CN113151712A - 一种铝合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铝合金，其包括：0.3～3.5％的Mn，0.1～2.0％的Fe，0～3.5％的Cu，0～2.0％的Co，0～4.5％的Mg，0.02～1.0％的Ti，0～2.5％的Ni，0～10.0％的Zn，Si＜0.2％，余量为铝。本申请通过选择性的添加各种合金元素，并调整合金元素的含量，使得金属元素协同作用，最终使得铝合金具有流动性高、导热性能好、表面光洁可以氧化。进一步的，本申请还提供了具体四种不同的铝合金，根据添加的合金元素以及合金元素含量的不同，使得铝合金的性能特点更加突出，以适用于不同状态的表面氧化。

Description

一种铝合金及其制备方法

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种铝合金及其制备方法。

背景技术

传统的压铸型铝合金经阳极氧化便会发生变灰、发黑的现象，出现明显的色差，因而难以应用于各种外观类金属产品。Al-Mg系铝合金虽然可以进行阳极氧化，但镁含量较高，冶炼和压铸过程中易于吸气和造渣，导致合金品质难以控制。Al-Zn系铝合金虽然机械强度高，但铸造流动性欠佳，并伴有热裂倾向，而且难于进行阳极氧化着色处理。目前应用于产品中的铝合金外观件还主要以机械加工或锻造成型为主，成本高昂。因此，迫切需要一种可以进行阳极氧化的铸造铝合金以满足市场需求。同时需要整个合金的硬度、散热性能、高低温形变主要性能参数方面达到传统6**系列型材的要求，甚至在特定使用领域更加优秀。

因此为了满足上述性能需求，铝合金的研究不断深入。纯铝添加其他元素后，主要是为了改变铝本身的性能，纯铝是不能够直接使用在各种工业场合中的，于是出现了各种掺入元素改变其性能的方式方法。基本上一般的技术人员都会沿着以下几个方向去实现性能的改变，并由此产生一些特定的功能。比如在满足压铸后可以氧化的效果(无波纹，无色快、无发灰等要求)：

1)要实现可以实现复杂结构件的压铸：必须具备流动性很强，性能足够媲美铝硅12合金，而且结晶温度区间要窄、收缩率小、热裂倾向小、同时具有一定的强韧性和弹性模量；一般研发人员会通过添加Si元素，但是这个又会导致氧化着色差的问题；同时由于铸造铝合金中含有大量的流动性较好的元素，例如Si、Cu等，这十分不利于后续对成型的铝合金结构件进行装饰性的阳极氧化处理；因此要实现铝合金的氧化着色首先就减少合金中含硅、铜、锌合金元素，即Fe、Si、Cu、Mn、Zn、Sn等合金元素要控制在一定成分范围内；

2)提高导热性能就需要对合金中的气泡或者影响因子尽可能的的减少，并且硬度不能够过高，否则影响后续加工制造等。

满足上述要求国内形成的国标合金材料就是6***系铝合金和ADC12标准铝材；其中ADC12是日本牌号，又称12号铝料，Al-Si-Cu系合金，是一种压铸铝合金，适合气缸盖罩盖、传感器支架、缸体类等；ADC12相当于中国国产的合金代号YL113，合金牌号是YZAlSi11Cu3，执行标准GB/T 15115-2009；美国合金牌号是384，执行标准为：ASTM B 85-03Standard Specification for Aluminum-Alloy Die Castings。ADC12化学成分一般含铝余量，铜1.5～3.5wt％，硅9.6～12.0wt％，镁≤0.3wt％，锌≤1.0wt％，铁≤1.3wt％，锰≤0.5wt％，镍≤0.5wt％，锡≤0.2wt％，钙≤200ppm，铅≤0.1wt％，镉≤0.005wt％；其金相组织为α(Al)+(α+Si)共晶+少量Al2Cu+少量Mg2Si+杂质AlFeMnSi和细针状T(Al2FeSi2)相。

