 ℃，挤压速度8米/分钟，出口温度560 ℃；进行时效处理180℃保温10h。

实施例4

铝合金成分以质量百分比计为：Mg 0.82 wt％，Si 0.70 wt％，Cu 0.55 wt％，Mn 0.06wt％，Cr 0.002 wt％, Ti 0.02 wt％，Fe 0.10 wt％；

首先铸锭进行均匀化退火：560 ℃（温度均匀性±15~25℃），保温11小时，以大于150℃/h的速度冷却至小于200℃ ；然后进行挤压，挤压棒温550 ℃，挤压速度8米/分钟，出口温度540 ℃；进行时效处理180℃保温10h。

比较例1

铝合金成分以质量百分比计为：Mg 1.3 wt％，Si 1.2 wt％，Cu 0.05 wt％，Mn 0.34wt％，Cr 0.12 wt％, Ti 0.08 wt％，Fe 0.15 wt％；

比较例2

首先铸锭进行均匀化退火：530 ℃，保温6小时，以大于150 ℃/h的速度冷却至小于200℃ ；然后进行挤压，挤压棒温490 ℃，挤压速度12米/分钟，出口温度510 ℃；进行时效处理165℃保温18h。

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铝合金中各元素的含量并控制加工工艺，在保证阳极氧化效果的基础上，提高了材料的强度，使材料获得了较好的综合性能，较好满足电子产品外观件的使用要求。

以上实施例仅为本发明其中的多种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金,其特征在于：所述铝合金成分的质量百分含量如下：

Mg 0.70~1.2 wt％，

Si 0.45~0.95 wt％，

Cu 0.35~0.85 wt％，

Mn 0.02~0.20 wt％，

Cr ≤0.10 wt％,

Ti ≤0.05 wt％，

Fe ≤0.10 wt％，

Al及杂质余量。

2.根据权利要求1所述的一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金，其特征在于：所述铝合金材料组织中可溶性粗大金属间化合物体积分数小于1%。

3.根据权利要求1所述的一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金，其特征在于：所述Mg质量百分含量优选为0.80~1.0 wt%。

4.根据权利要求1所述的一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金，其特征在于：所述Si 质量百分含量优选为0.55~0.80 wt%，所述Cu质量百分含量优选为 0.35~0.60wt%，所述Mn质量百分含量优选为 0.05~0.10 wt%。

5.一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金加工方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

（1）首先铸棒进行均匀化退火，温度范围为550~580 ℃；

（4）进行时效处理170~200℃保温4~12 h。

6.根据权利要求5所述的一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金加工方法，其特征在于：所述步骤（1）中，保证温度均匀性±15~±25 ℃。

7.根据权利要求5所述的一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金加工方法，其特征在于：所述步骤（3）中，挤压棒温优选为530~550 ℃，出口温度优选为540~560 ℃。

8.根据权利要求5所述的一种高强高阳极氧化效果的电子产品用铝合金加工方法，其特征在于：所述步骤（1）中，保证温度均匀性≤±5 ℃；所述步骤（3）中，挤压棒温优选为510~535 ℃，出口温度优选为520~540 ℃。