CN112011708A - 一种6系铝合金材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝合金技术领域，特别是涉及一种6系铝合金材料，包括如下质量百分含量的原料：Mg 0.70～1.1wt％；Si 0.5～1.0wt％；Cu 0.4～1.0wt％；Mn≤0.20wt％；Cr≤0.02wt％；Ti≤0.10wt％；Fe≤0.15wt％；Zn≤0.05wt％；以及余量为杂质；本发明还提供一种6系铝合金材料的制备方法，其制备工艺简单，容易操作，有利于大规模生产；本发明通过上述成分及工艺优化，可使材料的屈服强度大于400MPa，且由于影响阳极外观的可溶金属间化合物得到有效控制，材料的阳极外观仍与较低屈服强度如350MPa的一致，有效解决了当前手机用铝合金6系铝合金强度低，而7系铝合金不耐腐蚀的痛点。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，特别是涉及一种6系铝合金材料及其制备方法。
背景技术
随着电子装置生产技术的飞速发展，用户对电子装置的需求越来越强烈，手机作为最常见的电子装置，用户对手机中框的强度都有着较高的要求。
现有手机中框用铝合金主要为6系或7系铝合金。6系铝合金材料阳极外观较好，但力学偏低，而7系铝合金强度高，但阳极外观偏差。随着智能手机向轻薄化的发展，对中框的强度要求也越来越高。6系铝合金材料是未来中框用铝合金的趋势，如何提高6系铝合金材料的强度成为了业界的重点。当前手机用6系铝合金材料的屈服强度为320MPa-380MPa，进一步提高材料的屈服强度，则容易造成阳极外观的下降。因此有必要从成分及加工工艺等方面对现有6系铝合金材料进行优化，从而在不影响材料阳极外观的基础上达到提高强度的目的。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种高强度的6系铝合金材料；
本发明还提供一种6系铝合金材料的制备方法，其制备工艺简单，容易操作，有利于大规模生产。
本发明采用如下技术方案：
一种6系铝合金材料，包括如下质量百分含量的原料：
以及余量为杂质。
对上述技术方案的进一步改进为，所述6系铝合金材料的最终态组织中可溶第二相的尺寸不大于3微米。
对上述技术方案的进一步改进为，所述6系铝合金材料的屈服强度≥400MPa。
一种6系铝合金材料的制备方法，包括如下步骤：
配置混合原料，所述混合原料包括所述6系铝合金材料；
将所述混合原料制作铸锭，并对所述铸锭进行均匀化退火处理；
对经过均匀化退火处理的铸锭依次进行冷却处理、挤压处理；
对依次经过进行冷却处理、挤压处理的铸锭依次进行时效处理、冷轧处理；
对依次经过进行时效处理、冷轧处理的铸锭进行退火处理。
对上述技术方案的进一步改进为，在所述均匀化退火处理步骤中，在500～540℃进行第一阶保温1～6h，然后再随炉升温至550～580℃进行第二阶保温4～10h。
对上述技术方案的进一步改进为，在所述冷却处理步骤中，将所述铸锭放入均质冷却室中进行冷却，且所述均质冷却室采用缓慢风冷的方式对所述铸锭进行冷却；在所述挤压处理步骤中，所述挤压处理的挤压棒温530～580℃，挤压速度3～12米/分钟，出口温度530～560℃。
对上述技术方案的进一步改进为，在所述时效处理步骤中，所述时效处理的温度为175～200℃，保温2～24h；在所述冷轧处理步骤中，所述冷轧处理的轧制压下量5-30％。
对上述技术方案的进一步改进为，在所述退火处理步骤中，所述退火处理的退火温度为100～200℃，保温10～200min。
对上述技术方案的进一步改进为，所述铸锭先进行均质退火，在530℃保温5h，然后升温至570℃进行二阶保温，然后进入均质炉冷却，得到均质棒；所述均质棒进行挤压处理，挤压温度为530～550℃，挤压速度为4～8米/分钟，出口温度530～540℃；随后进行时效处理，在温度175～185℃条件下保温10～15h；进行冷轧处理，轧制压下量15～25％；最后进行退火处理，在温度150～200条件下保温10～80min。
本发明的有益效果为：
本发明通过上述成分及工艺优化，可使材料的屈服强度大于400MPa，且由于影响阳极外观的可溶金属间化合物得到有效控制，材料的阳极外观仍与较低屈服强度如350MPa的一致，有效解决了当前手机用铝合金6系铝合金强度低，而7系铝合金不耐腐蚀的痛点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