6***系列铝合金是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比，但其镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。

比如6***系列的6061铝合金的主要合金元素是镁与硅，并形成Mg2Si；若含有一定量的锰与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而又不使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜，以抵销钛及铁对导电性的不良影响；锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性能，可加入铅与铋。在Mg2Si固溶于铝中，使合金有人工时效硬化功能。以6061铝位代表的6000系列铝合金中的主要合金元素为镁与硅，具有中等强度、良好的抗腐蚀性、可焊接性，氧化效果较好；广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆、家具等。

综上所述，申请认为发现6***系列铝合金适合经热处理预拉伸工艺生产，并具备良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点；ADC12系列铝合金适合压铸领域，但是不适合后期的氧化作业，氧化时候会产生波纹，并出现黑点或者不均匀等各种问题，并且在强度、硬度方面比较弱，不适合广泛的应用场合。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种铝合金，本申请提供的铝合金具有流动性高、导热性能好、表面光洁可以氧化的优点。

有鉴于此，本申请提供了一种铝合金，按照质量百分比计，包括：

优选的，所述铝合金包括：0.5～1.8％的Mn，0.2～1.5％的Co，0.05～0.5％的Ti，0.08～1.3％的Ni，＜0.1％的Si，余量的Al。

优选的，所述铝合金包括：0.9～1.6％的Mn，0.2～1.0％的Co，0.1～0.3％的Ti，0.1～1.0％的Ni，＜0.1％的Si，余量的Al。

优选的，所述Mn的含量为1.0～1.4％，所述Co的含量为0.4～0.9％。

优选的，所述Ni的含量为0.2～0.7％。

优选的，所述铝合金包括：1.6～3.5％的Mn，0.8～1.8％的Fe，0.1～2.6％的Mg，0.08～1.0％的Ti，2.0～4.0％的Zn，余量的Al。

优选的，所述铝合金包括：1.8～2.5％的Mn，0.8～1.0％的Fe，0.5～1.5％的Mg，0.1～0.3％的Ti，2.8～3.2％的Zn，余量的Al。

优选的，所述Mn的含量为1.9～2.3％，所述Mg的含量为0.7～1.3％。

优选的，所述Zn的含量为2.9～3.1％。

优选的，所述铝合金包括：1.2～2.8％的Mn，0.3～1.2％的Fe，0.15～0.8％的Co，0.05～0.35％的Ti，0.3～2.5％的Ni，1.0～3.0％的Zn，＜0.2％的Si，余量的铝。

优选的，所述铝合金包括：1.6～2.3％的Mn，0.6～0.8％的Fe，0.25～0.5％的Co，0.05～0.15％的Ti，0.3～1.8％的Ni，2.0～2.5％的Zn，＜0.2％的Si，余量的铝。

优选的，所述Mn的含量为1.8～2.1％，所述Co的含量为0.35～0.45％，所述Ti的含量为0.08～0.12％。

优选的，所述Ni的含量为0.5～1.6％，所述Zn的含量为2.2～2.4％。

优选的，所述铝合金包括：0.3～2.0％的Mn，0.1～1.0％的Fe，0.5～3.5％的Cu，2.0～4.5％的Mg，0.08～1.0％的Ti，4.5～10.0％的Zn，＜0.2％的Si，余量的Al。

优选的，所述铝合金包括：0.5～1.5％的Mn，0.2～0.8％的Fe，0.9～2.5％的Cu，2.7～3.5％的Mg，0.1～0.3％的Ti，6.2～9.0％的Zn，＜0.2％的Si，余量的Al。

