专利名称：一种冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材的制备方法
技术领域：
本发明涉及铝合金领域，特别涉及一种冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材的制备方法。
背景技术：
目前，随着生活水平的提高，人们对手机的需求也提升到很高的档次，这就对相应的手机外观提出了更高的要求，传统的塑料质外壳的产品越来越不能满足人们的需求，金属外壳的手机极具强烈的金属质感，能带来无以伦比的视觉冲击感，同时具有手感细腻、耐磨、防摔、抗腐蚀等优点，倍受消费者推崇，代表高端电子产品的发展方向。目前已采用的金属外壳的手机所用的金属材料有镁合金、铝合金和不锈钢，其中采用铝合金带材生产的外壳具有美观、轻质的特点。由于这种外壳对铝带材的表面亮度、氧化涂色效果、深冲性能有着极高的要求。采用现有的铝合金牌号制备手机外壳的成型成品率一般只有70 80%，普遍存在的问题是良品率低、表面的外观质量欠佳，表面容易出现流线痕迹、斑点、疏松等铸造缺陷，很难保证手机外壳表面光洁平整的质量要求，而且带来很大的表面整修工作负担，严重制约了铝合金企业的生产能力，加大了生产成本。冲压成形是一种生产效率高、可直接使用性能优良的轧制板材而具有很大的市场优势和广阔的发展前景。拉深成形在冲压成形工艺中最为复杂，难度也较大。许多应用领域的零件采用冲压成型技术必须面对拉深成形的难题，这一难题也制约着现有牌号铝合金在手机外壳上的应用，对于常规冲压生产，更需要提供传统意义上的优质冲压板带。由此可见，冲压用铝合金带材应该具备更高的冲压性能。现有技术的产品和方法不能满足手机壳体的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材的制备方法。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下—种冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材的制备方法，所述的铝合金按重量百分比由以重量百分比计的下列组份组成0. 5 % 0. 8 %的Si、0. 05 % 0. 15 %的Fe、 0. 03% 0. 08%的 Μη、1· 5%~ 3. 5%的 Mg、0. 01% 0. 08%的 Ce、0. 2%~ 0. 3%的 Ti 和余量的Al组成；所述制备方法包括如下步骤(1)熔炼按铝合金带材中元素的上述重量百分比分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、纯镁锭、铝铈中间合金、铝钛中间合金和纯铝锭，然后加入到煤气反射炉中，在760°C 780°C条件下熔炼成铝合金熔液，再将铝合金熔液转入电阻反射炉中，经除气、扒渣后转入静置炉，静置15min 30min，得到熔炼好的铝合金熔液；(2)浇注调整步骤(1)中的铝合金熔液至705°C 715°C，经过陶瓷过滤器过滤后，铸造成铝合金铸锭；
(3)均勻化退火将步骤(2)制得的铝合金铸锭放置在退火炉中，以2°C 3°C / min的升温速率加热至595°C 605°C并保温8 10h，进行均勻化退火处理，炉冷到室温；(4)热轧先将铝合金铸锭加热到530°C 550°C后，利用热轧机进行开坯轧制，开坯后调整轧制温度为490°C 510°C进行2 3道次轧制，控制终轧温度465°C 475°C，将铝合金轧至厚度为4mm 5mm的带材；(5)冷轧根据最终产品需要，经过多道次冷轧，控制每道次的压下率为20 35%，道次之间采用中间退火处理，最终将铝合金轧至0. 3mm 0. 7mm。上述组份中，在铝合金中加入适量的Si、Fe、Mn元素提高铝带材的深冲性能，加入适量的Mg和Ti可提高铝合金的表面光泽，可提高铝合金带材的表面质量，加入适量的稀土元素Ce有利于改善铝合金的微观组织，从而同时有利于其拉深冲压性能和表面光洁度，这些元素的联合协同作用可使铝合金的综合力学性能优异，满足冲压拉深成型手机外壳的使用需求。