TWI606122B - 具有高強度及外表吸引力之鋁合金 - Google Patents

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TWI606122B
TWI606122B TW103134077A TW103134077A TWI606122B TW I606122 B TWI606122 B TW I606122B TW 103134077 A TW103134077 A TW 103134077A TW 103134077 A TW103134077 A TW 103134077A TW I606122 B TWI606122 B TW I606122B
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查爾斯Ｊ 庫曼
布萊恩Ｍ 蓋伯
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蘋果公司
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Description

具有高強度及外表吸引力之鋁合金 優先權
本申請案依據35 U.S.C.§ 119(e)主張以下臨時專利申請案之權利：2013年9月30日申請之名為「具有高強度及外表吸引力之鋁合金(Aluminum Alloys with High Strength and Cosmetic Appeal)」之美國臨時專利申請案第61/884,860號及2014年9月8日申請之名為「具有高強度及外表吸引力之鋁合金(Aluminum Alloys with High Strength and Cosmetic Appeal)」之美國臨時專利申請案第62/047,600號，該等申請案中之每一者以引用之方式全部併入本文中。
本文中描述之實施例大體上係關於鋁合金。更特定言之，該等實施例係關於用於包括電子裝置之外殼之應用的具有高強度及外表吸引力之鋁合金。
商用鋁合金(諸如，6063鋁(Al)合金)已用於製造電子裝置之外殼。然而，6063鋁合金具有相對低的屈服強度(例如，約214Mpa)，其在用作電子裝置之外殼時可易於凹陷。可能需要生產具有高屈服強度之合金，使得合金不易於凹陷。電子裝置可包括行動電話、平板電腦、筆記本電腦、儀錶窗、設備螢幕及其類似者。
許多商用7000系列鋁合金已經開發用於航空航天應用。一般而 言，7000系列鋁合金具有高屈服強度。然而，商用7000系列鋁合金在用以製造電子裝置之外殼時無外表吸引力。舉例而言，商用7000鋁合金通常含有鋯(Zr)及銅(Cu)以強化合金。儘管Cu強化合金，但含Cu之鋁合金在陽極化後通常展現淡黃色。淡黃色無外表吸引力。圖1描繪以含Cu之商用鋁合金製造的麥金塔電腦(MacBook)之影像。麥金塔電腦之色彩為淡黃色。
外表吸引力對於電子裝置之外殼非常重要。高屈服強度對於幫助抗凹陷亦係重要的。商用合金(例如，2000、6000或7000系列合金)在陽極化及噴砂後未達成高屈服強度及外表吸引力(諸如，中性色)。
仍需要開發具有高強度及改良之外表的鋁合金。
本文中描述之態樣及實施例可提供具有高強度及改良之外表的鋁合金。
在一些態樣中，本發明係有關於一種鋁合金，其包括：4.0至10.0重量百分比之Zn、0.5至2.0重量百分比之Mg、0至0.50重量百分比之Cu，及0至0.10重量百分比之Zr，其餘物為鋁及附帶雜質。
在各種態樣中，該合金可具有4：1至7：1的Zn對Mg之一重量百分比之比率。
在各種態樣中，該鋁合金包括4.25至6.25重量百分比之Zn及0.75至1.50重量百分比之Mg。
在各種態樣中，該鋁合金包括4.75至6.25重量百分比之Zn及0.75至1.50重量百分比之Mg。
在各種態樣中，該鋁合金包括5.00至5.65重量百分比之Zn及1.00至1.10重量百分比之Mg。
在各種態樣中，該鋁合金包括5.40至5.60重量百分比之Zn及0.90至1.10重量百分比之Mg。
在各種態樣中，該鋁合金包括5.40至5.65重量百分比之Zn及1.30至1.50重量百分比之Mg。
在各種態樣中，該鋁合金包括6.40至6.60重量百分比之Zn及1.30至1.50重量百分比之Mg。
在各種態樣中，該鋁合金包括4.25至6.25重量百分比之Zn及0.75至1.50重量百分比之Mg。
在一些態樣中，該鋁合金包括4.0至10.0重量百分比之Zn、0.5至2.0重量百分比之Mg、0至0.20重量百分比之Cu及0至0.10重量百分比之Zr，該合金具有4：1至7：1的Zn對Mg之一重量百分比之比率。
在一些態樣中，該鋁合金包括4.0至10.0重量百分比之Zn、0.5至2.0重量百分比之Mg、0至0.20重量百分比之Cu及0至0.10重量百分比之Zr，該合金具有4：1至7：1的Zn對Mg之一重量百分比之比率。
在一些態樣中，該鋁合金包括4.0至8.0重量百分比之Zn、0.5至2.0重量百分比之Mg、0至0.01重量百分比之Cu及0至0.01重量百分比之Zr，該合金具有4：1至7：1的Zn對Mg之一重量百分比之比率。
在一些態樣中，該鋁合金包括4.0至8.0重量百分比之Zn、0.5至2.0重量百分比之Mg、0至0.50重量百分比之Cu及0至0.10重量百分比之Zr。在某些其他態樣中，該合金可具有4：1至7：1的Zn對Mg之一重量百分比之比率。
在一些態樣中，該鋁合金包括4.0至8.0重量百分比之Zn、0.5至2.0重量百分比之Mg、0至0.20重量百分比之Cu及0至0.10重量百分比之Zr。在某些其他態樣中，該合金可具有4：1至7：1的Zn對Mg之一重量百分比之比率。
在一些態樣中，一種鋁合金包括4.0至8.0重量百分比之Zn、0.5至2.0重量百分比之Mg、0至0.01重量百分比之Cu及0至0.01重量百分比之Zr，該合金具有4：1至7：1的Zn對Mg之一重量百分比之比率。
在一些態樣中，一種鋁合金包括5.25至5.75重量百分比之Zn、1.0至1.4重量百分比之Mg、0至0.01重量百分比之Cu及0至0.010重量百分比之Zr。
在一些態樣中，提供一種用於生產一鋁合金之方法。該方法包括形成包含4.0至8.0重量百分比之Zn、0.5至2.0重量百分比之Mg、0至0.01重量百分比之Cu及0至0.01重量百分比之Zr的一熔融物。該合金具有自4：1至7：1變化的Zn對Mg之一重量百分比之比率。該方法亦包括將該熔融物冷卻至室溫。該方法進一步包括藉由加熱至一高溫並持續一時段保持於該高溫下而均質化該冷卻之合金。
額外實施例及特徵在隨後說明中部分地加以陳述，且對於熟習此項技術者而言，將在檢查說明書後部分地變得顯而易見，或可藉由實踐本文中論述之實施例而瞭解。對某些實施例之本質及優點的進一步理解可藉由參看說明書之過剩部分及圖式來實現，說明書之過剩部分及圖式形成本發明之一部分。
本發明之其他非限制性態樣係藉由參看圖式及說明來描述。
圖1描繪以含0.2%或更大量的Cu之鋁合金製造的麥金塔電腦之影像。
圖2描繪根據本發明之實施例的Al-Zn-Mg合金之鎂(Mg)對鋅(Zn)的組成物空間。
圖3為展示根據本發明之實施例的含Zr鋁合金之長晶粒結構的影像。
圖4為展示根據本發明之實施例的無Zr鋁合金之細晶粒結構的影像。
圖5展示根據本發明之實施例的使用不同淬火方法的本文中揭示之樣本合金與6063鋁合金相比的硬度。
可結合如下文描述之圖式，藉由參考以下詳細描述來理解本發明。應注意，為說明清楚之目的，各種圖式中之某些元件可能未按比例繪製，可能經示意地或概念性地表示，或另外可能未準確地對應於實施例之某些實體組態。
本專利申請案係有關於7xxx系列鋁合金，在各種實施例中，其具有增加之硬度、改良之外表吸引力及/或更有效的處理參數。Al合金可藉由元素之各種重量百分比以及特定性質來描述。在本文中描述之合金的所有說明中，將理解，合金之重量百分比其餘物為Al及附帶雜質。
在一些態樣中，具有非晶合金之組成物可包括少量附帶雜質。雜質元素可呈現為(例如)處理及製造之副產物。雜質可小於或等於約2重量百分比，或者小於或等於約1重量百分比，或者小於或等於約0.5重量百分比，或者小於或等於約0.1重量百分比。
