CN111020314A - 具有高强度和外表吸引力的铝合金 - Google Patents

具有高强度和外表吸引力的铝合金 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种具有高强度和外表吸引力的铝合金，该铝合金包含不同范围的合金元素。在各个方面，合金中Zn和Mg的重量％比率在4:1至7:1的范围内。本公开还包括用于生产铝合金和包含该铝合金的制品的方法。

Description

具有高强度和外表吸引力的铝合金
本申请是申请日为2014年9月30日，发明名称为“具有高强度和外表吸引力的铝合金”的中国专利申请201480034229.5的分案申请。
优先权
本申请依据35U.S.C§119(e)要求2013年9月30日提交的名称为“Aluminum Alloyswith High Strength and Cosmetic Appeal”的美国临时专利申请61/884,860以及2014年9月8日提交的名称为“Aluminum Alloys with High Strength and Cosmetic Appeal”的美国临时专利申请62/047,600的权益，所述申请中的每个申请全文以引用方式并入本文。
技术领域
本文中描述的实施例大体涉及铝合金。更具体地，这些实施例涉及用于包括电子设备的外壳的应用的、具有高强度和外表吸引力的铝合金。
背景技术
商用铝合金，诸如6063铝(Al)合金已用于制造电子设备的壳体。然而，6063铝合金具有相对低的屈服强度，例如约214MPa，其用作电子设备的壳体时可容易凹陷。可能期望生产具有高屈服强度的合金，使得合金不容易凹陷。电子设备可包括手机、平板电脑、笔记本电脑、仪表窗口、设备屏幕等。
许多商用7000系列铝合金已经开发用于航空航天应用。一般而言，7000系列铝合金具有高屈服强度。然而，商用7000系列铝合金在用于制造电子设备的壳体时不具有外表吸引力。例如，商用7000铝合金通常含有锆(Zr)和铜(Cu)以强化合金。虽然Cu强化合金，但是含Cu的铝合金在阳极化后一般呈淡黄色。淡黄色不具有外表吸引力。图1示出了用含Cu的商用铝合金制造的合金的图像。该合金的颜色为淡黄色。
外表吸引力对于电子设备的壳体而言非常重要。高屈服强度对于抗凹陷也很重要。商用铝合金(例如2000、6000或7000系列合金)在阳极化和喷砂后不能同时获得高屈服强度和外部吸引力，诸如中性色。
仍需要开发具有高强度和改进外表的铝合金。
发明内容
本文中描述的各方面和实施例可提供具有高强度和改进外表的铝合金。
在一些方面，本公开涉及一种铝合金，其包含：4.0重量％至10.0重量％的Zn、0.5重量％至2.0重量％的Mg、0重量％至0.50重量％的Cu以及0重量％至0.10重量％的Zr，余量为铝和附带杂质。
在各个方面，合金中Zn和Mg的重量％比率为4:1至7:1。
在各个方面，铝合金包含4.25重量％至6.25重量％的Zn和0.75重量％至1.50重量％的Mg。
在各个方面，铝合金包含4.75重量％至6.25重量％的Zn和0.75重量％至1.50重量％的Mg。
在各个方面，铝合金包含5.00重量％至5.65重量％的Zn和1.00重量％至1.10重量％的Mg。
在各个方面，铝合金包含5.40重量％至5.60重量％的Zn和0.90重量％至1.10重量％的Mg。
在各个方面，铝合金包含5.40重量％至5.65重量％的Zn和1.30重量％至1.50重量％的Mg。
在各个方面，铝合金包含6.40重量％至6.60重量％的Zn和1.30重量％至1.50重量％的Mg。
在各个方面，铝合金包含4.25重量％至6.25重量％的Zn和0.75重量％至1.50重量％的Mg。
在一些方面，铝合金包含4.0重量％至10.0重量％的Zn、0.5重量％至2.0重量％的Mg、0重量％至0.20重量％的Cu和0重量％至0.10重量％的Zr，该合金中Zn和Mg的重量％比率为4:1至7:1。
在一些方面，铝合金包含4.0重量％至10.0重量％的Zn、0.5重量％至2.0重量％的Mg、0重量％至0.20重量％的Cu和0重量％至0.10重量％的Zr，该合金中Zn和Mg的重量％比率为4:1至7:1。
在一些方面，铝合金包含4.0重量％至8.0重量％的Zn、0.5重量％至2.0重量％的Mg、0重量％至0.01重量％的Cu和0重量％至0.01重量％的Zr，该合金中Zn和Mg的重量％比率为4:1至7:1。
在一些方面，铝合金包含4.0重量％至8.0重量％的Zn、0.5重量％至2.0重量％的Mg、0重量％至0.50重量％的Cu和0重量％至0.10重量％的Zr。在某些另外的方面，合金中Zn和Mg的重量％比率可为4:1至7:1。
在一些方面，铝合金包含4.0重量％至8.0重量％的Zn、0.5重量％至2.0重量％的Mg、0重量％至0.20重量％的Cu和0重量％至0.10重量％的Zr。在某些另外的方面，合金中Zn和Mg的重量％比率可为4:1至7:1。
在一些方面，铝合金包含4.0重量％至8.0重量％的Zn、0.5重量％至2.0重量％的Mg、0重量％至0.01重量％的Cu和0重量％至0.01重量％的Zr，合金中Zn和Mg的重量％比率为4:1至7:1。
在一些方面，铝合金包含5.25重量％至5.75重量％的Zn、1.0重量％至1.4重量％的Mg、0重量％至0.01重量％的Cu和0重量％至0.010重量％的Zr。
在一些方面，提供了一种用于生产铝合金的方法。所述方法包括形成包含4.0重量％至8.0重量％的Zn、0.5重量％至2.0重量％的Mg、0重量％至0.01重量％的Cu和0重量％至0.01重量％的Zr的熔体。所述合金中Zn和Mg的重量％比率为4:1至7:1。所述方法还包括将熔体冷却至室温。
所述方法还包括通过加热至高温并在一时间段内保持在所述高温下而均质化冷却的合金。
附加实施例和特征部分地在以下的描述中示出，并且部分地将在本领域技术人员阅读说明书时变得显而易见，或在实施本文所述的实施例时逐渐知晓。参阅本说明书的剩余部分和附图可进一步了解某些实施例的本质和优点，本说明书的剩余部分和附图为本公开的一部分。
附图说明
结合附图和描述，描述了本发明的其它非限制方面。
图1示出了用含0.2％或更大量的Cu的铝合金制造的MacBook的图像；
图2示出了根据本发明实施例的Al-Zn-Mg合金的镁(Mg)对锌(Zn)的组成空间；
图3为根据本发明实施例的示出了含Zr铝合金的长晶粒结构的图像；
图4为根据本发明实施例的示出了不含Zr的铝合金的细晶粒结构的图像；
图5示出了根据本发明实施例的使用不同淬火方法的本文中公开的样本合金与6063铝合金相比的硬度。
具体实施方式
可参阅以下具体实施方式及结合下面的附图来理解本发明。应注意，为了说明清楚，各个附图中的一些元件可能未按比例绘制，可能被示意性地或概念性地表示，或可能未准确地对应于实施例的某些物理构型。
本专利申请涉及7xxx系列铝合金，在各种实施例中其具有增强的硬度、改进的外表吸引力和/或更有效的处理参数。可通过元素的各种重量％以及具体性质来描述铝合金。在本文中描述的合金的所有描述中，应当理解，合金的重量％余量为Al和附带杂质。
在一些方面，具有无定型合金的组成可含有少量附带杂质。例如，这些杂质元素可作为用于处理或制造的副产品而存在。这些杂质可小于或等于约2重量％，或小于或等于约1重量％，或小于或等于约0.5重量％、或小于或等于约0.1重量％。
在一些方面，本公开提供具有至少280MPa的高抗拉屈服强度的铝合金。在其他方面，本公开提供具有至少350MPa的抗拉屈服强度的铝合金。合金包含锌(Zn)和镁(Mg)以强化合金。
