CN111763858A

CN111763858A - 铝合金材料及制备方法、壳体、电子设备

Info

Publication number: CN111763858A
Application number: CN201910269752.0A
Authority: CN
Inventors: 李�杰
Original assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Current assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date: 2019-04-02
Filing date: 2019-04-02
Publication date: 2020-10-13
Anticipated expiration: 2039-04-02
Also published as: CN111763858B

Abstract

本申请提供了一种铝合金材料，铝合金材料包括铝元素、镁元素、硅元素、以及铜元素，其中，镁元素的质量分数为3.0‑4.5％，硅元素的质量分数为0.2‑0.4％，铜元素的质量分数为0.1‑0.2％，余量为铝元素。本申请提供的铝合金材料，通过调整各个合金元素的质量分数，使镁元素的质量分数调整为3.0‑4.5％，硅元素的质量分数调整为0.2‑0.4％，铜元素的质量分数调整为0.1‑0.2％，余量为铝元素。从而使得铝合金材料同时具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能，使得该铝合金材料更适用于手机、平板等电子设备的加工以及使用。本申请还提供了铝合金材料的制备方法、壳体、电子设备。

Description

铝合金材料及制备方法、壳体、电子设备

技术领域

本申请属于铝合金材料技术领域，具体涉及铝合金材料及制备方法、壳体、电子设备。

背景技术

随着电子设备领域的不断发展，用于电子设备的壳体材料也随之丰富。例如，金属板材具有更加美观的质感、耐磨耐刮等性能，被应用于手机、平板电脑等电子设备中。其中，铝合金材料因其加工性能好、比重轻、表面美观且耐腐蚀、铸造性能好等优点，在电子设备壳体的制造中得到了广泛的应用。

目前，在壳体的制备过程中，铝合金材料通常要经过塑金成型工艺和阳极氧化工艺，因此上述工艺就需要铝合金材料具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能。但目前的铝合金材料通常只有一项性能优异，例如要么高温塑性性能优异而阳极氧化性能较差，要么高温塑性性能较差而阳极氧化性能优异。综上所述，现在急需一种同时具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能的铝合金材料。

发明内容

鉴于此，本申请提供了铝合金材料及制备方法、壳体、电子设备，通过调整铝合金材料中各个元素的质量分数，使所述镁元素的质量分数为3.0-4.5％，所述硅元素的质量分数为0.2-0.4％，所述铜元素的质量分数为0.1-0.2％，余量为铝元素。从而使得铝合金材料同时具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能。

本申请第一方面提供了一种铝合金材料，所述铝合金材料包括铝元素、镁元素、硅元素、以及铜元素，其中，所述镁元素的质量分数为3.0-4.5％，所述硅元素的质量分数为0.2-0.4％，所述铜元素的质量分数为0.1-0.2％，余量为铝元素。

本申请第一方面提供的铝合金材料，通过控制镁元素的质量分数为3.0-4.5％，硅元素的质量分数为0.2-0.4％，铜元素的质量分数为0.1-0.2％。其中，镁元素是提高铝合金材料高温塑性性能和阳极氧化性能的重要元素之一，若镁元素的质量分数过高，例如超过4.5％时，虽然铝合金材料的高温塑性会提高，但是过多的镁元素会生成过量的强化相会从基体析出，从而使铝合金材料经阳极氧化后表面会形成黑斑，麻点等不良现象，影响铝合金材料的阳极氧化性能。若镁元素的质量分数过低，例如低于3.0％时，则铝合金材料的高温塑性性能将会降低。而硅元素也具有跟镁元素相似的特征，当硅元素含量过多时会影响阳极氧化性能，而硅元素含量过低时，则会影响高温塑性性能。铜元素含量的适当增加首先是可有效地提高铝合金材料的阳极氧化后表面的光泽度，进一步提高铝合金材料的阳极氧化性能。其次，铜元素的适当增加也可以弥补由于镁元素含量降低而引起的铝合金材料的强度降低。综上所述，本申请提供的铝合金材料，通过调整铝合金材料中各个合金元素的质量分数，从而使得铝合金材料同时具有优异的高温塑性性能、阳极氧化性能、以及加工性能。

本申请第二方面提供了一种铝合金材料的制备方法，包括：

取固态铝源，将所述固态铝源加热至熔融状态，再向熔融态的所述铝源中添加镁源和合金元素，将熔融态的所述铝源进行合金化，得到熔融态的混合物，其中，所述合金元素包括硅元素、以及铜元素，在所述熔融态的混合物中，所述镁元素的质量分数为3.0-4.5％，所述硅元素的质量分数为0.2-0.4％，所述铜元素的质量分数为0.1-0.2％；

将熔融态的所述混合物进行精炼，再将精炼后的所述混合物进行过滤除杂，然后将过滤除杂后的所述混合物进行铸造，得到铝合金铸锭；

将所述铝合金铸锭进行均匀化退火，再将均匀化退火后的所述铝合金铸锭进行热轧，以使所述铝合金铸锭的厚度降低；

将热轧后的所述铝合金铸锭依次进行第一次冷轧、中间退火、以及第二次冷轧，以使所述铝合金铸锭的厚度降低。

本申请第二方面提供的制备方法，工艺简单，成本低廉，可快速、有效地制备出同时具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能的铝合金材料。