在一些態樣中，本發明提供具有至少280MPa之高抗拉屈服強度的鋁合金。在額外態樣中，本發明提供具有至少350MPa之抗拉屈服強度的鋁合金。合金包括強化合金之鋅(Zn)及鎂(Mg)。
鋅及鎂
合金可藉由添加Zn及Mg而強化。Zn及Mg沈澱為MgZn2以在合金中形成第二MgZn2相。此第二MgZn2相可藉由沈澱強化而增加合金之強度。在各種態樣中，MgZn2沈澱可自包括如本文中描述的迅速淬火及隨後熱處理之製程中產生。
合金之屈服強度可藉由增加Zn含量而增加。然而，抗應力腐蝕開裂性可隨增加Zn含量而降低。Zn含量可視設計之抗應力腐蝕性及設計之屈服強度而不同。高屈服強度可與合金之較低抗腐蝕性折中。舉例而言，對於高抗腐蝕性合金，Zn含量可視應用而低於低抗腐蝕性 合金之Zn含量。在高強度合金具有相對低抗應力腐蝕性的變體中，Zn含量可高於高抗腐蝕性合金。
合金中Zn及Mg之量可以化學計量之量來選擇，使得所有可用Mg及Zn用以形成合金中之MgZn2。在一些實施例中，Zn及Mg係按莫耳比，使得在MgZn2之外不存在過剩Mg或Zn。在各種實施例中，可存在一些過剩Zn或Mg。
在一些實施例中，合金包括小於10.0重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於9.5重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於9.0重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於8.5重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於8.0重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於7.5重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於7.0重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於6.5重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於6.0重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於5.5重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於5.0重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於4.5重量百分比之Zn。
在一些實施例中，合金包括大於4.0重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於4.5重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於5.0重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於5.5重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於6.0重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於6.5重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於7.0重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於7.5重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於8.0重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於8.5重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於9.0重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於9.5重量百分比之Zn。
在一些實施例中，合金包括4.0至8.0重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金具有4.25至6.25重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金具有小於6.25重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括自5.25重量百分比至5.75重量百分比變化之Zn。在一些實施例中，合金包括小於6.25重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於6.00重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於5.75重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於5.65重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於5.55重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於5.45重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於5.35重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於5.25重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於5.00重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於5.75重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於4.75重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括小於4.50重量百分比之Zn。
在一些實施例中，合金包括大於4.25重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於4.50重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於4.75重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於5.00重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於5.25重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於5.35重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於5.45重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於5.55重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於5.65重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於5.75重量百分比之Zn。在一些實施例中，合金包括大於6.00重量百分比之Zn。
在一些實施例中，合金可經設計以具有約11：2之Zn對Mg(Zn/Mg)重量比，使得MgZn2粒子或沈澱可形成並分散於Al中以強化合金。在一些實施例中，Zn/Mg重量比可自4：1至7：1變化。在一些實施例中， 維持Zn/Mg之此比可減少過多的Zn以改良合金之抗應力腐蝕性。