上述方法中，通过精确选择和控制中间的均勻化退火处理的升温速率、退火温度和保温时间，调整了合金的微观组织结构，从而确保了最终产品具有良好的性能。本发明冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材的制备方法的有益效果为(1)通过合金化元素的合理选择和优化设计，使得各合金化元素达到协同效果，改善了铝合金带材的表面质量，光洁度高，制耳率低，大幅提高了铝合金的拉深冲压性能。(2)针对所设计的合金成分，通过在浇注后的均勻化退火工艺的制定和优化，以及对常规的熔炼、热轧、冷轧的工艺参数进行调整，特别是对热轧和冷轧的温度进行精确控制，使得所设计的合金的性能得以充分体现本发明的铝合金带材的综合力学性能优异，室温抗拉强度285-320MPa，延伸率大于25%，杯突值大于10nm，完全可满足冲压拉深成型手机外壳的使用需求。(3)所选用的合金化元素为常规合金化元素，原料成本低廉，制备工艺简单，易操作，适用范围广。
具体实施例方式实施例一一种冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材的制备方法，所述的铝合金按重量百分比由以重量百分比计的下列组份组成0. 5 %的Si、0. 15 %的Fe、0. 03 %的Mn、3. 5 %的Mg、 0. 01%的Ce、0. 3%的Ti和余量的Al组成，所述制备方法包括如下步骤(1)熔炼按铝合金带材中元素的上述重量百分比分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、纯镁锭、铝铈中间合金、铝钛中间合金和纯铝锭，然后加入到煤气反射炉中，在760°C 780°C条件下熔炼成铝合金熔液，再将铝合金熔液转入电阻反射炉中，经除气、扒渣后转入静置炉，静置15min，得到熔炼好的铝合金熔液；(2)浇注调整步骤(1)中的铝合金熔液至705°C 715°C，经过陶瓷过滤器过滤后，铸造成铝合金铸锭；(3)均勻化退火将步骤(2)制得的铝合金铸锭放置在退火炉中，以2V /min的升温速率加热至595°C°C并保温10h，进行均勻化退火处理，炉冷到室温；(4)热轧先将铝合金铸锭加热到530°C后，利用热轧机进行开坯轧制，开坯后调整轧制温度为490°C 510°C进行2 3道次轧制，控制终轧温度465°C 475°C，将铝合金轧至厚度为4mm的带材；(5)冷轧根据最终产品需要，经过多道次冷轧，控制每道次的压下率为20 35%，道次之间采用中间退火处理，最终将铝合金轧至0. 30mm。实施例二—种冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材的制备方法，所述的铝合金按重量百分比由以重量百分比计的下列组份组成0. 8 %的Si、0. 05 %的Fe、0. 08 %的Mn、1. 5 %的Mg、 0. 08%的Ce、0. 2%的Ti和余量的Al组成；所述制备方法包括如下步骤(1)熔炼按铝合金带材中元素的上述重量百分比分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、纯镁锭、铝铈中间合金、铝钛中间合金和纯铝锭，然后加入到煤气反射炉中，在760°C 780°C条件下熔炼成铝合金熔液，再将铝合金熔液转入电阻反射炉中，经除气、扒渣后转入静置炉，静置30min，得到熔炼好的铝合金熔液；(2)浇注调整步骤(1)中的铝合金熔液至705°C 715°C，经过陶瓷过滤器过滤后，铸造成铝合金铸锭；(3)均勻化退火将步骤(2)制得的铝合金铸锭放置在退火炉中，以3°C /min的升温速率加热至605°C并保温8h，进行均勻化退火处理，炉冷到室温；(4)热轧先将铝合金铸锭加热到550°C后，利用热轧机进行开坯轧制，开坯后调整轧制温度为490°C 510°C进行2 3道次轧制，控制终轧温度465°C 475°C，将铝合金轧至厚度为5mm的带材；(5)冷轧根据最终产品需要，经过多道次冷轧，控制每道次的压下率为20 35%，道次之间采用中间退火处理，最终将铝合金轧至0. 7mm。