优选的，所述Mn的含量为0.8～1.2％，所述Fe的含量为0.4～0.8％，所述Cu的含量为1.5～2.2％。

优选的，所述Mg的含量为2.9～3.4％，所述Zn的含量为7.0～8.7％。

本申请还提供了所述的铝合金的制备方法，包括以下步骤：

按照成分配比，将铝锭熔炼后加入预热后的锌锭熔解，再加入预热后的镁锭，熔炼后再依次加入锰剂、铁剂、铜剂、钴剂、镍剂和钛剂，得到熔炼液；

将所述熔炼液精炼后静置，压铸，得到铝合金。

优选的，所述锌锭的加入时机为熔炼后的铝液的温度为600～660℃，所述镁锭加入的时机为熔液的温度为660～680℃，所述锰剂的加入时机为熔液的温度为800～850℃。

优选的，所述精炼的温度为700～740℃，时间为5～10min。

本申请提供了一种铝合金，其包括：0.3～3.5％的Mn，0.1～2.0％的Fe，0～3.5％的Cu，0～2.0％的Co，0～4.5％的Mg，0.02～1.0％的Ti，0～2.5％的Ni，0～10.0％的Zn，Si＜0.2％，余量为铝。本申请通过选择性的添加各种合金元素，并调整合金元素的含量，使得金属元素协同作用，最终使得铝合金具有流动性高、导热性能好、表面光洁可以氧化。

附图说明

图1为本发明实施例1制备的铝合金的产品实物照片；

图2为本发明实施例10制备的铝合金的产品实物照片；

图3为本发明实施例2制备的铝合金的产品实物照片。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

传统压铸材料因为添加硅元素，增加压铸的流动性实现压铸，但是因为硅元素这种非金属材料的添加，导致压铸后的产品，无法实现阳极氧化的效果，因为非金属在阳极氧化的时候会发灰，或者出现其他的问题。传统厂商的解决办法就是在纯铝的基础上实现这个要求，但是纯铝会偏软，不能够很好的从模具腔体中脱模而出。一般会通过添加锰、镁、锌、钛等元素，主要就是提高硬度和增加流动性这两个大原则去实现效果，但是效果一般。一个问题就是传统的纯铝本身存在杂质，另外一个方面就是在添加合金元素时候出现新的问题。

本申请在铝合金现有杂质的基础上，通过不同的配方添加方式，在容许存在各种杂质的前提下，实现其他更多元素的调节效果，最终实现铝合金流动性高、导热性能好、表面光洁可以氧化、硬度提升，实现后续机加工等几个方面的优点。具体的，本发明实施例公开了一种铝合金，按照质量百分比计，包括：

Mn(锰)：在共晶温度658℃时，在固溶体中的最大溶解度为1.82％；合金强度随溶解度增加不断增加，锰能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒，再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用，MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁形成(Fe、Mn)Al6，减小铁的有害影响。

Fe是铝合金中常见的杂质元素，对合金性能有明显的影响，它们主要以FeCl₃和游离硅存在，会引起铸件产生裂纹，铸铝中铁含量过高时会使铸件产生脆性；但是Fe帮助脱模，且需要加上Mn中和。

Cu在548℃时在铝中的最大溶解度为5.65％，温度降到302℃时溶解度为0.45％；铜的添加还可以提高散热性能。

Co可增加铝合金流动性和氧化效果，对铝合金强度提高没有多大影响，不易粘模，在提高流动性的前期下，还具备提高粗坯表面抛光后的亮度和表面光滑性能方面的效果。

Mg在铝中的溶解度随温度下降而大大地变小。镁的含量均小于4.5％，对铝的强化是明显的，每增加1％镁，抗拉强度大约升高大约34MPa。如果加入1％以下的锰，可能补充强化作用。因此加锰后可降低镁含量，同时可降低热裂倾向。

Ti是铝合金中常用的添加元素，以Al-Ti或Al-Ti-B中间合金形式加入。

Ni在铝合金中能提高强度和硬度，降低耐蚀性，减少粘模与对模具的熔蚀，能中和铁的有害影响，提高焊接性能，当镍含量在1～1.5％时，铸件有良好的抛光性能，可提高铝合金内部致密。

