一种Al-Zn-Mg铝合金中厚板材及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于金属材料及其加工技术领域，涉及一种铝合金板材，尤其涉及一种Al-Zn-Mg铝合金中厚板材及其制备方法。
【背景技术】
[0002]手机、平板电脑、笔记本电脑等IT产品的外观结构件要求材质具有强度高、导热性良好、具电磁屏蔽性、尺寸稳定、外观好等特点，技术向轻量薄壁化方向发展，以期达到保护、散热、美观的作用。通常采用的材料是ABC和PC工程塑料与碳纤维或玻璃纤维的复合塑料，有些高档IT外观件采用镁、钛、铝等轻金属的合金制造。随着铝工业的发展，铝及铝合金凭其优良性能将在IT外观件材料方面发挥重要作用。与传统的塑料相比，铝合金材料具有强度高、导热性好、易于后期阳极、着色处理等优点逐渐应用于IT产品中。然而由于铝合金后期加工后表面仍存在料纹、色泽差等缺陷，并且普通铝合金的硬度一般只有50-60HB，越来越满足不了高端IT产品对外观和强度的要求。因此，新一代产品一新型铝合金板、带、型材在IT产品中应运而生。该产品是采用具有优异阳极氧化性能的铝合金与航空用硬铝合金，生产出具有高比强度、高成形性、高表面性、金属质感强的IT外观件。与IT用普通铝合金相比，新型铝合金材料的最大优势在于后期加工后表面无料纹，氧化效果好和强度高。目前，国外产品如苹果、三星等品牌已采用高端铝合金材料，国内0ΡΡ0、华为手机外壳、边框等外观结构件也逐渐开始采用铝合金，这将拉动国内IT外观件用铝合金市场。
[0003]然而，现有技术制备的IT厚板具有以下缺点:(I)表面存在料纹；(2)阳极氧化后色泽不均匀；(3)表面硬度较低。因此，开发出高表面、高强度的IT外观结构件用新型铝合金材料产品，有效降低IT产品的重量，改善其外观造型和提高其散热性能，已成为促进国内高端铝加工产品发展的方向之一。
【发明内容】
[0004]针对上述存在的技术问题，本发明的发明目的是:提供一种Al-Zn-Mg铝合金中厚板材及其制备方法，本发明的铝合金中厚板材厚度为5-10mm，表面硬度2 150HV;板材表面一致，没有料纹，阳极氧化后色泽均匀并接近纯铝金属本色。
[0005]为了达到上述发明目的，本发明采取的技术方案是:
[0006]—种Al-Zn-Mg铝合金中厚板材，按质量百分数计，所述铝合金中厚板材主要包含下列元素成分= Mg= I.0?2.0，Zn = 6.0?7.0,Cu < 0.05,Fe < 0.08,Si < 0.05,Cr < 0.05,^量为Al和不可避免的元素，每种不可避免的元素都低于0.05且总量小于0.15。
[0007]本发明还提供了上述一种Al-Zn-Mg铝合金中厚板材的制备方法，所述方法包括以下步骤:
[0008](I)熔炼:将各种原料按照重量百分比混合，加热至740?760°C，使物料熔化，保温3 ?7h;
[0009](2)除气、过滤:将熔化后的铝液进行除气，然后过滤除去铝熔体中的不熔物；
[0010](3)铸造:将除气过滤的铝液进行浇注，冷却至室温，得到厚度为400?700mm的铸锭；
[0011](4)均热处理:将铸锭置于均热炉中加热保温，进行均匀化处理；
[0012](5)锯切、铣面:将均质处理后的铸锭运至锯床和铣床进行锯切和铣面；
[0013](6)预热、热乳:将加工后的铸锭在热乳车间的预热炉进行预热，预热温度为400?550°C，时间为I?25h，预热后将铸锭热乳成厚度为5?1mm的板材或卷材，热乳终乳温度<240。。；
[0014](7)切边或横刀开卷:将板材或卷材自然冷却后，先进行切边处理或开卷并矫直后进行切边处理；
[0015](8)固溶淬火:将切边处理好的板材进行固溶处理，然后在水中进行淬火，得到淬火后的板材；
[0016](9)拉伸:淬火后的板材在拉伸机上拉伸，拉伸量为I?3% ；
[0017](10)时效:将拉伸后的板材进行时效处理；
[0018](11)锯切:使用锯床锯切时效处理后的板材，得到铝合金中厚板材成品。
[0019]进一步地，所述均热处理的温度为400?550°C，保温I?50h，然后冷却至室温。
