一种含钪可氧化压铸铝合金、制备方法和结构件的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种含钪可氧化压铸铝合金及该铝合金的制备方法，该铝合金具有按质量计l%?2%WMn、l%?2%WNi、l%?3%WZn、0.8%?2%的Mg、0.05%?0.3%的Sc、0.05%?0.2%的Zr、90%?95%的A1、小于0.15%的Fe、Si杂质。本发明还公开了一种含该铝合金材料的结构件。本发明的铝合金强度、阳极氧化和压铸性能好，该铝合金可用于制作满足高外观和性能要求的薄壁类壳体构件。
【专利说明】-种含钪可氧化压铸铝合金、制备方法和结构件
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铝合金，特别是涉及一种含钪可氧化压铸铝合金、制备方法和含 有该铝合金的结构件。
【背景技术】
[0002] 传统的压铸铝合金主要为Al-Si、Al-Mg、Al-Zn等系列合金，Al-Si系列合金因为 存在较高的Si含量，该系合金流动性最好，因此应用最为广泛，但由于硅对阳极氧化有不 利的影响，使得它在外观件的应用上存在较大的局限。
[0003] Al-Mg系合金可进行阳极氧化，但Mg易造成铸件热脆，流动性不佳，不利于薄壁件 的压铸。Al-Zn系强度较高，但也存在热裂倾向，铸造性能也不佳。
[0004] 针对上述问题，近年来也有不少研究机构在以下方面进行了研究
[0005] 1、如针对Al-Si系列进行优化，希望解决该系列合金的阳极氧化问题，但事实证 明，除了可实现黑色阳极氧化外，其他颜色的氧化仍旧不能实现，这对需要装饰性外观的壳 体来说，应用有限。
[0006] 2、进行新型压铸铝的研究，如Al-Mn-C0系列，具有较好的阳极氧化性能，但其铸 造性能仍旧远差于Al-Si系列，且其强度不高，尤其不能满足薄壁件对于力学性能的要求。
【发明内容】
[0007] 本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种高强度、阳极氧化和压铸 性能好的铝合金及其制备方法，该铝合金可用于制作满足高外观和性能要求的薄壁类壳体 构件。
[0008] 另一目的是提供一种含有所述铝合金材料的电子设备的结构件。
[0009] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0010] 一种含钪可氧化压铸铝合金，具有按质量计1 %?2 %的Mn、1 %?2 %的Ni、1 %? 3% 的 Ζη、0· 8%?2% 的 Mg、0. 05%?0· 3% 的 Sc、0. 05%?0· 2% 的 Zr、90%?95% 的 A1、 小于0. 15%的Fe、Si杂质。
[0011] 所述铝合金的组分优选选自以下任一种组合：
[0012] 具有按质量计1%的]?11、1%的附、1.2%的211、0.8%的]\%、0.08%的3(3、0.12%的 Zr ；
[0013] 具有按质量计 1% 的 Mn、l% 的 Ni、2.5% 的 Ζη、1·2% 的 Mg、0. 1%的 Sc、0. 15%的 Zr ；
[0014] 具有按质量计 1%的 Mn、l%的 Ni、l. 5%的 Ζη、0· 8%的 Mg、0. 08%的 Sc、0. 11%的 Zr0
[0015] 具有按质量计1.8%的]^、1.5%的附、3%的211、1.5%的]\%、0.05%的3(3、0.11% 的Zr。
[0016] 优选地，Zn和Mg的总含量在2%?5%，同时Zn/Mg在1.5?2. 5范围内。
[0017] 优选地，所含杂质含量小于0. 5 %。
[0018] 一种电子设备的结构件，是含有所述的铝合金材料的结构件。
[0019] 本发明的有益效果：
[0020] 通过本发明的Mn、Ni、Zn、Mg、Sc、Zr、Al合金元素配比组合，使得本发明的铝合金 同时获得可阳极氧化、可压铸、和较高强度的综合性能。其中采用Mn、Ni、Sc等合金元素而 非Si元素，可以达到压铸性能和可阳极氧化性能俱佳的效果；优选添加一定量配比的Zn, Mg元素，特别是按Zn和Mg的总含量在2%?5%且Zn :Mg在1. 5?2. 5的配比，能够在保 证较好的铸造性能的基础上，显著提高合金强度。在上述范围内，经大量研究还发现几种特 别优选的实施例的组分配比，实验测试表明，这几种实施例能够取得尤为突出的综合效果。
【具体实施方式】
