一種數(shù)碼電子產(chǎn)品用壓鑄鋁合金的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種數(shù)碼電子產(chǎn)品用壓鑄鋁合金，合金的成分配比為（wt.%）：Zn4.5-4.8、Cu1.8-2.0、Mg1.6-1.8、Si2.2-2.5、Zr0.05-0.1、Ni0.4-0.6、Ti0.5-1，余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)，具體是首先通過簡單的合金元素以及適量的配比，得到了具有優(yōu)異壓鑄和陽極氧化性能的鋁合金，同時(shí)采取了合適的原料和熔煉工藝，保證了合金的性能，在壓鑄后選擇了最優(yōu)的陽極氧化處理工藝和參數(shù)以獲得性能優(yōu)異的數(shù)碼電子產(chǎn)品用壓鑄鋁合金。
【專利說明】一種數(shù)碼電子產(chǎn)品用壓鑄鋁合金
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是提供一種數(shù)碼電子產(chǎn)品用壓鑄鋁合金。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著數(shù)碼電子產(chǎn)業(yè)以及通訊產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，手機(jī)、筆記本電腦與數(shù)碼相機(jī)等電子產(chǎn)品的普遍性與日俱增，成為人人必備的日常用品。而為了提高各種電子產(chǎn)品的市場競爭力，制造廠商除了積極完善數(shù)碼電子產(chǎn)品的使用性能之外，也極力提升產(chǎn)品的美觀性與便攜性，以得到消費(fèi)者的更多的青睞。因此，各種數(shù)碼電子產(chǎn)品都是朝向輕、薄、短、小發(fā)展，特別是手機(jī)、筆記本電腦等更要求其材質(zhì)滿足輕、薄，以及美觀的要求，以適應(yīng)消費(fèi)者的使用需求。
[0003]一般而言，目前各種數(shù)碼電子產(chǎn)品的機(jī)殼等多是利用鎂合金或鋁合金經(jīng)過壓鑄過程而形成。但是，由于鎂合金的原料價(jià)錢較高，并且鎂合金壓鑄的廢料氧化快且雜質(zhì)含量多，因此鎂合金壓鑄的廢料無法重復(fù)地放回熔爐內(nèi)再融化，加之鎂合金在壓鑄過程中往往會產(chǎn)生許多無法控制的缺陷，導(dǎo)致鎂合金的壓鑄生產(chǎn)成本比較高。比較而言，鋁合金的原料成本則相對低廉，并且鋁合金壓鑄的廢料可重復(fù)地放回熔爐內(nèi)再融化，因此，利用鋁合金來制作各種數(shù)碼電子產(chǎn)品的殼體可以降低生產(chǎn)成本，進(jìn)而增加產(chǎn)品在市場上的競爭力。
[0004]但鋁合金的比強(qiáng)度低于鎂合金，因此如何提高一般市售的鋁合金的機(jī)械強(qiáng)度，這是目前極受關(guān)注的一項(xiàng)重要課題。另一方面，由于鋁合金在使用之前為了提高耐腐蝕性和著色等需要，通常要進(jìn)行陽極氧化處理，而處理后對于合金的疲勞性能有不利影響，如果能夠在保證耐腐蝕和美觀性的前提下，提高合金的力學(xué)性能也是人們一直追求的目標(biāo)，特別是對于旋轉(zhuǎn)軸類等需要耐疲勞性能的零部件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的即在于提供一種數(shù)碼電子產(chǎn)品用壓鑄鋁合金。
[0006]本發(fā)明中數(shù)碼電子產(chǎn)品用壓鑄鋁合金，其特征在于:合金具有如下的化學(xué)組成，合金的成分配比為(wt.%):Zn4.5-4.8、Cul.8_2.0、Mgl.6_1.8、Si2.2-2.5、Zr0.05-0.1、Ni0.4-0.6、Ti0.5-1，余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的Si優(yōu)選為2.4。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的Ti優(yōu)選為2.4。
[0009]本發(fā)明提供的數(shù)碼電子產(chǎn)品用壓鑄鋁合金通過以下方法制備得到:
[0010]I)原料準(zhǔn)備:合金的成分配比為(wt.%):Zn4.5-4.8、Cul.8_2.0、Mgl.6_1.8、Si2.2-2.5、Zr0.05-0.1、Ni0.4-0.6、Ti0.5_1，余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)；其中上述合金成分來自于純度為99.9%的純鋁、硅含量為12-15%的鋁硅合金、鋅含量為10-15的鋁鋅合金、電解銅、電解鎳、工業(yè)純鎂、工業(yè)純鋯和工業(yè)純鈦；
