【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及铝合金，特别是涉及一种铝合金材料及其制备方法和铝合金结构件。
技术介绍
1、铝合金是一种轻金属材料，由于其良好的性能而被广泛应用于航空、航天、交通、机械、消费电子等行业。其中，al-zn-mg-cu系铝合金是强度较高的一类。现有应用在3c(包括计算机、通讯和消费电子产品)领域的al-zn-mg-cu系铝合金最高屈服强度为460-480mpa，若使用更高强度的al-zn-mg-cu系铝合金，则铝合金阳极氧化膜层外观效果和可靠性会下降，这是因为更高强度的al-zn-mg-cu系铝合金通常是通过高含量的zn形成更多的强化相mgzn2从而带来强度的增加，但是高含量的zn元素会导致阳极氧化膜层外观效果和可靠性的下降，主要表现为阳极氧化膜层产生麻点，膜层易脱落、腐蚀倾向增加等，从而限制了al-zn-mg-cu系铝合金在3c领域的使用。
2、因此，有必要开发一种同时兼顾高屈服强度、良好阳极氧化外观效果和膜层可靠性的al-zn-mg-cu系铝合金，以拓宽在消费电子等领域的应用。
技术实现思路
1、鉴于此，本申请实施例提供一种铝合金材料，兼具高屈服强度、良好阳极氧化外观效果和膜层可靠性，从而可以拓宽在3c领域的应用，提高3c产品市场竞争力。
2、本申请实施例第一方面提供一种铝合金材料，该铝合金材料包括如下重量百分比的组分：zn：5.5％-6.5％，mg：1.4％-2.2％，cu：0.1％-0.5％，以及al和不可避免的杂质，所述铝合金材料不含锶和锆，所述铝合金
3、本申请实施例提供的铝合金材料，为一种al-zn-mg-cu系铝合金材料，通过将合金元素zn、mg和cu控制在适合的含量范围，在各特定含量元素的协同作用下结合特定工艺制备，可以保证铝合金材料良好的阳极氧化外观效果和膜层可靠性，并兼具高屈服强度，从而可以拓宽al-zn-mg-cu系铝合金在3c领域的应用，更好地满足3c领域外观件需同时兼顾高屈服强度、良好阳极氧化外观效果和膜层可靠性的需求，提升3c设备外观和抗变形能力，进而提升用户体验。
4、本申请实施方式中，所述铝合金材料的组织结构内部的相包括α-al相和析出于所述α-al相内的析出相，所述析出相包括mgzn2强化相。其中，所述相是指具有同一化学成分、同一原子聚集状态和性质的均匀连续组成部分，不同相之间有界面分开。mgzn2是mg与zn形成的金属间化合物。
5、本申请实施方式中，所述mgzn2强化相的尺寸小于10nm。该铝合金材料的组织结构内部的mgzn2强化相的尺寸小，有利于提高al-zn-mg-cu系铝合金的屈服强度。
6、本申请实施方式中，所述铝合金材料中，所述mgzn2强化相的体积分数大于4％。即尺寸在10nm以下的mgzn2强化相占整个铝合金材料的体积分数大于4％。mgzn2强化相尺寸小且分布密度高，有利于更好地提升铝合金材料的屈服强度。
7、本申请实施方式中，α-al相中的al晶粒的平均尺寸小于150μm。al晶粒尺寸小，能够使铝合金材料内部形成更紧密的结构，更好地提高铝合金材料的力学性能。
8、本申请实施方式中，铝合金材料的屈服强度大于或等于520mpa。其中，屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，也就是抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服现象出现的金属材料，规定以产生0.2％残余变形的应力值作为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。铝合金材料的屈服强度越高，则抵抗变形的能力越高，将其用于3c领域外观件的制备，能够更好地抵抗外力，降低因受外力导致的变形和破坏风险，更好地保持外观件的结构稳定性。
9、本申请实施方式中，铝合金材料的抗拉强度大于或等于560mpa。抗拉强度是金属材料由均匀塑性形变向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力，即金属材料在拉断前承受的最大应力值。抗拉强度即表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形。铝合金抗拉强度高，说明铝合金材料在做拉力试验时将其拉断需要的力更大，表明铝合金材料的抗破坏力更强，将该铝合金材料用于3c领域外观件的制备，能够更好地抵抗外力，保持外观件的结构稳定性。
10、本申请实施方式中，铝合金材料的延伸率大于或等于5％。延伸率是描述材料塑性性能的指标，是试样拉伸断裂后标距段的总变形δl与原标距长度l之比的百分数。延伸率越高，则材料的延展性和韧性越好，将其用于3c领域外观件的制备，能够更好地抵抗外部冲击、挤压和拉力等各种压力，提高外观件的耐久性。延伸率高还意味着可塑性更强，即能够更好地适应不同的形状和尺寸，可以在生产过程中更容易地被加工成各种形状的外观件，能够更好地匹配产品的各种要求，提高产品的可靠性和稳定性。
11、本申请实施方式中，铝合金材料的维氏硬度大于或等于140hv。维氏硬度，是指用一个相对面间夹角为136度的金刚石正棱锥体压头，在规定载荷f作用下压入被测试样表面，保持定时间后卸除载荷，测量压痕对角线长度d，进而计算出压痕表面积，最后求出压痕表面积上的平均压力，即为金属的维氏硬度值，用符号hv表示。在实际测量中，并不需要进行计算，而是根据所测d值，直接进行查表得到所测硬度值。
12、本申请实施方式中，锌(zn)是al-zn-mg-cu系铝合金材料的主要合金元素，zn元素可与mg元素结合形成具有显著强化效果的mgzn2相，明显提升铝合金强度和硬度。然而，过高的zn元素含量，会导致铝合金耐蚀性降低，以及阳极氧化膜外观效果和膜层可靠性的降低。本申请将zn元素加入量控制在5.5％-6.5％，有利于较好地提升铝合金强度，同时获得良好的阳极氧化膜外观效果和膜层可靠性，有利于应用在3c类产品。
13、本申请实施方式中，镁(mg)与zn元素结合形成强化相mgzn2，对合金强化提升明显，但镁元素含量太高会使铝合金材料的加工成型性能下降，还会降低铝合金的韧性。本申请将mg元素加入量控制在1.8％-2.2％，有利于较好地提升铝合金强度，同时使铝合金获得良好的加工成型性能和较高韧性，有利于加工成各种形状的产品，降低产品裂纹的产生风险。
14、本申请实施方式中，铜(cu)元素具有一定的固溶强化作用，且与al可形成金属间化合物al2cu，可提升铝合金的强度，同时还能提高铝合金的耐蚀性能。而过量cu元素的添加也会带来铝合金材料可焊接性的下降，还会使得在阳极氧化处理过程中形成红色的cu2o，从而导致阳极氧化膜表面出现异色，例如发黄，影响阳极氧化外观。本申请将cu元素加入量控制在≤0.35，有利于较好地提升铝合金强度，同时使铝合金获得良好的耐蚀性和阳极氧化效果。
