一种用于消费电子产品壳体的高强度铝合金及其挤压方法技术

本发明专利技术公开了一种用于消费电子产品壳体的高强度铝合金及其挤压方法，所述铝合金由以下质量百分比的成分组成：Zn 5.1～5.5%，Mg 0.85～1.05%，Cu 0.15～0.25%，Ti 0.015～0.03%，B 0.003～0.006%，Fe≤0.12%，Si≤0.1%，余量为Al和不可避免的其它杂质；其挤压方法包括配料、熔化铝合金液、炉内喷吹精炼、在线晶粒细化、在线除气过滤、半连续铸造、铸锭均匀化、加热与挤压、在线淬火和人工时效处理；通过该方法挤压的铝合金具有优异的氧化着色效果，氧化膜色泽均匀、质感细腻、光泽度高，适合于制作各种消费电子产品的壳体，满足电子产品大屏化和轻薄化的发展需求。

A high strength aluminum alloy for consumer electronics shell and its extrusion method

The present invention discloses a high strength aluminum alloy for consumer electronic product shell and its extrusion method. The aluminum alloy consists of the following mass percentage components: Zn 5.1 to 5.5%, Mg 0.85 to 1.05%, Cu 0.15 to 0.25%, Ti 0.015 to 0.03%, B 0.003 to 0.006%, Fe < 0.12%, Si < 0.1%, the allowance is Al and unavoidable. Other impurities; the extrusion methods include ingredients, molten aluminum alloy liquid, furnace injection refining, on-line grain refinement, on-line degassing, semi continuous casting, ingot homogenization, heating and extrusion, on-line quenching and artificial aging treatment. The aluminum alloy extruded by this method has excellent oxidation coloring effect and oxidation. The film is uniform in color, delicate in texture and high in gloss. It is suitable for the manufacture of various kinds of consumer electronic products, which can meet the development demand of large screen and light thin electronic products.