在一些實施例中，合金包括0.5至2.0重量百分比之Mg。在一些實施例中，合金包括小於2.0%之Mg。在一些實施例中，合金包括0.75至1.50重量百分比之Mg。在一些實施例中，合金包括1.00至1.10重量百分比Mg。在一些實施例中，合金包括小於2.0%之Mg。在一些實施例中，合金包括小於1.75%之Mg。在一些實施例中，合金包括小於1.5%之Mg。在一些實施例中，合金包括小於1.0%之Mg。在一些實施例中，合金包括大於0.5%之Mg。在一些實施例中，合金包括大於0.75%之Mg。在一些實施例中，合金包括大於1.0%之Mg。在一些實施例中，合金包括大於1.5%之Mg。
銅
合金可無銅(Cu)，使得合金不展現淡黃色。合金藉由在陽極化後具有中性色而藉此外表更具吸引力。熟習此項技術者將理解，「去除Cu」、「無Cu」或具有0重量百分比之Cu的合金意謂合金中Cu之數量不含有比Cu之天然存在豐度多的數量。
在各種實施例中，本文中揭示之合金可經設計以具有減少之Cu或無Cu，以在陽極化後減少及/或去除不需要之淡黃色。合金可增加Zn及Mg含量以補償歸因於合金中Cu及/或Zr元素之去除或減少的合金之屈服強度的損失。
7xxx Al合金中Cu之存在可增加合金之屈服強度，但可對外表吸引力有不利影響。在不希望限於動作之特定機制或模式的情況下，Cu可向Mg2Zn粒子提供穩定性。將理解，合金中Cu之數量可為本文中描述之量。在本發明之各種合金中，高達0.01重量百分比，或者0.05重量百分比，且或者高達0.15重量百分比的Cu之存在提供增加之屈服強度而不按L*a*b*比例損失中性色，如本文中所描述。
在各種態樣中，Cu之添加減少合金中Zn的需求。隨著Cu之重量 百分比增加，Zn之量可減少。此外，在不希望限於動作之任何理論或模式情況下，本發明之合金中Cu的存在提供增加之穩定性Mg2Zn。在此等合金中Cu之量高達0.01重量百分比，高達0.10重量百分比，或者高達0.15重量百分比，使得Al合金具有如本文中描述之中性色(例如，相對於L*a*b*值)。
在一些實施例中，合金包括0至0.01重量百分比之Cu。在一些實施例中，合金包括小於0.01重量百分比之Cu。在一些實施例中，合金包括大於0重量百分比之Cu。
在一些態樣中，合金可具有小於0.30重量百分比之Cu。在一些態樣中，合金可具有小於0.20重量百分比之Cu。在各種態樣中，合金可具有大於0.10重量百分比之數量的Cu。在各種態樣中，合金可具有大於0.05重量百分比之數量的Cu。在各種態樣中，合金可具有大於0.04重量百分比之數量的Cu。在各種態樣中，合金可具有大於0.03重量百分比之數量的Cu。在各種態樣中，合金可具有大於0.02重量百分比之數量的Cu。在各種態樣中，合金可具有大於0.01重量百分比之數量的Cu。
在各種實施例中，合金之屈服強度為至少275mPA。在某些實施例中，合金之屈服強度為至少280mPA。在某些實施例中，合金之屈服強度為至少300mPA。在某些實施例中，合金之屈服強度為至少320mPA。在某些實施例中，合金之屈服強度為至少330mPA。在某些實施例中，合金之屈服強度為至少340mPA。在某些實施例中，合金之屈服強度為至少350mPA。在一些實施例中，合金具有至少350MPa之屈服強度。在一些實施例中，合金具有至少360MPa之屈服強度。在一些實施例中，合金具有至少370MPa之屈服強度。在一些實施例中，合金具有至少380MPa之屈服強度。在一些實施例中，合金具有至少390MPa之屈服強度。在一些實施例中，合金具有至少400 MPa之屈服強度。在一些實施例中，合金具有至少410MPa之屈服強度。在一些實施例中，合金具有至少420MPa之屈服強度。在一些實施例中，合金具有至少430MPa之屈服強度。在一些實施例中，合金具有至少440MPa之屈服強度。在一些實施例中，合金具有至少450MPa之屈服強度。
鐵
在各種態樣中，本文中描述之合金中Fe之重量百分比可低於習知7xxx系列鋁合金中Fe之重量百分比。藉由將Fe位準控制在所揭示量，合金可在陽極化處理之後顯現不暗(亦即，具有較亮色彩)，且擁有較少粗粒子缺陷。Fe(及Si)之減少減少粗粒子之體積分率，此在陽極化後改良外表品質，例如，如本文中描述的影像之清晰度(「DOI」)及霾度。
Fe之重量百分比可有助於合金維持細晶粒結構。具有小微量Fe的合金在陽極化後亦具有中性色。
在一些變體中，合金具有等於或小於0.30重量百分比之Fe。在一些變體中，合金具有等於或小於0.25重量百分比之Fe。在一些變體中，合金具有等於或小於0.20重量百分比之Fe。在其他變體中，Fe具有等於或小於0.12重量百分比。在一些實施例中，合金包括等於或小於0.10重量百分比之Fe。在一些實施例中，合金包括等於或小於0.08重量百分比之Fe。在一些變體中，合金包括等於或小於0.06重量百分比之Fe。
在一些實施例中，合金包括大於0.04重量百分比之Fe。在一些實施例中，合金包括大於0.06重量百分比之Fe。在一些實施例中，合金包括大於0.08重量百分比之Fe。在一些實施例中，合金包括大於0.10重量百分比之Fe。在一些實施例中，合金包括0.04至0.25重量百分比之Fe。在一些實施例中，合金包括0.04至0.12重量百分比之Fe。Fe之 此重量百分比允許維持細晶粒結構。
鋯
習知7xxx系列鋁合金包括Zr以增加合金之硬度。習知7xxx系列合金中Zr的存在產生合金中之纖維晶粒結構，且允許合金被重新加熱而不擴大合金之晶粒結構。在本文中揭示之合金中，Zr之減少或缺少允許不同樣本(from sample-to-sample)在低平均晶粒縱橫比下的令人驚訝之晶粒結構控制。另外，合金中Zr之減少或去除可減少最終產品中之伸長晶粒結構及/或條紋線。
在各種實施例中，Al合金亦可無Zr。熟習此項技術者將理解，「去除Zr」或「無Zr」的合金意謂合金中Zr之數量不含有超過Zr之天然存在豐度之數量。
在一些實施例中，合金包括0至0.001重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金包括小於0.001重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金包括大於0重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有高達0.01重量百分比之Zr。在其他實施例中，合金可具有高達0.02重量百分比之Zr。
在一些實施例中，合金可具有高達0.10重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有高達0.08重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有高達0.06重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有小於0.05重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有小於0.04重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有小於0.03重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有小於0.02重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有小於0.01重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有大於0.01重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有大於0.02重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有大於0.03重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有大於0.04重量百分比之 Zr。在一些實施例中，合金可具有大於0.05重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有大於0.06重量百分比之Zr。在一些實施例中，合金可具有大於0.08重量百分比之Zr。