在275℃时锌在铝中的溶解度为31.6％，而在125℃时其溶解度则下降到5.6％；锌增加流动性，但是锌单独加入铝中，在变形条件下对铝合金强度的提高十分有限，同时存在应力腐蚀开裂、倾向，因而限制了它的应用。

鉴于上述合金元素的作用，本申请通过进一步将合金元素复配，以使合金元素能够协同作用，最终使得到的铝合金具有了更优异的效果，以提高铝合金不同应用方向。

在上述铝合金的基础上，本申请具体还公开了一种铝合金，其具体包括：0.5～1.8％的Mn，0.2～1.5％的Co，0.05～0.5％的Ti，0.08～1.3％的Ni，＜0.1％的Si，余量的Al。

更具体地，所述铝合金包括：0.9～1.6％的Mn，0.2～1.0％的Co，0.1～0.3％的Ti，0.1～1.0％的Ni，＜0.1％的Si，余量的Al；在具体实施例中，所述Mn的含量为1.0～1.4％，所述Co的含量为0.4～0.9％，所述Ni的含量为0.2～0.7％。

该种铝合金中杂质元素加入的较少，Mn、Co、Ti、Ni的协同强化效果，可使其具有较好的热导率，且导电性好，具有良好的压铸流动性，表面可以发出镜面效果的光芒，可以作为镜面抛光氧化。

本申请还提供了一种铝合金，包括：1.6～3.5％的Mn，0.8～1.8％的Fe，0.1～2.6％的Mg，0.08～1.0％的Ti，2.0～4.0％的Zn，余量的Al。更具体地，所述铝合金包括：1.8～2.5％的Mn，0.8～1.0％的Fe，0.5～1.5％的Mg，0.1～0.3％的Ti，2.8～3.2％的Zn，余量的Al。在具体实施例中，所述Mn的含量为1.9～2.3％，所述Mg的含量为0.7～1.3％，Zn的含量为2.9～3.1％。

该种铝合金多种合金元素Mn、Co、Ti和Ni的协同强化，使其相对于上一铝合金硬度有所提高，且流动性好、不易粘膜、适用于压铸氧化薄壁件产品，但是由于某些元素的加入，该种铝合金适宜亚光氧化产品。

在进一步添加其他元素的基础上，本申请同时提供了一种铝合金，其包括：1.2～2.8％的Mn，0.3～1.2％的Fe，0.15～0.8％的Co，0.05～0.35％的Ti，0.3～2.5％的Ni，1.0～3.0％的Zn，＜0.2％的Si，余量的铝。更具体地，所述铝合金中包括：1.6～2.3％的Mn，0.6～0.8％的Fe，0.25～0.5％的Co，0.05～0.15％的Ti，0.3～1.8％的Ni，2.0～2.5％的Zn，＜0.2％的Si，余量的铝。

在具体实施例中，所述Mn的含量为1.8～2.1％，所述Co的含量为0.35～0.45％，所述Ti的含量为0.08～0.12％，所述Ni的含量为0.5～1.6％，所述Zn的含量为2.2～2.4％。

该种铝合金通过Mn、Fe、Co、Ti、Ni和Zn的协同增强效果，使得铝合金的硬度得到了提高，且不易粘膜，不开裂，适用于薄壁件产品，且只适用于亚光氧化产品。

为了进一步提高铝合金的性能，本申请提供了一种性能更优异的铝合金，其包括：0.3～2.0％的Mn，0.1～1.0％的Fe，0.5～3.5％的Cu，2.0～4.5％的Mg，0.08～1.0％的Ti，4.5～10.0％的Zn，＜0.2％的Si，余量的Al。更具体地，所述铝合金中包括：0.5～1.5％的Mn，0.2～0.8％的Fe，0.9～2.5％的Cu，2.7～3.5％的Mg，0.1～0.3％的Ti，6.2～9.0％的Zn，＜0.2％的Si，余量的Al。