本申请第三方面提供了一种壳体，所述壳体是由本申请第一方面提供的铝合金材料制备而成的。

本申请第三方面提供的壳体，通过采用本申请第一方面提供的铝合金材料制备而成，使得壳体同时具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能，不仅使得壳体经过塑金成型或机加工形成的结构清晰，纹理饱满，还可使得壳体经过阳极氧化后的外观效果好，没有料纹、黑斑、黑线、麻点等问题，具有很大的实用性。

本申请第四方面提供了一种电子设备，包括主板、存储器、显示屏、及本申请第三方面提供的壳体，所述主板、以及所述存储器设置于所述壳体内，所述显示屏设置在所述壳体上并与所述主板相连。

本申请第四方面提供的电子设备，通过采用本申请第三方面提供的壳体，不仅可以降低电子设备的总重量，还可使电子设备壳体的结构清晰，纹理饱满，并且外观效果优异，没有料纹、黑斑、黑线、麻点等问题，具有很大的实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图进行说明。

图1为本申请第一实施例中铝合金材料的制备方法的工艺流程图。

图2为本申请第二实施例中铝合金材料的制备方法的工艺流程图。

图3为本申请第三实施例中铝合金材料的制备方法的工艺流程图。

图4为本申请第四实施例中铝合金材料的制备方法的工艺流程图。

图5为本申请第五实施例中铝合金材料的制备方法的工艺流程图。

图6为本申请实施例中电子设备的结构示意图。

附图标记：

壳体-1，显示屏-2，存储器-3，主板-4。

具体实施方式

以下是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

目前电子设备的壳体大多采用铝合金材料来进行制备，因为铝合金材料不仅价格低廉，而且比重较低，加工性也很好。但在壳体的制备过程中，铝合金材料通常要经过塑金成型工艺和阳极氧化工艺，因此上述工艺就需要铝合金材料具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能。但目前的铝合金材料通常只有一项性能优异。例如本申请拿5系列的铝合金来举例(5系列铝合金即铝镁合金)。如牌号为5052的铝合金材料具有优异的阳极氧化性能，经阳极氧化处理后，5052的表面没有料纹、黑线、麻点等不良现象。但是5052的高温塑性却较差，经高温塑性后，5052的表面形成的结构不规则，纹理也不饱满，生产中的缺陷也比较多。而牌号为5083的铝合金材料具有优异的高温塑性性能，经高温塑性后，5083的表面形成的结构规则，纹理也很饱满，生产中的缺陷也较少。但是5083的阳极氧化性能却较差，经阳极氧化后，5083的表面会形成较多的黑线、条纹等不良现象。表1为传统的5052和5083的成分含量表。

表1 5052和5083的成分含量表

牌号

Mg

Si

Cu

Mn

Cr

Ti

Zn

Fe

杂质

Al

5052

2.2-2.8

≤0.25

≤0.10

0.15-0.35

≤0.05

≤0.10

≤0.40

≤0.15

余量

5083

4.0-4.9

≤0.40

≤0.10

0.4-1.0

≤0.05

≤0.15

≤0.25

≤0.40

≤0.15

余量

针对上述问题，本申请提供了一种5系列的铝合金材料，可使本申请提供的铝合金材料同时具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能。下面将具体描述本申请的技术方案。

本申请实施例提供了一种铝合金材料，所述铝合金材料包括铝元素、镁元素、硅元素、以及铜元素，其中，所述镁元素的质量分数为3.0-4.5％，所述硅元素的质量分数为0.2-0.4％，所述铜元素的质量分数为0.1-0.2％，余量为铝元素。

本申请所提到的高温塑性性能是指铝合金材料在高温下发生形变的能力。由于铝合金材料具有超塑性，因此它在高温下，并且在适当的压力下就会产生塑性变形。而铝合金材料的高温塑性性能越好，铝合金塑性变形后表面的结构也就越完整，纹理越饱满。而本申请提到的阳极氧化性能主要是指铝合金材料在经过阳极氧化后铝合金表面的外观效果。如铝合金表面膜层的颜色、光泽度、通透性，以及铝合金表面是否会出现一些例如料纹、黑线、麻点等不良现象。阳极氧化性能越优异的铝合金材料经阳极氧化后表面的光泽度越高，也不会出现不良现象。

而铝合金材料的高温塑性性能和阳极氧化性能与铝合金材料中的合金元素组成、以及合金元素的含量有着密不可分的关系。合金元素对高温塑性性能和/或阳极氧化性能有着重要的影响，下面进行详细介绍。

镁元素(Mg)，镁元素在铝合金材料中会与铝元素和硅元素生成强化相，起到固溶强化的作用，从而来提高铝合金材料的强度。镁元素在铝合金材料中同时对高温塑性性能和阳极氧化性能产生重要的影响。通常镁元素的含量越高，铝合金材料的高温塑性性能会越好，但当镁元素的含量过高时，例如超过4.5％时，过多的镁元素会生成过量的强化相会从基体析出，从而使铝合金材料经阳极氧化后在表面形成黑斑，影响铝合金材料的阳极氧化性能。另外，当镁元素的含量降低时，铝合金材料的高温塑性性能会降低，但阳极氧化性能会变得更好。但是当镁元素的含量过低时，例如低于3.0％时，铝合金材料的高温塑性性能会急剧降低，从而达不到本申请的目的。因此，本申请的镁元素的质量分数为3.0-4.5％，可使铝合金材料同时具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能。