【技术实现步骤摘要】
一种用于消费电子产品壳体的高强度铝合金及其挤压方法
本专利技术涉及铝合金及其挤压
，特别涉及一种用于消费电子产品壳体的高强度铝合金及其挤压方法。
技术介绍
随着智能手机、平板电脑、液晶显示屏、智能电视等消费电子产品大屏化和轻薄化的发展，急需高强度的铝合金外壳、中框或边框来提高机身的抗弯能力，以避免机身受压时出现弯曲、弯折等现象，同时又要求铝合金具有优异的氧化着色效果，以满足消费者对电子产品外观件的高装饰性要求。目前，消费类电子产品壳体用铝合金主要是6063合金。6063合金为中强度铝合金，虽然具有优异的挤压加工性能和氧化着色效果，但其强度普遍较低，满足不了消费类电子产品大屏化和轻薄化的发展要求。7003合金是可热处理强化的高强度铝合金，虽然具有强度高的优点，但氧化着色效果较差，氧化膜常常存在组织条纹、色差等缺陷，导致7003合金氧化膜质感不够细腻、光泽度低，着色效果较差等，无法满足消费者对电子产品外观件的高装饰性要求。可见，现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种用于消费电子产品壳体的高强度铝合金及其挤压方法，通过优化7003合金的成分及其挤压工艺参数，使铝合金挤压材获得完全再结晶的细小均匀等轴晶粒组织，消除铝合金氧化膜的组织条纹和色差，提高铝合金的氧化着色效果。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种用于消费电子产品壳体的高强度铝合金，所述铝合金由以下质量百分比的成分组成：Zn5.1～5.5%，Mg0.85～1.05%，Cu0.15～0.25%，Ti0.015～0.03%，B0.003～0.006%，Fe≤0.12%，Si≤0.1%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其中，Ti与B的质量比为5:1，其它杂质单个含量≤0.01%，总量≤0.05%。一种用于消费电子产品壳体的高强度铝合金的挤压方法，包括以下步骤：S001.选用纯度为99.85%的铝锭、纯度为99.9%的锌锭、纯度为99.9%的镁锭以及Al-10Cu合金和Al-5Ti-1B合金丝为原材料；S002.将铝锭放入熔化炉中770～780℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为5.1～5.5%的锌锭、0.85～1.05%的镁锭和1.5～2.5%的Al-10Cu合金，搅拌熔化成铝合金液；S003.用纯度为99.9%的氩气对熔化炉内铝合金液喷吹精炼10～15分钟，扒渣后再静置30～40分钟；S004.将熔化炉内铝合金液导入流槽，然后将占原材料总重量为0.3～0.6%的Al-5Ti-1B合金丝加入到铝合金液中进行在线晶粒细化处理；S005.将经过在线晶粒细化处理后的铝合金液依次流过设置在流槽上的除气机和泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；S006.将除气过滤后的铝合金液在电磁搅拌下半连续铸造成铝合金铸锭；S007.将铝合金铸锭加热均匀化处理两次，水雾强制冷却至室温；S008.将步骤S007处理后的铝合金铸锭加热并挤压成型，然后穿水冷却至室温；S009.将步骤S008处理后的铝合金加热时效，随炉冷却后得成品。所述用于消费电子产品壳体的高强度铝合金的挤压方法中，所述步骤S005中的除气机的旋转速度为150～160转/分钟、氩气流量为5～6立方米/小时，泡沫陶瓷过滤板的孔隙度为100～120ppi。所述用于消费电子产品壳体的高强度铝合金的挤压方法中，所述步骤S006中铝合金铸锭的铸造条件为：铸造温度670～680℃、铸造速度120～130毫米/分钟、冷却水压力1～2MPa、电磁频率20～30kHz和电磁功率100～110kW。所述用于消费电子产品壳体的高强度铝合金的挤压方法中，所述步骤S007中铝合金铸锭的均匀化处理过程为：先加热至350～360℃均匀化处理2-3小时，再继续加热到560～570℃均匀化处理3-4小时。所述用于消费电子产品壳体的高强度铝合金的挤压方法中，所述步骤S008中铝合金铸锭挤压成型的条件为：加热至450～460℃，在挤压速度5～6米/分钟、挤压比80～90、模具温度430～440℃条件下进行挤压成形。所述用于消费电子产品壳体的高强度铝合金的挤压方法中，所述步骤S009中将成型后的铝合金加热至160～170℃时效6～8小时，随炉冷却后得成品。有益效果：本专利技术提供了一种用于消费电子产品壳体的高强度铝合金及其挤压方法，与现有技术相比，具有以下优点：（1）本专利技术通过优化设计铝合金的成分组成，解决了7003合金的强度与氧化膜质量之间的矛盾关系，确保铝合金具有高强度和优异的氧化着色效果；（2）本专利技术通过炉内喷吹精炼和炉外在线除气过滤措施，大幅度地提高铝合金的洁净度，消除了气孔、夹杂等组织缺陷，确保铝合金获得高强度和优异的氧化着色效果；（3）本专利技术通过采用Al-5Ti-1B合金丝在线晶粒细化处理和电磁搅拌半连续铸造技术制备铝合金铸锭，细化铝合金铸锭的晶粒组织，确保铝合金挤压后获得完全再结晶的细小均匀等轴晶粒组织；（4）本专利技术通过优化设计铝合金铸锭的均匀化、加热和挤压工艺参数，使铝合金挤压材获得完全再结晶的细小均匀等轴晶体组织，消除了氧化膜的组织条纹和色差，提高铝合金的氧化着色效果；（5）所述铝合金的抗拉强度大于360MPa，断后伸长率大于12%，阳极氧化色膜色泽均匀、质感细腻、光泽度高，具有优异的着色效果，适用于制造各种对强度和表面装饰性要求较高的铝合金板材或管棒型材。附图说明图1为本专利技术提供的所述用于消费电子品壳体的高强度铝合金的挤压方法的流程图。具体实施方式本专利技术提供一种用于消费电子品壳体的高强度铝合金及其挤压方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种用于消费电子产品壳体的高强度铝合金，所述铝合金由以下质量百分比的成分组成：Zn5.1～5.5%，Mg0.85～1.05%，Cu0.15～0.25%，Ti0.015～0.03%，B0.003～0.006%，Fe≤0.12%，Si≤0.1%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其中，Ti与B的质量比为5:1，其它杂质单个含量≤0.01%，总量≤0.05%。Zn、Mg、Cu是铝合金的主要合金元素，这些元素在铝合金中具有固溶强化作用，另外，Zn和Mg还可析出MgZn2强化相，Cu和Al还可析出Al2Cu强化相，进一步增强铝合金的强度。Zn、Mg、Cu的含量越高，铝合金的强度也越高，但铝合金的氧化膜的质量也会逐渐变差，氧化膜出现发灰、发暗、泛黄等问题。申请人通过对合金成分的系统研究后发现，当Zn含量小于5.1%，Mg含量小于0.85%或者Cu含量小于0.15%时，铝合金的强度达不到电子产品大屏化和轻薄化发展对铝合金外壳所需的360MPa；当Zn含量大于5.5%，Mg含量大于1.05%或者Cu含量大于0.25%时，会导致铝合金的强度过高，挤压加工十分困难，特别是铝合金的氧化膜质量会出现显著恶化；当Zn含量为5.1～5.5%，Mg含量为0.85～1.05%，Cu含量为0.15～0.25%时，可以平衡铝合金强度与氧化膜质量的矛盾关系，满足电子产品对铝合金外壳的强度和氧化膜质量要求。Ti、B是以Al-5Ti-1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于消费电子产品壳体的高强度铝合金，其特征在于，所述铝合金由以下质量百分比的成分组成：Zn 5.1～5.5%，Mg 0.85～1.05%，Cu 0.15～0.25%，Ti 0.015～0.03%，B 0.003～0.006%，Fe≤0.12%，Si≤0.1%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其中，Ti与B的质量比为5:1，其它杂质单个含量≤0.01%，总量≤0.05%。