合金亦可具有良好抗腐蝕性，此可有助於在惡劣環境中維持有吸引力外表之外觀。
合金亦可具有至少150W/mK之熱導率，此有助於電子裝置之熱耗散。合金可由固溶體來加強。Zn及Mg可為溶於合金中。固溶體強化可改良純金屬之強度。在此合金技術中，一種元素(例如，合金元素)之原子可經添加至另一種元素(例如，基底金屬)之晶格。以矩陣形式含有合金元素，從而形成固溶體。
本文中揭示之合金中Zr及Fe的重量百分比濃度提供晶粒結構之控制。在習知7xxx系列Al合金中，晶粒尺寸可在擠壓後在熱處理期間增加。在具有較大Zr濃度之習知7xxx合金中，晶粒膨脹可產生更多纖維及可視之晶粒，從而產生外表上不被接受之不調和。此等晶粒具有在本文中揭示之各種合金之範圍(例如，在1.0：0.80與1.0：1.2之間)外的縱橫比。此外，所得合金可具有在屈服強度、硬度及/或外表上的缺陷。
無Zr並具有至少0.10重量百分比之Fe的各種6063 Al合金允許在製造期間的受控晶粒尺寸。在各種此6063合金中，Fe之0.08重量百分比導致晶粒尺寸變得不可預測的大。在目前揭示之合金中，與低重量百分比之Fe組合的減少或去除之Zr允許晶粒尺寸控制。
鐵及矽
所揭示之合金與習知合金相比提供改良之亮度及清晰度以及增加之屈服強度及硬度。在習知7xxx Al合金中，高重量百分比之Fe及/或Si可導致不良陽極化及外表。在本文中揭示之合金中，低Fe及Si導致產生在極陽化後破壞清晰度之較少內含物。結果，本文中描述之合 金具有改良之清晰度。
在一些實施例中，合金包括高達0.20重量百分比之Si。在一些實施例中，合金包括0.03至0.05重量百分比之Si。在一些實施例中，合金包括小於0.05重量百分比之Si。在一些實施例中，合金包括小於0.04重量百分比之Si。在一些實施例中，合金包括大於0.03重量百分比之Si。在一些實施例中，合金包括大於0.04重量百分比之Si。
在各種其他態樣中，本文中揭示之Al合金可包括Ag。在一些態樣中，合金可包括大於0.01重量百分比之Ag。在其他態樣中，Al合金可包括不超過0.1重量百分比之Ag。在其他態樣中，Al合金可包括不超過0.2重量百分比之Ag。在其他態樣中，Al合金可包括不超過0.3重量百分比之Ag。在其他態樣中，Al合金可包括不超過0.4重量百分比之Ag。在其他態樣中，Al合金可包括不超過0.5重量百分比之Ag。
在各種額外實施例中，元素另外可以不超過每元素0.050重量百分比的數量添加至合金。此等元素之實例包括以下各者中之一或多者：Ca、Sr、Sc、Y、La、Ni、Ta、Mo、W、Co。不超過每元素0.050重量百分比或者每元素0.100重量百分比之添加元素包括Li、Cr、Ti、Mn、Ni、Ge、Sn、In、V、Ga及Hf。
標準方法可用於包括色彩、光澤及霾度之外表的評估。光澤描述在光被反射時表面顯現「發光」之感覺。在包括ISO 2813及ASTM D523.之國際標準中定義光澤單位(GU)。光澤單位係藉由來自1.567之已知折射率的高度研磨黑色玻璃標準之反射光的數量來判定。標準係以鏡面光澤值100來指派。霾度描述高光澤表面之表面上見到的乳狀暈或乳狀花。霾度係使用ASTM E430中描述之角容限來計算。儀錶可顯示自然霾度值(HU)或對數霾度值(HULOG)。具有零霾度之高光澤表面具有一具有高對比度之深反射影像。DOI(影像之清晰度)(正如名稱一樣)意謂基於ASTM D5767隨塗佈表面中的反射影像之銳度而 變。桔皮、紋理、流出及其他參數可在高光澤品質變得日益重要的塗佈應用中被估計。光澤、霾度及DOI之量測可藉由測試設備(諸如，Rhopoint IQ)來執行。
藉由使用本發明之鋁合金，減少透過陽極化層檢視到的缺陷，同時維持屈服強度及硬度，藉此提供高光澤及影像之高清晰度以及令人驚訝之低霾度。
高屈服強度亦可與Al合金之較低熱導率折中。一般而言，Al合金具有比純Al低的熱導率。具有用於更多強化之較高合金含量的合金可具有比具有用於較少強化之減少之合金含量的合金低的熱導率。舉例而言，本文中描述之7xxx系列合金可具有一大於130W/mK之熱導率。在一些實施例中，經修改之7xxx合金可具有一大於或等於140W/mK之熱導率。在一些實施例中，經修改之7xxx合金可具有一大於或等於150W/mK之熱導率。在一些實施例中，經修改之7xxx合金可具有一大於或等於160W/mK之熱導率。在一些實施例中，經修改之7xxx合金可具有一大於或等於170W/mK之熱導率。在一些實施例中，經修改之7xxx合金可具有一大於或等於180W/mK之熱導率。在一些實施例中，經修改之7xxx合金可具有一小於140W/mK之熱導率。在各種實施例中，合金可具有一在190W/mK至200W/mK之間的熱導率。合金可具有約130W/mK至200W/mK之熱導率。在各種實施例中，合金可具有一約150W/mK至180W/mK之熱導率。對於不同電子裝置，經設計之熱導率及經設計之屈服強度可視裝置之類型(諸如，手持型裝置、攜帶型裝置或桌上型裝置)而不同。
表1列出與商用7000系列Al合金及6063 Al合金相比無Cu鋁合金(例如，具有小於0.01重量百分比Cu之合金)之實例合金組成物及屈服強度。樣本合金1至14為具有小於0.01重量百分比之Cu的Al合金之實例。針對抗拉屈服強度測試合金。Zn對Mg之重量比及此等合金之色 彩亦在表1中列出。
表1中每一合金之其餘物為Al及附帶雜質。
如表1中所描繪，商用Al 6063合金包括小於0.01重量百分比之Zn、0.47至0.55重量百分比之Mg、0.37至0.44重量百分比之Si及0.12重量百分比之Fe，且具有約214MPa之量測屈服強度。商用6063 Al合金具有比350MPa之所量測屈服強度及具有增強之Zn及Mg含量的所有其他合金顯著低的屈服強度。
樣本合金1包括5.5重量百分比之Zn、1.0重量百分比之Mg，且具有約350MPa之屈服強度。樣本合金2包括5.5重量百分比之Zn、1.2重量百分比之Mg，且具有約360MPa之屈服強度。藉由將Mg含量自樣本合金1之1.0重量百分比增加至樣本合金2之1.2重量百分比，屈服強 度自350MPa些微地增加至360MPa。此意謂較高Mg含量可增加屈服強度。
在另一變體中，合金可包括5.40至5.60重量百分比之Zn及0.90至1.10重量百分比之Mg。在各種實施例中，合金可包括5.4至5.6重量百分比之Zn、0.9至1.1重量百分比之Mg、小於0.01重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si及0.04至0.08重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。在其他實施例中，合金可包括5.4至5.6重量百分比之Zn、1.1至1.3重量百分比之Mg、小於0.01重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si及0.04至0.08重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。在各種其他實施例中，合金可包括5.4至5.6重量百分比之Zn、0.9至1.3重量百分比之Mg、小於0.01重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si及0.04至0.08重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。
在一些實施例中，合金可包括銀(Ag)，其可強化合金。樣本合金3至6具有自350MPa至415MPa變化之屈服強度。
樣本合金4包括5.5重量百分比之Zn、1.8重量百分比之Mg、0.3重量百分比之Ag，其餘物為Al及附帶雜質，且在四個樣本合金3至6中間具有415MPa之最高屈服強度。樣本合金5包括4.5重量百分比之Zn、1.8重量百分比之Mg、0.3重量百分比之Ag，其餘物為Al及附帶雜質，且在四個樣本合金3至6中間具有380MPa之次最高屈服強度。比較樣本合金4與5，Mg及Ag之含量保持不變而Zn含量自樣本合金5之4.5重量百分比增加至樣本合金4之5.5重量百分比，使得屈服強度自380MPa增加至415MPa。此意謂較高Zn含量可增加合金之屈服強度。