15、本申请实施例的铝合金材料，通过加入适量的锌(zn)、镁(mg)和铜(cu)元素，可形成al-zn-mg-cu系高强高韧铝合金，得到具有高强度、高韧性、高耐蚀性和良好阳极氧化性能本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料包括如下重量百分比的各组分：Zn：5.5％-6.5％，Mg：1.4％-2.2％，Cu：≤0.1％-0.5％，以及Al和不可避免的杂质，所述铝合金材料不含锶和锆，所述铝合金材料的屈服强度大于或等于520MPa。
2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的组织结构内部的相包括α-Al相和析出于所述α-Al相内的析出相，所述析出相包括MgZn2强化相，所述MgZn2强化相的尺寸小于10nm。
3.根据权利要求2所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料中，所述MgZn2强化相的体积分数大于4％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述α-Al相中的Al晶粒的平均尺寸小于150μm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的抗拉强度大于或等于560MPa。
6.根据权利要求1-5任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的延伸率大于或等于5％。
7.根据权利要求1-6任一项所述的铝合
8.根据权利要求1-7任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料进行阳极氧化后所得阳极氧化膜无材料纹，无麻点。
9.根据权利要求1-8任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料进行阳极氧化后所得阳极氧化膜能够通过48h中性盐雾试验、和/或48h人工酸汗试验、和/或48h人工碱汗试验、和/或120h高温高湿试验。
10.根据权利要求1-9任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料还包括重量百分比小于5％的其他金属元素，所述其他金属元素包括：硅、铁、锰、铬、钛、钒、硼中的一种或多种。
11.根据权利要求1-10任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料中，不可避免杂质的重量百分比小于或等于0.15％。
12.根据权利要求1-11任一项所述的铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括：
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述变形处理的变形量控制在5％-30％范围内。
14.根据权利要求12或13所述的制备方法，其特征在于，所述变形处理的方式包括锻压、拉伸或轧制。
15.根据权利要求12-14任一项所述的制备方法，其特征在于，所述时效处理的温度为100℃-150℃，时间为8-20小时。
16.一种铝合金结构件，其特征在于，包括铝合金结构件本体和形成在所述铝合金结构件本体表面的阳极氧化膜，所述铝合金结构件本体采用权利要求1-11任一项所述的铝合金材料或权利要求12-15任一项所述的制备方法制得的铝合金材料制成。
17.根据权利要求16所述的铝合金结构件，其特征在于，所述阳极氧化膜无材料纹，无麻点。
18.根据权利要求16或17所述的铝合金结构件，其特征在于，所述阳极氧化膜能够通过48h中性盐雾试验、和/或48h人工酸汗试验、和/或48h人工碱汗试验、和/或120h高温高湿试验。
19.一种终端设备，其特征在于，包括权利要求16-18任一项所述的铝合金结构件，所述铝合金结构件的阳极氧化膜作为所述终端设备的外观面。
20.根据权利要求19所述的终端设备，其特征在于，所述铝合金结构件包括终端设备的后盖、中框、金属卡托、侧键或外观装饰件。
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料包括如下重量百分比的各组分：zn：5.5％-6.5％，mg：1.4％-2.2％，cu：≤0.1％-0.5％，以及al和不可避免的杂质，所述铝合金材料不含锶和锆，所述铝合金材料的屈服强度大于或等于520mpa。
2.根据权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的组织结构内部的相包括α-al相和析出于所述α-al相内的析出相，所述析出相包括mgzn2强化相，所述mgzn2强化相的尺寸小于10nm。
3.根据权利要求2所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料中，所述mgzn2强化相的体积分数大于4％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述α-al相中的al晶粒的平均尺寸小于150μm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的抗拉强度大于或等于560mpa。
6.根据权利要求1-5任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的延伸率大于或等于5％。
7.根据权利要求1-6任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料的维氏硬度大于或等于140hv。
8.根据权利要求1-7任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料进行阳极氧化后所得阳极氧化膜无材料纹，无麻点。
9.根据权利要求1-8任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料进行阳极氧化后所得阳极氧化膜能够通过48h中性盐雾试验、和/或48h人工酸汗试验、和/或48h人工碱汗试验、和/或120h高温高湿试验。
10.根据权利要求1-9任一项所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料还包...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁绫，朱旭，林虹帆，杨达彬，钟皓，黄信文，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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