另外，由于5系列的铝合金材料(铝镁合金)中，镁元素的含量是所有合金元素含量中占比最大，含量最多的，因此镁元素含量的改变，对铝合金材料的高温塑性性能和阳极氧化性能的改变具有极其重要的作用。

优选地，镁元素的质量分数为3.3-4.2％。更优选地，镁元素的质量分数为3.5-4.0％。

硅元素(Si)，硅元素在铝合金材料中起到的作用于镁元素的作用差不多，也是生成强化相，从而起到固溶强化的作用。硅元素元素在铝合金材料中也同时对高温塑性性能和阳极氧化性能产生重要的影响。通常硅元素的含量越高，铝合金材料的高温塑性性能会越好，但当硅元素的含量过高时，例如超过0.4％时，过多的硅元素会使铝合金材料在阳极氧化后表面形成较多的料纹和阳极麻点等不良现象，影响铝合金材料的阳极氧化性能。另外，当硅元素的含量降低时，铝合金材料的高温塑性性能会降低，但阳极氧化性能会变得更好。但是当硅元素的含量过低时，例如低于0.2％时，铝合金材料的高温塑性性能会急剧降低，从而达不到本申请的目的。因此，本申请的硅元素的质量分数为0.2-0.4％，可使铝合金材料同时具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能。

优选地，硅元素的质量分数为0.25-0.35％。更优选地，硅元素的质量分数为0.27-0.33％。

铜元素(Cu)，铜元素在铝合金材料中除了与铝元素生成CuAl₂时效强化以外还具有较好的固溶强化作用，来提高铝合金材料的强度。另外，铜元素对铝合金材料的阳极氧化性能也具有重要的影响。当铜元素的含量增加时，例如大于5052和5083中铜元素的含量(0.1％)时，可有效地提高铝合金材料在阳极氧化后表面的光泽度。但当铜元素的含量过大时，例如超过0.2％时，铜元素形成的强化相容易粗大，从而在阳极氧化后铝合金材料表面会产生较多的黑线，影响铝合金材料的阳极氧化性能。

优选地，铜元素的质量分数为0.12-0.18％。更优选地，铜元素的质量分数为0.13-0.16％。

另外，本申请各个合金元素并不是相互独立的起作用的，而是相互协同合作的，在各个合金元素的共同配合下，才使得铝合金材料同时具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能。例如铜元素含量的增加，除了起到提高铝合金材料的阳极氧化性能外，还可了弥补由于镁元素含量降低而引起的铝合金材料的强度降低，进一步提高铝合金材料的高温塑性性能和阳极氧化性能。

综上所述，本申请提供的铝合金材料，通过调整铝合金材料中各个合金元素的质量分数，从而使得铝合金材料同时具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能。

本申请实施例提供的铝合金材料除了具有上述合金元素外，还可具有其他的合金元素，并且合金元素的含量也跟相关技术中的含量是不同的。下面将详细介绍。

本申请实施方式中，所述铝合金材料还包括锰元素，且所述锰元素的质量分数为0.1-0.45％。

锰元素(Mn)，锰元素在铝合金材料中与铝元素生成MnAl₆化合物，可以有效地阻止铝合金材料再结晶时晶粒长大的问题，从而显著细化再结晶颗粒，而晶粒细化可同时提高铝合金材料的高温塑性性能和阳极氧化性能。并且，MnAl₆还可溶解铁元素，形成(Fe、Mn)Al₆，从而减少铁元素对铝合金材料带来的不利影响。但是当锰元素的含量过高，例如超过0.45％时，不仅会降低铝合金的时效硬化性，还会增加铝合金中粗大杂相的数量，从而降低铝合金材料的阳极氧化性能。当锰元素的含量过低，例如低于0.1％时，铝合金材料的高温塑性性能会急剧降低，从而达不到本申请的目的。因此，本申请的锰元素的质量分数为0.1-0.45％，可使铝合金材料同时具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能。

优选地，锰元素的质量分数为0.2-0.4％。更优选地，锰元素的质量分数为0.25-0.35％。

本申请实施方式中，所述铝合金材料还包括铬元素，且所述铬元素的质量分数不大于0.05％。

铬元素(Cr)，铬元素在铝合金材料中起到的作用于锰元素类似。铬元素会与铝元素生成CrAl₇化合物，可以有效地阻止铝合金材料再结晶时晶粒长大的问题，从而显著细化再结晶颗粒，进而提高铝合金材料的高温塑性性能和阳极氧化性能。但相应地，CrAl₇会使铝合金材料的淬火敏感性增加，从而使热处理提升强度困难。而本申请不仅需要同时具优异的高温塑性性能和阳极氧化性能，还需要具有高屈服强度和高抗拉强度，使铝合金材料易于进行加工生产。因此，本申请中铬元素的质量分数不大于0.05％，不仅可以细化再结晶颗粒，提高铝合金材料的高温塑性性能和阳极氧化性能，还可提高铝合金材料的屈服强度和抗拉强度。