[0011]2)熔煉:先將上述各原料預(yù)熱至至少150°C，然后將純鋁置于熔煉爐中加熱升溫至780-800°C，隨后加入電解銅、電解鎳、工業(yè)純鋯和純鈦，并持續(xù)攪拌直至原料全部熔化，之后降溫至700-730°C并加入鋁硅合金和鋁鋅合金并持續(xù)攪拌直至原料全部熔化，隨后降溫至650-670°C并將工業(yè)純鎂按壓至熔體底部維持至少3-5min，之后攪拌熔體并再次升溫至780-800°C同時(shí)加入精煉劑進(jìn)行精煉，靜置20-30min后，檢驗(yàn)熔體成分合格后完成熔煉；
[0012]3)壓鑄:將成分合格的熔體降溫至720_750°C后壓鑄到經(jīng)過預(yù)熱至至少200°C的模具的型腔中，其中充型開始時(shí)的熔體流速為0.1-0.3m/s、鑄造壓力為80-85MPa，充型率超過70%后，提高熔體的流速至1.5-1.8m/s、鑄造壓力為90_100MPa，直至充型壓鑄結(jié)束得到壓鑄鑄件；
[0013]4)固溶-淬火處理:將壓鑄鑄件經(jīng)過冷軋和/或熱軋加工后得到鋁合金板材，將鋁合金板材在480-500°C條件下鹽浴固溶處理IOmin后進(jìn)行水淬冷卻，板材出爐入水的時(shí)間小于2秒且冷卻水的溫度小于20°C ；
[0014]5)人工時(shí)效:首先將經(jīng)固溶-淬火處理的鋁合金板材在100_120°C的條件下鹽浴保溫3-4h，空冷至室溫后再將鋁合金板材加熱至180-20(TC條件下，鹽浴保溫l_2h空冷至室溫，隨后再將鋁合金板材在80-100°C的條件下鹽浴保溫SO-1OOh ；
[0015]6)陽極氧化處理:首先板材表面進(jìn)行表面的預(yù)處理，然后進(jìn)行兩次陽極氧化，兩次陽極氧化的條件為:一次陽極氧化的條件是硫酸100-120g/L，檸檬酸10-15g/L，乳酸5-8g/L,電流密度0.8-1 A/dm2,電壓15-18V，氧化時(shí)間15_20min，二次陽極氧化的條件是硫酸+硫酸鋁(10:1摩爾比)混合120-150g/L,檸檬酸15-20g/L,乳酸5_8g/L，電流密度1.2-1.5A/dm2,電壓18-20V，氧化時(shí)間60_80min，兩次陽極氧化之間采用50_60g/L硫酸和35_40g/L磷酸的混合溶液中漂洗20-30min。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:(1)合理地設(shè)計(jì)了合金的成分，通過簡單的合金元素以及適量的配比，得到了具有優(yōu)異壓鑄和陽極氧化性能的鋁合金；(2)采取了合適的原料和熔煉工藝，保證了合金的性能；(3)選擇了最佳的壓鑄工藝參數(shù)以獲得性能優(yōu)異的鋁合金；(4)采用了優(yōu)化的兩次陽極氧化處理，最大限度地抑制了陽極氧化處理對于疲勞性能的惡化。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1-3，以及對比例1-5:
[0018]I)原料準(zhǔn)備:按表1的合金的成分配比準(zhǔn)備原料，其中純度為99.9%的純鋁、硅含量為12-15%的鋁硅合金、鋅含量為10-15的鋁鋅合金、電解銅、電解鎳、工業(yè)純鎂、工業(yè)純鋯、工業(yè)純鈦等原料。
[0019]2)熔煉:先將上述各原料預(yù)熱至至少20(TC，然后將純鋁置于熔煉爐中加熱升溫至800°C，隨后加入電解銅、電解鎳、工業(yè)純鋯和純鈦，并持續(xù)攪拌直至原料全部熔化，之后降溫至720°C并加入鋁硅合金和鋁鋅合金并持續(xù)攪拌直至原料全部熔化，隨后降溫至660°C并將工業(yè)純鎂按壓至熔體底部維持至少5min，之后攪拌熔體并再次升溫至80(TC同時(shí)加入精煉劑進(jìn)行精煉，靜置30min后，檢驗(yàn)熔體成分合格后完成熔煉。
[0020]3)壓鑄:將成分合格的熔體降溫至720°C后壓鑄到經(jīng)過預(yù)熱至250°C的模具的型腔中，其中充型開始時(shí)的熔體流速為0.lm/s、鑄造壓力為80MPa，充型率超過70%后，提高熔體的流速至1.5m/s、鑄造壓力為90MPa，直至充型壓鑄結(jié)束。
[0021]4)固溶-淬火處理:將壓鑄鑄件經(jīng)過冷軋和/或熱軋加工后得到鋁合金板材，將鋁合金板材在480°C條件下鹽浴固溶處理IOmin后進(jìn)行水淬冷卻，板材出爐入水的時(shí)間小于2秒且冷卻水的溫度小于20°C。
[0022]5)人工時(shí)效:首先將經(jīng)固溶-淬火處理的鋁合金板材在120°C的條件下鹽浴保溫3h，空冷至室溫后再將鋁合金板材加熱至200°C條件下，鹽浴保溫1.5h后空冷至室溫，隨后再將鋁合金板材在100°C的條件下鹽浴保溫85h，從而得到數(shù)碼電子產(chǎn)品用壓鑄鋁合金。
