CN110029252B - 一种5g手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种5g手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料及其制备方法，涉及铝合金材料，旨在解决现有技术中手机中板用合金材料熔炼时容易氧化并形成氧化夹杂的技术问题。所述5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料包括以下质量百分比的化学元素：硅2.0～5.5％、镁5.5～12.0％、锰0.60～1.20％、钛0.01～0.35％、铍0.001～0.04％、铈0.01～0.30％、铁≤0.40％、不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝。所述的制备方法包括以下步骤：(1)将纯铝锭熔化后加入硅、锰和钛添加剂，使其合金化；(2)加入铝铍和铝铈合金，熔化后得到合金熔体；(3)加入纯镁锭，完全熔化后在氩气气氛下使用无钠精炼剂进行精炼，本发明主要用于手机中板。

Description

一种5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料及其制备 方法
技术领域
本发明涉及铝合金材料及其制备，更具体地说，涉及一种5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料及其制备方法。
背景技术
目前，铝镁合金由于具有优良的力学性能、高的强度、好的延展性和韧性、抗蚀性和切削加工性能好，可用于制备手机中板。目前，手机中板一般有两种铝合金材料。其中，一种是变形铝合金，如铝镁合金6061和6013，可采用CNC(计算机数字控制机床)加工。这种变形铝合金因经过热处理强化，力学性能较好，如铝镁合金6061在T6状态下，抗拉强度≥310MPa，屈服强度≥276MPa，延伸率≥17％，热导率≥167W/m·k。但是，这一类铝镁合金的制造效率低、成本高。另一种是利用ADC12铝合金压铸，这种铝合金材料成本低、效率高铸造性能好，但因采用普通压铸是不能热处理，力学性能比较差。
因此，开发出一种加工效率高、成本低、力学性能好、不易氧化夹杂的手机中板铝合金材料显得尤其重要。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，具有较高的强度和韧性。
本发明的第一个目的通过以下技术方案来实现：
一种5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，包括以下质量百分比的化学元素：硅2.0～5.5％、镁5.5～12.0％、锰0.60～1.20％、钛0.01～0.35％、铍0.001～0.04％、铈0.01～0.30％、铁≤0.40％、不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝。
进一步地，所述硅的质量百分比为2.0～2.6％。
进一步地，所述铁的质量百分比≤0.30％。
进一步地，所述镁的质量百分比为5.5～7.5％。
进一步地，所述钛的质量百分比为0.05～0.25％。
进一步地，所述锰的质量百分比为0.60～0.90％。
本发明的第二个目的是提供上述5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料的制备方法。
本发明的第二个目的通过以下技术方案来实现：
一种5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纯铝锭熔化后加入硅、锰和钛添加剂，使其合金化铝液；
(2)向铝液中加入铝铍和铝铈合金，熔化后得到合金熔体；
(3)向合金熔体中加入纯镁锭，完全熔化后在氩气气氛下使用无钠精炼剂进行精炼，即可。
进一步地，所述步骤(1)中的熔炼温度为800～850摄氏度。
进一步地，所述步骤(2)中在加入铝铍和铝铈合金的时的铝液温度为720～740摄氏度。
进一步地，所述步骤(3)中精炼的时间为10～20min。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.本发明的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，是一种性能优异的铝镁硅合金，抗拉强度≥300MPa，屈服强度≥220MPa，延伸率≥4％，热导率≥85W/m·k。
2.本发明的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，在铝镁合金中加入钛元素，可使其晶粒细化，形成TiAl3强化相，使合金的强度获得了提高。加入微量锰元素，形成了AlFeMnSi比Al3Fe的韧性好，这就有效减少铁元素的不利作用。加入硅元素，能够改善合金液的流动性，保证其充满型腔，并降低了合金的线收缩率，防止裂纹和疏松的产生。加入铍元素，能防止铝液的氧化、吸气，提高冶金的质量，由于铍和氧的亲和力大于镁和氧的亲和力，提高了合金表面膜的致密度，防护了镁，使其不与氧接触，而且能使合金的厚壁处的晶间氧化和气孔大为降低。
3.本发明的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料的制备方法，工艺流程简单，精炼结束后浇锭压铸即可，无需热处理，加工效率高、成本低，得到的铝合金材料具有较高的强度、韧性以及较好的抗氧化性能。
4.本发明的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料的制备方法，使用氩气进行精炼，不能够使用常规的氮气作为精炼气氛，防止氮气与镁生成氮化镁，加速镁的烧损和造渣；使用无钠精炼剂，也避免了镁合金出现“钠脆”。
具体实施方式
实施例1
(1)将99.80纯铝锭采用天然气的熔炼反射炉进行熔化，熔化温度为800～850℃，熔化后加入硅、锰和钛添加剂，使其合金化。
(2)向步骤(1)得到的体系中加入铝铍中间合金和铝铈中间合金合金，加入温度为720～740℃，熔化后得到合金熔体。
(3)向合金熔体中加入纯镁锭，必须压入铝液，杜绝明火。待镁锭完全熔化后进行搅拌，在氩气精炼气氛下进行无钠精炼剂进行精炼，精炼时间为15min。
(4)精炼结束后，扒渣，取样，将合格的样品浇锭、包装。