优选地，铬元素的质量分数不大于0.03％。更优选地，铬元素的质量分数不大于0.02％。

本申请实施方式中，所述铝合金材料还包括钛元素，且所述钛元素的质量分数不大于0.1％。

钛元素(Ti)，钛元素在铝合金材料中需要微小的含量便可提升其机械性能。钛元素可有效地减少铝合金组织中的柱状晶组织，并且细化晶粒，从而提高铝合金材料的高温塑性性能和阳极氧化性能。但当钛元素的含量过高时，例如超过0.10％时，会影响铝合金材料的阳极氧化性能。因此，本申请控制钛元素的质量分数不大于0.1％。

优选地，钛元素的质量分数不大于0.07％。更优选地，钛元素的质量分数不大于0.05％。

在本申请一实施例中，通过向熔融态的铝液中加入Al-Ti-B细丝的方式，向铝液中加入钛元素。

本申请实施方式中，所述铝合金材料还包括锌元素，且所述锌元素的质量分数不大于0.1％。

锌元素(Zn)，锌元素在铝合金材料中会生成强化相，提高铝合金材料的屈服强度和抗拉强度。另外，如果铝合金材料中如果同时存在镁元素和锌元素，形成的强化相会进一步提高铝合金材料的屈服强度和抗拉强度，提高铝合金材料的加工性能。但是当锌元素的含量过高时，例如超过0.1％时，会加重铝合金材料的应力腐蚀现象，会引起氧化膜破裂，极大地影响铝合金材料的阳极氧化性能，并且也不利于铝合金材料的加工。因此，本申请提供锌元素的质量分数不大于0.1％。

优选地，锌元素的质量分数不大于0.07％。更优选地，锌元素的质量分数不大于0.05％。

本申请实施方式中，所述铝合金材料还包括铁元素，且所述铁元素的质量分数不大于0.1％。

铁元素(Fe)，铁元素在铝合金中并不会起到有利的作用，铁元素反而会使提高铝合金材料的脆性，使其更易开裂。但是在铝合金材料的制备过程中，由于铝锭原材料和熔炼过程中铁合金工具的使用，不可避免会在铝合金材料中引入铁元素。本申请通过不使用回收料、并且提升铝锭的忖度等途径来减少铁元素的含量。因此，本申请的铁元素的质量分数不大于0.1％。虽然本申请还是会存在铁元素，但是铁元素的含量相比于5052和5083铝合金中铁元素的含量小了许多，并且本申请中的铁元素可进入MnAl₆的晶格间隙中形成(Fe、Mn)Al₆，从而将少量的铁元素消耗掉，进一步提升铝合金材料的高温塑性性能、阳极氧化性能、以及加工性能。

优选地，铁元素的质量分数不大于0.07％。更优选地，铁元素的质量分数不大于0.05％。

本申请实施方式中，所述铝合金材料还包括杂质，所述杂质包括多个子杂质，每个所述子杂质的质量分数不大于0.05％，所述杂质的质量分数不大于0.15％。

在铝合金材料的制备过程中，从原材料的选取，到制备过程中，杂质元素的引入，使得铝合金材料中不仅仅含有上述的合金元素，可能还会含有其他合金元素，或者非金属元素。但上述杂质元素并不是本申请所需要的，因此，本申请控制每个所述子杂质的质量分数不大于0.05％，所述杂质的质量分数不大于0.15％。从而降低杂质元素对铝合金材料的影响。

优选地，每个所述子杂质的质量分数不大于0.03％，所述杂质的质量分数不大于0.10％。更优选地，每个所述子杂质的质量分数不大于0.01％，所述杂质的质量分数不大于0.05％。

本申请实施方式中，提供了一个成分更具体的铝合金材料，包括铝元素、镁元素、硅元素、铜元素、锰元素、铬元素、钛元素、锌元素、铁元素、以及杂质元素，其中镁元素的质量分数为3.0-4.5％，硅元素的质量分数为0.2-0.4％，铜元素的质量分数为0.1-0.2％，锰元素的质量分数为0.1-0.45％，铬元素的质量分数不大于0.05％，钛元素的质量分数不大于0.1％，锌元素的质量分数不大于0.1％，铁元素的质量分数不大于0.1％，杂质的质量分数不大于0.15％，余量为铝元素。表2即为本申请一实施方式提供的铝合金材料与相关技术中5052和5083铝合金材料的相关元素的对比表。

表2相关技术中5052和5083铝合金材料、以及本申请铝合金材料的元素含量对比表。

牌号

Mg

Si

Cu

Mn

Cr

Ti

Zn

Fe

杂质

Al

5052

2.2-2.8

≤0.25

≤0.10

0.15-0.35

≤0.05

≤0.10

≤0.40

≤0.15

余量

5083

4.0-4.9

≤0.40

≤0.10

0.4-1.0

≤0.05

≤0.15

≤0.25

≤0.40

≤0.15

余量

本申请

3.0-4.5

0.2-0.4

0.1-0.2

0.10-0.45

≤0.05

≤0.10

≤0.15

余量

从表2可以很明显地看出本申请中铝合金材料中合金元素的含量与相关技术中铝合金材料中合金元素的含量的变化。其中，每个合金元素含量的改变都对铝合金材料的高温塑性性能和阳极氧化性能起着重大作用，而通过各个合金元素的相互配合，则可进一步提高铝合金材料的高温塑性性能和阳极氧化性能。

