一种手机边框用6系合金阳极氧化铝板带材及其制备方法技术

本发明专利技术属于铝及铝合金的制备领域，具体涉及一种能满足手机边框要求的屈服强度≥300mpa、经阳极氧化后无明显料纹的6系合金轧制铝板带材及其制备方法。合金的成分为Si：0.5~0.7%，Fe：0.08%，Cu：0.45~0.55%，Mn：0.1~0.2%，Mg：0.8~1.0%，Ti：0.025%；Mg/Si=1.3~1.6，余量为AL和不可避免的杂质。本发明专利技术产品具有高强度和优秀阳极氧化外观的特点，产品经时效热处理后，屈服强度超过300mpa，因为条带式生产，且厚度进度高，非常适和通过卷材连续冲压的方式，直接获得“口”字型产品，通过大幅减少CNC节省成本、提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种手机边框用6系合金阳极氧化铝板带材及其制备方法
本专利技术属于铝及铝合金带材的制备领域，具体涉及一种手机边框用6系合金阳极氧化铝板带材及其制备方法。
技术介绍
随着电子行业5G网络时代的到来，为避免手机金属外壳对5G信号的干扰，手机外观设计已逐渐由后盖和边框金属一体化，向边框金属、后盖玻璃或塑料的方向发展。为更好的保护整机避免在意外跌落过程损坏，要求手机边框材料具有足够高的强度，考虑到不锈钢加工成本高，7系合金阳极氧化时氧化膜易于脱落，6系合金逐渐成为各手机终端最为看好的金属材料，一般要求屈服强度≥300mpa，即表面硬度≥HV115。因手机边框均作为外观件使用，外观质量高，即要求不能有料纹等色差缺陷，对铝材的内部晶粒和组织均提出了严格的要求。现有技术中，6系合金手机边框材料一般有两种方法：第一种为使用截面为“一”字型的板片状挤压型材、经全CNC机加工后制得边框，但使用该方法生产时，CNC加工成本高，生产时间长效率低，经了解，目前高强度的6系合金挤压材中可满足高表面阳极氧化质量需求的产品较少；第二种同样通过挤压获得，但挤压获得的截面为“口”字型，即挤出的边缘即为手机边框，但该方法在生产不含Cu的类似6063的合金的低强度产品(经时效热处理后表面硬度HV80左右)时，获得的产品可以满足阳极外观需求，但挤压生产含Cu量超过0.3wt%含量，经时效后表面硬度超过HV110的产品时，因挤压模具的特殊性，焊合线必然存在，该部位阳极后会出现异色，故该生产方案不适用于高强度6系合金的生产。目前行业内的部分轧制铝板带厂商，通过优化合金成分，实现了铝板带轧制方式生产6063合金，并能满足电子产品外观件的一般需求，但查阅相关标准可知，该合金T6状态下的屈服强度远不及300mpa，如专利CN106868435A公开，致使该产品不能再手机边框上大量应用；也有部分铝合金厂商通过成分和工艺改良，生产出来的轧制板材屈服强度进一步提高，如专利CN107338375A提出一种6系铝合金及其加工方法，阳极氧化后外观料纹较好，但屈服强度只接近270mpa，与300mpa的下限需求仍有差距；在挤压材领域开发高强度6系合金阳极氧化铝板带材的相对更多，还有专利CN107385290A公开了一种具有优异氧化效果的高强度铝合金及其制备方法和应用，屈服强度甚至达到380mpa，但无法满足连续冲压生产。另有专利CN103882271A公开了一种高强度高延伸率AL-Mg-Si-Cu合金材料及其制备方法，屈服强度也达到370mpa，但专利技术中未提到是否符合阳极需求，以及是否可以进行连续冲压生产。而目前手机行业的需求迫在眉睫，需要一款生产成本低、效率高，阳极外观质量好，屈服强度优良的产品。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种满足手机边框使用的，屈服强度≥300mpa，经阳极后表面料纹优良、满足连续冲压成型的高效率生产的手机边框用铝板带材制造方法，该制造方法下生产的厚度在4.0~10.0mm的铝板带材，可替代传统挤压型材作为手机边框使用。本专利技术立足于市场的需求，以具有中等强度的6013合金作为切入点，并结合高强度、高阳极外观质量的实际需求，对热阳极料纹的影响因素进行了细致的研究分析，并进行反复试验、检测，结果发现产品内部的化合物的种类、大小和分布、晶粒的大小等与强度和阳极外观关系密切。本专利技术是基于该发现而完成的，其目的在于提供一种表面硬度高、阳极外观质量优良的手机边框用6系合金铝板带材的制造方法。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：所述手机边框用6系合金铝板带材，其组成成分包括：按质量分数计，Si：0.5~0.7%，Fe：0.08%，Cu：0.45~0.55%，Mn：0.1~0.2%，Mg：0.8~1.0%，Ti：0.025%；Mg/Si=1.3~1.6，制造过程中产生的杂质，每种杂质的重量百分比最高为0.03%，余量为Al和不可避免的杂质。铸锭中的主要粗大化合物均为AlFeSi相，通过合理控制成分含量配比，减少杂质，避免形成粗大化合物；通过控制镁硅比，保证硅过程，有效改善合金的耐腐蚀性。所述手机边框用6系合金铝板带材的制备方法，以铝锭、铝中间合金锭、速溶硅为原料，经熔化、铸造、均热、热轧、固溶热处理、预拉伸（必要时）和时效热处理制得手机外壳用铝合金带材。具体包括以下步骤：1）铝锭经过熔炼炉融化，配料后，进行半连续铸造，制得的大板锭；2）铸锭获得后直接进行均热处理，随后安排锯切和铣面，最后安排热轧；3）热处理后制得的成品，进行固溶热处理、预拉伸和时效热处理，最后获得厚度4.0-10.0mm的成品。步骤1）制得大板锭，其铸锭厚度在300~560mm。均热工艺为金属温度390~410℃保温8~12h，随后升温至530~540℃保温30~40h。热轧开轧温度455±3℃，轧制过程锭温控制380~450℃，热轧终轧温度305~365℃，热轧厚度为4.0~10.0mm。步骤3）中的固溶热处理中，固溶速度为540~570℃/1~2h，淬火时的入水水温需控制在15~40℃，淬火转移时间≤10s。步骤3）中的时效热处理中，人工时效前的自然时效时间需控制在8h内，时效制度为170℃/14~24h。步骤3）制得成品后，带材任意界面的晶粒长度和宽度均≤50μm，金属间化合物尺寸≤5μm。步骤3）制得成品后，带材的抗拉强度≥320mpa、屈服强度≥300mpa，延伸率≥11%；因大板锭制得的铸锭内部区域偏析严重，且6系合金内部具有较多的含镁的低熔点相，为避免铸造过程中的粗生相过烧，并最大限度的实现可溶第二相化合物全部溶解，在均匀化过程先安排低温热处理，促进低熔点相的充分溶解，随后将均匀化温度提高到540℃左右，并做30小时以上的长时保温，有效改善铸锭宽度和厚度方面的宏观偏析，以便保证成品的化合物尺寸。通过良好的热轧、固溶制度，有效提高Mg合金的溶度，并通过保证淬火入水水温和淬火转移时间，提高合金的固溶度，从而保证成品的晶粒和化合物尺寸细小均匀，使具有阳极氧化后氧化膜均匀无料纹的特点，因产品固溶过程充分，冷却工艺合适，产品在经时效热处理后，屈服强度≥300mpa，完全满足手机边框用铝的需求。本专利技术的显著优点在于：（1）本专利技术下的6系合金轧制板带材，具有高强度和优秀阳极氧化外观的特点，产品经时效热处理后，屈服强度超过300mpa，因为条带式生产，且厚度进度高，非常适和通过卷材连续冲压的方式，直接获得“口”字型产品，通过大幅减少CNC节省成本、提高生产效率。（2）本专利技术下生产的阳极氧化用6系合金铝板带产品，与传统阳极氧化用6系合金相比，在屈服强度相当、阳极外观质量优良的条件下，通过使用轧制方式生产，大幅提高生产效率；制得的6系合金板带材，可实现手机壳体制作过程实现连续冲压，有效替代传统挤压型材单片冲压的生产方式，显著提高加工过程的效率，并可降低生产成本、缩短产出周期；在生产成本和效率上均更有优势。具体实施方式本专利技术的手机边框用6系合金铝板带材，在Mg含量为0.8~1.0wt%、镁硅比1.3-1.6的6系铝合金中，配以特定范围的Cu、Mn、Ti等合金元素后进行熔炼，制得的板锭经均热、铣面、热轧和必要的热处理后，将化合物大小、晶粒尺寸控制到设定范围，获得物理性能优良的6系合金轧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手机边框用6系合金阳极氧化铝板带材，其特征在于，以重量百分含量表示，所述产品的化学合金成分组成为：Si：0.5~0.7%，Fe：0.08%，Cu：0.45~0.55%，Mn：0.1~0.2%，Mg：0.8~1.0%，Ti：0.025%；Mg/Si=1.3~1.6，余量为Al和不可避免的杂质；其中每种杂质的重量百分比最高为0.03%。