锌和镁
合金可通过添加Zn和Mg而被强化。Zn和Mg沉淀为MgZn2，以在合金中形成第二MgZn2相，该第二MgZn2相可通过沉淀强化而增加合金的强度。在各个方面，MgZn2沉淀物可由包括如本文所述的快速淬火和后续热处理的工艺而产生。
可通过增加Zn的含量来增加合金的屈服强度；然而，抗应力腐蚀开裂性可随Zn含量的增加而降低。Zn含量可根据所设计的抗应力腐蚀性和所设计的屈服强度而不同。高屈服强度可与合金的较低抗腐蚀性折中。例如，对于抗腐蚀性高的合金，Zn含量可根据应用而低于抗腐蚀性低的合金。在高强度高合金具有相对较低的抗应力腐蚀性的变体中，Zn含量可高于耐腐蚀性高的合金。
合金中Zn和Mg的量可通过化学计算量选择，使得所有可用的Mg和Zn用于形成合金中的MgZn2。在一些实施例中，Zn和Mg的摩尔比使得在MgZn2之外不存在多余的Mg或Zn。在各种实施例中，可存在一些多余的Zn或Mg。
在一些实施例中，合金包含小于10.0重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于9.5重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于9.0重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于8.5重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于8.0重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于7.5重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于7.0重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于6.5重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于6.0重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于5.5重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于5.0重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于4.5重量％的Zn。
在一些实施例中，合金包含大于4.0重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于4.5重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于5.0重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于5.5重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于6.0重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于6.5重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于7.0重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于7.5重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于8.0重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于8.5重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于9.0重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于9.5重量％的Zn。
在一些实施例中，合金包含4.0重量％至8.0重量％的Zn。在一些实施例中，合金具有4.25重量％至6.25重量％的Zn。在一些实施例中，合金具有小于6.25重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含5.25重量％至5.75重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于6.25重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于6.00重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于5.75重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于5.65重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于5.55重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于5.45重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于5.35重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于5.25重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于5.00重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于5.75重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于4.75重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含小于4.50重量％的Zn。
在一些实施例中，合金包含大于4.25重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于4.50重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于4.75重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于5.00重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于5.25重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于5.35重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于5.45重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于5.55重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于5.65重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于5.75重量％的Zn。在一些实施例中，合金包含大于6.00重量％的Zn。
