一种Al-Zn-Mg合金及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及侣合金材料及其制造领域，尤其是指一种M-化-Mg合金及其制备方 法与应用。
【背景技术】
[0002] 侣合金具有比重轻、强度高、散热性能好、易加工、阳极氧化装饰效果优良，且可回 收再利用等诸多特点被广泛应用于各类商品的制造。近年来，电子消费品市场呈现爆发式 增长，市场上涌现出各种各样结构及装饰的电子产品，其中的侣合金结构及装饰更是高端 产品的象征。随着消费观念的不断进步和更新，消费者对便携式电子设备（如笔记本电脑、 平板电脑、智能手机、移动电源等）的需求向着结构更牢固、质量更轻、外观更薄、更亮、更 耐磨方向发展。6063和6061侣合金具有优良的阳极氧化效果和中等强度力学性能，是制造 便携式电子设备外壳和框体结构的优秀材料。
[0003] 6063和6061合金虽然阳极氧化效果优良，但强度（硬度）中等，耐磨性一般，在日 常使用中易磨损，受压易变形，使用一段时间后产品外观会急剧变旧，满足不了新形势下消 费者的需求。众所周知，7000系合金属于高强度合金，阳极氧化效果较差，氧化表面光泽度 低，且极易产生线条状斑纹（纤维晶组织形状）。故提高侣合金材料的综合性能，同时满足 耐用性和装饰性等技术指标对便携式电子设备乃至整个电子消费品市场都具有较大的经 济价值和现实意义。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供一种M-化-Mg合金及其制 备方法与应用，该合金具有较高强度、更低的泽火敏感性和成型性，同时具有优良的阳极氧 化性能。
[0005] 为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下：
[0006] 一种Al-Zn-Mg合金，该合金包含W下按质量百分比计的组分：化为6.0~6. 5%， Mg为 1. 1 ~1. 4%，Si《0. 10%，Fe《0. 10% ,Cu《0. 12%，Mn《0. 15%，Cr《0. 15%， Ti《0. 10%，其他杂质总量<0. 15%，余量为Al;其中化与Mg的质量比为：化/Mg= 4. 3~ 5. 9。 阳007]本合金成分在设计时，顾名思义有效成份为：A^^-Mg。在提高合 金强度基础上充分考虑热加工成形时工件生成有利于阳极氧化效果的再结晶组织。在 A^^-Mg合金中，化和Mg元素是形成强化相的主要合金元素，两者同时存在时会形成 n(M拉山）和T(AlzM拓化3)等时效强化相，合金随着Zn、Mg含量的增加，其抗拉强度随之增 加。本合金按化/Mg为4. 3~5. 9的质量比设计（优选化/Mg= 5. 0~5. 5)，目的使化与 Mg可W充分利用，形成Mg化2(n)的析出强化相。n析出相因固溶溫度低（约420°C)，所 W固溶热处理简单，可W在线上进行固溶热处理。并且该合金的泽火敏感度低，可W用较慢 的冷却速率进行泽火（如风冷、水雾冷却等）而不牺牲力学性能，如此可W保证最终产品的 尺寸精度和力学性能。
[0008] 化在M-化-Mg合金中能提高沉淀相的弥散度，有利于提高合金的强度及阳极氧 化表面光泽度，但同时使合金热加工所需负荷加大，增加合金的泽火敏感度，不利于本合金 的使用。本发明将化的含量控制在0. 12%W下，使合金具有更好的的综合性能，但又不增 加加工的负荷，兼顾生产的操作和控制。
[0009] Mn及化在侣合金基体当中与基体合金侣在均匀化处理时发生相变反应： Al+Mn-MnAle和Al+Cr-CrAl7。MnAle和CrAl7相能阻止侣合金的再结晶过程，提高再 结晶溫度，细化再结晶组织的晶粒，使合金再结晶困难，但泽火敏感性增加，使热处理困难。 Mn、化的添加会使合金高溫强度提高，不利于热加工成形。本发明Mn、化质量百分比均控 制在0.15%W下，主要使本合金在热加工过程中的生产速度加快及更加容易产生再结晶的 晶粒结构，W利于提高合金阳极氧化效果。而量的控制使得本合金的热处理变得简单。微 量的Ti,可W细化合金铸造晶粒，有利于提高合金力学性能。但较多的Ti使得合金高溫强 度增加，热成型性能降低，不利于本发明，所WTi的量需要严格控制。