本申请实施方式中，所述铝合金材料的晶粒尺寸为30-60μm。

晶粒尺寸对铝合金材料的影响在上述内容中已经提及。晶粒尺寸越小可有效地提高铝合金材料的高温塑性性能和阳极氧化性能。因此，本申请通过控制晶粒尺寸为30-60μm，来提高铝合金材料的高温塑性性能和阳极氧化性能。

优选地，铝合金材料的晶粒尺寸为35-50μm。更优选地，铝合金材料的晶粒尺寸为38-45μm。

本申请实施方式中，所述铝合金材料的屈服强度不小于220MPa，所述铝合金材料的抗拉强度不小于250MPa，所述铝合金材料的延伸率不小于10％。

前面已经提及，部分合金元素可有效地提高本申请铝合金材料的屈服强度和抗拉强度。而高屈服强度和抗拉强度可提高铝合金材料的加工性能。因此，本申请铝合金材料的屈服强度不小于220MPa，所述铝合金材料的抗拉强度不小于250MPa，所述铝合金材料的延伸率不小于10％。

优选地，所述铝合金材料的屈服强度不小于230MPa，所述铝合金材料的抗拉强度不小于260MPa，所述铝合金材料的延伸率不小于12％。更优选地，所述铝合金材料的屈服强度不小于240MPa，所述铝合金材料的抗拉强度不小于270MPa，所述铝合金材料的延伸率不小于15％。

本申请一实施方式中还提供了相关技术中5052和5083铝合金的力学性能与本申请提供的铝合金材料的力学性能对比表，如下表3所示。

表3 5052和5083铝合金的力学性能与本申请提供的铝合金材料的力学性能对比表

从表3中可以很明显地看出，由于本申请将合金元素的含量进行了优化，因此本申请提供的铝合金材料可同时具有优异的高温塑性性能和阳极氧化性能。另外，本申请提供的铝合金材料的屈服强度和抗拉强度也相比于相关技术中5052和5083铝合金具有显著的提高，因此使得铝合金材料的加工性能也进一步提高，更适用于工业生产。

根据本申请的实施方式，还提供了一种铝合金材料的制备方法。该方法可以用以制备上述方案的铝合金材料。当然，该铝合金材料也可以使用其他合适的方式来制备，本申请对此没有限制。本申请实施例提供的铝合金材料以及铝合金材料的制备方法，可以配合使用，也可以单独使用，这不影响本申请的本质。

请参考图1，本申请第一实施例提供了一种铝合金材料的制备方法，包括S101、S102、S103、S104。其中，S101、S102、S103、S104详细介绍如下。

S101：取固态铝源，将所述固态铝源加热至熔融状态，再向熔融态的所述铝源中添加镁源和合金元素，将熔融态的所述铝源进行合金化，得到熔融态的混合物，其中，所述合金元素包括硅元素、以及铜元素，在所述熔融态的混合物中，所述镁元素的质量分数为3.0-4.5％，所述硅元素的质量分数为0.2-0.4％，所述铜元素的质量分数为0.1-0.2％。

本申请是先取固态铝源，例如铝锭，然后先将固态铝源加热至熔融状态，然后再向熔融态的所述铝源中添加镁源和合金元素，使其合金化。其中合金元素就是本申请想要铝合金材料中具有的元素，可在此时添加进去。置于添加的含量要根据铝源的含量来进行计算并添加。在本申请一实施例中，所述合金元素包括硅元素、以及铜元素，具体地，在所述熔融态的混合物中，所述镁元素的质量分数为3.0-4.5％，所述硅元素的质量分数为0.2-0.4％，所述铜元素的质量分数为0.1-0.2％。在其他实施例中，所述合金元素还可包括锰元素、铬元素、锌元素和钛元素中的任意一种或多种，以及硅元素和铜元素。本申请在此并不做具体的限定。

S102：将熔融态的所述混合物进行精炼，再将精炼后的所述混合物进行过滤除杂，然后将过滤除杂后的所述混合物进行铸造，得到铝合金铸锭。

精炼的过程不仅可以使合金化后的混合物混合得更加均匀，还可以去除部分杂质，是混合物变得更加纯净，可提高混合物的纯度。而过滤除杂的过程就是将混合物中的杂质与混合物分离，从而达到除杂的作用，再通过铸造工艺，将混合物铸造成成品的铝合金铸锭。

S103：将所述铝合金铸锭进行均匀化退火，再将均匀化退火后的所述铝合金铸锭进行热轧，以使所述铝合金铸锭的厚度降低。

均匀化退火可使铝合金铸锭中的合金元素充分扩散，提高合金元素在铝合金材料中分布的均匀性。而热轧不仅可以使铝合金铸锭的厚度降低，还可通过铝合金铸锭的变形来细化晶粒，提高铝合金材料的力学性能。