更具体地，所述Mn的含量为0.8～1.2％，所述Fe的含量为0.4～0.8％，所述Cu的含量为1.5～2.2％，所述Mg的含量为2.9～3.4％，所述Zn的含量为7.0～8.7％。

该种铝合金由于多种合金元素Mn、Fe、Cu、Cr、Mg、Ti、Ni、Zn的协同增强效果，使得铝合金的硬度得到了显著提高，具有远超常规压铸铝合金的抗屈服强度，有效解决了压铸铝过软无法替代6系铝合金的情况，且该种铝合金同样适用于亚光氧化产品。

本申请还提供了上述铝合金的制备方法，包括以下步骤：

按照成分配比，将铝锭熔炼后加入预热后的锌锭熔解，再加入预热后的镁锭，熔炼后再依次加入锰剂、铁剂、铜剂、钴剂、镍剂和钛剂，得到熔炼液；

将所述熔炼液精炼后静置，压铸，得到铝合金。

在上述制备铝合金的过程中，具体包括熔炼、精炼以及压铸；在熔炼之前需要进行熔炼的准备工作，以最大程度的提高熔炼效果，具体为：坩埚和熔炼工具预热至200～300℃，涂覆坩埚涂料，所述坩埚涂料为本领域技术人员熟知的，具体可有25％的滑石粉，5％的水玻璃以及70％的水组成，该涂层可以防烧损和铁含量增加。

按照本发明，然后将坩埚烘烤至红彤状态，再加入铝锭，所述铝锭加入之前优选进行烘烤，以避免铝锭骤热爆开。所述铝锭升温熔炼值600～660℃，并以钟罩将预热的锌锭沉入铝液中，以铝液盖住锌块。使得锌块全不熔解，时间为3～5min。

在660～680℃以钟罩压入预热后的镁块至完全熔解；熔炼铝液至800～850℃后加入锰剂、铁剂、铜剂、钴剂、镍剂和钛剂，得到熔炼液；上述锰剂、铁剂、铜剂、钴剂、镍基和钛剂是上述金属元素的中间合金，按照上述金属元素在铝合金中的比例关系来确定中间合金的加入量。

在熔炼完成后本申请最后将熔液精炼静置，即熔液温度降至700～740℃，然后以钟罩沉入精炼剂精炼，精炼5～10min，静置10min。最后熔液压铸或置入锭模，即得到压铸铝合金。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的铝合金进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