此方法生产的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，含有以下质量百分比的化学元素：硅2.4％、镁6.5％、锰0.80％、钛0.15％、铍0.003％、铈0.02％、铁≤0.15％、不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝。合金的抗拉强度≥350MPa，屈服强度≥260MPa，延伸率≥5.5％，热导率≥85W/m·k。
实施例2
(1)将99.80纯铝锭采用天然气的熔炼反射炉进行熔化，熔化温度为800～850℃，熔化后加入硅、锰和钛添加剂，使其合金化。
(2)向步骤(1)得到的体系中加入铝铍中间合金和铝铈中间合金合金，加入温度为720～740℃，熔化后得到合金熔体。
(3)向合金熔体中加入纯镁锭，必须压入铝液，杜绝明火。待镁锭完全熔化后进行搅拌，在氩气精炼气氛下进行无钠精炼剂进行精炼，精炼时间为15min。
(4)精炼结束后，扒渣，取样，将合格的样品浇锭、包装。
此方法生产的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，含有以下质量百分比的化学元素：硅2.0％、镁5.5％、锰0.60％、钛0.05％、铍0.002％、铈0.015％、铁≤0.30％、不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝。合金的抗拉强度≥300MPa，屈服强度≥220MPa，延伸率≥4％，热导率≥92W/m·k。
实施例3
(1)将99.80纯铝锭采用天然气的熔炼反射炉进行熔化，熔化温度为800～850℃，熔化后加入硅、锰和钛添加剂，使其合金化。
(2)向步骤(1)得到的体系中加入铝铍中间合金和铝铈中间合金合金，加入温度为720～740℃，熔化后得到合金熔体。
(3)向合金熔体中加入纯镁锭，必须压入铝液，杜绝明火。待镁锭完全熔化后进行搅拌，在氩气精炼气氛下进行无钠精炼剂进行精炼，精炼时间为15min。
(4)精炼结束后，扒渣，取样，将合格的样品浇锭、包装。
此方法生产的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，含有以下质量百分比的化学元素：硅2.5％、镁7.0％、锰0.80％、钛0.10％、铍0.04％、铈0.015％、铁≤0.20％、不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝。合金的抗拉强度≥330MPa，屈服强度≥240MPa，延伸率≥4％，热导率≥85W/m·k。
实施例4
(1)将99.80纯铝锭采用天然气的熔炼反射炉进行熔化，熔化温度为800～850℃，熔化后加入硅、锰和钛添加剂，使其合金化。
(2)向步骤(1)得到的体系中加入铝铍中间合金和铝铈中间合金合金，加入温度为720～740℃，熔化后得到合金熔体。
(3)向合金熔体中加入纯镁锭，必须压入铝液，杜绝明火。待镁锭完全熔化后进行搅拌，在氩气精炼气氛下进行无钠精炼剂进行精炼，精炼时间为15min。
(4)精炼结束后，扒渣，取样，将合格的样品浇锭、包装。
此方法生产的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，含有以下质量百分比的化学元素：硅2.5％、镁7.5％、锰0.80％、钛0.25％、铍0.003％、铈0.0175％、铁≤0.40％、不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝。合金的抗拉强度≥340MPa，屈服强度≥235MPa，延伸率≥4％，热导率≥85W/m·k。
以上实施例为本发明的部分实施方式，并不限制于本发明。对本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下做出的若干改进和变型，也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，其特征在于，由以下质量百分比的化学元素组成：硅2.0～5.5％、镁5.5～12.0％、锰0.60～1.20％、钛0.01～0.35％、铍0.001～0.04％、铈0.01～0.30％、铁≤0.40％、不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝。
2.根据权利要求1所述的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，其特征在于，所述硅的质量百分比为2.0～2.6％。
3.根据权利要求1所述的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，其特征在于，所述铁的质量百分比≤0.30％。
4.根据权利要求1所述的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，其特征在于，所述镁的质量百分比为5.5～7.5％。
5.根据权利要求1所述的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，其特征在于，所述钛的质量百分比为0.05～0.25％。
6.根据权利要求1所述的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料，其特征在于，所述锰的质量百分比为0.60～0.90％。
7.一种权利要求1所述的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将纯铝锭熔化后加入硅、锰和钛添加剂，获得合金化铝液；
(2)向铝液中加入铝铍合金和铝铈合金，熔化后得到合金熔体；
(3)向合金熔体中加入纯镁锭，完全熔化后在氩气气氛下使用无钠精炼剂进行精炼，即可。
8.根据权利要求7所述的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的熔炼温度为800～850摄氏度。
9.根据权利要求7所述的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中在加入铝铍和铝铈合金时的合金温度为720～740摄氏度。
10.根据权利要求7所述的5G手机中板用高强高韧抗氧化铝镁合金材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中精炼的时间为10～20min。
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