在一些实施例中，合金中Zn和Mg(Zn/Mg)的重量比率可被设计为约11:2，使得MgZn2颗粒或沉淀物可被形成并分布在铝中以强化合金。在一些实施例中，Zn/Mg的重量比率可在4:1至7:1的范围内。在一些实施例中，保持该Zn/Mg比率可减少多余的Zn以改进合金的抗应力腐蚀性。
在一些实施例中，合金包含0.5重量％至2.0重量％的Mg。在一些实施例中，合金包含小于2.0％的Mg。在一些实施例中，合金包含0.75重量％至1.50重量％的Mg。在一些实施例中，合金包含1.00重量％至1.10重量％的Mg。在一些实施例中，合金包含小于2.0％的Mg。在一些实施例中，合金包含小于1.75％的Mg。在一些实施例中，合金包含小于1.5％的Mg。在一些实施例中，合金包含小于1.0％的Mg。在一些实施例中，合金包含大于0.5％的Mg。在一些实施例中，合金包含大于0.75％的Mg。在一些实施例中，合金包含大于1.0％的Mg。在一些实施例中，合金包含大于1.5％的Mg。
铜
合金可不含铜(Cu)，使得合金不呈淡黄色。合金因此通过在阳极化后具有中性色而更具吸引力。本领域技术人员应当理解，“去除Cu”、“不含Cu”或具有0重量％的Cu的合金意味着合金中Cu的量不超过Cu的天然存在丰度。
在各种实施例中，本文中公开的合金中可被设计为具有减少的Cu或不含Cu，以在阳极化后减少和/或去除不期望的淡黄色。可在合金中增加Zn和Mg的含量来弥补由于去除或减少合金中Cu或Zr元素而降低的合金的屈服强度。
7xxx铝合金中Cu的存在可增加合金的屈服强度，但可对外表吸引力有不利影响。Cu可有助于提高Mg2Zn颗粒的稳定性而并不受特定的作用机制或作用模式的限制。应当理解，合金中Cu的量可为本文中描述的量。在本公开的多种合金中，最多至0.01重量％、或0.05重量％、或最多至0.15重量％的Cu的存在提供了增加的屈服强度，而不按L*a*b*比例损失中性色，如本文中所描述。
在各个方面，合金中添加Cu可减少对Zn的需求，因为随着Cu的重量％的增加，Zn的量可减少。此外，本公开的合金中Cu的存在提供了增强的Mg2Zn的稳定性，而并不受特定的作用机制或作用模式的限制。在此类合金中Cu的量最多至0.01重量％、最多至0.10重量％或最多至0.15重量％，使得铝合金具有如本文中描述的中性色(例如，相对于L*a*b*值)。
在一些实施例中，合金包含0重量％至0.01重量％的Cu。在一些实施例中，合金包含小于0.01重量％的Cu。在一些实施例中，合金包含大于0重量％的Cu。
在一些方面，合金可具有小于0.30重量％的Cu。在一些方面，合金可具有小于0.20重量％的Cu。在各个方面，合金中Cu的量可大于0.10重量％。在各个方面，合金中Cu的量可大于0.05重量％。在各个方面，合金中Cu的量可大于0.04重量％。在各个方面，合金中Cu的量可大于0.03重量％。在各个方面，合金中Cu的量可大于0.02重量％。在各个方面，合金中Cu的量可大于0.01重量％。
在各种实施例中，合金的屈服强度为至少275MPa。在某些实施例中，合金的屈服强度为至少280MPa。在某些实施例中，合金的屈服强度为至少300MPa。在某些实施例中，合金的屈服强度为至少320MPa。在某些实施例中，合金的屈服强度为至少330MPa。在某些实施例中，合金的屈服强度为至少340MPa。在某些实施例中，合金的屈服强度为至少350MPa。在一些实施例中，合金350MPa的屈服强度。在一些实施例中，合金具有至少360MPa的屈服强度。在一些实施例中，合金具有至少370MPa的屈服强度。在一些实施例中，合金具有至少380MPa的屈服强度。在一些实施例中，合金具有至少390MPa的屈服强度。在一些实施例中，合金具有至少400MPa的屈服强度。在一些实施例中，合金具有至少410MPa的屈服强度。在一些实施例中，合金具有至少420MPa的屈服强度。在一些实施例中，合金具有至少430MPa的屈服强度。在一些实施例中，合金具有至少440MPa的屈服强度。在一些实施例中，合金具有至少450MPa的屈服强度。
铁
在各个方面，本文中描述的合金中Fe的重量％可低于传统7xxx系列铝合金中Fe的重量％。通过将Fe水平控制在本公开的量，合金在阳极化后可显得不那么暗，即可具有较浅的颜色，且具有更少的粗颗粒缺陷。Fe(和Si)含量的减少降低了粗颗粒的体积分率，这提高了阳极化后的外表品质，例如本文中描述的图像的清晰度(“DOI”)和雾度。
Fe的重量％能有助于合金保持细晶粒结构。含少量Fe的合金在阳极化后也具有中性色。
在一些变体中，合金具有等于或小于0.30重量％的Fe。在一些变体中，合金具有等于或小于0.25重量％的Fe。在一些变体中，合金具有等于或小于0.20重量％的Fe。在另外的变体中，Fe具有等于或小于0.12的重量％。在一些实施例中，合金包含等于或小于0.10重量％的Fe。在一些实施例中，合金包含等于或小于0.08重量％的Fe。在一些变体中，合金包含等于或小于0.06重量％的Fe。
在一些变体中，合金包含大于0.04重量％的Fe。在一些变体中，合金包含大于0.06重量％的Fe。在一些变体中，合金包含大于0.08重量％的Fe。在一些变体中，合金包含大于0.10重量％的Fe。在一些实施例中，合金包含0.04重量％至0.25重量％的Fe。在一些实施例中，合金包含0.04重量％至0.12重量％的Fe。Fe的此类重量％允许保持细晶粒结构。
锆
传统7xxx系列铝合金含有Zr以增加合金的硬度。传统7xxx系列合金中Zr的存在产生合金中的纤维晶粒结构，且使合金能够被再加热而不扩展合金的晶粒结构。在本文中公开的的合金中，Zr的减少或缺少允许不同样本在低平均晶粒长宽比下展现出令人惊讶的颗粒结构控制。此外，减少或去除合金中的Zr可减少成品的伸长晶粒结构和/或条纹。
在各种实施例中，铝合金也可不含Zr。本领域技术人员应当理解，“去除Zr”或“不含Zr”的合金意味着合金中Zr的含量不超过Zr的天然存在丰度。
在一些实施例中，合金包含在0重量％至0.001重量％的Zr。在一些实施例中，合金包含小于0.001重量％的Zr。在一些实施例中，合金包含大于0重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有最多至0.01重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有最多至0.02重量％的Zr。
在一些实施例中，合金可具有最多至0.10重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有最多至0.08重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有最多至0.06重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有小于0.05重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有小于0.04重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有小于0.03重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有小于0.02重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有小于0.01重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有大于0.01重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有大于0.02重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有大于0.03重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有大于0.04重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有大于0.05重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有大于0.06重量％的Zr。在一些实施例中，合金可具有大于0.08重量％的Zr。