以下实施例的制备方法具体按照如下方法进行：

1)熔炼准备工作：

a)清炉或洗炉；

b)预热坩埚和熔炼工具到200～300℃，然后涂坩埚涂料(由25％滑石粉、5％水玻璃及70％水组成)，主要是防烧损及铝温中铁含量增加；

c)所需原料按比例称好备用；

d)除渣剂、精炼剂烘烤备用；

2)熔炼

a)烘烤坩埚至红彤状态(特别是新石墨坩埚，此步骤更为重要)，然后加入AOO铝锭，注意铝锭加入前要经过烘烤，以避免含水骤热爆开；

b)升温熔炼至660℃，以钟罩将预热的锌锭沉入铝液，以铝液盖住锌块即可，缓缓四周移动，待其全部熔解，一般为3～5min；

c)在660～680℃左右，以钟罩压入预热过的镁块，离锅底150MM左右缓缓四周移动至完全熔解；

d)熔炼后至铝液800～850℃，加入锰剂、铁剂等，注意不要一次性加入，以防反应剧烈；

e)去掉浮渣，加入钛剂变质；

f)反复搅拌2min，使成份混合均匀，如使用中频炉可无此步骤；

3)精炼静置：当温度降至700～740℃时，打渣，然后以钟罩沉入精炼剂精炼，精炼5～10min，视精炼剂不再反应为止；静置10min，取样化验；

4)压铸或舀入锭模。

将本发明实例与传统泛的压铸铝合金、传统的Al-Mg-Si系铝合金进行性能测试对比。

力学性能测试：将本发明实施例中浇铸获得的压铸铝合金锭重新融化，加热至700℃，按照国标GB/T228.1-2010的规定，采用250T压铸机制备直径为6mm的拉伸试样，测试其屈服强度和延伸率，拉伸速率为1.5mm/分钟；采用同样的方法，测试传统Al-Mg-Si系铝合金和牌号为ADC12的铝合金的力学性能；

流动性测试：采用金属螺旋线方法，测试其流动性，同等条件下，测试传统Al-MgSi系铝合金和牌号为ADC12的铝合金的流动性，其中以压铸铝合金为基数100％，其他流动性为对比数据；

导热性测试：采用稳态法的方式测试其导热性，同等条件下测试传统铝合金和铝-镁-硅合金系列铝合金；

形变量测试：在高低温中测试尺寸偏差大小，同等条件下测试传统材料和铝-镁-硅合金系列铝合金材料。

实施例1～3 1号材料实施例

表1 1号铝合金材料成分数据表

在这个范围内都是可以实现1号材料的所有性能的，但是在配比时候是每一个元素的由低到高的含量，同方向偏差是可以的，但是不能够某些元素最低含量跟其他元素最高含量去配对，那样达不到效果的。

表2 1号铝合金材料的具体实施例与对比合金成分及性能数据表

从表2的结果可以看出，本发明实施例中压铸铝合金的流动性优于传统6系铝合金，是常规ADC12(Al-Si-Cu系)压铸铝合金流动性的90％左右，并且所有的实施例都能够实现阳极氧化的效果。

从实施例1～3可以获知，在保持较高硬度，能够阳极氧化的同时，实施例2的多元素(Mn、Co、Ti、Ni)协同强化方案，使得整个的铝合金的硬度保持跟Al-Mg-Si系列合金的一致，而且整个有利于产品从模具中脱模，不粘粘模具。

因为纯铝杂质的问题，所有其他杂质元素会影响整个材料的性能，可以通过多添加Co的方式，提高流动性和氧化效果，属于独有的技术方案。整个1号材料，在保持其他元素少添加的前提下，还能实现散热系数的增加。

由此，1号铝合金材料主要的效果为：产品可作镜面抛光氧化，材料具有较高的热导率，200左右，因为纯铝含量高，其导电性能较好，材料韧性相当好可以反复拆叠不会断裂，具有良好的压铸流动性，产品表面可以发镜面效果的光芒，如图1所示。

实施例4～6第2号材料实施例

表3 2号铝合金材料的成分数据表

在这个范围内都是可以实现2号材料的所有性能的，但是在配比时是每一个元素的由低到高的含量，同方向偏差是可以的，但是不能够某些元素最低含量跟其他元素最高含量去配对，那样达不到效果的。

表4 2号铝合金材料的具体实施例与对比合金成分及性能数据表

从上表的结果可以看出，本发明实施例中压铸铝合金的流动性优于传统6系铝合金，是常规ADC12(Al-Si-Cu系)压铸铝合金流动性的90％右，并且所有的实例都能够实现阳极氧化的效果。

从实施例4～6可以获知，在保持能够阳极氧化的同时，提高材料的硬度需要通过多元素(Mn、Fe、Mg、Ti、Zn)协同强化方案，使得整个的铝合金的硬度超出Al-Mg-Si系列合金，以利用更多的场合。因为纯铝杂质的问题，所有其他杂质元素会影响整个材料的性能，可以通过多添加Co的方式，提高流动性和氧化效果，这属于独有的技术方案。整个2号材料，在保持其他元素少添加的前提下，还能实现散热系数的增加。