樣本合金3包括5.5重量百分比之Zn、1.0重量百分比之Mg及0.3重量百分比之Ag，且具有約360MPa之屈服強度，而樣本合金6包括4.5 重量百分比之Zn、1.6重量百分比之Mg及0.3重量百分比之Ag，且具有約350MPa之屈服強度。此意謂與較低Zn含量(例如，4.5重量百分比)組合的較高Mg含量(例如，1.6重量百分比之Mg)或與較低Mg含量(例如，1.0重量百分比)組合的較高Zn含量(例如，5.5重量百分比)可增加合金之屈服強度。
比較樣本合金3與樣本合金1，0.3重量百分比之添加將屈服強度自350MPa些微地增加至360MPa。此證明Ag可增加合金之屈服強度。
在另一變體中，合金可包括5.40至5.60重量百分比之Zn、0.9至1.1重量百分比之Mg、0.2至0.4重量百分比之Ag、小於0.01重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si，及0.04至0.08重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。在另一變體中，合金可包括4.4至4.6重量百分比之Zn、1.7至1.9重量百分比之Mg、0.2至0.4重量百分比之Ag、小於0.01重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si及0.04至0.08重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。在另一變體中，合金可包括4.4至4.6重量百分比之Zn、1.7至1.9重量百分比之Mg、0.2至0.4重量百分比之Ag、小於0.01重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si及0.04至0.08重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。
樣本合金7包括5.5重量百分比之Zn、1.4重量百分比之Mg，且具有約350MPa之屈服強度。樣本合金8包括6.2重量百分比之Zn、1.7重量百分比之Mg，且具有約380MPa之屈服強度。比較樣本合金8與樣本合金7，Zn及Mg含量兩者皆增加，使得屈服強度增加30MPa至380MPa。
此外，樣本合金9包括6.7重量百分比之Zn、1.7重量百分比之Mg，且具有約390MPa之屈服強度。比較樣本合金9與樣本合金8，Zn含量些微地增加0.5重量百分比，此導致合金之屈服強度些微增加10 MPa。
在其他變體中，合金可包括5.40至5.60重量百分比之Zn及1.30至1.50重量百分比之Mg。在另一變體中，合金可包括5.4至5.6重量百分比之Zn、1.3至1.5重量百分比之Mg、小於0.01重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si及0.01至0.03重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。在另一變體中，合金可包括6.1至6.3重量百分比之Zn、1.6至1.8重量百分比之Mg、小於0.01重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si及0.01至0.03重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。在另一變體中，合金可包括6.6至6.8重量百分比之Zn、1.6至1.8重量百分比之Mg、小於0.01重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si及0.01至0.03重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。
樣本合金10包括6.5重量百分比之Zn、1.4重量百分比之Mg，且具有約360MPa之屈服強度。樣本合金11包括7.5至8.1重量百分比之Zn、1.7至1.8重量百分比之Mg，且具有約470MPa之屈服強度。比較樣本合金11與樣本合金10，較高Zn含量(例如，7.5至8.1重量百分比之Zn)顯著地增加合金之屈服強度。
在其他變體中，合金可包括6.40至6.60重量百分比之Zn及1.30至1.50重量百分比之Mg。在另一變體中，合金可包括6.4至6.6重量百分比之Zn、1.3至1.5重量百分比之Mg、小於0.01重量百分比之Cu、0.04至0.06重量百分比之Si及0.05至0.07重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。在另一變體中，合金可包括7.5至8.1重量百分比之Zn、1.6至1.9重量百分比之Mg、小於0.01重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si及0.05至0.07重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。
樣本合金12包括5.5重量百分比之Zn、1.4重量百分比之Mg，且具有約350MPa之屈服強度，其除具有相同Zn及Mg含量外類似於樣本合金7之情形。儘管Si之雜質位準些微地不同(樣本合金7之0.03重量百 分比對樣本合金12之0.05重量百分比)，但屈服強度不因雜質之此不同而受到影響。
樣本合金13包括5.5重量百分比之Zn、1.4重量百分比之Mg、0.12重量百分比之Zr，且具有約400MPa之屈服強度。比較樣本合金13與樣本合金12，0.12重量百分比之添加顯著地增加合金之屈服強度。此證明Zr對合金之屈服強度的影響可顯著地高於Zn、Mg或Ag。
樣本合金14包括7.5重量百分比之Zn、1.7重量百分比之Mg，且類似於樣本合金11具有約470MPa之屈服強度。此結果不令人驚訝，因為其Zn及Mg含量類似。
在其他變體中，合金可包括5.4至5.6重量百分比之Zn及1.3至1.5重量百分比之Mg。在另一變體中，合金可包括5.4至5.6重量百分比之Zn、1.3至1.5重量百分比之Mg、小於0.01重量百分比之Cu、0.04至0.06重量百分比之Si及0.07至0.12重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。在另一變體中，合金可包括5.4至5.6重量百分比之Zn、1.3至1.5重量百分比之Mg、0.11至0.15重量百分比之Zr、小於0.01重量百分比之Cu、0.04至0.06重量百分比之Si及0.07至0.12重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。在另一變體中，合金可包括7.4至7.6重量百分比之Zn、1.6至1.8重量百分比之Mg、小於0.01重量百分比之Cu、0.04至0.06重量百分比之Si及0.07至0.09重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。
樣本合金15包括5.45重量百分比之Zn、1.05重量百分比之Mg、0.05重量百分比之Cu、0.03重量百分比之Si及0.04至0.08重量百分比之Fe，且具有約350MPa之屈服強度。樣本合金16包括5.35重量百分比之Zn、1.05重量百分比之Mg、0.10重量百分比之Cu、0.03重量百分比之Si及0.04至0.08重量百分比之Fe，且具有約350MPa之屈服強度。樣本合金17包括5.25重量百分比之Zn、1.05重量百分比之Mg、0.15重 量百分比之Cu、0.03重量百分比之Si及0.04至0.08重量百分比之Fe，且亦具有約350MPa之屈服強度。樣本合金18包括5.10重量百分比之Zn、1.05重量百分比之Mg、0.20重量百分比之Cu，且亦具有約350MPa之屈服強度。樣本合金19包括5.50重量百分比之Zn、1.05重量百分比之Mg、小於0.01重量百分比之Cu、0.03重量百分比之Si及0.04至0.08重量百分比之Fe，且亦具有約350MPa之屈服強度。