S104：将热轧后的所述铝合金铸锭依次进行第一次冷轧、中间退火、以及第二次冷轧，以使所述铝合金铸锭的厚度降低。

两次冷轧可使铝合金的厚度进一步地降低，并且再次细化铝合金铸锭中的晶粒。而中间退火可有效地消除冷轧过程中产生的加工硬化现象。

本申请实施例提供的制备方法，工艺简单，成本低廉，可快速、有效地制备出同时具有优异的高温塑性性能、阳极氧化性能、以及加工性能的铝合金材料。

本申请实施方式中，将所述固态铝源加热至熔融状态时的加热温度为740-760℃，加热时间为1-2h。具体地，加热温度为750℃，加热时间为1h。

本申请实施方式中，“将熔融态的所述混合物进行精炼”包括：将熔融态的所述混合物进行多次精炼，在所述多次精炼的过程中，每次精炼的温度为750-760℃，每次精炼的时间为30-50min，且每次精炼之间的时间间隔为20-40min。本申请的精炼过程可将熔融态的所述混合物置于静置炉内，并且采用“T”型不锈钢精炼器进行精炼。而多次精炼可进一步提高均匀性。优选地，每次精炼的温度为753-757℃，每次精炼的时间为35-45min，且每次精炼之间的时间间隔为25-35min。具体地，每次精炼的温度为750℃，每次精炼的时间为50min，且每次精炼之间的时间间隔为30min。

请参考图2，本申请实施方式中，在“再将精炼后的所述混合物进行过滤除杂”之前，所述制备方法还包括S105：对所述混合物进行元素含量的检测，若所述混合物中元素的质量分数小于熔融态的所述混合物中元素的质量分数，则添加相应所述元素。

S102可分为S102a和S102b。其中S102a为：将熔融态的所述混合物进行精炼。S102b为：再将精炼后的所述混合物进行过滤除杂，然后将过滤除杂后的所述混合物进行铸造，得到铝合金铸锭。而本申请第二实施例提供的制备方法还包括S105，其中S105只要在S102b之前即可，因此S105可在S102a之前，S105也可在S102a与S102b之间。本申请提供的图2(S105在S102a与S102b之间)只是其中一种情况的工艺流程图。

在制备的过程中，某些元素不可避免地会被蒸发或被工具带走，从而使得某些元素的质量分数小于熔融态的所述混合物中相应元素的质量分数，这样就会使最后制得的铝合金材料的成分含量不准确。因此，本申请可对所述混合物进行元素含量的检测，若某些元素的质量分数没有减少，则可继续进行下一步；若某些元素的质量分数变少了，则继续添加缺少的元素的合金锭，来补足缺少的元素。

请参考图3，本申请实施方式中，在“再将精炼后的所述混合物进行过滤除杂”之前，所述制备方法还包括S106：将所述混合物进行在线精炼，在线精炼的过程中通入的气体包括氩气和氯气，在线精炼的温度为720-725℃，在线精炼的时间为20-40min。在线精炼除了可以使混合物中的杂质沉淀下来，并且还可以使混合物中的合金元素进一步分散。

S102可分为S102a和S102b。其中S102a为：将熔融态的所述混合物进行精炼。S102b为：再将精炼后的所述混合物进行过滤除杂，然后将过滤除杂后的所述混合物进行铸造，得到铝合金铸锭。而本申请第三实施例提供的制备方法还包括S106，其中S106只要在S102b之前即可，因此S106可在S102a之前，S106也可在S102a与S102b之间。本申请提供的图3(S106在S102a与S102b之间)只是其中一种情况的工艺流程图。

本申请实施方式中，在过滤除杂的过程中，本申请的过滤板的孔洞密度为40-50PPI。另外，本申请可以使用多层过滤板，并且多层过滤板的孔洞密度可以相同，也可以不同，从而实现分级过滤，进一步提高过滤效果。优选地，本申请采用双层过滤板进行过滤，双层过滤板的孔洞密度分别为40PPI和50PPI，并使50PPI的过滤板先行过滤，然后再使40PPI的过滤进行过滤。

本申请实施方式中，在铸造的过程中，铸造的温度控制在680-730℃，而至于铸造的时间，在实际生产过程中要根据铸造的铝合金铸锭的大小有关，本申请在此并不做限制。

本申请实施方式中，“将所述铝合金铸锭进行均匀化退火”包括：将所述铝合金铸锭进行第一次均匀化退火、以及第二次均匀化退火，其中，第一次均匀化退火的退火温度为400-410℃，第一次均匀化退火的退火时间为6-7h，第二次均匀化退火的退火温度为545-555℃，第二次均匀化退火的退火时间为22-24h。

本申请采用两次均匀化退火，并且第二次的退火温度和退火时间均大于第一次的退火温度和退火时间。这样可进一步使铝合金铸锭中的合金元素充分扩散，提高合金元素在铝合金材料中分布的均匀性。另外，冷却的方式可采用出炉空冷。优选地，第一次均匀化退火的退火温度为403-417℃，第一次均匀化退火的退火时间为6.3-6.8h，第二次均匀化退火的退火温度为545-550℃，第二次均匀化退火的退火时间为23-24h。

请参考图4，本申请实施方式中，在“将所述铝合金铸锭进行均匀化退火”之后，所述制备方法还包括S107：检测所述铝合金铸锭的表面是否存在缺陷层，若所述铝合金铸锭的表面存在所述缺陷层，则通过机加工去除所述铝合金铸锭表面的缺陷层，所述机加工的切削深度为0.1-2mm。