该合金也具有很好的抗腐蚀性，这有助于在恶劣环境下保持有吸引力外表的外观。
该合金还可具有至少150W/mK的导热率，这有助于电子设备的散热。固溶体可提高合金的强度。Zn和Mg在合金中是可溶的。固溶强化能改进纯金属的强度。在这种合金技术中，一个元素(例如合金元素)的原子可添加到另一个元素例如基体金属的晶格中。基体中含有合金元素，从而形成固溶体。
本文中公开的合金中的晶粒结构由Zr和Fe的重量％浓度来控制。在传统7xxx系列铝合金中，在挤压后的热处理过程中晶粒尺寸可增大。在Zr浓度较高的传统7xxx铝合金中，晶粒膨胀可产生更纤维化和更可见的晶粒，从而产生外表上不可接受的不协调。这些晶粒的长宽比在本文所公开的各种合金的范围之外(例如在1.0:0.80和1.0:1.2之间)；此外，所得合金可具有在屈服强度、硬度和/或外观上的缺陷。
各种不含Zr且具有0.10重量％的Fe的6063铝合金在制造期间允许晶粒尺寸可控。在各种此类6063合金中，0.08重量％的Fe会导致晶粒尺寸变得不可预料地大。在目前公开的合金中，Zr被减少或去除，结合低重量％的Fe，使得晶粒尺寸可控。
铁和硅
与传统合金相比，所公开的合金提供了改善的亮度和清晰度，以及增强的屈服强度和硬度。在传统7xxx铝合金中，高重量％的Fe和/或Si可导致较差的阳极化效果和美观效果。在本文公开的合金中，低重量％的Fe和/或Si减少了阳极化后影响清晰度的物质，因此，本文描述的合金具有改善的清晰度。
在一些实施例中，合金包含最多至0.20重量％的Si。在一些实施例中，合金包含0.03至0.05重量％的Si。在一些实施例中，合金包含小于0.05重量％的Si。在一些实施例中，合金包含小于0.04重量％的Si。在一些实施例中，合金包含大于0.03重量％的Si。在一些实施例中，合金包含大于0.04重量％的Si。
在各个其他方面，本文中公开的铝合金可包含Ag。在一些方面，合金可包含大于0.01重量％的Ag。在另外的方面，铝合金可包含不大于0.1重量％的Ag。在另外的方面，铝合金可包含不大于0.2重量％的Ag。在另外的方面，铝合金可包含不大于0.3重量％的Ag。在另外的方面，铝合金可包含不大于0.4重量％的Ag。在另外的方面，铝合金可包含不大于0.5重量％的Ag。
在各种附加实施例中，合金中可添加附加元素，其中每种元素的量不超过0.050重量％。此类元素的实例可包括以下中的一种或多种：Ca、Sr、Sc、Y、La、Ni、Ta、Mo、W、Co。每种不超过0.050重量％或0.100重量％的量的附加元素包括Li、Cr、Ti、Mn、Ni、Ge、Sn、In、V、Ga和Hf。
可采用标准方法来评估外观，包括颜色、光泽度和雾度。光泽度描述当光被反射时表面呈“光亮”的感觉。在国际标准包括ISO2813和ASTMD523中定义了光泽度单位(GU)，光泽度单位通过高度抛光且折射率为标准公认的1.567的黑玻璃反射的光的量来确定。上述标准下的镜面光泽度值被定义为100。雾度描述在高光泽度表面上可见的乳状晕或乳状花。雾度可使用ASTM E430中描述的角度公差来计算。仪表可显示自然雾度值(HU)或对数雾度值(HULOG)。雾度为零的高光泽度表面具有高对比度的深反射图像。顾名思义，基于ASTMD5767，DOI(鲜映度)取决于涂层表面的反射图像的锐度。在高光泽度品质变得日益重要的涂层应用中，可评估橘皮、纹理、流变和其他参数。光泽度、雾度和DOI的测量可通过诸如Rhopoint IQ等测试设备来执行。
通过使用本公开的铝合金，减少了通过阳极化层可见的缺陷，同时保持屈服强度和硬度，因此提供高光泽度和高鲜映度高而雾度极低。
高屈服强度还可弥补铝合金的较低导热率。通常，铝合金的导热率比纯Al低，用于提高强度的具有更高合金含量的合金的导热率可能比强度低的具有减少的合金含量的合金的导热率低。例如，本文中公开的7xxx系列合金可具有大于130W/mK的导热率。在一些实施例中，7xxx改良合金可具有大于或等于140W/mK的导热率。在一些实施例中，7xxx改良合金可具有大于或等于150W/mK的导热率。在一些实施例中，7xxx改良合金可具有大于或等于160W/mK的导热率。在一些实施例中，7xxx改良合金可具有大于或等于170W/mK的导热率。在一些实施例中，7xxx改良合金可具有大于或等于180W/mK的导热率。在一些实施例中，7xxx改良合金可具有小于140W/mK的导热率。在各种实施例中，该合金可具有190-200W/mK的导热率。该合金可具有约130–200W/mK的导热率。在各种实施例中，该合金可具有约150–180W/mK的导热率。对不同的电子设备而言，设计的导热率和设计的屈服强度可不同，取决于设备的类型诸如手持设备、移动设备或台式设备。
表1列出了不含Cu的铝合金(例如具有小于0.01重量％的Cu的合金)与7000系列商用铝合金和6063铝合金在示例性合金组成和屈服强度上的对比。样品合金1至14为具有小于0.01重量％的Cu的铝合金的示例。测试了这些合金的抗拉屈服强度。这些合金中Zn和Mg的重量比率以及颜色也都列在了表1中。
表1铝合金的屈服强度和组成
Figure BDA0002325172140000121
Figure BDA0002325172140000131
表1中的每种合金的余量为Al和附带杂质。
如表1所述，商用6063铝合金包含小于0.01重量％的Zn，0.47至0.55重量％的Mg，0.37至0.44重量％的Si和0.12重量％的Fe，并且具有约214MPa的测量的屈服强度。商用6063铝合金具有比测量的350MPa屈服强度和所有其他合金显著较低的屈服强度，所有其他合金具有增加的Zn和Mg含量。
样品合金1包含5.5重量％的Zn、1.0重量％的Mg，并且具有约350MPa的屈服强度。样品合金2包含5.5重量％的Zn、1.2重量％的Mg，并且具有约360MPa的屈服强度。通过将Mg的含量从样品合金1中的1.0重量％增加到样品合金2中的1.2重量％，屈服强度从350MPa稍增加至360MPa。这说明较高的Mg含量可增加屈服强度。