在另一變體中，合金可包括5.00至5.65重量百分比之Zn及1.00至1.10重量百分比之Mg。在另一變體中，合金可包括5.35至5.55重量百分比之Zn、0.95至1.15重量百分比之Mg、0.025至0.075重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si及0.03至0.10重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。在另一變體中，合金可包括5.22至5.42重量百分比之Zn、0.95至1.15重量百分比之Mg、0.075至0.125重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si及0.03至0.10重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。在另一變體中，合金可包括5.12至5.32重量百分比之Zn、0.95至1.15重量百分比之Mg、0.125至0.175重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si及0.03至0.10重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。在另一變體中，合金可包括5.00至5.20重量百分比之Zn、0.95至1.15重量百分比之Mg、0.15至0.25重量百分比之Cu、0.02至0.04重量百分比之Si及0.03至0.10重量百分比之Fe，其餘物為Al及附帶雜質。
Al-Zn-Mg合金不同於本文中論述之各種態樣中的商用7000系列鋁合金。商用7000系列鋁合金通常包括Zr及Cu以強化合金。舉例而言，商用Al合金7003、7005及7108全部包括自0.05重量百分比至0.25重量百分比變化的Zr。如表1中所描繪，合金7003包括0.05至0.25重量百分比之Zr，合金7005包括0.08至0.20重量百分比之Zr，且合金7108包括0.12至0.25重量百分比之Zr。相比而言，無Zr或具有較低Zr量的 本發明之各種合金可產生噴砂表面中無條紋線的合金。
在各種實施例中，合金可實質上無Cu。如表1中所示，樣本合金1至14將Cu限於小於0.01重量百分比。與商用7000系列Al合金相比，合金中Cu之較低量可有助於達成經陽極化表面之更加中性之色彩。相比而言，商用Al合金7003、7005及7108全部包括數量自0.05重量百分比至0.2重量百分比變化的Cu。舉例而言，如表1中所描繪，合金7003包括小於0.20重量百分比之Cu，合金7005包括小於0.10重量百分比之Cu，且合金7108包括小於0.05重量百分比之Cu。
合金亦可具有比商用7000系列鋁合金低的Fe之雜質位準。合金中的減少之Fe含量可有助於減少在陽極化之前及之後皆可危及外表外觀的粗次級粒子之數目。相比而言，商用合金具有比本發明之合金高的Fe雜質。舉例而言，如表1中所描繪，合金7003包括小於0.35重量百分比之Fe，合金7005包括小於0.40重量百分比之Fe，且合金7108包括小於0.10重量百分比之Fe。所得DOI及對數霾度在本文中描述之合金中實質上得以改良。
多數樣本合金(諸如，樣本合金1、7、8及10至13)展示中性色。中性色可由限制合金中Cu之存在而產生。
如表1中所展示，除樣本合金13具有0.12重量百分比之Zr外，樣本合金1至12及14全部排除Zr。Zr之小量存在不影響樣本合金13之中性色，但可影響晶粒結構且因此可導致條紋線。
圖2描繪說明根據本發明之實施例的高強度Al-Zn-Mg合金之組成物空間(Mg對Zn)的圖表。在一些實施例中，Mg及Zn之組成物空間自0開始。Zr添加劑抑制再結晶並產生一可導致不需要之陽極化外表的長晶粒結構。圖3為展示含Zr之鋁合金的長晶粒結構之影像。長晶粒結構可引起條紋線，如圖1中所示。
圖4為展示根據本發明之實施例的無Zr鋁合金之細晶粒結構的影 像。圖4中所示之細晶粒結構不會引起任何條紋線。
在一些態樣中，合金具有小於或等於1：1.5之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有小於或等於1：1.4之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有小於或等於1：1.3之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有小於或等於1：1.2之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有小於或等於1：1.1之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有小於或等於1：1.05之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有小於或等於1：1.04之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有小於或等於1：1.03之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有小於或等於1：1.02之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有小於或等於1：1.01之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有等於1：1之平均晶粒縱橫比。
在一些態樣中，合金具有至少0.5：1之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有至少0.6：1之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有至少0.7：1之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有至少0.8：1之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有至少0.9：1之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有至少0.95：1之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有至少0.96：1之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有至少0.97：1之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有至少0.98：1之平均晶粒縱橫比。在一些態樣中，合金具有至少0.99：1之平均晶粒縱橫比。
與7000系列Al合金相比，合金亦具有減少之Si的雜質位準(例如，0.03重量百分比)。與合金中具有較高Si含量之合金相比，減少之Si位準可有助於提供一更具有外表吸引力之陽極化表面。相比而言，如表1中所描繪，商用合金7003包括小於0.30重量百分比之Si，商用合金7005包括小於0.35重量百分比之Si，且商用合金7108包括小於 0.10重量百分比之Si。
合金之屈服強度可藉由增加Zn及Mg含量而高於商用7000系列合金。儘管商用7000系列Al鋁合金在Zn及Mg含量方面不同，但其具有接近350MPa之類似屈服強度。特定言之，合金7003包括5.0至6.5重量百分比之Zn，0.5至1.0重量百分比之Mg。290MPa之抗拉屈服強度係針對商用7003合金而報告。商用合金7005包括4.0至5.0重量百分比之Zn、1.0至1.8重量百分比之Mg及約345MPa之屈服強度。商用合金7108包括4.5至5.5重量百分比之Zn、0.7至1.4重量百分比之Mg及約350MPa之屈服強度。
處理方法