一种6系铝合金材料，包括如下质量百分含量的原料：
以及余量为杂质。
所述6系铝合金材料的最终态组织中可溶第二相的尺寸不大于3微米。
所述6系铝合金材料的屈服强度≥400MPa。
一种6系铝合金材料的制备方法，包括如下步骤：
配置混合原料，所述混合原料包括所述的6系铝合金材料；
将所述混合原料制作铸锭，并对所述铸锭进行均匀化退火处理；
对经过均匀化退火处理的铸锭依次进行冷却处理、挤压处理；
对依次经过进行冷却处理、挤压处理的铸锭依次进行时效处理、冷轧处理；
对依次经过进行时效处理、冷轧处理的铸锭进行退火处理。
在所述均匀化退火处理步骤中，在500～540℃进行第一阶保温1～6h，然后再随炉升温至550～580℃进行第二阶保温4～10h。
在所述冷却处理步骤中，将所述铸锭放入均质冷却室中进行冷却，且所述均质冷却室采用缓慢风冷的方式对所述铸锭进行冷却；在所述挤压处理步骤中，所述挤压处理的挤压棒温530～580℃，挤压速度3～12米/分钟，出口温度530～560℃。
在所述时效处理步骤中，所述时效处理的温度为175～200℃，保温2～24h；在所述冷轧处理步骤中，所述冷轧处理的轧制压下量5-30％。
在所述退火处理步骤中，所述退火处理的退火温度为100～200℃，保温2～8min。
所述铸锭先进行均质退火，在530℃保温5h，然后升温至570℃进行二阶保温，然后进入均质炉冷却，得到均质棒；所述均质棒进行挤压处理，挤压温度为530～550℃，挤压速度为4～8米/分钟，出口温度530～540℃；随后进行时效处理，在温度175～185℃条件下保温10～15h；进行冷轧处理，轧制压下量15～25％；最后进行退火处理，在温度150～200条件下，保温10～80min。
实施例1：
铝合金的成分以质量百分比计为：Mg 1.1wt％，Si 0.5wt％，Cu 1.0wt％，Mn0.2wt％，Cr 0.02wt％，Ti 0.10wt％，Fe 0.15wt％，Zn 0.05wt％。
所获得的铸锭进行均匀化退火处理：在500℃进行第一阶保温6h，然后再随炉升温至580℃进行第二阶保温4h。对均质后的材料进行挤压，挤压棒温530℃，挤压速度12米/分钟，出口温度560℃。对挤压材进行时效处理：200℃，保温2h，然后再进行冷轧处理压下量为5％。对冷变形后的材料，在温度100℃，保温10分钟。
实施例2：
铝合金的成分以质量百分比计为：Mg 0.7wt％，Si 1.0wt％，Cu 0.4wt％，Mn0.05wt％，Cr 0.01wt％，Ti 0.03wt％，Fe 0.07wt％，Zn 0.02wt％。
所获得的铸锭进行均匀化退火处理：在540℃进行第一阶保温1h，然后再随炉升温至550℃进行第二阶保温10h。对均质后的材料进行挤压，挤压棒温580℃，挤压速度3米/分钟，出口温度530℃。对挤压材进行时效处理：175℃，保温24h，然后再进行冷轧处理压下量为30％。对冷变形后的材料，在温度200℃，保温200分钟。
实施例3：
铝合金的成分以质量百分比计为：Mg 0.9wt％，Si 0.68wt％，Cu 0.72wt％，Mn0.08wt％，Cr 0.01wt％，Ti 0.025wt％，Fe 0.09wt％，Zn 0.03wt％。
所获得的铸锭进行均匀化退火处理：在515℃进行第一阶保温5h，然后再随炉升温至565℃进行第二阶保温8h。对均质后的材料进行挤压，挤压棒温565℃，挤压速度6米/分钟，出口温度535℃。对挤压材进行时效处理：180℃，保温15h，然后再进行冷轧处理压下量为20％。对冷变形后的材料，在温度125℃，保温120分钟。
实施例4：
铝合金的成分以质量百分比计为：Mg 0.9wt％，Si 0.68wt％，Cu 0.72wt％，Mn0.08wt％，Cr 0.01wt％，Ti 0.025wt％，Fe 0.09wt％，Zn 0.03wt％。
所获得的铸锭进行均匀化退火处理：在530℃进行第一阶保温5h，然后再随炉升温至570℃进行第二阶保温5h。对均质后的材料进行挤压，挤压棒温545℃，挤压速度6米/分钟，出口温度540℃。对挤压材进行时效处理：180℃，保温15h，然后再进行冷轧处理压下量为25％。对冷变形后的材料，在温度175℃，保温75分钟。
比较例1：