在另一个变体中，合金可包含5.40重量％至5.60重量％的Zn以及0.90重量％至1.10重量％的Mg。在各种实施例中，合金可包含5.4重量％至5.6重量％的Zn、0.9重量％至1.1重量％的Mg、小于0.01重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.04重量％至0.08重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。在另外的实施例中，合金可包含5.4重量％至5.6重量％的Zn、1.1重量％至1.3重量％的Mg、小于0.01重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.04重量％至0.08重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。在各种另外的实施例中，合金可包含5.4重量％至5.6重量％的Zn、0.9至1.3重量％的Mg、小于0.01重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.04重量％至0.08重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。
在一些实施例中，合金可包含银(Ag)，其可强化合金。样品合金3至6具有350MPa至415MPa的屈服强度。
样品合金4包括5.5重量％的Zn、1.8重量％的Mg、0.3重量％的Ag，余量为Al和附带杂质，并且在3至6这4种样品合金中具有415MPa的最高屈服强度。样品合金5包括4.5重量％的Zn、1.8重量％的Mg、0.3重量％的Ag，余量为Al和附带杂质，并且在3至6这4种样品合金中具有380MPa的第二最高屈服强度。比较样品合金4和样品合金5，Mg和Ag的含量保持不变，而Zn含量从样品合金5的4.5重量％增加至样品合金4的5.5重量％，使得屈服强度从380MPa增加至415Mpa。这说明较高的Zn含量可增加合金的屈服强度。
样品合金3包含5.5重量％的Zn、1.0重量％的Mg和0.3重量％的Ag，并且具有约360MPa的屈服强度；而样品合金6包含4.5重量％的Zn、1.6重量％的Mg和0.3重量％的Ag，并且具有约350MPa的屈服强度。这说明较高的Mg含量(例如1.6重量％的Mg)且较低的Zn含量(例如4.5重量％)或较高的Zn含量(例如5.5重量％)且较低的Mg含量(例如1.0重量％)可增加合金的屈服强度。
将样品合金3与样品合金1比较，添加了0.3重量％的Ag使得屈服强度从350MPa稍增加至360MPa。这说明Ag可增加合金的屈服强度。
在另一个变体中，合金包含5.40重量％至5.60重量％的Zn、0.9重量％至1.1重量％的Mg、0.2重量％至0.4重量％的Ag、小于0.01重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.04重量％至0.08重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。在另一个变体中，合金可包含4.4重量％至4.6重量％的Zn、1.7重量％至1.9重量％的Mg、0.2重量％至0.4重量％的Ag、小于0.01重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.04重量％至0.08重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。在另一个变体中，合金可包含4.4重量％至4.6重量％的Zn、1.7重量％至1.9重量％的Mg、0.2重量％至0.4重量％的Ag、小于0.01重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.04重量％至0.08重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。
样品合金7包含5.5重量％的Zn、1.4重量％的Mg，并且具有约350MPa的屈服强度。样品合金8包含6.2重量％的Zn、1.7重量％的Mg，并且具有约380MPa的屈服强度。将样品合金8与样品合金7相比，Zn和Mg的含量都有增加，使得而屈服强度增加了30MPa至380MPa。
此外，样品合金9包含6.7重量％的Zn、1.7重量％的Mg，并且具有约390MPa的屈服强度。将样品合金9与样品合金8相比，Zn含量略增加了0.5重量％，使得合金的屈服强度略增加了10MPa。
在另外的变体中，合金可包含5.40重量％至5.60重量％的Zn以及1.30重量％至1.50重量％的Mg。在另一个变体中，合金可包含5.4重量％至5.6重量％的Zn、1.3重量％至1.5重量％的Mg、小于0.01重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.01重量％至0.03重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。在另一个变体中，合金可包含6.1重量％至6.3重量％的Zn、1.6重量％至1.8重量％的Mg、小于0.01重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.01重量％至0.03重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。在另一个变体中，合金可包含6.6重量％至6.8重量％的Zn、1.6重量％至1.8重量％的Mg、小于0.01重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.01重量％至0.03重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。
样品合金10包含6.5重量％的Zn、1.4重量％的Mg，并且具有约360MPa的屈服强度。样品合金11包含7.5重量％至8.1重量％的Zn，1.7重量％至1.8重量％的Mg，并且具有约470MPa的屈服强度。将样品合金11与样品合金10相比，更高的Zn含量(例如7.5重量％至8.1重量％的Zn)显著增加合金的屈服强度。
在另外的变体中，合金可包含6.40重量％至6.60重量％的Zn以及1.30重量％至1.50重量％的Mg。在另一个变体中，合金可包含6.4重量％至6.6重量％的Zn、1.3重量％至1.5重量％的Mg、小于0.01重量％的Cu、0.04重量％至0.06重量％的Si以及0.05重量％至0.07重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。在另一个变体中，合金可包含7.5重量％至8.1重量％的Zn、1.6重量％至1.9重量％的Mg、小于0.01重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.05重量％至0.07重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。
样品合金12包含5.5重量％的Zn、1.4重量％的Mg，并且具有约350MPa的屈服强度，该屈服强度类似于样品合金7，但是Zn和Mg含量与样品合金7相同。虽然Si的杂质能级略有不同(样品合金7为0.03重量％，样品合金12为0.05重量％)，但此类杂质能级的差别并不影响它们的屈服强度。
样品合金13包含5.5重量％的Zn、1.4重量％的Mg、0.12重量％的Zr，并且具有约400MPa的屈服强度。将样品合金13与样品合金12相比，添加的0.12重量％的Zr显著增加合金的屈服强度。这说明在提高合金屈服强度方面，Zr的影响比Zn、Mg或Ag显著较大。
样品合金14包含7.5重量％的Zn、1.7重量％的Mg；并且具有类似样品合金11的约470MPa的屈服强度。这样的结果在意料之中，因为它们的Zn和Mg的含量类似。
