本發(fā)明涉及一種3c產(chǎn)品外觀件用6xxx系鋁合金及其加工方法，屬于有色金屬
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：通常6xxx系鋁合金存在室溫停放效應，即材料淬火后，必須立即進行人工時效，否則將推遲峰值時效時間，甚至降低峰值強度。但在6xxx系鋁合金生產(chǎn)過程中，由于設備或生產(chǎn)安排的原因，通常不能立即進行人工時效，因而將降低材料的力學性能。一般在6xxx系鋁合金中會添加少量的cu元素(如6061、6111)，以降低室溫停放效應對材料最終強度性能的不利影響。但cu的添加，會對材料的耐腐蝕性能產(chǎn)生不利的影響。另一方面，6xxx系鋁合金也被廣泛的應用于3c產(chǎn)品外觀件的制造中。在此應用中，需要6xxx系鋁合金具有高的陽極氧化效果。良好的陽極氧化效果受材料的成分影響，合金含量越高，陽極氧化效果出現(xiàn)下降的趨勢越大。但合金含量越高，材料的強度越高，而高強也是3c用鋁合金必須的性能。cu雖然可提高材料的強度，但卻對材料的陽極氧化效果有極為不利的影響。因此，有必要開發(fā)一種可避免室溫停放效應、具有高時效硬化能力且陽極氧化效果較佳、可用于3c產(chǎn)品外觀件制造的鋁合金。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種具有高時效硬化能力且陽極氧化效果較佳的3c產(chǎn)品外觀件用6xxx系鋁合金及其加工方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種3c產(chǎn)品外觀件用6xxx系鋁合金，其組成成分及含量為：mg0.4～0.8wt％、si0.4～0.8wt％、mn0.02～0.05wt％、ti0.02～0.05wt％、sn0.01～0.10wt.％、fe≤0.10wt％、cu≤0.01wt％、cr≤0.01wt％。進一步地，所述鋁合金中mg/si質(zhì)量比為0.9～1.1。前述6xxx系鋁合金的加工方法步驟為：所述6xxx系鋁合金鑄錠進行均勻化退火，于300～360℃保溫6～10小時，再在545～570℃保溫8～10小時；然后進行軋制、固溶處理；然后在室溫停放72小時內(nèi)進行人工時效。進一步地，所述人工時效參數(shù)為：160～200℃保溫2～12小時。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在：1、本發(fā)明所述材料通過合金成分和工藝的控制可減小自然時效對材料性能的不利影響；2、本發(fā)明所述鋁合金，固溶淬火后室溫停放72小時內(nèi)，最大原子團簇的尺寸小于4個原子，硬度上升小于5hv，而人工時效后硬度大于100hv；3、本發(fā)明通過添加微量元素、合理優(yōu)化合金成分及工藝控制，實現(xiàn)了較高時效硬化能力、高硬度及陽極氧化效果的結(jié)合，是制造對強度及陽極氧化效果有較高要求的電子產(chǎn)品外觀件的理想材料，市場應用前景廣闊。具體實施方式在6xxx系鋁合金中，mg、si元素是主要合金元素，其總含量及比例決定了材料的強度水平。mg、si元素總含量越高，則強度越高，但陽極氧化顏色效果則越差，所以綜合考慮，mg元素含量為0.4～0.8wt％，si元素含量為0.4～0.8wt％為宜；且，mg/si比例宜在0.9～1.1，以利于強化相的析出。6xxx系鋁合金cu的添加可降低室溫停放對材料性能不利的影響，但其含量不宜超過0.01wt％，否則將影響材料的耐腐蝕性能以及陽極氧化效果。mn、ti、cr為微量元素，添加到鋁合金中主要起控制晶粒尺寸的目的，但其含量不宜過高，否則影響陽極氧化顏色效果。故綜合考慮得出：mn0.02～0.05wt％、ti0.02～0.05wt.％、cr≤0.01wt％，fe為雜質(zhì)元素，其含量應為≤0.10wt％。6xxx系鋁合金之所以存在室溫停放效應一方面是因為受合金成分影響，而另一方面是因為鋁合金材料固溶淬火后，材料處于溶質(zhì)和空位的過飽和狀態(tài)，容易造成時效硬化過程緩慢。具體形成如下：鋁合金材料固溶淬火后，材料處于溶質(zhì)和空位的過飽和狀態(tài)，若材料在室溫停放，則空位會幫助mg、si溶質(zhì)移動，形成原子團簇(含mg、si)；室溫停放時間越久，原子團簇的尺寸越大，所形成的體積分數(shù)也越大。原子團簇在后續(xù)的人工時效過程中，并不能穩(wěn)定存在，而會首先溶解或者由于此時空位濃度較低，則造成時效硬化過程緩慢，并造成峰值硬度下降或者峰值時間嚴重滯后。本發(fā)明所述技術(shù)方案在材料中添加sn元素，就是因為其與空位結(jié)合能較高(比cu元素與空位的結(jié)合能高)，可減緩材料淬火后，室溫過程中原子團簇的形成(原子團簇的形成需要空位的參與)，即降低自然時效效應，因而可提高材料在淬火后的時效硬化動力學及峰值強度，甚至縮短峰值時間。