S103可分为S103a和S103b，其中S103a为：将所述铝合金铸锭进行均匀化退火。S103b为：再将均匀化退火后的所述铝合金铸锭进行热轧，以使所述铝合金铸锭的厚度降低。而本申请第四实施例提供的制备方法还包括S107，其中S107只要在S103a之后即可，因此S107可在S103a与S103b之间，S107也可在S103b之后。本申请提供的图4(S107在S103a与S103b之间)只是其中一种情况的工艺流程图。

经上述步骤制得的铝合金铸锭表面可能会存在缺陷层，而缺陷层的存在会极大地影响铝合金铸锭的力学性能。因此，本申请需要先检测所述铝合金铸锭的表面是否存在缺陷层，若不存在缺陷层，则可继续进行下一步，若存在缺陷层，可通过机加工(如铣削)去除所述铝合金铸锭表面的缺陷层，所述机加工的切削深度为0.1-2mm。

本申请实施方式中，本申请还可将铝合金铸锭的头部和尾部进行切除，而本申请所指的铝合金铸锭过的头部和尾部是指铝合金铸锭还在铸锭炉时，靠近铸锭炉地面的一端和相对的另一端。因为这两个部位的铝合金铸锭由于生产工艺的限制会存在较多的缺陷和杂质，所以应该将其去除。

本申请实施方式中，在热轧的过程中可先将加热炉升温至420-430℃进行预热，然后再开始进行热轧。而热轧的温度为320-350℃，热轧的时间为5-6h。最终使铝合金铸锭的厚度变为6-7mm，且热轧后的所述铝合金铸锭的变形量为70-90％。此时的铝合金铸锭亦可称为铝合金板材。本申请通过控制热轧后的所述铝合金铸锭的变形量为70-90％，可有效地细化铝合金铸锭中的晶粒。

本申请实施方式中，本申请第一次冷轧可将6-7mm厚的铝合金板材加工至1.5-3mm厚，并且经过第一次冷轧后，铝合金板材的变形量为70-90％，进一步细化铝合金铸锭中的晶粒。。经过第一次冷轧后，可采用箱式炉退火或气垫炉退火来进行中间退火。若采用箱式炉退火，退火温度为380-480℃，退火时间为3-10h，冷却方式为出炉空冷。若采用气垫炉退火，退火温度为380-480℃，退火时间为5-10min，冷却方式为出炉空冷。待铝合金板材冷却后，再进形第二次冷轧，第二次冷轧会使得铝合金板材的厚度变为0.5-0.8mm，而晶粒尺寸为30-60μm。然后再擦净表面油污和精整后，便可得到本申请的铝合金材料。

请参考图5，本申请第五实施例还提供了一种铝合金材料的具体的制备方法，包括S201、S202、S203、S204、S205、S206、S207、S208。其中S201、S202、S203、S204、S205、S206、S207、S208详细介绍如下。

S201：按照本申请实施例提供的铝合金材料中各元素的质量分数进行计算并备料，取铝锭，将铝锭加热至750℃使铝锭熔化，加热时间为1h。再向熔融态的铝液中加入镁锭和合金锭，对铝液进行合金化，得到混合物。其中合金锭中包括硅元素、铜元素、锰元素、铬元素、钛元素、以及锌元素在混合物中，镁元素的质量分数为3.0-4.5％，硅元素的质量分数为0.2-0.4％，铜元素的质量分数为0.1-0.2％，锰元素的质量分数为0.1-0.45％，铬元素的质量分数不大于0.05％，钛元素的质量分数不大于0.1％，锌元素的质量分数不大于0.1％。

S202：将混合物置于静置炉内，并采用“T”型不锈钢精炼器进行多次精炼，每次精炼的温度为750℃，每次精炼的时间为50min，且每次精炼之间的时间间隔为30min。

S203：对精炼后的所述混合物进行元素含量的检测，若所述混合物中元素的质量分数小于熔融态的所述混合物中元素的质量分数，则添加相应所述元素，使其元素含量等于熔融态的所述混合物中元素的含量。

S204：静置混合物30min，然后将混合进行在线精炼，在线精炼的过程中通入的气体包括氩气和氯气，在线精炼的温度为720℃，在线精炼的时间为30min。再将在线精炼后的混合物进行过滤除杂，过滤除杂的过程中，采用40PPI和50PPI的双层过滤板过滤混合物，使混合物中的杂质去除。然后再将除杂后的混合物进行铸造，得到铝合金铸锭，其中，铸造温度控制在700℃。

S205：将铝合金铸锭进行两段式均匀化退火，第一次均匀化退火的退火温度为400℃，第一次均匀化退火的退火时间为6h，第二次均匀化退火的退火温度为545℃，第二次均匀化退火的退火时间为24h。第二次均匀化退火后进行出炉空冷。

S206：再去除铝合金铸锭在铸锭炉时靠近铸锭炉底面的一端和相对的另一端。然后检测所述铝合金铸锭的表面是否存在缺陷层，若所述铝合金铸锭的表面存在所述缺陷层，则通过铣削去除所述铝合金铸锭表面的缺陷层，所述铣削深度为2mm。