在另外的变体中，合金可包含5.4重量％至5.6重量％的Zn与1.3重量％至1.5重量％的Mg。在另一个变体中，合金可包含5.4重量％至5.6重量％的Zn、1.3重量％至1.5重量％的Mg、小于0.01重量％的Cu、0.04重量％至0.06重量％的Si以及0.07重量％至0.12重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。在另一个变体中，合金可包含5.4重量％至5.6重量％的Zn、1.3重量％至1.5重量％的Mg、0.11重量％至0.15重量％的Zr、小于0.01重量％的Cu、0.04重量％至0.06重量％的Si以及0.07重量％至0.12重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。在另一个变体中，合金可包含7.4重量％至7.6重量％的Zn、1.6重量％至1.8重量％的Mg、小于0.01重量％的Cu、0.04重量％至0.06重量％的Si以及0.07重量％至0.09重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。
样品合金15包含5.45重量％的Zn、1.05重量％的Mg、0.05重量％的Cu、0.03重量％的Si、0.04重量％至0.08重量％的Fe，并且具有约350MPa的屈服强度。样品合金16包含5.35重量％的Zn、1.05重量％的Mg、0.10重量％的Cu、0.03重量％的Si、0.04重量％至0.08重量％的Fe，并且具有约350MPa的屈服强度。样品合金17包含5.25重量％的Zn、1.05重量％的Mg、0.15重量％的Cu、0.03重量％的Si、0.04重量％至0.08重量％的Fe，并且具有约350MPa的屈服强度。样品合金18包含5.10重量％的Zn、1.05重量％的Mg、0.20重量％的Cu，并且也具有约350MPa的屈服强度。样品合金19包含5.50重量％的Zn、1.05重量％的Mg、小于0.01重量％的Cu、0.03重量％的Si、0.04重量％至0.08重量％的Fe，并且也具有约350MPa的屈服强度。
在另一个变体中，合金可包含5.00重量％至5.65重量％的Zn以及1.00重量％至1.10重量％的Mg。在另一个变体中，合金可包含5.35重量％至5.55重量％的Zn、0.95重量％至1.15重量％的Mg、0.025重量％至0.075重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.03重量％至0.10重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。在另一个变体中，合金可包含5.22重量％至5.42重量％的Zn、0.95重量％至1.15重量％的Mg、0.075重量％至0.125重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.03重量％至0.10重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。在另一个变体中，合金可包含5.12重量％至5.32重量％的Zn、0.95重量％至1.15重量％的Mg、0.125重量％至0.175重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.03重量％至0.10重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。在另一个变体中，合金可包含5.00重量％至5.20重量％的Zn、0.95重量％至1.15重量％的Mg、0.15重量％至0.25重量％的Cu、0.02重量％至0.04重量％的Si以及0.03重量％至0.10重量％的Fe，余量为Al和附带杂质。
Al-Zn-Mg合金和商用7000系列铝合金在本文所述的各个方面均不同。商用7000系列铝合金通常含有Zr和Cu，以强化合金。例如，商用Al合金7003、7005和7108均含有0.05重量％至0.25重量％的Zr。如表1所述，合金7003包含0.05重量％至0.25重量％的Zr，合金7005包含0.08重量％至0.20重量％的Zr，并且合金7108包含0.12重量％至0.25重量％的Zr。相比之下，本公开中各种合金不含Zr或Zr含量较低，从而可产生喷砂表面中无条纹线的合金。
在各种实施例中，合金可基本上不含Cu。如表1所示，样品合金1至14限制Cu的含量使其小于0.01重量％。相比商用7000系列铝合金，合金中较低的Cu含量可有助于合金表面阳极化后更接近中性色。相比之下，商用Al合金7003、7005、7108都含有0.05重量％至0.2重量％的Cu。例如，如表1所述，合金7003包含小于0.20重量％的Cu，合金7005包含小于0.10重量％的Cu，合金7108包含小于0.05重量％的Cu。
合金中Fe的杂质能级也可比商用7000系列铝合金低。合金中Fe含量的减少有助于减少阳极化前和阳极化后的影响外表外观的粗次级颗粒的数量。相比之下，商用铝合金的Fe的杂质能级比本发明的合金高。例如，如表1所述，合金7003包含小于0.35重量％的Fe，合金7005包含小于0.40重量％的Fe，合金7108包含小于0.10重量％的Fe。本本中描述的合金的DOI和Log雾度都得到了大幅提高。
大多数的样品合金，诸如样品合金1、7、8及10-13都呈中性色。呈中性色的原因可能是限制了合金中Cu的存在。
如表1所示，除了样品合金13有0.12重量％的Zr，样品合金1至12和14都不含Zr。少量Zr的存在并不影响样品合金13呈中性色，但会影响晶粒结构，从而导致条纹。
图2示出了图示根据本发明的实施例的高强度Al-Zn-Mg合金的组成空间(Mg对Zn)的图示。在一些实施例中，Mg和Zn的组成空间从0开始。Zr添加物会抑制重结晶，并且产生长晶粒结构，该长晶粒结构可导致不期望的阳极化外表。图3为示出了含Zr铝合金的长晶粒结构的图像。长晶粒结构可导致如图1所示的条纹。
图4为示出了根据本发明的实施例的不含Zr铝合金的细晶粒结构的图像。如图4所示的细晶粒结构不会导致任何条纹。
在一些方面，合金的平均晶粒长宽比1:1.5。在一些方面，合金的平均晶粒长宽比小于等于1:1.4。在一些方面，合金的平均晶粒长宽比小于等于1:1.3。在一些方面，合金的平均晶粒长宽比小于等于1:1.2。在一些方面，合金的平均晶粒长宽比小于等于1:1.1。在一些方面，合金的平均晶粒长宽比小于等于1:1.05。在一些方面，合金的平均晶粒长宽比小于等于1:1.04。在一些方面，合金的平均晶粒长宽比小于等于1:1.03。在一些方面，合金的平均晶粒长宽比小于等于1:1.02。在一些方面，合金具有小于或等于1:1.01的平均晶粒长宽比。在一些方面，合金具有等于1:1的平均晶粒长宽比。
在一些方面，合金具有至少0.5:1的平均晶粒长宽比。在一些方面，合金具有至少0.6:1的平均晶粒长宽比。在一些方面，合金具有至少0.7:1的的平均晶粒长宽比。在一些方面，合金具有至少0.8:1的平均晶粒长宽比。在一些方面，合金具有至少0.9:1的平均晶粒长宽比。在一些方面，合金具有至少0.95:1的平均晶粒长宽比。在一些方面，合金具有至少0.96:1的平均晶粒长宽比。在一些方面，合金具有至少0.97:1的平均晶粒长宽比。在一些方面，合金具有至少0.98:1的平均晶粒长宽比。在一些方面，合金具有至少0.99:1的平均晶粒长宽比。
