一種數碼電子產品用壓鑄鋁合金的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種數碼電子產品用壓鑄鋁合金，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，具體是首先通過簡單的合金元素以及適量的配比，得到了具有優異壓鑄和陽極氧化性能的鋁合金，同時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的陽極氧化處理工藝和參數以獲得性能優異的數碼電子產品用壓鑄鋁合金。
【專利說明】一種數碼電子產品用壓鑄鋁合金
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋁合金的【技術領域】，特別是提供一種數碼電子產品用壓鑄鋁合金。
【背景技術】
[0002]隨著數碼電子產業以及通訊產業的迅速發展，手機、筆記本電腦與數碼相機等電子產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品的市場競爭力，制造廠商除了積極完善數碼電子產品的使用性能之外，也極力提升產品的美觀性與便攜性，以得到消費者的更多的青睞。因此，各種數碼電子產品都是朝向輕、薄、短、小發展，特別是手機、筆記本電腦等更要求其材質滿足輕、薄，以及美觀的要求，以適應消費者的使用需求。
[0003]一般而言，目前各種數碼電子產品的機殼等多是利用鎂合金或鋁合金經過壓鑄過程而形成。但是，由于鎂合金的原料價錢較高，并且鎂合金壓鑄的廢料氧化快且雜質含量多，因此鎂合金壓鑄的廢料無法重復地放回熔爐內再融化，加之鎂合金在壓鑄過程中往往會產生許多無法控制的缺陷，導致鎂合金的壓鑄生產成本比較高。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地放回熔爐內再融化，因此，利用鋁合金來制作各種數碼電子產品的殼體可以降低生產成本，進而增加產品在市場上的競爭力。
[0004]但鋁合金的比強度低于鎂合金，因此如何提高一般市售的鋁合金的機械強度，這是目前極受關注的一項重要課題。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，提高合金的力學性能也是人們一直追求的目標，特別是對于旋轉軸類等需要耐疲勞性能的零部件。
【發明內容】
[0005]本發明的目的即在于提供一種數碼電子產品用壓鑄鋁合金。
[0006]本發明中數碼電子產品用壓鑄鋁合金，其特征在于:合金具有如下的化學組成，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。
[0007]進一步優選的，所述的Si優選為2.4。
[0008]進一步優選的，所述的Ti優選為2.4。
[0009]本發明提供的數碼電子產品用壓鑄鋁合金通過以下方法制備得到:
[0010]I)原料準備: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；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、工業純鎂、工業純鋯和工業純鈦；
[0011]2)熔煉:先將上述各原料預熱至至少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、工業純鋯和純鈦，并持續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攪拌直至原料全部熔化，隨后降溫至650-670°C并將工業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同時加入精煉劑進行精煉，靜置20-30min后，檢驗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后壓鑄到經過預熱至至少200°C的模具的型腔中，其中充型開始時的熔體流速為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，直至充型壓鑄結束得到壓鑄鑄件；
[0013]4)固溶-淬火處理:將壓鑄鑄件經過冷軋和/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后進行水淬冷卻，板材出爐入水的時間小于2秒且冷卻水的溫度小于20°C ；
[0014]5)人工時效:首先將經固溶-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:首先板材表面進行表面的預處理，然后進行兩次陽極氧化，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]本發明的優點在于:(1)合理地設計了合金的成分，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以獲得性能優異的鋁合金；(4)采用了優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。
【具體實施方式】
[0017]實施例1-3，以及對比例1-5:
[0018]I)原料準備:按表1的合金的成分配比準備原料，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、工業純鎂、工業純鋯、工業純鈦等原料。
[0019]2)熔煉:先將上述各原料預熱至至少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、工業純鋯和純鈦，并持續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攪拌直至原料全部熔化，隨后降溫至660°C并將工業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同時加入精煉劑進行精煉，靜置30min后，檢驗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后壓鑄到經過預熱至250°C的模具的型腔中，其中充型開始時的熔體流速為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，直至充型壓鑄結束。
[0021]4)固溶-淬火處理:將壓鑄鑄件經過冷軋和/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后進行水淬冷卻，板材出爐入水的時間小于2秒且冷卻水的溫度小于20°C。
[0022]5)人工時效:首先將經固溶-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，從而得到數碼電子產品用壓鑄鋁合金。
[0023]6)陽極氧化處理:首先板材表面進行表面的預處理，然后進行兩次陽極氧化，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]
【權利要求】
1.一種數碼電子產品用壓鑄鋁合金，其特征在于:合金具有如下的化學組成，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。
2.根據權利要求1所述的鋁合金，其特征在于:所述的Si優選為2.4。
3.根據權利要求1所述的鋁合金，其特征在于:所述的Ti優選為2.4。
4.根據權利要求1-3任一項所述的鋁合金，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；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、工業純鎂、工業純鋯和工業純鈦； 2)熔煉:先將上述各原料預熱至至少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、工業純鋯和純鈦，并持續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攪拌直至原料全部熔化，隨后降溫至650-670°C并將工業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同時加入精煉劑進行精煉，靜置20-30min后，檢驗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后壓鑄到經過預熱至至少200°C的模具的型腔中，其中充型開始 時的熔體流速為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，直至充型壓鑄結束得到壓鑄鑄件； 4)固溶-淬火處理:將壓鑄鑄件經過冷軋和/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后進行水淬冷卻，板材出爐入水的時間小于2秒且冷卻水的溫度小于20°C ； 5)人工時效:首先將經固溶-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:首先板材表面進行表面的預處理，然后進行兩次陽極氧化，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 優先權日:2013年9月29日
【發明者】季吉清 申請人:蘇州利達鑄造有限公司