【技术特征摘要】
1.一种手机边框用6系合金阳极氧化铝板带材，其特征在于，以重量百分含量表示，所述产品的化学合金成分组成为：Si：0.5~0.7%，Fe：0.08%，Cu：0.45~0.55%，Mn：0.1~0.2%，Mg：0.8~1.0%，Ti：0.025%；Mg/Si=1.3~1.6，余量为Al和不可避免的杂质；其中每种杂质的重量百分比最高为0.03%。2.一种制备如权利要求1所述的手机边框用6系合金阳极氧化铝板带材的方法，其特征在于：以铝锭、铝中间合金锭、速溶硅为原料，经熔化、铸造、均热、热轧、固溶热处理、预拉伸、时效热处理制得手机外壳用铝合金带材。3.根据权利要求2所述的手机边框用6系合金阳极氧化铝板带材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）铝锭经过熔炼炉融化，配料后，进行半连续铸造，制得的大板锭；2）铸锭获得后直接进行均热处理，随后安排锯切和铣面，最后安排热轧；3）热处理后制得的成品，进行固溶热处理、预拉伸和时效热处理，最后获得厚度4.0-10.0mm的成品。4.根据如权利要求3所述的手机边框用6系合金阳极氧化铝板带材的制备方法，其特征在于：步骤1）制得大板锭，其铸锭厚度在300~560mm。5.根据如权利要求3所述的手机边框用6系合金阳极氧化铝板带材...

【专利技术属性】
技术研发人员：江钟宇，郑翰，黄瑞银，张宸玮，兰政，
申请(专利权)人：中铝瑞闽股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35