【技术特征摘要】
1.一种用于消费电子产品壳体的高强度铝合金，其特征在于，所述铝合金由以下质量百分比的成分组成：Zn5.1～5.5%，Mg0.85～1.05%，Cu0.15～0.25%，Ti0.015～0.03%，B0.003～0.006%，Fe≤0.12%，Si≤0.1%，余量为Al和不可避免的其它杂质，其中，Ti与B的质量比为5:1，其它杂质单个含量≤0.01%，总量≤0.05%。2.一种如权利要求1所述的用于消费电子产品壳体的高强度铝合金的挤压方法，其特征在于，包括以下步骤：S001.选用纯度为99.85%的铝锭、纯度为99.9%的锌锭、纯度为99.9%的镁锭以及Al-10Cu合金和Al-5Ti-1B合金丝为原材料；S002.将铝锭放入熔化炉中770～780℃加热熔化，然后加入占原材料总重量为5.1～5.5%的锌锭、0.85～1.05%的镁锭和1.5～2.5%的Al-10Cu合金，搅拌熔化成铝合金液；S003.用纯度为99.9%的氩气对熔化炉内铝合金液喷吹精炼10～15分钟，扒渣后再静置30～40分钟；S004.将熔化炉内铝合金液导入流槽，然后将占原材料总重量为0.3～0.6%的Al-5Ti-1B合金丝加入到铝合金液中进行在线晶粒细化处理；S005.将经过在线晶粒细化处理后的铝合金液依次流过设置在流槽上的除气机和泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理；S006.将除气过滤后的铝合金液在电磁搅拌下半连续铸造成铝合金铸锭；S007.将铝合金铸锭加热均匀化处理两次，水雾强制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈慧，林玉金，黄志其，王顺成，
申请(专利权)人：佛山市三水凤铝铝业有限公司，广东凤铝铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44