CN110952002A - 一种应用于5g手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种应用于5g手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料及其制备方法。所述应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料包括以下质量百分比的化学元素：硅8.0～11.0％、镁0.30～1.0％、铜0.30～1.50％、锌6.0～12.0％锰0.10～0.80％、钛0.05‑0.25％、锶0.008～0.06％、硼0.005～0.03％、铁≤0.50％、不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝。本发明提供的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料及其制备方法具有加工效率高、成本低、力学性能好、非热处理强化的优点。

Description

一种应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料 及其制备方法
技术领域
本发明涉及手机中板材料技术领域，尤其涉及一种应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料及其制备方法。
背景技术
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，如铝镁硅合金6061，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，这一类铝镁硅合金的制造效率低、成本高。另一种是利用铸造铝合金压铸，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，有必要提供一种新的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料及其制备方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种加工效率高、成本低、力学性能好、非热处理强化的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料，包括以下质量百分比的化学元素：硅8.0～11.0％、镁0.30～1.0％、铜0.30～1.50％、锌6.0～12.0％锰0.10～0.80％、钛0.05-0.25％、锶0.008～0.06％、硼0.005～0.03％、铁≤0.50％、不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝。
优选的，所述硅的质量百分比为9.0～11.0％。
优选的，所述铁的质量百分比≤0.30％。
优选的，所述镁的质量百分比为0.50～0.70％。
优选的，所述钛的质量百分比为0.05～0.25％。
优选的，所述锰的质量百分比为0.20～0.50％，所述铜的质量百分比为0.7～1.0％，所述锌的质量百分比为9.0～10.0％。
本发明还提供一种应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将纯铝锭熔化后，在850℃～900℃加入硅待完全熔化后，加入铝硼中间合金、锰及钛的添加剂或加入铝锰中间合金和铝钛中间合金，然后加入纯铜，待熔化后得到合金熔体；
S2：加入纯锌锭做后下降温，在720℃～740℃使用无钠精炼剂进行精炼；
S3：加铝锶中间合金变质处理，静置15min，孕育变质，加铝锶中间合金后，采用气体精炼，用于保护锶的变质效果；
S4：扒渣、化验、合格后浇铸。
优选的，所述S1中，加入铝硼中间合金、锰及钛的添加剂或加入铝锰中间合金和铝钛中间合金后，生成了有益的金相组织TiAl3和TiB2。
优选的，所述S2中，加入纯锌锭做后下，高含量的锌有利于产生快速自然时效，代替热处理。
优选的，所述S2中，使用无钠精炼剂用于保证S3中锶变质的效果。
与相关技术相比较，本发明提供的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料及其制备方法具有如下有益效果：
本发明提供的一种应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料是一种性能优异的压铸铝合金，由于手机中板设计较薄，可获得更高的冷却速率，本体取样可获得较高的力学性能（以下的力学性能均为本体取样），屈服强度≥230MPa，延伸率≥3％，导热率≥110W/m·k，在铝合金中加入钛和硼元素，可使其晶体粒细化，形成TiAl3和TiB2强化相，使合金的强度获得了提高，同时加锰有助于脱模。加入硅元素，能够改善合金液的流动性和抗热裂性，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，加入铜、锌、镁元素能大大提高强度，尤其在≥6.5％锌时，材料具有快速自然时效特性（自然时效时间在三周内完成，所以无需热处理强化）；加入了锶可使硅相得到变质，提高强度和延伸率；
本发明提供的一种应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝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，且利用无钠铸炼剂，可防止削弱锶的变质效果。
附图说明
图1为本发明提供的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料的制备方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
由于手机中板薄，可获得更高的冷却速率，本体取样可获得较高的力学，因此以下力学性能均为本体取样。
第一实施例：
S1：将纯铝锭熔化后，在850℃～900℃加入硅待完全熔化后，加入铝硼中间合金、锰及钛的添加剂或加入铝锰中间合金和铝钛中间合金，然后加入纯铜，待熔化后得到合金熔体；
S2：加入纯锌锭做后下降温，在720℃～740℃使用无钠精炼剂进行精炼；
S3：加铝锶中间合金变质处理，静置15min，孕育变质，加铝锶中间合金后，采用气体精炼，用于保护锶的变质效果；
S4：扒渣、化验、合格后浇铸。
本实施例中制作出的铝合金材料含有以下质量百分比的化学元素：硅9.0％、铜0.80％、镁0.48％、锰0.32％、钛0.06％、硼0.008％、锶0.02％、锌9.45％、铁≤0.15％，不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝，手机中板取样的性能如下：合金抗拉强度≥330MPa，屈服强度≥232MPa，延伸率≥3.4％，导热率≥110W/m·k。
第二实施例：
S1：将纯铝锭熔化后，在850℃～900℃加入硅待完全熔化后，加入铝硼中间合金、锰及钛的添加剂或加入铝锰中间合金和铝钛中间合金，然后加入纯铜，待熔化后得到合金熔体；