实施例三一种冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材的制备方法，所述的铝合金按重量百分比由以重量百分比计的下列组份组成0. 6%的Si、0. 08%的Fe、0. 05%的Mn、2. 0%的Mg、 0. 03%的Ce、0. 22%的Ti和余量的Al组成，所述制备方法包括如下步骤(1)熔炼按铝合金带材中元素的上述重量百分比分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、纯镁锭、铝铈中间合金、铝钛中间合金和纯铝锭，然后加入到煤气反射炉中，在760°C 780°C条件下熔炼成铝合金熔液，再将铝合金熔液转入电阻反射炉中，经除气、扒渣后转入静置炉，静置20min，得到熔炼好的铝合金熔液；(2)浇注调整步骤(1)中的铝合金熔液至705°C 715°C，经过陶瓷过滤器过滤后，铸造成铝合金铸锭；(3)均勻化退火将步骤(2)制得的铝合金铸锭放置在退火炉中，以2. 5°C /min的升温速率加热至600°C并保温9h，进行均勻化退火处理，炉冷到室温；(4)热轧先将铝合金铸锭加热到530°C 550°C后，禾Ij用热轧机进行开坯轧制，开坯后调整轧制温度为490°C 510°C进行2 3道次轧制，控制终轧温度465°C 475°C，将铝合金轧至厚度为4. 5mm的带材；(5)冷轧根据最终产品需要，经过多道次冷轧，控制每道次的压下率为20 35%，道次之间采用中间退火处理，最终将铝合金轧至0. 5mm。实施例四
一种冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材，所述的铝合金按重量百分比由以重量百分比计的下列组份组成0. 7%的Si、0. 12%的Fe、0. 06 %的Mn、3. 0 %的Mg、0. 05 %的 Ce、0. 28%的Ti和余量的Al组成；所述制备方法包括如下步骤(1)熔炼按铝合金带材中元素的上述重量百分比分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、纯镁锭、铝铈中间合金、铝钛中间合金和纯铝锭，然后加入到煤气反射炉中，在760°C 780°C条件下熔炼成铝合金熔液，再将铝合金熔液转入电阻反射炉中，经除气、扒渣后转入静置炉，静置20min，得到熔炼好的铝合金熔液；(2)浇注调整步骤(1)中的铝合金熔液至705°C 715°C，经过陶瓷过滤器过滤后，铸造成铝合金铸锭；(3)均勻化退火将步骤(2)制得的铝合金铸锭放置在退火炉中，以2. 5°C /min的升温速率加热至600°C并保温9h，进行均勻化退火处理，炉冷到室温；(4)热轧先将铝合金铸锭加热到530°C 550°C后，利用热轧机进行开坯轧制，开坯后调整轧制温度为490°C 510°C进行2 3道次轧制，控制终轧温度465°C 475°C，将铝合金轧至厚度为4. 5mm的带材；(5)冷轧根据最终产品需要，经过多道次冷轧，控制每道次的压下率为20 35%，道次之间采用中间退火处理，最终将铝合金轧至0. 5mm。实施例五一种冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材，所述的铝合金按重量百分比由以重量百分比计的下列组份组成0. 65%的Si、0. 10%的Fe、0. 05%的Mn、2. 5%的Mg、0. 04%的 Ce、0. 25%的Ti和余量的Al组成；所述制备方法包括如下步骤(1)熔炼按铝合金带材中元素的上述重量百分比分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、纯镁锭、铝铈中间合金、铝钛中间合金和纯铝锭，然后加入到煤气反射炉中，在760°C 780 V条件下熔炼成铝合金熔液，再将铝合金熔液转入电阻反射炉中，经除气、扒渣后转入静置炉，静置20min，得到熔炼好的铝合金熔液；(2)浇注调整步骤(1)中的铝合金熔液至705°C 715°C，经过陶瓷过滤器过滤后，铸造成铝合金铸锭；(3)均勻化退火将步骤(2)制得的铝合金铸锭放置在退火炉中，以2. 