[0021] 以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的， 而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0022] 根据本发明的实施例，一种含钪可氧化压铸铝合金包含1%?2%的Mn, 1%?2% 的 Ni, 1%?3%的 Ζη，0· 8%?2%的 Mg，0. 05%?0· 3%的 Sc，0. 05%?0· 2%的 Zr,以及 90%?95%的A1。其它单个杂质含量小于0.5%。Zn、Mg、Ni、Mn、Sc、Zr元素同时作为铝 合金元素添加，并按上述的比例配制，所制备的合金可以同时实现高强度、可阳极氧化、可 压铸的综合性能。Zn和Mg为本合金组分中的强化元素，主要形成MgZn2,能够提高铝合金 的强度。Zn和Mg存在的热裂倾向易使合金压铸性能变差，优选实施例中，使Zn和Mg的总 含量控制在2%?5%且Zn/Mg控制在1. 5?2. 5范围内，能达到最佳的强化效果，并保持 较好的压铸性能。本合金还特别添加1?2% Ni,其在本合金中能有效减少合金对模具的 熔蚀，降低合金粘膜性，提高压铸性能，尤其所得铸件经抛光能获得光洁的表面，由此还可 提高合金的阳极氧化性。同时，稀土 Sc的添加，具有很强的弥散强化效果，能够细化晶粒， 提高强度、硬度，增加合金的流动性，提高压铸性能。添加1 %?2%的Mn可有效起到强化 和耐蚀的作用，能降低杂质Fe的不利影响。添加 Zr能提高合金阳极氧化性能，且有利于细 化晶粒，提高强度。通过降低Fe、Si以及其他杂质含量，提高合金纯净度，可以提高合金的 阳极氧化性能。
[0023] 在一种优选实施例中，铝合金具有按质量计1 %的Mn、1 %的Ni、1. 2 %的Zn、0. 8 % 的]\%、0.08%的3。、0.12%的21·。
[0024] 在另一种优选实施例中，具有按质量计1 %的Mn、1 %的Ni、2. 5 %的Zn、1. 2 %的 1%、0.1%的3。、0.15%的21·;
[0025] 在又一种优选实施例中，具有按质量计1 %的Mn、1 %的Ni、1. 5 %的Ζη、0. 8 %的 Mg、0. 08%的 Sc、0. 11%的 Zr。
[0026] 在另一种优选实施例中，具有按质量计1. 8 %的Mn、1. 5 %的Ni、3 %的Zn、1. 5 %的 1%、0.05%的3。、0.11%的21·。
[0027] 本发明实施例的铝合金尤其适于采用以下方法制备以获得最佳性能。
[0028] 将纯铝置于熔炼炉中升温至800°C，随后加入纯ZruAl-Ni中间合金、Al-Mn中间合 金、Al-Sc中间合金、Al-Zr中间合金，熔化后降温至650?670°C，加入纯镁，将纯镁压入熔 体底部2?3分钟，直至纯镁熔化，再次升温至730?750°C，同时加入精炼剂进行精炼除 渣，静置IOMin后浇注。
[0029] 上述实施例制备的合金实测性能数据如下表1。
[0030] 表 1
【权利要求】
1. 一种含钪可氧化压铸铝合金，其特征在于：具有按质量计1%?2%的Mn、l%?2% 的Ni、l%?3% 的Ζη、0· 8%?2% 的Mg、0. 05%?0· 3% 的 Sc、0. 05%?0· 2% 的 Zr、90%? 95%的A1、小于0· 15%的Fe、Si杂质。
2. 如权利要求1所述的含钪可氧化压铸铝合金，其特征在于：所述铝合金的组分选自 以下任一种组合： 具有按质量计 1%的 Mn、l%的 Ni、L 2%的 Ζη、(λ 8% 的 Mg、0. 08%的 Sc、0. 12%的 Zr ; 具有按质量计 1%的 Mn、l%的 Ni、2. 5%的 Zn、L 2%的 Mg、0. 1%的 Sc、0. 15%的 Zr ; 具有按质量计1%的血、1%的附、1.5%的211、0.8%的]\%、0.08%的3(3、0.11%的21·。 具有按质量计1.8%的]^、1.5%的附、3%的211、1.5%的]\%、0.05%的5(3、0.11%的 Zr0
3. 如权利要求1至2任一项所述的含钪可氧化压铸铝合金，其特征在于，Zn和Mg的总 含量在2%?5%，同时Zn/Mg在1.5?2. 5范围内。
4. 如权利要求1至3任一项所述的含钪可氧化压铸铝合金，其特征在于，所含杂质含量 小于0. 5 %。
5. -种电子设备的结构件，其特征在于：是含有如权利要求1至4任一项所述的铝合 金材料的结构件。
6. 如权利要求1至4任一项所述的含钪可氧化压铸铝合金的制备方法，其特征在于，包 括：将纯铝置于熔炼炉中升温至800°C，随后加入纯Zn、Al-Ni中间合金、Al-Mn中间合金、 Al-Sc中间合金、Al-Zr中间合金，熔化后降温至650?670°C，加入纯镁，将纯镁压入熔体 底部2?3分钟，直至纯镁熔化，再次升温至730?750°C，同时加入精炼剂进行精炼除渣， 静置IOMin后浇注。
【文档编号】C22C21/00GK104213002SQ201410475477
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】范曦, 王长明, 谢守德 申请人:东莞劲胜精密组件股份有限公司, 东莞华晶粉末冶金有限公司