S2：加入纯锌锭做后下降温，在720℃～740℃使用无钠精炼剂进行精炼；
S3：加铝锶中间合金变质处理，静置15min，孕育变质，加铝锶中间合金后，采用气体精炼，用于保护锶的变质效果；
S4：扒渣、化验、合格后浇铸。
本实施例中制作出的铝合金材料含有以下质量百分比的化学元素：硅9.0％、铜0.82％、镁0.63％、锰0.32％、钛0.06％、硼0.008％、锶0.02％、锌9.43％、铁≤0.15％，不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝，手机中板取样的性能如下：合金抗拉强度≥365MPa，屈服强度≥249MPa，延伸率≥3.5％，导热率≥110W/m·k。
第三实施例：
S1：将纯铝锭熔化后，在850℃～900℃加入硅待完全熔化后，加入铝硼中间合金、锰及钛的添加剂或加入铝锰中间合金和铝钛中间合金，然后加入纯铜，待熔化后得到合金熔体；
S2：加入纯锌锭做后下降温，在720℃～740℃使用无钠精炼剂进行精炼；
S3：加铝锶中间合金变质处理，静置15min，孕育变质，加铝锶中间合金后，采用气体精炼，用于保护锶的变质效果；
S4：扒渣、化验、合格后浇铸。
本实施例中制作出的铝合金材料含有以下质量百分比的化学元素：硅8.8％、铜1.0％、镁0.62％、锰0.33％、钛0.06％、硼0.007％、锶0.02％、锌9.3％、铁≤0.15％，不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝，手机中板取样的性能如下：合金抗拉强度≥350MPa，屈服强度≥245MPa，延伸率≥3.5％，导热率≥112W/m·k。
第四实施例：
S1：将纯铝锭熔化后，在850℃～900℃加入硅待完全熔化后，加入铝硼中间合金、锰及钛的添加剂或加入铝锰中间合金和铝钛中间合金，然后加入纯铜，待熔化后得到合金熔体；
S2：加入纯锌锭做后下降温，在720℃～740℃使用无钠精炼剂进行精炼；
S3：加铝锶中间合金变质处理，静置15min，孕育变质，加铝锶中间合金后，采用气体精炼，用于保护锶的变质效果；
S4：扒渣、化验、合格后浇铸。
本实施例中制作出的铝合金材料含有以下质量百分比的化学元素：硅10.6％、铜1.02％、镁0.61％、锰0.31％、钛0.06％、硼0.006％、锶0.014％、锌9.6％、铁≤0.15％，不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝，手机中板取样的性能如下：合金抗拉强度≥360MPa，屈服强度≥250MPa，延伸率≥3.6％，导热率≥115W/m·k。
第五实施例：
S1：将纯铝锭熔化后，在850℃～900℃加入硅待完全熔化后，加入铝硼中间合金、锰及钛的添加剂或加入铝锰中间合金和铝钛中间合金，然后加入纯铜，待熔化后得到合金熔体；
S2：加入纯锌锭做后下降温，在720℃～740℃使用无钠精炼剂进行精炼；
S3：加铝锶中间合金变质处理，静置15min，孕育变质，加铝锶中间合金后，采用气体精炼，用于保护锶的变质效果；
S4：扒渣、化验、合格后浇铸。
本实施例中制作出的铝合金材料含有以下质量百分比的化学元素：硅8.9％、铜0.75％、镁0.46％、锰0.25％、钛0.09％、硼0.015％、锶0.007％、锌12％、铁≤0.10％，不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝，手机中板取样的性能如下：合金抗拉强度≥311MPa，屈服强度≥235MPa，延伸率≥3.3％，导热率≥110W/m·k。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料，其特征在于，包括以下质量百分比的化学元素：硅8.0～11.0％、镁0.30～1.0％、铜0.30～1.50％、锌6.0～12.0％锰0.10～0.80％、钛0.05-0.25％、锶0.008～0.06％、硼0.005～0.03％、铁≤0.50％、不可避免的杂质≤0.50％，其余为铝。
2.根据权利要求1所述的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料，其特征在于，所述硅的质量百分比为9.0～11.0％。
3.根据权利要求1所述的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料，其特征在于，所述铁的质量百分比≤0.30％。
4.根据权利要求1所述的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料，其特征在于，所述镁的质量百分比为0.50～0.70％。
5.根据权利要求1所述的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料，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所述的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料，其特征在于，所述锰的质量百分比为0.20～0.50％，所述铜的质量百分比为0.7～1.0％，所述锌的质量百分比为9.0～10.0％。
7.根据权利要求1所述的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将纯铝锭熔化后，在850℃～900℃加入硅待完全熔化后，加入铝硼中间合金、锰及钛的添加剂或加入铝锰中间合金和铝钛中间合金，然后加入纯铜，待熔化后得到合金熔体；
S2：加入纯锌锭做后下降温，在720℃～740℃使用无钠精炼剂进行精炼；
S3：加铝锶中间合金变质处理，静置15min，孕育变质，加铝锶中间合金后，采用气体精炼，用于保护锶的变质效果；
S4：扒渣、化验、合格后浇铸。
8.根据权利要求7所述的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，加入铝硼中间合金、锰及钛的添加剂或加入铝锰中间合金和铝钛中间合金后，生成了有益的金相组织TiAl3和TiB2。
9.根据权利要求7所述的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，加入纯锌锭做后下，高含量的锌有利于产生快速自然时效，代替热处理。
10.根据权利要求7所述的应用于5G手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，使用无钠精炼剂用于保证S3中锶变质的效果。
CN201911395999.3A 2019-12-14 2019-12-30 一种应用于5g手机中板的非热处理强化高强高韧铝合金材料及其制备方法 Pending CN110952002A (zh)

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