一种数码电子产品用压铸铝合金的阳极氧化处理工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种数码电子产品用压铸铝合金以及其相应的阳极氧化处理工艺，一次阳极氧化的条件是硫酸100-120g/L，柠檬酸10-15g/L，乳酸5-8g/L，电流密度0.8-1A/dm2，电压15-18V，氧化时间15-20min，二次阳极氧化的条件是硫酸+硫酸铝（10:1摩尔比）混合120-150g/L，柠檬酸15-20g/L，乳酸5-8g/L，电流密度1.2-1.5A/dm2，电压18-20V，氧化时间60-80min。经过最优的二次阳极氧化工艺，并合理控制了参数以获得性能优异的数码电子产品用压铸铝合金。
【专利说明】一种数码电子产品用压铸铝合金的阳极氧化处理工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝合金的【技术领域】，特别是提供一种数码电子产品用压铸铝合金及其阳极氧化处理工艺。
【背景技术】
[0002]随着数码电子产业以及通讯产业的迅速发展，手机、笔记本电脑与数码相机等电子产品的普遍性与日俱增，成为人人必备的日常用品。而为了提高各种电子产品的市场竞争力，制造厂商除了积极完善数码电子产品的使用性能之外，也极力提升产品的美观性与便携性，以得到消费者的更多的青睐。因此，各种数码电子产品都是朝向轻、薄、短、小发展，特别是手机、笔记本电脑等更要求其材质满足轻、薄，以及美观的要求，以适应消费者的使用需求。
[0003]一般而言，目前各种数码电子产品的机壳等多是利用镁合金或铝合金经过压铸过程而形成。但是，由于镁合金的原料价钱较高，并且镁合金压铸的废料氧化快且杂质含量多，因此镁合金压铸的废料无法重复地放回熔炉内再融化，加之镁合金在压铸过程中往往会产生许多无法控制的缺陷，导致镁合金的压铸生产成本比较高。比较而言，铝合金的原料成本则相对低廉，并且铝合金压铸的废料可重复地放回熔炉内再融化，因此，利用铝合金来制作各种数码电子产品的壳体可以降低生产成本，进而增加产品在市场上的竞争力。
[0004]但铝合金的比强度低于镁合金，因此如何提高一般市售的铝合金的机械强度，这是目前极受关注的一项重要课题。另一方面，由于铝合金在使用之前为了提高耐腐蚀性和着色等需要，通常要进行阳极氧化处理，而处理后对于合金的疲劳性能有不利影响，如果能够在保证耐腐蚀和美观性的前提下，提高合金的力学性能也是人们一直追求的目标，特别是对于旋转轴类等需要耐疲劳性能的零部件。
【发明内容】
[0005]本发明的目的即在于提供一种数码电子产品用压铸铝合金以及相应的阳极氧化处理工艺。本发明中的压铸铝合金的阳极氧化处理工艺为，首先板材表面进行表面的预处理，然后进行两次阳极氧化，两次阳极氧化的条件为:一次阳极氧化的条件是硫酸100-120g/L，柠檬酸10-15g/L，乳酸5_8g/L，电流密度0.8-1 A/dm2,电压15-18V，氧化时间15-20min，二次阳极氧化的条件是硫酸+硫酸铝(10:1摩尔比)混合120_150g/L，柠檬酸15-20g/L，乳酸5-8g/L，电流密度1.2-1.5A/dm2，电压18-20V，氧化时间60_80min，两次阳极氧化之间采用50-60g/L硫酸和35-40g/L磷酸的混合溶液中漂洗20_30min。
[0006]本发明中的铝合金具体通过以下步骤制备得到:
[0007]1)原料准备:合金的成分配比为(wt.%):Zn4.5-4.8、Cul.8-2.0、Mgl.6-1.8、Si2.2-2.5、Zr0.05-0.1、Ni0.4-0.6、Ti0.5_1，余量为铝和不可避免的杂质；其中上述合金成分来自于纯度为99.9%的纯铝、硅含量为12-15%的铝硅合金、锌含量为10-15的铝锌合金、电解铜、电解镍、工业纯镁、工业纯锆、工业纯钛等原料。[0008]2)熔炼:先将上述各原料预热至至少150°C，然后将纯铝置于熔炼炉中加热升温至780-800°C，随后加入电解铜、电解镍、工业纯锆和纯钛，并持续搅拌直至原料全部熔化，之后降温至700-730°C并加入铝硅合金和铝锌合金并持续搅拌直至原料全部熔化，随后降温至650-670°C并将工业纯镁按压至熔体底部维持至少3-5min，之后搅拌熔体并再次升温至780-800°C同时加入精炼剂进行精炼，静置20-30min后，检验熔体成分合格后完成熔炼。
[0009]3)压铸:将成分合格的熔体降温至720_750°C后压铸到经过预热至至少200°C的模具的型腔中，其中充型开始时的熔体流速为0.1-0.3m/s、铸造压力为80-85MPa，充型率超过70%后，提高熔体的流速至1.5-1.8m/s、铸造压力为90_100MPa，直至充型压铸结束得到压铸铸件。
[0010]4)固溶-淬火处理:将压铸铸件经过冷轧和/或热轧加工后得到铝合金板材，将铝合金板材在480-500°C条件下盐浴固溶处理IOmin后进行水淬冷却，板材出炉入水的时间小于2秒且冷却水的温度小于20°C。
[0011]5)人工时效:首先将经固溶-淬火处理的铝合金板材在100-120°c的条件下盐浴保温3-4h，空冷至室温后再将铝合金板材加热至180-20(TC条件下，盐浴保温l_2h空冷至室温，随后再将铝合金板材在80-100°C的条件下盐浴保温80-100h。
[0012]其中优选的，阳极氧化处理时，一次阳极氧化的条件优选硫酸110g/L，柠檬酸12g/L，乳酸7g/L，电流密度0.9A/dm2，电压17V，氧化时间18min ；
[0013]进一步优选的，二次阳极氧化的条件是硫酸+硫酸铝(10:1摩尔比)混合140g/L，柠檬酸18g/L，乳酸7g/L，电流密度1.4A/dm2，电压20V，氧化时间70min。
[0014]本发明的优点在于:(1)合理地设计了合金的成分，通过简单的合金元素以及适量的配比，得到了具有优异压铸和阳极氧化性能的铝合金；(2)采取了合适的原料和熔炼工艺，保证了合金的性能；(3)选择了最佳的压铸工艺参数以获得性能优异的铝合金；(4)采用了优化的两次阳极氧化处理，最 大限度地抑制了阳极氧化处理对于疲劳性能的恶化。
【具体实施方式】
[0015]实施例1-3，以及对比例1-5:
[0016]I)原料准备:按表1的合金的成分配比准备原料，其中纯度为99.9%的纯铝、硅含量为12-15%的铝硅合金、锌含量为10-15的铝锌合金、电解铜、电解镍、工业纯镁、工业纯锆、工业纯钛等原料。
[0017]2)熔炼:先将上述各原料预热至至少20(TC，然后将纯铝置于熔炼炉中加热升温至800°C，随后加入电解铜、电解镍、工业纯锆和纯钛，并持续搅拌直至原料全部熔化，之后降温至720°C并加入铝硅合金和铝锌合金并持续搅拌直至原料全部熔化，随后降温至660°C并将工业纯镁按压至熔体底部维持至少5min，之后搅拌熔体并再次升温至800°C同时加入精炼剂进行精炼，静置30min后，检验熔体成分合格后完成熔炼。
[0018]3)压铸:将成分合格的熔体降温至720°C后压铸到经过预热至250°C的模具的型腔中，其中充型开始时的熔体流速为0.lm/s、铸造压力为80MPa，充型率超过70%后，提高熔体的流速至1.5m/s、铸造压力为90MPa，直至充型压铸结束。
[0019]4)固溶-淬火处理:将压铸铸件经过冷轧和/或热轧加工后得到铝合金板材，将铝合金板材在480°C条件下盐浴固溶处理IOmin后进行水淬冷却，板材出炉入水的时间小于2秒且冷却水的温度小于20°C。
