CN109609817A - 一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制备方法 - Google Patents

一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制备方法，其特征在于，其成分的质量百分含量如下：Mg：0.50‑1.00 wt％，Si：0.30‑0.80 wt％，Cu：0.30‑0.80 wt％，Mn≤0.30 wt％，Cr≤0.15 wt％,Ti≤0.05 wt％，Fe≤0.15 wt％，Al和杂质：余量；所述方法包括如下步骤：（1）首先铸棒进行均匀化退火4‑12h；（2）从炉温升至545‑580℃；（3）保温4‑20h，然后进行挤压及时效处理。本发明的一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制备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。

Description

一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制 备方法
技术领域
本发明涉及有色金属技术领域，具体为一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制备方法。
背景技术
6063铝合金由于具有较佳的力学性能及良好的阳极氧化外观效果，因而被广泛的应用于智能手机外观件的制造（如手机背板）。由于铝合金背板对5G信号有屏蔽作用，因此铝合金在智能手机的应用逐步向手机中框转变。手机中框作为手机的重要结构件，对材料的强度有较高要求，6063或6061铝合金已经不能满足需求。6013或6056铝合金虽然强度较高，但材料阳极氧化后的外观效果达不到材料作为中框件的应用要求。因此有必要开发一种满足智能手机中框要求的高阳极氧化效果的高强铝合金材料。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，通过成分优化及工艺的改善，提供一种适合用于智能手机中框的高阳极氧化的高强铝合金材料。为了克服上述问题，本发明提供一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制备方法。
本发明的技术方案是提供一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制备方法，其特征在于，其成分的质量百分含量如下：
Mg 0.50-1.00 wt％，
Si 0.30-0.80 wt％，
Cu 0.30-0.80 wt％，
Mn ≤0.30 wt％，
Cr ≤0.15 wt％,
Ti ≤0.05 wt％，
Fe ≤0.15 wt％，
Al和杂质 余量；
所述方法包括如下步骤：
（1）首先铸棒进行均匀化退火4-12h；
（2）从炉温升至545-580℃；
（3）保温4-20h，然后进行挤压及时效处理。
进一步的，所述Cu质量百分含量优选为0.4-0.6wt.%。
进一步的，所述Si质量百分含量优选为0.5-0.7wt.%。
进一步的，所述步骤（1）中，均火温度为560-570 ℃。
本发明的有益效果是：本发明的一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制备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。
本发明的一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制备方法，其成分的质量百分含量如下：
Mg 0.50-1.00 wt％，
Si 0.30-0.80 wt％，
Cu 0.30-0.80 wt％，
Mn ≤0.30 wt％，
Cr ≤0.15 wt％,
Ti ≤0.05 wt％，
Fe ≤0.15 wt％，
Al和杂质 余量；
所述方法包括如下步骤：
（4）首先铸棒进行均匀化退火4-12h；
（5）从炉温升至545-580℃；
（6）保温4-20h，然后进行挤压及时效处理。
本发明一个较佳实施例中，所述Cu质量百分含量优选为0.4-0.6wt.%。
本发明一个较佳实施例中，所述Si质量百分含量优选为0.5-0.7wt.%。
本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，均火温度为560-570 ℃。
6系铝合金的性能受合金化程度的影响，Mg、Si元素含量越高，其力学性能越高。但合金化程度越高，一方面会造成加工困难、加工效率低。另一方面，也会造成组织中形成大量不可溶的第二相。这些第二相不仅不会带来材料强度的提高，而且会恶化阳极氧化外观效果，带来腐蚀点及造成阳极外观发麻，因此也必须限制Mg、Si元素的含量。总体上看，Mg0.50-1.00 wt％，Si 0.30-0.80 wt％为宜。Cu主要起固溶强化及促进Mg2Si相析出的作用，另一方面也会引入含Cu强化相Q相。但Cu含量过多，会造成材料耐腐蚀性能急剧下降及成本增高，因此Cu 0.3-0.8 wt％为宜。上述材料为进一步获得较好性能，可控制Cu含量为0.4-0.6 wt.%，Si 0.5-0.7 wt.%；