在一些實施例中，用於合金之熔融物可藉由加熱合金(包括組成物，如表1中所描繪)而製備。在熔融物冷卻至室溫之後，合金可經歷各種熱處理，諸如均質化、擠壓、鍛造、老化及/或其他形成或固溶熱處理技術。
對於合金，MgZn2相可在晶粒內及在晶粒邊界處。MgZn2相可建構合金之約3體積%至約6體積%。MgZn2可經形成為離散粒子及/或鍵聯粒子。各種熱處理可用以引導MgZn2形成為離散粒子，而非聯接粒子。在各種態樣中，離散粒子可導致比聯接粒子更好的強化。
在一些實施例中，冷卻之合金可藉由加熱至高溫(諸如，在500℃下)並持續一時間段(諸如，持續約8小時)保持於高溫下而均質化。熟習此項技術者將瞭解，熱處理條件(例如，溫度及時間)可不同。均質化指代在高溫下持續一時間段使用高溫浸泡的製程。均質化可減少化學或冶金學分離，化學或冶金學分離在一些合金中可作為凝固之自然結果而發生。在一些實施例中，持續停留時間(例如，約4小時至約48小時)進行高溫浸泡。熟習此項技術者將瞭解，熱處理條件(例如，溫度及時間)可不同。
在一些實施例中，均質化合金可經熱加工(例如，擠壓)。擠壓為用於藉由施力於金屬以經由模孔塑性地流動而將金屬鑄塊或坯料轉換成均勻橫截面之長度的製程。
在一些實施例中，可持續一時間段(例如，2小時)在450℃之上的高溫下固溶熱處理經熱加工之合金。固溶熱處理可改變合金之強度。
在固溶熱處理後，合金可在第一溫度及時間下(例如，100℃持續約5小時)老化，接著加熱至第二溫度持續第二時間段(例如，150℃持續約9小時)，且接著以水來淬火。老化為在高溫下之熱處理，且可包括一沈澱反應以形成沈澱MgZn2。在一些實施例中，老化可在第一溫度下持續第一時間段而進行且接著在第二溫度下持續第二時間段進行。亦可(例如)在120℃下持續24小時使用單一溫度熱處理。(例如，溫度及時間)。熟習此項技術者將瞭解，熱處理條件(例如，溫度及時間)可不同。
在其他實施例中，合金在固溶熱處理與老化熱處理之間可視情況經受應力消除處理。應力消除處理可包括拉伸合金，壓縮合金或其組合。
在一些實施例中，合金可經陽極化。陽極化為一最常用以保護鋁合金之用於金屬之表面處理製程。陽極化使用電解鈍化以增加金屬部分之表面上的自然氧化層之厚度。陽極化可增加抗腐蝕性及抗磨損性，且亦可提供比裸金屬更好的針對底漆及膠水的黏著力。陽極化膜亦可用於外表效果，例如，其可添加干涉效應至反射光。
在一些實施例中，合金可形成電子裝置之外殼。外殼可經設計以具有噴砂表面研磨，或缺乏條紋線。噴砂為表面研磨製程，例如，使粗糙表面光滑或使光滑表面粗糙。噴砂可藉由在高壓下對著表面強力地推進研磨材料流而移除表面材料。
本文中描述之Al合金提供比習知7xxx系列Al合金更快的處理參 數，同時維持諸如如本文中描述之色彩、硬度及強度之性質。如上文所描述，所揭示之合金歸因於Zr之缺少或減少量以及中性色而不同於現有商用7xxx系列合金。具有高擠壓生產力及低淬火敏感性允許Zr晶粒細化的減少，且無需隨後熱處理。
本文中揭示之7xxx Al合金具有小於但接近6063合金之擠壓速率的擠壓速率。Al合金之擠壓時間顯著高於習知7xxx Al合金之擠壓時間。在一些態樣中，本發明之合金的擠壓速率為6063(T5)合金之處理時間的至少70%。在一些態樣中，所揭示合金之擠壓速率為6063(T5)合金之處理時間的至少75%。在其他另外態樣中，所揭示合金之擠壓速率為6063(T5)合金之處理時間的至少80%。
所揭示Al合金為可壓力淬火，且不需要後擠壓熱處理。具有較高Zr量之習知7xxx Al合金通常必須自壓力移除並被重新加熱。藉由不經歷重新加熱之額外處理步驟，與習知Al合金相比，目前揭示之合金在製造時間及外表品質方面具有顯著優勢。
此外，所揭示Al合金比6063合金有更小的淬火敏感性。結果，與習知7xxx系列合金相比，在合金之性質(諸如強度及硬度)降級之前，所揭示之Al合金可更慢地冷卻。所揭示Al合金及自其形成之部分可更緩慢地冷卻，同時具有較佳擠壓及改良之最終部分平坦度。
在一實例中，自樣本合金12產生的部分展示比自樣本合金1(6063合金)產生之部分30%改良之平坦度及更少的淬火變形。如圖5中所示，藉由強迫空氣冷卻，或藉由空氣冷卻，樣本合金12之硬度在25°水浴中經水淬火時接近140HV，且當在65°水浴中淬火時亦維持在130HV之上。藉由比較，6063 Al合金在由類似方法冷卻時從未超過100HV。與6063 Al合金(資料未圖示)相比，樣本合金12藉由風扇及空氣冷卻之合金展示減少之變形。合金之減少的變形在機械加工較薄及更複雜部分方面提供顯著優勢。總之，本發明之7xxx Al合金具有比 6063 Al合金及商用7xxx系列Al合金大得多的處理窗，同時亦允許改良之強度、硬度、平坦度及外表性質。
各種習知7xxx系列Al合金具有在針對本發明之合金描述的色彩範圍外的黃色，及/或小於某些6063(T5)合金之處理時間之20%及或者小於其10%的擠壓速度。較高擠壓速度特定而言轉化成增加之製造能力。其他7xxx系列Al常常在擠壓後導致額外熱處理。其中可在沒有額外熱處理步驟情況下無壓力淬火合金的增加之擠壓時間提供所呈現合金之較快製造。
在其他各種態樣中，合金具有不小於300MPa之抗拉屈服強度，同時亦具有如本文中描述之擠壓速度及/或中性色。
標準方法可用於包括色彩、光澤及霾度之外表的評估。
色彩
假定入射光為白光，物件之色彩可藉由在不被吸收情況下反射或透射之光的波長來判定。物件之視覺外觀可隨光反射或透射而不同。額外外觀屬性可基於反射光或透射光之方向亮度分佈，通常稱作光澤、發光、晦暗、清晰、霾度。定量評估可基於關於色彩及外觀量測之ASTM標準或用於高光澤表面之光澤之量測的ASTM E-430標準測試方法(包括ASTM D523(光澤)、ASTM D2457(塑膠上之光澤)、ASTM E430(高光澤表面上之光澤、霾度)及ASTM D5767(DOI))來執行。光澤、霾度及DOI之量測可藉由測試設備(諸如，Rhopoint IQ)來執行。
在一些實施例中，色彩可由參數L*、a*及b*來量化，其中L*代表光亮度，a*代表紅色與綠色之間的色彩，且b*代表藍色與黃色之間的色彩。舉例而言，高b*值意謂無吸引力之淡黃色，並非金黃色。a*及b*中接近零的值意謂中性色。低L*值意謂暗亮度，而高L*值意謂高亮度。對於色彩量測，可使用測試設備，諸如愛色麗分光光度計(X- Rite Color i7 XTH)、愛色麗分光光度計(X-Rite Coloreye 7000)。此等量測係根據用於照明體、觀測儀及L*a*b*色階之CIE/ISO標準。舉例而言，該等標準包括：(a)ISO 11664-1：2007(E)/CIE S 014-1/E：2006：聯合ISO/CIE標準：比色法-第1部分：CIE標準比色觀測儀；(b)ISO 11664-2：2007(E)/CIE S 014-2/E：2006：聯合ISO/CIE標準：比色法-第2部分：用於比色法之CIE標準照明體；(c)ISO 11664-3：2012(E)/CIE S 014-3/E：2011：聯合ISO/CIE標準：比色法-第3部分：CIE三刺激值；及(d)ISO 11664-4：2008(E)/CIE S 014-4/E：2007：聯合ISO/CIE標準：比色法-第4部分：CIE 1976 L*a*b*色彩空間。
如本文中所描述，自合金中減少或去除Cu將中性色提供給合金。本文中描述之合金包括Mg2Zn以向合金提供額外屈服強度。合金具有中性色及在如本文中描述之0.8至1.2範圍中的低縱橫比。本文中描述至少部分地由本文中描述之合金組成物產生的L*a*b*對應中性色。
在各種態樣中，本文中揭示之合金的L*為至少85。在一些情況下，合金之L*為至少90。
本文中揭示之合金具有中性色。中性色指代不偏離接近0之某些值範圍的a*及b*。在各種實施例中，a*不小於-0.5。在各種態樣中，a*不小於-0.25。在各種態樣中，a*不大於0.25。在各種態樣中，a*不大於0.5。在其他態樣中，a*不小於-0.5，且不大於0.5。在其他態樣中，a*不小於-0.25，且不大於0.25。