综上，2号铝合金材料主要的效果为：硬度在60左右，流动性好，不宜粘模，适用于压铸氧化薄壁件产品，如硬盘壳、手机中板、背板类等；限于材料成份，只宜于亚光氧化产品，因为其中含有Fe，在彩色氧化的时候，颜色有点泛红色，颜色比较暗，所以比较适合阳极黑色氧化，如图3所示；而1号铝材是可以做各种彩色效果颜色的。

实施例7～9第3号材料实施例

表5 3号铝合金材料的成分数据表

Al

Mn

Fe

Co

Ti

Ni

Zn

Si

主体

1.2～2.8

0.3～1.2

0.15～0.8

0.05～0.35

0.3～2.5

1.0～3.0

<0.2

在这个范围内都是可以实现3号材料的所有性能的，但是在配比时候是每一个元素的由低到高的含量，同方向偏差是可以的，但是不能够某些元素最低含量跟其他元素最高含量去配对，那样达不到效果的。

表6 3号铝合金材料的具体实施例与对比合金成分及性能数据表

从上表的结果可以看出，本发明实施例中压铸铝合金的流动性优于传统6系铝合金，是常规ADC12(Al-Si-Cu系)压铸铝合金流动性的90％左右。并且所有的实例都能够实现阳极氧化的效果。

从实施例7～9中可以获知，在保持能够阳极氧化的的同时，提高材料的硬度需要通过多元素(Mn、Fe、Co、Ti、Ni、Zn)协同强化方案，使得整个的铝合金的硬度超出Al-Mg-Si系列合金，达到75HB以上，以利用更多的场合。同时通过在2号提高硬度的基础上，适当降低导热系数，并增加Co等方式的基础上进一步提高流动性。

因为纯铝杂质的问题，所有其他杂质元素会影响整个材料的性能，可以通过多添加Co的方式，提高流动性和氧化效果，属于独有的技术方案。Mn和Zn效果等同代替Co，但是有差异，Mg提高硬度，但是增加到一定程度后，效果消失，需要通过添加Co元素实现氧化、流动性效果。

综上，3号铝合金材料主要的效果为：本品硬度在75左右，流动性好，不宜粘模，不开裂。适用于压铸氧化薄壁件产品，如镜头组光学器件等，适合亚光氧化产品。

实施例10～12第4号材料实施例

表7 4号铝合金材料的成分数据表

Al

Mn

Fe

Cu

Mg

Ti

Zn

Si

主体

0.3～2.0

0.1～1.0

0.5～3.5

2.0～4.5

0.08～1.0

4.5～10.0

<0.2

在这个范围内都是可以实现4号材料的所有性能的，但是在配比时候是每一个元素的由低到高的含量，同方向偏差是可以的，但是不能够某些元素最低含量跟其他元素最高含量去配对，那样达不到效果的。

表8 4号铝合金材料的具体实施例与对比合金成分及性能数据表

从上表的结果可以看出，本发明实施例中压铸铝合金的流动性优于传统6系铝合金，是常规ADC12(Al-Si-Cu系)压铸铝合金流动性的90％左右，并且所有的实施例都能够实现阳极氧化的效果。

从实施例10～12可以获知，在保持能够阳极氧化的的同时，提高材料的硬度需要通过多元素(Mn、Fe、Cu、Cr、Mg、Ti、Ni、Zn、Zr)协同强化方案，使得整个的铝合金的硬度超出Al-Mg-Si系列合金，达到100HB左右，T6处理(固溶处理后进行人工时效的状态)可达140HB左右，以利用更多的场合。

综上，4号铝合金材料主要的效果为：此材料硬度高，粗坯硬度在100HB左右，流动性好，不宜粘模，不开裂，适用于亚光氧化产品，其成品图如图2所示。T6处理可达140HB以上，并且具有远超常规压铸铝的抗屈服强度，有效解决了压铸铝过软无法替代6系铝的情况，只能做黑色氧化处理。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (20)