相比商用7000系列铝合金，合金也已降低了Si的杂质能级(例如0.03重量％)。相比合金中具有高Si含量的合金，降低的Si能级可提供更具有外表吸引力的阳极化表面。相比之下，如表1所述，商用合金7003包含小于0.30重量％的Si，商用合金7005包含小于0.35重量％的Si，商用合金7108包含小于0.10重量％的Si。
通过增加Zn和Mg含量，合金的屈服强度可高于商用7000系列合金。虽然商用7000系列铝合金在Zn和Mg含量上不同，但是它们具有类似的屈服强度，约为350MPa。具体地，合金7003包含5.0重量％至6.5重量％的Zn与0.5重量％至1.0重量％的Mg。商用7003合金的抗拉屈服强度为290MPa。商用合金7005包含4.0重量％至5.0重量％的Zn、1.0重量％至1.8重量％的Mg和约345MPa的屈服强度。商用合金7108包含4.5重量％至5.5重量％的Zn、0.7重量％至1.4重量％的Mg和约350MPa的屈服强度。
处理方法
在一些实施例中，通过加热包括如表1所述的组成的合金可制备该合金的熔体。待熔体冷却至室温后，可对合金进行各种热处理，如均质化、挤压、锻造、老化和/或其他成形或固溶热处理技术。
对这些合金来说，MgZn2相可在晶粒内以及在晶粒边界处。MgZn2相可占合金的约3体积百分比至6体积百分比。MgZn2可形成为离散颗粒和/或聚合颗粒。可使用不同的热处理使MgZn2形成为离散颗粒而非聚合颗粒。在各个方面，离散颗粒比聚合颗粒的强化效果好。
在一些实施例中，可通过加热至高温，诸如500度，并且在一时间段内诸如约8小时内保持在所述高温来使冷却的合金均质化。本领域技术人员应当理解热处理条件(例如温度和时间)可视情况而定。均质化指的是在高温下高温浸泡一段时间的工艺。均质化能减少化学或冶金学偏析，该偏析在一些合金中作为固化的自然结果而发生。在一些实施例中，在停留时间内进行高温浸泡，例如约4小时至约48小时。本领域技术人员应当理解，热处理条件(例如温度和时间)可不同。
在一些实施例中，均质化的合金可进行热加工，例如，进行挤压。挤压是通过施力于金属以经过模孔塑性地流动而将金属铸块或坯料转换成均匀横截面的长度的工艺。
在一些实施例中，可在一时间段(例如2小时)内高于450℃的高温下对热加工后的合金进行固溶热处理。固溶热处理能改变合金的强度。
固溶热处理后，合金可在第一温度和时间段内进行老化，例如在100℃下持续约5小时；然加热至第二温度持续第二时间段，例如在150℃下持续约9小时；然后用水淬火。老化是在高温下的热处理，并且可能引起沉淀反应以形成MgZn2沉淀物。在一些实施例中，老化可在第一温度下持续第一时间段，然后在第二温度下持续在第二时间段。也可例如在24小时内在120℃下使用单一温度热处理。(例如温度和时间)。本领域技术人员应当理解，热处理条件(例如温度和时间)可不同。
在另外的实施例中，合金可选地可在固溶热处理和老化热处理之间进行应力消除处理。应力消除处理可包括拉伸合金、压缩合金或其组合。
在一些实施例中，可阳极化合金。阳极化是对金属进行的表面处理过程，大多用于保护铝合金。阳极化采用电解钝化来增加金属部件的表面上的自然氧化层的厚度。阳极化可增加抗腐蚀性和抗磨损性，并且还可提供比裸金属更好的对底漆和胶水的附着性。阳极化膜也可用于外表效果，例如，其可添加干扰效应至反射光。
在一些实施例中，该合金可形成电子设备的壳体。该壳体可被设计为具有喷砂表面光洁度，或缺乏条纹线。喷砂是一种表面精加工工艺，例如使粗糙表面光滑或使光滑表面粗糙。喷砂可通过在高压下对表面强力地推进磨料流而移除表面材料。
本文中描述的铝合金提供比传统7xxx系列铝合金更快处理参数，同时保持了如本文中描述的颜色、硬度和强度等性质。如上文所描述，所公开的合金由于不含Zr或Zr含量减少且呈中性色而不同于现有的商用7xxx系列合金。挤压生产力高和淬火敏感性低可降低Zr晶粒细化，并且无需后续的热处理。
本文中公开的7xxx铝合金的挤压速率小于但接近6063合金的挤压速率。铝合金的挤压时间显著高于传统7xxx铝合金的挤压时间。在一些方面，本公开的合金的挤压速率为6063(T5)合金的处理时间的至少70％。在一些方面，本公开合金的挤压速率为6063(T5)合金的处理时间的至少75％。在另外的方面，本公开合金的挤压速率为6063(T5)合金处理时间的至少80％。
本公开铝合金可压力淬火，并且在挤压后不需要热处理。更高Zr含量的传统7xxx铝合金通常必须从压力移除并被重新加热。
通过不经历重新加热的附加处理步骤，目前公开的合金与传统铝合金相比在制造时间和外表品质方面有很大的优势。
此外，相比于6063合金，本公开铝合金的淬火敏感性更低。因此，在合金的性质(例如强度与硬度)退化前，本公开的铝合金冷却速度比传统7xxx系列铝合金慢。本公开铝合金和由其形成的部件的冷却速度更慢，同时挤压效果更好且最终部分的平坦度更好。
在一个示例中，相比由样品合金1(6063合金)生产的部件，由样品合金12生产的部件平坦度提高了30％且淬火变形更低。如图5所示，通过强迫空气冷却或空气冷却时，样品合金12的硬度在25℃水浴中进行淬火时接近140HV，并且在65℃水浴中淬火时保持在130HV以上。经过比较，用类似的冷却方法，6063铝合金从未超过100HV。相比于6063铝合金，样品合金12在经风扇冷却和空气冷却的合金下产生的变形减小(数据未示出)。合金的变形减小在加工更薄且更复杂的部件时有显著优势。总之，相比于6063铝合金和商用7xxx系列铝合金，本公开的铝合金的处理窗口大很多，同时具有改善的强度、硬度及平坦度和外观特性。
各种传统7xxx系列铝合金具有在针对本发明的合金描述的颜色范围外的黄色，和/或小于某些6063(T5)合金的处理时间的20％或小于其10％的挤压速度。较高的挤压速度实际上可增加制造能力。其他7xxx系列Al通常导致挤压后的附加热处理。更长的挤压时间可让合金无需经过附加热处理步骤就可被压力淬火，这使得本公开的合金生产速度更快。
在另外的各个方面，合金的抗拉屈服强度不小于300MPa，同时也具有如本文中描述的挤压速度和/或中性色。
可采用标准方法来评估外观，包括颜色、光泽度及雾度。
颜色
假设入射光为白光，物体的颜色取决于未被吸收的反射光或透射光的波长。物体的视觉外观可随着光反射或透射而不同。附加外观属性可基于反射光或透射光的方向亮度分布，通常称为光泽、光亮、暗、清晰度、雾度等等。定量评估可基于关于颜色与外观测量ASTM标准(ASTM Standards on Color&Appearance Measurement)或用于高光表面光泽度测量的ASTM E-430标准测试方法(ASTM E-430Standard Test Methods for Measurementof Gloss of High-Gloss Surfaces)，包括ASTM D523(光泽度)、ASTM D2457(塑料光泽度)、ASTM E430(高光表面光泽度、雾度)以及ASTM D5767(DOI)等等。光泽度、雾度和DOI的测量可通过诸如Rhopoint IQ等测试设备来执行。