铝合金的成分以质量百分比计为：Mg 0.9wt％，Si 0.68wt％，Cu 0.72wt％，Mn0.08wt％，Cr 0.01wt％，Ti 0.025wt％，Fe 0.09wt％，Zn 0.03wt％。
所获得的铸锭进行均匀化退火处理：在570℃保温5h。对均质后的材料进行挤压，挤压棒温510℃，挤压速度12米/分钟，出口温度545℃。对挤压材进行时效处理：180℃，保温15h。
比较例2：
铝合金的成分以质量百分比计为：Mg 1.2wt％，Si 1.3wt％，Cu 1.05wt％，Mn0.25wt％，Cr 0.12wt％，Ti 0.1wt％，Fe 0.23wt％，Zn 0.06wt％。
所获得的铸锭进行均匀化退火处理：在530℃进行第一阶保温5h，然后再随炉升温至570℃进行第二阶保温5h。对均质后的材料进行挤压，挤压棒温545℃，挤压速度6米/分钟，出口温度540℃。对挤压材进行时效处理：180℃，保温15h，然后再进行冷轧处理压下量为25％。对冷变形后的材料，在温度175℃，保温75分钟。
其中比较例1的成分与实施例4一致，而比较例2的工艺与实施例4一致。
下表为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、比较例1和比较例2的性能测试，如表1所示：
表1
如表1所示，本发明通过上述成分及工艺优化，可使材料的屈服强度大于400MPa，且由于影响阳极外观的可溶金属间化合物得到有效控制，材料的阳极外观仍与较低屈服强度如350MPa的一致，有效解决了当前手机用铝合金6系铝合金强度低，而7系铝合金不耐腐蚀的痛点。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，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 (9)
1.一种6系铝合金材料，其特征在于，包括如下质量百分含量的原料：
以及余量为杂质。
2.根据权利要求1所述的6系铝合金材料，其特征在于，所述6系铝合金材料的最终态组织中可溶第二相的尺寸不大于3微米。
3.根据权利要求1所述的6系铝合金材料，其特征在于，所述6系铝合金材料的屈服强度≥400MPa。
4.一种6系铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
配置混合原料，所述混合原料包括按如权利要求1-3任一项所述的6系铝合金材料；
将所述混合原料制作铸锭，并对所述铸锭进行均匀化退火处理；
对经过均匀化退火处理的铸锭依次进行冷却处理、挤压处理；
对依次经过进行冷却处理、挤压处理的铸锭依次进行时效处理、冷轧处理；
对依次经过进行时效处理、冷轧处理的铸锭进行退火处理。
5.根据权利要求4所述的6系铝合金材料的制备方法，其特征在于，在所述均匀化退火处理步骤中，在500～540℃进行第一阶保温1～6h，然后再随炉升温至550～580℃进行第二阶保温4～10h。
6.根据权利要求4所述的6系铝合金材料的制备方法，其特征在于，在所述冷却处理步骤中，将所述铸锭放入均质冷却室中进行冷却，且所述均质冷却室采用缓慢风冷的方式对所述铸锭进行冷却；在所述挤压处理步骤中，所述挤压处理的挤压棒温530～580℃，挤压速度3～12米/分钟，出口温度530～560℃。
7.根据权利要求4所述的6系铝合金材料的制备方法，其特征在于，在所述时效处理步骤中，所述时效处理的温度为175～200℃，保温2～24h；在所述冷轧处理步骤中，所述冷轧处理的轧制压下量5-30％。
8.根据权利要求4所述的6系铝合金材料的制备方法，其特征在于，在所述退火处理步骤中，所述退火处理的退火温度为100～200℃，保温10～200min。
9.根据权利要求4所述的6系铝合金材料的制备方法，其特征在于，所述铸锭先进行均质退火，在530℃保温5h，然后升温至570℃进行二阶保温，然后进入均质炉冷却，得到均质棒；所述均质棒进行挤压处理，挤压温度为530～550℃，挤压速度为4～8米/分钟，出口温度530～540℃；随后进行时效处理，在温度175～185℃条件下保温10～15h；进行冷轧处理，轧制压下量15～25％；最后进行退火处理，在温度150～200条件下保温10～80min。
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