但sn含量不宜過高，否則影響材料的陽極氧化效果，所以其含量優(yōu)選為0.01～0.10wt％。本發(fā)明所述6xxx系鋁合金，后續(xù)需進行均火處理、軋制、固溶、室溫停放以及時效處理。在均火處理上，所采用的工藝為300～360℃保溫6～10小時，然后再在545～570℃保溫8～10小時；低溫保溫是為了促進含sn的低熔點相的溶解，而高溫保溫則是為了促進mg2si相的溶解。對均火后的材料進行軋制及固溶處理，然后在室溫放置72小時內(nèi)進行人工時效；根據(jù)材料中sn含量的不同，需采取不同的人工時效制度，當sn含量較高時，可采用較低溫度，較短保溫時間，反之亦然。綜合考慮，人工時效制度為160～200℃保溫2～12小時。以下通過具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步描述。實施例1鑄錠成分及含量為：mg0.51wt％、si0.54wt％、mn0.03wt％、ti0.02wt％、sn0.01wt％、fe0.08wt％、cu0.01wt％、cr0.01wt％；鑄錠在300℃保溫10小時，然后再在570℃保溫10小時；然后進行軋制、固溶處理、室溫停放72小時內(nèi)，最大原子團簇的尺寸小于4個原子；人工時效制度為160℃保溫12小時。實施例2鑄錠成分及含量為：mg0.65wt％、si0.69wt％、mn0.04wt％、ti0.03wt％、sn0.10wt％、fe0.10wt％、cu0.008wt％、cr0.007wt％；鑄錠在360℃保溫6小時，然后再在545℃保溫8小時；然后進行軋制、固溶處理、室溫停放72小時內(nèi)，最大原子團簇的尺寸小于4個原子；人工時效制度為200℃保溫2小時。實施例3鑄錠成分及含量為：mg0.73wt％、si0.70wt％、mn0.05wt％、ti0.03wt％、sn0.10wt％、fe0.10wt％、cu0.008wt％、cr0.007wt％；鑄錠在360℃保溫6小時，然后再在545℃保溫8小時；然后進行軋制、固溶處理、室溫停放72小時內(nèi)，最大原子團簇的尺寸小于4個原子；人工時效制度為175℃保溫4小時。實施例4鑄錠成分及含量為：mg0.68wt％、si0.70wt％、mn0.04wt％、ti0.04wt％、sn0.05wt％、fe0.10wt％、cu0.006wt％、cr0.006wt％；鑄錠在340℃保溫7小時，然后再在560℃保溫9小時；然后進行軋制、固溶處理、室溫停放72小時內(nèi)，最大原子團簇的尺寸小于4個原子；人工時效制度為180℃保溫3.5小時。比較例1鑄錠成分及含量為：mg0.2wt％、si1.0wt％、mn0.10wt％、ti0.05wt％、fe0.10wt％、cu0.20wt％、cr0.20wt％；鑄錠在560℃保溫9小時；然后進行軋制、固溶處理、室溫停放72小時內(nèi)，最大原子團簇的尺寸24個原子；人工時效制度為175℃保溫8小時。比較例2鑄錠成分及含量為：mg0.68wt％、si0.70wt％、mn0.04wt％、ti0.04wt％、sn0.05wt％、fe0.10wt％、cu0.006wt％、cr0.006wt％；鑄錠在500℃保溫9小時；然后進行軋制、固溶處理、室溫停放72小時內(nèi)，最大原子團簇的尺寸小于4個原子；人工時效制度為180℃保溫4小時。比較例3鑄錠成分及含量為：mg1.0wt％、si0.2wt％、mn0.03wt％、ti0.03wt％、fe0.15wt％、cu0.15wt％、cr0.11wt％；鑄錠在340℃保溫7小時，然后再在560℃保溫9小時；然后進行軋制、固溶處理、室溫停放72小時內(nèi)，最大原子團簇的尺寸28個原子；人工時效制度為180℃保溫4小時。表1示意了實施例及比較例中合金的性能。表1：實施例及比較例中合金的陽極氧化效果材料室溫停放硬度上升人工時效硬度陽極氧化效果實施例1小于5hv102hv白實施例2小于5hv109hv白實施例3小于5hv112hv白實施例4小于5hv111hv白比較例130hv89hv暗、發(fā)黃比較例2小于5hv92hv白比較例332hv87hv暗、發(fā)黃由實施例和表1可知，本發(fā)明所述6系鋁合金材料通過合金成分和工藝的控制可減小自然時效對材料性能的不利影響；所述鋁合金加工方法，在固溶淬火后，室溫停放72小時內(nèi)，最大原子團簇的尺寸小于4個原子，硬度上升小于5hv，而人工時效后硬度大于100hv。綜上所述，本發(fā)明通過添加微量元素、合理優(yōu)化合金成分及工藝控制，實現(xiàn)了較高時效硬化能力、高硬度及陽極氧化效果的結(jié)合，是制造對強度及陽極氧化效果有較高要求的電子產(chǎn)品外觀件的理想材料。以上僅是本發(fā)明的具體應用范例，對本發(fā)明的保護范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12