Mn元素主要起细化变形组织的作用，但添加过多则容易使得材料阳极后颜色发暗，因此Mn ≤0.30 wt％为宜。Ti元素主要起细化铸态组织的作用，其含量≤0.05 wt％为宜。Fe、Cr为杂质元素，其含量控制为 ≤0.15 wt％，以避免阳极腐蚀或者阳极颜色变暗现象的产生。
获得上述成分的铝合金后，首先进行均火热处理：4-12h从炉温升至545-580 ℃保温6-20h。均火的主要目的是为了溶解Mg2Si及含Cu的Q相。采用较缓慢的升温过程（4-12h）可促使含Cu的低熔点相在升温过程中即发生溶解，且可溶解部分Mg2Si相，促使Mg2Si相的溶解峰向高温区移动，即可提高均火温度。铸棒温升至545-580 ℃后需保温6-20 h，以促使Mg2Si相在此温度范围内充分溶解。为进一步有效率的促使Mg2Si溶解，均火温度可为560-570 ℃，保温时间为8-15h。然后再对获得均火棒进行挤压及时效处理。
通过以上的成分及工艺控制，可使得铝合金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 0.85 wt％，Si 0.6 wt％，Cu 0.56 wt％，Mn 0.16wt％，Cr 0.02 wt％, Ti 0.02 wt％，Fe 0.08 wt％
首先铸棒进行均匀化退火，6h升至560 ℃，保温15h。对均火棒进行挤压及时效处理。
实施例2
铝合金成分以质量百分比计为：Mg 0.7 wt％，Si 0.7 wt％，Cu 0.35 wt％，Mn 0.08wt％，Cr 0.03 wt％, Ti 0.03 wt％，Fe 0.12 wt％
首先铸棒进行均匀化退火，10h升至580 ℃，保温4h。对均火棒进行挤压及时效处理。
实施例3
铝合金成分以质量百分比计为：Mg 0.85 wt％，Si 0.55 wt％，Cu 0.55 wt％，Mn 0.15wt％，Cr 0.03 wt％, Ti 0.03 wt％，Fe 0.08 wt％
首先铸棒进行均匀化退火，6h升温至565 ℃，保温12小时。对均火棒进行挤压及时效处理。
实施例4
铝合金成分以质量百分比计为：Mg 0.85 wt％，Si 0.70 wt％，Cu 0.85 wt％，Mn 0.15wt％，Cr 0.02 wt％, Ti 0.03 wt％，Fe 0.09 wt％
首先铸棒进行均匀化退火，6h升温至565 ℃，保温12小时。对均火棒进行挤压及时效处理。
比较例1
铝合金成分以质量百分比计为：Mg 1.2 wt％，Si 0.9 wt％，Cu 0.9 wt％，Mn 0.56wt％，Cr 0.25 wt％, Ti 0.18 wt％，Fe 0.25 wt％；
首先铸棒进行均匀化退火， 535 ℃，保温12小时。对均火棒进行挤压及时效处理。
比较例2
铝合金成分以质量百分比计为：Mg 0.46 wt％，Si 0.82 wt％，Cu 0.26 wt％，Mn 0.43wt％，Cr 0.15 wt％, Ti 0.08 wt％，Fe 0.18 wt％；
首先铸棒进行均匀化退火， 565 ℃，保温6小时。对均火棒进行挤压及时效处理。
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，较好满足智能手机中框部件的使用要求。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，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 (4)

1.一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制备方法，其特征在于，其成分的质量百分含量如下：
Mg 0.50-1.00 wt％，
Si 0.30-0.80 wt％，
Cu 0.30-0.80 wt％，
Mn ≤0.30 wt％，
Cr ≤0.15 wt％,
Ti ≤0.05 wt％，
Fe ≤0.15 wt％，
Al和杂质 余量；
所述方法包括如下步骤：
首先铸棒进行均匀化退火4-12h；
从炉温升至545-580℃；
保温4-20h，然后进行挤压及时效处理。
2.根据权利要求1所述的一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制备方法，其特征在于：所述Cu质量百分含量优选为0.4-0.6wt.%。
3.根据权利要求1所述的一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制备方法，其特征在于：所述Si质量百分含量优选为0.5-0.7wt.%。
4.根据权利要求1所述的一种智能手机用高强高阳极氧化效果的6xxx系铝合金及其制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，均火温度为560-570 ℃。
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