[0020]进一步地，所述固溶的温度为450?490°C，保温时间为I?4h。
[0021 ] 进一步地，所述时效处理温度为110?140°C，保温时间为12?24h。
[0022]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0023](I)通过调整招合金成分及合金化学元素含量的相对比例，减少杂质对招合金的不良影响，从而减小裂纹倾向；尤其是通过调整铝合金中Mg和Zn元素的质量百分数，使Mg和Zn在合金中可以形成强化相，引起晶格畸变，从而提高铝合金的强度和硬度。
[0024](2)本发明在工艺上采用拉伸机消减残余应力;采用连续辊底式淬火炉固溶淬火，保证中厚板材的性能均匀性。
[0025](3)本发明的铝合金中厚板材厚度为5?10mm，表面硬度2 150HV，阳极氧化后表面无料纹，颜色接近铝金属本色，可广泛用于IT外观结构件。
【具体实施方式】
[0026]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0027]实施例1
[0028]—种Al-Zn-Mg铝合金中厚板材，按质量百分数计，所述铝合金中厚板材主要包含下列元素成分:Mg 1.0,Zn 6.0,Cu 0.05,Fe 0.08,Si 0.05,Cr 0.05，余量为Al和不可避免的元素，每种不可避免的元素都低于0.05且总量小于0.15ο
[0029]本发明还提供了上述一种Al-Zn-Mg铝合金中厚板材的制备方法，所述方法包括以下步骤:
[0030](I)熔炼:将各种原料按照重量百分比混合，加热至740°C使物料熔化，保温3h;
[0031](2)除气、过滤:将熔化后的铝液进行除气，然后过滤除去铝熔体中的不熔物；
[0032](3)铸造:将除气过滤的铝液进行浇注，冷却至室温，得到厚度为420mm的铸锭；
[0033](4)均热处理:将铸锭置于均热炉中加热保温，进行均匀化处理，均热处理的温度为400°C，保温10h，然后冷却至室温；
[0034](5)锯切、铣面:将均质处理后的铸锭运至锯床和铣床进行锯切和铣面；
[0035](6)预热、热乳:将加工后的铸锭在热乳车间的预热炉进行预热，预热温度为400°C，时间为10h，预热后将铸锭热乳成厚度为5_的板材或卷材，热乳终乳温度为210°C;
[0036](7)切边或横刀开卷:将板材或卷材自然冷却后，先进行切边处理或开卷并矫直后进行切边处理；
[0037](8)固溶淬火:将切边处理好的板材进行固溶处理，固溶的温度为450°C，保温时间为2h ；然后在水中进行淬火，得到淬火后的板材；
[0038](9)拉伸:淬火后的板材在拉伸机上拉伸，拉伸量为I % ;
[0039](10)时效:将拉伸后的板材进行时效处理，时效处理温度为110°C，保温时间为24h；
[0040](11)锯切:使用锯床锯切时效处理后的板材，得到铝合金中厚板材成品；根据GB/T4340.1-2009金属材料维氏硬度进行测试，得到板材表面硬度为150HV，阳极氧化后表面无料纹，颜色接近铝金属本色的铝合金板。
[0041 ] 实施例2
[0042]—种Al-Zn-Mg铝合金中厚板材，按质量百分数计，所述铝合金中厚板材主要包含下列元素成分:Mg 1.3,Zn 6.5,Cu 0.05,Fe 0.08,Si 0.05,Cr 0.05，余量为Al和不可避免的元素，每种不可避免的元素都低于0.05且总量小于0.15ο
[0043]本发明还提供了上述一种Al-Zn-Mg铝合金中厚板材的制备方法，所述方法包括以下步骤:
[0044](I)熔炼:将各种原料按照重量百分比混合，加热至750°C使物料熔化，保温4h;
[0045](2)除气、过滤:将熔化后的铝液进行除气，然后过滤除去铝熔体中的不熔物；
[0046](3)铸造:将除气过滤的铝液进行浇注，冷却至室温，得到厚度为620_的铸锭；
[0047](4)均热处理:将铸锭置于均热炉中加热保温，进行均匀化处理，均热处理的温度为550°C，保温4