在各種態樣中，b*不小於-2.0。在各種態樣中，b*不小於-1.75。在各種態樣中，b*不小於-1.50。在各種態樣中，b*不小於-1.25。在各種態樣中，b*不小於-1.0。在各種態樣中，b*不小於-0.5。在各種態樣中，b*不小於-0.25。在各種態樣中，b*不大於1.0。在各種態樣中，b*不大於1.25。在各種態樣中，b*不大於1.50。在各種態樣中， b*不大於1.75。在各種態樣中，b*不大於2.0。在各種態樣中，b*不大於0.5。在各種態樣中，b*不大於0.25。在其他態樣中，b*不小於-1.0，且不大於1.0。在其他態樣中，b*不小於-0.5，且不大於0.5。
合金之屈服強度可經由ASTM E8來判定，ASTM E8涵蓋測試器件、測試樣品及用於抗拉測試之測試程序。
可經由ASTM G47對合金執行應力腐蝕測試，ASTM G47涵蓋取樣之測試方法、樣品之類型、樣品製備、測試環境及用於判定對鋁合金之SCC的敏感性的曝光方法。
在一些實施例中，所呈現合金可形成電子裝置之外殼。外殼可經設計以具有噴砂表面研磨，或缺乏條紋線。噴砂為表面研磨製程，例如，使粗糙表面光滑或使光滑表面粗糙。噴砂可藉由在高壓下對著表面強力地推進研磨材料流而移除表面材料。
在各種實施例中，合金可用作電子裝置之外殼或其他部分，諸如裝置之外殼或殼體之一部分。裝置可包括任何消費者電子裝置，諸如蜂巢式電話、桌上型電腦、膝上型電腦及/或攜帶型音樂播放器。裝置可為顯示器(諸如，數位顯示器、監視器、電子書閱讀器、攜帶型網路瀏覽器及電腦監視器)之一部分。裝置亦可為娛樂裝置，包括攜帶型DVD播放器、DVD播放器、藍光光碟播放器、視訊遊戲控制台或音樂播放器(諸如，攜帶型音樂播放器)。裝置亦可為提供控制(諸如，控制影像、視訊、聲音之串流傳輸)之裝置的一部分，或其可為一用於電子裝置之遠端控制器。合金可為電腦或其附件之一部分，附件諸如硬碟機塔外殼或殼體、膝上型電腦外殼、膝上型電腦鍵盤、膝上型電腦觸控板、桌上型電腦鍵盤、滑鼠及揚聲器。合金亦可應用於諸如手錶或時鐘之裝置。
已描述若干實施例，熟習此項技術者將認識到可在不脫離本發明之精神的情況下使用各種修改、替代構造及均等物。另外，許多熟 知製程及元素未描述，以便避免不必要地混淆本文中揭示之實施例。因此，上述說明不應被認為限制文獻之範疇。
熟習此項技術者將瞭解，目前揭示之實施例作為實例而非限制地教示。因此，包含在上文說明中或展示於隨附圖式中的問題應解譯為說明性的而非具有限制意義。以下申請專利範圍意欲涵蓋本文中描述之所有一般及特定特徵，以及方法及系統之範疇的所有敍述，出於語言起見，該等敍述方法及系統可被說成屬於申請專利範圍。

Claims (41)

  1. 一種鋁合金，其包含：4.5至6.5重量百分比之Zn，0.9至1.5重量百分比之Mg，0至0.15重量百分比之Cu，0至0.10重量百分比之Zr，0至0.25重量百分比之Fe，及其餘物為鋁及附帶雜質；其中該鋁合金具有1.0至1.3之一平均晶粒縱橫比；且其中該鋁合金具有至少280MPa之一屈服強度。
  2. 如請求項1之鋁合金，其包含0至0.010重量百分比之Zr。
  3. 如請求項1之鋁合金，其包含高達0.10重量百分比之Si。
  4. 如請求項1之鋁合金，其包含高達0.3重量百分比之Ag。
  5. 如請求項1之鋁合金，其包含高於0.01重量百分比之Cu。
  6. 如請求項1之鋁合金，其包含：5.4至5.6重量百分比之Zn；0.9至1.3重量百分比之Mg；少於0.01重量百分比之Cu；0.02至0.04重量百分比之Si；及0.04至0.08重量百分比之Fe。
  7. 如請求項6之鋁合金，其包含1.1至1.3重量百分比之Mg。
  8. 如請求項1之鋁合金，其中該鋁合金包含：4.75至6.25重量百分比之Zn。
  9. 如請求項8之鋁合金，其包含：5.00至5.65重量百分比之Zn；及1.00至1.10重量百分比之Mg。
  10. 如請求項8之鋁合金，其包含：5.35至5.55重量百分比之Zn；0.95至1.15重量百分比之Mg；0.025至0.075重量百分比之Cu；0.02至0.04重量百分比之Si；及0.03至0.10重量百分比之Fe。
  11. 如請求項8之鋁合金，其包含：5.22至5.42重量百分比之Zn；0.95至1.15重量百分比之Mg；0.075至0.125重量百分比之Cu；0.02至0.04重量百分比之Si；及0.03至0.10重量百分比之Fe。
  12. 如請求項8之鋁合金，其包含5.50重量百分比之Zn；1.05重量百分比之Mg；少於0.01重量百分比之Cu；0.03重量百分比之Si；及0.04至0.08重量百分比之Fe。
  13. 如請求項1之鋁合金，其中該鋁合金包含：5.00至5.65重量百分比之Zn，及1.00至1.10重量百分比之Mg。
  14. 如請求項1之鋁合金，其中該鋁合金包含：5.40至5.60重量百分比之Zn，及0.90至1.10重量百分比之Mg。
  15. 如請求項14之鋁合金，其包含少於0.01重量百分比之Cu；0.02至0.04重量百分比之Si；及0.04至0.08重量百分比之Fe。
  16. 如請求項14之鋁合金，其包含0.2至0.4重量百分比之Ag。
  17. 如請求項1之鋁合金，其中該鋁合金包含：5.40至5.65重量百分比之Zn，及1.30至1.50重量百分比之Mg。
  18. 如請求項17之鋁合金，其包含5.4至5.6重量百分比之Zn；少於0.01重量百分比之Cu；0.02至0.04重量百分比之Si；及0.01至0.03重量百分比之Fe。
  19. 如請求項17之鋁合金，其包含5.4至5.6重量百分比之Zn；少於0.01重量百分比之Cu；0.04至0.06重量百分比之Si；及0.07至0.12重量百分比之Fe。
  20. 如請求項1之鋁合金，其中該鋁合金包含：5.25至5.75重量百分比之Zn。
  21. 如請求項1至20中任一項之鋁合金，其中該鋁合金具有約至少350MPa之一屈服強度。
  22. 如請求項21之鋁合金，其中該鋁合金具有自4：1至7：1變化的Zn對Mg之重量百分比之比率。
  23. 如請求項21之鋁合金，其中該鋁合金具有一大於130W/mK之熱導率。
  24. 一種鋁合金，其包含：6.40至6.60重量百分比之Zn，1.30至1.50重量百分比之Mg，0至0.10重量百分比之Cu，0至0.10重量百分比之Zr，及其餘物為鋁及附帶雜質；其中該鋁合金具有1.0至1.3之一平均晶粒縱橫比；且其中該鋁合金具有至少280MPa之一屈服強度。
  25. 如請求項24之鋁合金，其包含0至0.010重量百分比之Zr。
  26. 如請求項24之鋁合金，其包含高達0.25重量百分比之Fe。
  27. 如請求項24之鋁合金，其包含高達0.20重量百分比之Si。
  28. 如請求項24之鋁合金，其包含高達0.3重量百分比之Ag。
  29. 如請求項24之鋁合金，其包含高於0.01重量百分比之Cu。
  30. 如請求項24之鋁合金，其包含少於0.01重量百分比之Cu；0.04至0.06重量百分比之Si；及0.05至0.07重量百分比之Fe。
  31. 如請求項24至30中任一項之鋁合金，其中該鋁合金具有約至少350MPa之一屈服強度。
  32. 如請求項24之鋁合金，其中該鋁合金具有一大於130W/mK之熱導率。
  33. 一種電子裝置，其包含如請求項1之鋁合金。
  34. 一種用於生產一鋁合金之方法，該方法包含：形成包含如請求項1之該鋁合金的一熔融物；將該熔融物冷卻至室溫；及藉由加熱至一高溫而均質化該冷卻之合金；保持於該高溫持續達一段時間。
  35. 如請求項34之方法，其進一步包含：於一第一溫度老化(aging)該均質化鋁合金持續一段第一時間；將該經老化鋁合金加熱至一第二溫度且持續一段第二時間；及對該鋁合金進行淬火(quenching)，以形成一經硬化之鋁合金。
  36. 如請求項35之方法，其中該第一溫度為約100℃。
  37. 如請求項35之方法，其中該第一時間為約5小時。
  38. 如請求項35之方法，其中該第二溫度為約150℃。
  39. 如請求項35之方法，其中該第二時間為約9小時。
  40. 如請求項34之方法，其中該段時間為約8小時。
  41. 如請求項34之方法，其中該高溫為約500℃。
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