[0020]5)人工时效:首先将经固溶-淬火处理的铝合金板材在120°C的条件下盐浴保温3h，空冷至室温后再将铝合金板材加热至200°C条件下，盐浴保温1.5h后空冷至室温，随后再将铝合金板材在100°C的条件下盐浴保温85h，从而得到数码电子产品用压铸铝合金。
[0021]6)阳极氧化处理:首先板材表面进行表面的预处理，然后进行两次阳极氧化，两次阳极氧化的条件为:一次阳极氧化的条件是硫酸100g/L，柠檬酸10g/L，乳酸5g/L，电流密度0.8A/dm2,电压15V,氧化时间15min, 二次阳极氧化的条件是硫酸+硫酸招(10:1摩尔比)混合120g/L,柠檬酸15g/L,乳酸5g/L,电流密度1.2A/dm2,电压18V,氧化时间60min,两次阳极氧化之间采用55g/L硫酸和35g/L磷酸的混合溶液中漂洗30min。
[0022]表1
[0023]
【权利要求】
1.一种数码电子产品用压铸铝合金的阳极氧化处理工艺，其特征在于: 所述阳极氧化处理工艺为，首先板材表面进行表面的预处理，然后进行两次阳极氧化，两次阳极氧化的条件为:一次阳极氧化的条件是硫酸100-120g/L，柠檬酸10-15g/L，乳酸5-8g/L,电流密度0.8-1 A/dm2,电压15-18V，氧化时间15_20min，二次阳极氧化的条件是硫酸+硫酸铝(10:1摩尔比)混合120-150g/L，柠檬酸15-20g/L，乳酸5-8g/L，电流密度1.2-1.5A/dm2，电压18-20V，氧化时间60_80min，两次阳极氧化之间采用50_60g/L硫酸和35-40g/L磷酸的混合溶液中漂洗20-30min。
2.根据权利要求1所述的阳极氧化处理工艺，其特征在于: 一次阳极氧化的条件优选硫酸110g/L，柠檬酸12g/L，乳酸7g/L，电流密度0.9A/dm2，电压17V,氧化时间18min。
3.根据权利要求1所述的阳极氧化处理工艺，其特征在于: 二次阳极氧化的条件是硫酸+硫酸铝(10:1摩尔比)混合140g/L，柠檬酸18g/L，乳酸7g/L,电流密度1.4A/dm2，电压20V，氧化时间70min。
4.根据权利要求1所述的阳极氧化处理工艺，其特征在于: 所述数码电子产品用压铸铝合金通过以下步骤制备得到， 1)原料准备:根据权利要求1所述的化学组成准备原料，其中合金成分来自于纯度为99.9%的纯铝、硅含量为12-15%的铝硅合金、锌含量为10-15的铝锌合金、电解铜、电解镍、工业纯镁、工业纯锆和工业纯钛； 2)熔炼:先将上述各原料预热至至少150°C，然后将纯铝置于熔炼炉中加热升温至780-800°C，随后加入电解铜、电解镍、工业纯锆和纯钛，并持续搅拌直至原料全部熔化，之后降温至700-730°C并加入铝硅合金和铝锌合金并持续搅拌直至原料全部熔化，随后降温至650-670°C并将工业纯镁按压至熔体底部维持至少3-5min，之后搅拌熔体并再次升温至780-800°C同时加入精炼剂进行精炼，静置20-30min后，检验熔体成分合格后完成熔炼； 3)压铸:将成分合格的熔体降温至720-750°C后压铸到经过预热至至少200°C的模具的型腔中，其中充型开始时的熔体流速为0.1-0.3m/s、铸造压力为80-85MPa，充型率超过70%后，提高熔体的 流速至1.5-1.8m/s、铸造压力为90_100MPa，直至充型压铸结束得到压铸铸件； 4)固溶-淬火处理； 5)人工时效。
【文档编号】C22C21/10GK103484916SQ201310454673
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】季吉清 申请人:苏州利达铸造有限公司