[0023]6)陽極氧化處理:首先板材表面進(jìn)行表面的預(yù)處理，然后進(jìn)行兩次陽極氧化，兩次陽極氧化的條件為:一次陽極氧化的條件是硫酸100g/L，檸檬酸10g/L，乳酸5g/L，電流密度0.8A/dm2,電壓15V,氧化時(shí)間15min, 二次陽極氧化的條件是硫酸+硫酸招(10:1摩爾比)混合120g/L,檸檬酸15g/L,乳酸5g/L,電流密度1.2A/dm2,電壓18V,氧化時(shí)間60min,兩次陽極氧化之間采用55g/L硫酸和35g/L磷酸的混合溶液中漂洗30min。
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)碼電子產(chǎn)品用壓鑄鋁合金，其特征在于:合金具有如下的化學(xué)組成，合金的成分配比為(Wt.%):Zn4.5-4.8、Cul.8-2.0、Mgl.6-1.8、Si2.2-2.5、Zr0.05-0.1、Ni0.4-0.6、Ti0.5-1，余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金，其特征在于:所述的Si優(yōu)選為2.4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金，其特征在于:所述的Ti優(yōu)選為2.4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的鋁合金，其特征在于:所述鋁合金通過以下方法制備得到: 1)原料準(zhǔn)備:合金的成分配比為(wt.%):Zn4.5-4.8、Cul.8-2.0、Mgl.6-1.8、Si2.2-2.5、Zr0.05-0.1、Ni0.4-0.6、Ti0.5-1，余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)；其中上述合金成分來自于純度為99.9%的純鋁、硅含量為12-15%的鋁硅合金、鋅含量為10-15的鋁鋅合金、電解銅、電解鎳、工業(yè)純鎂、工業(yè)純鋯和工業(yè)純鈦； 2)熔煉:先將上述各原料預(yù)熱至至少150°C，然后將純鋁置于熔煉爐中加熱升溫至780-800°C，隨后加入電解銅、電解鎳、工業(yè)純鋯和純鈦，并持續(xù)攪拌直至原料全部熔化，之后降溫至700-730°C并加入鋁硅合金和鋁鋅合金并持續(xù)攪拌直至原料全部熔化，隨后降溫至650-670°C并將工業(yè)純鎂按壓至熔體底部維持至少3-5min，之后攪拌熔體并再次升溫至780-800°C同時(shí)加入精煉劑進(jìn)行精煉，靜置20-30min后，檢驗(yàn)熔體成分合格后完成熔煉； 3)壓鑄:將成分合格的熔體降溫至720-750°C后壓鑄到經(jīng)過預(yù)熱至至少200°C的模具的型腔中，其中充型開始 時(shí)的熔體流速為0.1-0.3m/s、鑄造壓力為80-85MPa，充型率超過70%后，提高熔體的流速至1.5-1.8m/s、鑄造壓力為90_100MPa，直至充型壓鑄結(jié)束得到壓鑄鑄件； 4)固溶-淬火處理:將壓鑄鑄件經(jīng)過冷軋和/或熱軋加工后得到鋁合金板材，將鋁合金板材在480-500°C條件下鹽浴固溶處理IOmin后進(jìn)行水淬冷卻，板材出爐入水的時(shí)間小于2秒且冷卻水的溫度小于20°C ； 5)人工時(shí)效:首先將經(jīng)固溶-淬火處理的鋁合金板材在100-120°C的條件下鹽浴保溫3-4h，空冷至室溫后再將鋁合金板材加熱至180-20(TC條件下，鹽浴保溫l_2h空冷至室溫，隨后再將鋁合金板材在80-100°C的條件下鹽浴保溫SO-1OOh ； 6)陽極氧化處理:首先板材表面進(jìn)行表面的預(yù)處理，然后進(jìn)行兩次陽極氧化，兩次陽極氧化的條件為:一次陽極氧化的條件是硫酸100-120g/L，檸檬酸10-15g/L，乳酸5-8g/L，電流密度0.8-lA/dm2,電壓15-18V，氧化時(shí)間15_20min，二次陽極氧化的條件是硫酸+硫酸招(10:1 摩爾比)混合 120-150g/L,檸檬酸 15-20g/L,乳酸 5_8g/L，電流密度 1.2-1.5A/dm2，電壓18-20V，氧化時(shí)間60-80min，兩次陽極氧化之間采用50_60g/L硫酸和35_40g/L磷酸的混合溶液中漂洗20-30min。
【文檔編號】C22C21/10GK103526088SQ201310456567
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】季吉清 申請人:蘇州利達(dá)鑄造有限公司