在一些实施例中，颜色可通过参数L*、a*与b*来量化，其中L*代表光亮度，a*代表红色和绿色之间的颜色，并且b*代表蓝色和黄色之间的颜色。例如，高b*值意味着无吸引力的淡黄色而非金黄色。a*与b*的值接近零意味着中性色。低L*值意味着亮度暗，而高L*值意味着亮度高。可使用诸如X-Rite Color i7 XTH与X-Rite Coloreye 7000等测试设备进行颜色测量。这些对光源、观测器及L*a*b*比色刻度尺的测量根据的是CIE/ISO标准。例如，上述标准包括：(a)ISO 11664-1:2007(E)/CIE S 014-1/E:2006：联合ISO/CIE标准：比色法——第1部分：CIE标准色度观测器；(b)ISO 11664-2:2007(E)/CIE S 014-2/E:2006：联合ISO/CIE标准：比色法——第2部分：CIE比色法标准光源；(c)ISO 11664-3:2012(E)/CIES 014-3/E:2011：联合ISO/CIE标准：比色法——第3部分:CIE三色值；以及(d)ISO 11664-4:2008(E)/CIE S 014-4/E:2007：联合ISO/CIE标准：比色法——第4部分:CIE 1976L*a*b*色彩空间
如本文中所述，从合金中减少Cu含量或去除Cu可使合金呈中性色。本文中公开的合金包含Mg2Zn，以向合金提供附加屈服强度。如本文所述，合金具有中性色和0.8至1.2范围内的低长宽比。合金呈中性色部分地是因为如本文所述的合金组成，下面将描述中性色对应的L*a*b*。
在各个方面，本文中公开的合金的L*为至少85。在一些实例中，合金的L*为至少90。
本文中公开的合金呈中性色。中性色指a*和b*的值不偏离接近0的特定值。在各个方面，a*不小于-0.5。在各个方面，a*不小于-0.25。在各个方面，a*不大于0.25。在各个方面，a*不大于0.5。在其它方面，a*不小于-0.5且不大于0.5。在另外的方面，a*不小于-0.25且不大于0.25。
在各个方面，b*不小于-2.0。在各个方面，b*不小于-1.75。在各个方面，b*不小于-1.50。在各个方面，b*不小于-1.25。在各个方面，b*不小于-1.0。在各个方面，b*不小于-0.5。在各个方面，b*不小于-0.25。在各个方面，b*不大于1.0。在各个方面，b*不大于1.25。在各个方面，b*不大于1.50。在各个方面，b*不大于1.75。在各个方面，b*不大于2.0。在各个方面，b*不大于0.5。在各个方面，b*不大于0.25。在另外的方面，b*不小于-1.0且不大于1.0。在另外的方面，b*不小于-0.5且不大于0.5。
合金的屈服强度可通过ASTM E8确定，ASTM E8涵盖抗用于拉测试的测试装置、测试样本及测试程序。
可通过ASTM G47对合金进行应力腐蚀测试，ASTM G47涵盖取样的测试方法、样本类型、样本准备、测试环境和确定铝合金对SCC的敏感性的曝光方法。
在一些实施例中，本合金可形成电子设备的壳体。壳体可被设计为具有喷砂表面光洁度，或没有条纹线。喷砂是一种表面修整工艺，例如使粗糙表面光滑或使光滑表面粗糙。喷砂可通过在高压下对表面强力地推进磨料流而移除表面材料。
在各种实施例中，合金可作为电子设备的外壳或其他部件，诸如设备外壳或壳体的一部分。该设备可包括任何消费电子设备，诸如移动电话、台式计算机、膝上型计算机和/或便携式音乐播放器等。该设备可为显示器的一部分，诸如数字显示器、监视器、电子书阅读器、便携式web浏览器和计算机监视器。该设备也可为娱乐设备，包括便携式DVD播放器、DVD播放器、蓝光影碟播放器、视频游戏控制器或音乐播放器诸如便携式音乐播放器。该设备也可为提供控制的设备的一部分，诸如控制图像、视频、声音的流式传输，或可为电子设备的遥控器。合金可为计算机或其附件的一部分，诸如硬盘塔外壳或壳体、膝上型计算机外壳、膝上型计算机键盘、膝上型计算机触控板、台式计算机键盘、鼠标和扬声器。该合金也可用于手表或钟等设备。
描述了若干种实施例后，本领域技术人员将认识到可在不脱离本发明的实质的情况下使用各种修改、替代构型和等效物。此外，许多熟知的工艺及元素都未进行描述，以免使本文公开的实施例晦涩难懂。相应地，上述描述不应视为对本文档的范围的限制。
本领域技术人员应当理解，目前公开的实施例作为示例而非限制地教示。因此，上述描述包含的或附图描述中示出的问题应解释为说明性的而非限制性的。下面的权利要求书意在涵盖本文中描述的所有一般特征与特定特征，以及方法及系统的范围的所有描述，但出于表述方式的限制，这些叙述方法和系统可被认为属于申请专利范围。

Claims (17)

1.一种铝合金，包含：
4.5重量％至6.5重量％的Zn，
0.9重量％至1.5重量％的Mg，
0重量％至0.06重量％的Cu，
0重量％至0.06重量％的Zr，
0至0.10重量％的Fe，
0至0.10重量％的Si，和
余量的铝和附带杂质；
其中该合金具有1.0-1.3的平均晶粒长宽比；其中该合金具有大于130W/mk的热导率；和
其中所述合金具有至少280MPa的屈服强度。
2.根据权利要求1所述的铝合金，其中所述合金中Zn与Mg的重量％比率为4:1至7:1。
3.根据权利要求1所述的铝合金，包含：
5.00重量％至5.65重量％的Zn和
1.00重量％至1.10重量％的Mg。
4.根据权利要求1所述的铝合金，包含：
5.40重量％至5.60重量％的Zn和
0.90重量％至1.10重量％的Mg。
5.根据权利要求1所述的铝合金，包含：
5.40重量％至5.65重量％的Zn和
1.30重量％至1.50重量％的Mg。
6.根据前述权利要求中任一项所述的铝合金，包含：
最多至0.3重量％的Ag；
大于0.01重量％的Cu；和/或
小于0.04重量％的Cu。
7.根据权利要求1所述的铝合金，包含：
5.00重量％至5.65重量％的Zn和1.00重量％至1.10重量％的Mg。
8.根据前述权利要求中任一项所述的合金，其中所述合金具有至少约350MPa的屈服强度。
9.一种包含根据前述权利要求中任一项所述的合金的制品。
10.一种用于生产根据前述权利要求中任一项所述的铝合金的方法，所述方法包括：
形成包含合金的熔体；
将所述熔体冷却至室温；以及
通过加热至高温并在一时间段内将所述合金保持在所述高温下而均质化所冷却的合金。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括：
在第一温度下加热所述均质化的铝合金持续第一时间段；
在第二温度下加热所述均质化的铝合金持续第二时间段；以及
对所述铝合金进行淬火以形成硬化铝合金。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一温度为约100℃。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一时间为约5小时。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二温度为约150℃。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二时间为约9小时。
16.一种铝合金，包含：
6.40重量％至6.60重量％的Zn，
1.30重量％至1.50重量％的Mg，
0重量％至0.06重量％的Cu，
0重量％至0.06重量％的Zr，
0至0.10重量％的Fe，
0至0.10重量％的Si，和
余量的铝和附带杂质；
其中该合金具有1.0-1.3的平均晶粒长宽比；其中该合金具有大于130W/mk的热导率；和
其中所述合金具有至少280MPa的屈服强度。
17.根据权利要求16所述的铝合金，包含：
最多至0.3重量％的Ag；
大于0.01重量％的Cu；和/或
小于0.04重量％的Cu。
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