S207：将铝合金铸锭置于加热炉内进行热轧，在热轧工艺的过程中，先将加热炉升温至420℃进行预热，然后再将热轧温度调至320℃，热轧时间为5h，使铝合金铸锭的厚度变为6mm，变为铝合金板材，并且铝合金铸锭的变形量为70％。

S208：将热轧后的铝合金板材进行第一次冷轧，使铝合金板材的厚度变为1.5mm，并且铝合金板材的变形量达到90％。然后采用气垫炉进行中间退火，在中间退火的过程中，通入的气体为氮气。中间退火的温度为380℃，中间退火的时间为10min，出炉方式为出炉空冷。带铝板冷却后进行第二次冷轧，使铝板的厚度为0.5mm，并且晶粒尺寸为30min，再经擦净油污并且精整后，即可得到铝合金材料。

本申请实施例提供了一种壳体，所述壳体是由本申请实施例提供的铝合金材料制备而成的。

本申请实施例提供的壳体，可以为电子设备的中框或者后盖，又或者可以是一体式的壳体。通过采用本申请实施例提供的铝合金材料制备而成，使得壳体同时具有优异的高温塑性性能、阳极氧化性能、以及加工性能，不仅使得壳体经过塑金成型或机加工形成的结构清晰，纹理饱满，还可使得壳体经过阳极氧化后的外观效果好，没有料纹、黑斑、黑线、麻点等问题，还可使得壳体易于加工，具有很大的实用性。

请参考图6，本申请实施例提供了一种电子设备，包括主板4、存储器3、显示屏2、及本申请实施例提供的壳体1。所述主板4、以及所述存储器3设置于所述壳体1内，所述显示屏2设置在所述壳体1上并与所述主板4相连。

本申请实施例提供的电子设备，通过采用本申请实施例提供的壳体1，不仅可以降低电子设备的总重量，还可使电子设备壳体1的结构清晰，纹理饱满，并且外观效果优异，没有料纹、黑斑、黑线、麻点等问题，具有很大的实用性。

以上对本申请实施方式所提供的内容进行了详细介绍，本文对本申请的原理及实施方式进行了阐述与说明，以上说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims

1.一种铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料包括铝元素、镁元素、硅元素、以及铜元素，其中，所述镁元素的质量分数为3.0-4.5％，所述硅元素的质量分数为0.2-0.4％，所述铜元素的质量分数为0.1-0.2％，余量为铝元素。

2.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料还包括锰元素，且所述锰元素的质量分数为0.1-0.45％。

3.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料还包括铬元素，且所述铬元素的质量分数不大于0.05％。

4.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料还包括钛元素，且所述钛元素的质量分数不大于0.1％。

5.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料还包括锌元素，且所述锌元素的质量分数不大于0.1％。

6.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料还包括铁元素，且所述铁元素的质量分数不大于0.1％。

7.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料还包括杂质，所述杂质包括多个子杂质，每个所述子杂质的质量分数不大于0.05％，所述杂质的质量分数不大于0.15％。

8.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的晶粒尺寸为30-60μm。

9.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的屈服强度不小于220MPa，所述铝合金材料的抗拉强度不小于250MPa，所述铝合金材料的延伸率不小于10％。

10.一种铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括：

取固态铝源，将所述固态铝源加热至熔融状态，再向熔融态的所述铝源中添加镁源和合金元素源，将熔融态的所述铝源进行合金化，得到熔融态的混合物，其中，所述合金元素包括硅元素、以及铜元素，在所述熔融态的混合物中，所述镁元素的质量分数为3.0-4.5％，所述硅元素的质量分数为0.2-0.4％，所述铜元素的质量分数为0.1-0.2％；

11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，“将熔融态的所述混合物进行精炼”包括：将熔融态的所述混合物进行多次精炼，在所述多次精炼的过程中，每次精炼的温度为750-760℃，每次精炼的时间为30-50min，且每次精炼之间的时间间隔为20-40min。

12.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在“再将精炼后的所述混合物进行过滤除杂”之前，所述制备方法还包括：对所述混合物进行元素含量的检测，若所述混合物中元素的质量分数小于熔融态的所述混合物中元素的质量分数，则添加相应所述元素。

13.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，“将所述铝合金铸锭进行均匀化退火”包括：将所述铝合金铸锭进行第一次均匀化退火、以及第二次均匀化退火，其中，第一次均匀化退火的退火温度为400-410℃，第一次均匀化退火的退火时间为6-7h，第二次均匀化退火的退火温度为545-555℃，第二次均匀化退火的退火时间为22-24h。

14.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，在“将所述铝合金铸锭进行均匀化退火”之后，所述制备方法还包括：检测所述铝合金铸锭的表面是否存在缺陷层，若所述铝合金铸锭的表面存在所述缺陷层，则通过机加工去除所述铝合金铸锭表面的缺陷层，所述机加工的切削深度为0.1-2mm。

15.一种壳体，其特征在于，所述壳体是由权利要求1-9任一项所述的铝合金材料制备而成的。

16.一种电子设备、其特征在于，包括主板、存储器、显示屏、及如权利要求15所述的壳体，所述主板、以及所述存储器设置于所述壳体内，所述显示屏设置在所述壳体上并与所述主板相连。