5°C /min的升温速率加热至600°C并保温9h，进行均勻化退火处理，炉冷到室温；(4)热轧先将铝合金铸锭加热到530°C 550°C后，利用热轧机进行开坯轧制，开坯后调整轧制温度为490°C 510°C进行2 3道次轧制，控制终轧温度465°C 475°C，将铝合金轧至厚度为4. 5mm的带材；(5)冷轧根据最终产品需要，经过多道次冷轧，控制每道次的压下率为20 35%，道次之间采用中间退火处理，最终将铝合金轧至0. 5mm。申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程， 但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进， 对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
权利要求
1.一种冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材的制备方法，其特征在于，所述的铝合金按重量百分比由以重量百分比计的下列组份组成0. 5 % 0. 8 %的Si、0. 05 % 0. 15 %的 Fe、0. 03% 0. 08% 的 Mn、1. 5% 3. 5% 的 Mg、0. 01% 0. 08% 的 Ce、0. 2% 0. 3% 的 Ti 和余量的Al组成；所述制备方法包括如下步骤(1)熔炼按铝合金带材中元素的上述重量百分比分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、纯镁锭、铝铈中间合金、铝钛中间合金和纯铝锭，然后加入到煤气反射炉中，在760 V 780 V条件下熔炼成铝合金熔液，再将铝合金熔液转入电阻反射炉中，经除气、扒渣后转入静置炉，静置15min 30min，得到熔炼好的铝合金熔液；(2)浇注调整步骤(1)中的铝合金熔液至705°C 715°C，经过陶瓷过滤器过滤后，铸造成铝合金铸锭；(3)均勻化退火将步骤(2)制得的铝合金铸锭放置在退火炉中，以2V 3°C/min的升温速率加热至595°C 605°C并保温8 10h，进行均勻化退火处理，炉冷到室温；(4)热轧先将铝合金铸锭加热到530°C 550°C后，利用热轧机进行开坯轧制，开坯后调整轧制温度为490°C 510°C进行2 3道次轧制，控制终轧温度465°C 475°C，将铝合金轧至厚度为4mm 5mm的带材；(5)冷轧根据最终产品需要，经过多道次冷轧，控制每道次的压下率为20 35%，道次之间采用中间退火处理，最终将铝合金轧至0. 3mm 0. 7mm。
2.如权利要求1所述的冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材的制备方法，其特征在于，其中第(3)步以2.5°C/min的升温速率加热至600°C并保温8 9h，进行均勻化退火处理，炉冷到室温。
3.如权利要求1所述的冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材的制备方法，其特征在于，其中所述的铝合金按重量百分比由以重量百分比计的下列组份组成0. 65%的Si、 0. 10%的 Fe、0. 05%的 Μη、2· 5%的 Mg、0. 04%的 Ce、0. 25%的 Ti 和余量的 Al 组成。
全文摘要
本发明公开了一种冲压拉深成型手机外壳用铝合金带材的制备方法，所述制备方法包括熔炼、浇注、均匀化退火、热轧、冷轧步骤。通过优化合金成分涉及，并通过在浇注后的均匀化退火工艺的制定和优化，以及对热轧和冷轧的温度进行精确控制，使得所设计的合金的性能得以充分体现本发明的铝合金带材的综合力学性能优异，室温抗拉强度285-320MPa，延伸率大于25％，杯突值大于10nm，完全可满足冲压拉深成型手机外壳的使用需求。
文档编号C22C21/08GK102352457SQ20111034228
公开日2012年2月15日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者濮晓芳 申请人:永鑫精密材料(无锡)有限公司