1.一种铝合金，按照质量百分比计，包括：

余量为铝。

2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金包括：0.5～1.8％的Mn，0.2～1.5％的Co，0.05～0.5％的Ti，0.08～1.3％的Ni，＜0.1％的Si，余量的Al。

3.根据权利要求2所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金包括：0.9～1.6％的Mn，0.2～1.0％的Co，0.1～0.3％的Ti，0.1～1.0％的Ni，＜0.1％的Si，余量的Al。

4.根据权利要求2或3所述的铝合金，其特征在于，所述Mn的含量为1.0～1.4％，所述Co的含量为0.4～0.9％。

5.根据权利要求2或3所述的铝合金，其特征在于，所述Ni的含量为0.2～0.7％。

6.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金包括：1.6～3.5％的Mn，0.8～1.8％的Fe，0.1～2.6％的Mg，0.08～1.0％的Ti，2.0～4.0％的Zn，余量的Al。

7.根据权利要求6所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金包括：1.8～2.5％的Mn，0.8～1.0％的Fe，0.5～1.5％的Mg，0.1～0.3％的Ti，2.8～3.2％的Zn，余量的Al。

8.根据权利要求6或7所述的铝合金，其特征在于，所述Mn的含量为1.9～2.3％，所述Mg的含量为0.7～1.3％。

9.根据权利要求6或7的铝合金，其特征在于，所述Zn的含量为2.9～3.1％。

10.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金包括：1.2～2.8％的Mn，0.3～1.2％的Fe，0.15～0.8％的Co，0.05～0.35％的Ti，0.3～2.5％的Ni，1.0～3.0％的Zn，＜0.2％的Si，余量的铝。

11.根据权利要求10所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金包括：1.6～2.3％的Mn，0.6～0.8％的Fe，0.25～0.5％的Co，0.05～0.15％的Ti，0.3～1.8％的Ni，2.0～2.5％的Zn，＜0.2％的Si，余量的铝。

12.根据权利要求10或11所述的铝合金，其特征在于，所述Mn的含量为1.8～2.1％，所述Co的含量为0.35～0.45％，所述Ti的含量为0.08～0.12％。

13.根据权利要求10或11所述的铝合金，其特征在于，所述Ni的含量为0.5～1.6％，所述Zn的含量为2.2～2.4％。

14.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金包括：0.3～2.0％的Mn，0.1～1.0％的Fe，0.5～3.5％的Cu，2.0～4.5％的Mg，0.08～1.0％的Ti，4.5～10.0％的Zn，＜0.2％的Si，余量的Al。

15.根据权利要求14所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金包括：0.5～1.5％的Mn，0.2～0.8％的Fe，0.9～2.5％的Cu，2.7～3.5％的Mg，0.1～0.3％的Ti，6.2～9.0％的Zn，＜0.2％的Si，余量的Al。

16.根据权利要求14或15所述的铝合金，其特征在于，所述Mn的含量为0.8～1.2％，所述Fe的含量为0.4～0.8％，所述Cu的含量为1.5～2.2％。

17.根据权利要求14或15所述的铝合金，其特征在于，所述Mg的含量为2.9～3.4％，所述Zn的含量为7.0～8.7％。

18.权利要求1～17任一项所述的铝合金的制备方法，包括以下步骤：

按照成分配比，将铝锭熔炼后加入预热后的锌锭熔解，再加入预热后的镁锭，熔炼后再依次加入锰剂、铁剂、铜剂、钴剂、镍剂和钛剂，得到熔炼液；

将所述熔炼液精炼后静置，压铸，得到铝合金。

19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，所述锌锭的加入时机为熔炼后的铝液的温度为600～660℃，所述镁锭加入的时机为熔液的温度为660～680℃，所述锰剂的加入时机为熔液的温度为800～850℃。

20.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，所述精炼的温度为700～740℃，时间为5～10min。

Images