[0010] 化和Si是合金中不可避免的有害杂质Je能降低侣合金的机械性能，提高合金再 结晶溫度，不利于热加工时生成再结晶组织，同时含化相易在氧化表面形成微孔桐降低氧 化表面光泽度，降低合金阳极氧化效果。Si能降低侣合金强度。Fe、Si同时存在时，除化Als 和Si相外，主要W不溶或难溶的AlyCuzFe、MgzSi、AWeMnSi等脆性相和共晶化合物的形式 存在，增加合金的热裂倾向。因此本发明需尽量降低化、Si含量。
[0011] 上述Al-Zn-Mg合金的制备方法，包括W下步骤： 阳01引1)将侣、锋、儀采用侣锭、锋锭和儀锭，按照前述的M-化-Mg合金的比例进行备 料；其中侣锭最好选择化质量百分含量为：化《0.08%的侣锭，W更方便达到最终合金比 例中化《0. 10%的目的（主要考虑加工的过程中因侣的损耗或其他含铁物料的加入会使 合金中含化比例上升）；
[0013] 由于现实中侣锭、锋锭和儀锭不可避免地带有Si、Fe、化、Mn、化、Ti及其他杂质， 所WSi、Fe、化、Mn、化、Ti不需要特别备料，而是当成杂质来进行上限控制的；而且在实际 生产中，也可W选择侣锭、锋锭和儀锭稍微预多一点点余量W对冲杂质的份量。
[0014] 2)将侣锭加热到730-760°C进行烙化，侣锭完全烙化后得到侣烙体，再对侣烙体 加入第1)步备料的锋锭和儀锭，对侣烙体进行合金化； 阳01引如按化g/吨侣烙体的比例向侣烙体中加入精炼剂，进行精炼，精炼溫度 730-750°C，精炼时间30~50分钟，在精炼的同时向侣烙体中通入高纯氣气进行揽拌、排 气，然后化渣；
[0016] 4)对得到的侣烙体进行静置30~50分钟处理；
[0017]5)将侣烙体进行铸造，铸造溫度控制在680~700°C，诱铸获得合金圆铸锭；
[0018] 6)将获得的合金圆铸锭加溫至450±5°C后保溫4小时，再升溫至510±5°C保溫 10小时，然后用水雾强冷至室溫，最终得到所需的M-化-Mg合金。
[0019] 在第3)和第4)步之间还包括A步骤：取样分析化学成分，若合金成分不在权利要 求1所述的范围内，则通过成分微调，将合金成分控制在权利要求1所述的范围内，用于对 应生产过程的损耗。
[0020] 在第4)和第5)步之间还包括B步骤：对侣烙体进行深度净化。
[0021] 所述对侣烙体进行深度净化是指通过箱式除气装置和双级过滤系统进行深度净 化，除此外还可采用其他净化设备和程序。
[0022] 在步骤2)中所述的将侣锭加热到730-760°C进行烙化是指，将侣锭装入蓄热式火 焰反射节能炉中进行烙化；在步骤5)中采用半连续水冷铸造法诱铸获得合金圆铸锭；在步 骤6)中，将获得的合金圆铸锭在均匀化热处理炉中加溫。
[0023] 上述M-化-Mg合金用于制造便携式电子设备外壳或框架结构用的侣板和/或侣 管，或用于制造高强度和/或高亮度产品用的管棒型材。
[0024] 本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果： 阳02引1、本发明合金在T6状态下抗拉强度O400Mpa、屈服强度O。.2> 360Mpa、断后 延伸率5 > 14%。与7003-T6国家标准相比，本合金强度高出14%，屈服强度高出25%， 断后延伸率高出75%。
[00%] 2、本合金在具备较高强度的同时还具有极佳的阳极氧化性能，在T6状态下，阳极 氧化效果与6063合金相当，氧化表面光泽度可达到650GS(光泽度值）W上，比同等条件下 6063合金高出30%W上，很好地解决了 7000系高强合金阳极氧化性能差的技术难题。 [0027] 3、考虑到本合金具有较高强度，同时具备优良的阳极氧化性能，作为最佳的应用， 本发明合金可W作为制造对较高强度、装饰性表面或两者都有需求的工业用侣合金材料， 如便携式电子设备外壳或框架结构材料、轿车保险杠用材料等。
【附图说明】 阳02引图1为