本发明涉及金属材料领域，尤其是涉及一种手机中板压铸用高强韧铝合金材料及其制备方法。
背景技术：
：目前，国内外手机中板所采用的材料主要包括铝合金、镁合金、不锈钢。自苹果公司从第五代手机开始启用铝合金中板，包括华为、小米、中兴、oppo等知名手机公司大规模普及铝合金中板，成为近年来手机中板和背板材料的首选。铝合金中板主要采用cnc法和压铸法生产，前者的材料为7xxx和6xxx的变形铝合金，制备的手机中板具有质量轻、强度较高等优点，但生产效率较低、成本较高，多用于中高端智能手机。压铸法常用的铝合金材料为adc12，中板具有生产效率高、成本低等优点，但强度、韧性不及变形铝合金，且无法进行氧化着色处理，多用于中低端智能手机。随着3d玻璃与陶瓷盖板的崛起，对中板强度等各方面的要求越来越高，传统的中板压铸材料，如adc12、az91合金已无法满足智能手机对中板高强度、高刚度的要求，亟待解决。目前，高强韧铸造铝合金主要包括al-cu系、al-mg系、al-si-cu系和al-zn系。其中al-cu系的合金强度最高，如zl205a，其强度可达到520mpa以上，伸长率可达13.0％以上，但该类合金热裂倾向大、铸造成型性能和耐蚀性能不佳；以zl301为代表的al-mg系合金最高强度可达440mpa，伸长率15％以上，但其裂纹倾向、氧化夹渣问题无法解决；以zl107为代表al-si-cu系合金具有良好的铸造成形性和耐蚀性能，但强度、塑性均较低；以zl402合金为代表的al-zn合金，具有良好的铸造性能、切削性能和尺寸稳定性，具有良好自淬火性能，即铸态时可达到很高的强度，但产生热裂现象比较严重。技术实现要素：针对上述问题，本发明提供了一种手机中板压铸用高强韧铝合金材料及其制备方法，该合金结合了al-si系列铸造性能优良和al-zn自强化和高强特性，具有铸造流动性能好、强度高、无需热处理强化，特别适用于压铸成型，也适用于于重力铸造、低压铸造等铸造工艺，可用于通讯、汽车行业形状复杂且对强韧性要求较高的零部件，具有良好的应用前景。4、一种手机中板压铸用高强韧铝合金材料，按照重量比计，合金材料的化学成分组成包括：zn的含量9.0-14.0wt.％，si的含量为8.0-10.0wt.％，cu的含量为2.6-4.2wt.％，mg的含量为0.1-0.3wt.％，mn的含量为0.2-0.5wt.％，fe的含量为0.5-0.8wt.％，sr的含量为0.01～0.05％，杂质元素含量≤0.15％，其余为铝。进一步，所属其它杂质元素包括以下元素中的一种或几种：cr、ni、ti、na。一种手机中板压铸用高强韧铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：(1)清洗干净炉膛，根据合金成分比例准备原材料；(2)将铝锭放入炉内，升温至730-760℃，待铝锭全部熔化后，将准备好的金属si或al-si中间合金、紫铜或al-cu中间合金、电解锰或al-mn中间合金、zn锭、mg锭和al-fe中间合金加入到铝液中；(3)待金属全部熔化后，调整铝液温度至700-720℃保温，采用高纯惰性气体作为载体将精炼剂喷入熔体中，除气除杂，静置15分钟后扒渣；(4)将准备好的al-10sr变质剂加入铝液中，搅拌充分后静置10分钟后扒渣；(5)将装有30-50cm厚、30目陶瓷过滤箱的流槽、铝液分配鼓、链式铸锭机上的模具预热至150-200℃，并启动链式铸锭机和铝液分配鼓，拔出熔炉塞头，浇铸制得高强韧压铸铝合金铸锭。本发明的技术效果：本发明的al-zn-si-cu-fe-mn-mg-sr合金综合了al-si系铸造铝合金优良的铸造性能和al-zn系高强、自强化特性，既能确保合金拥有良好的流动性和铸造性能，又能保证合金的高强韧性。合金中含有zn、cu、mg等三种铝合金时效强化元素，可形成mgzn2、al2mg3zn3、al2cu、al2cumg等强化相，大幅提高合金强度；较高的zn含量不仅使合金具有良好的自淬火性能，保障了铸态合金的高强度，同时提高了cu元素的最大溶解度，降低合金的热裂倾向；合金中较高含量的fe元素可减少粘模现象，提高模具寿命；mn元素一方面改善富铁相的形态，另一方面可抑制晶粒长大，从而提高合金塑性；合金中sr元素的主要作用为细化晶粒，改善合金的韧性。因此，本发明的铝合金材料不仅具有良好的铸造性能和自淬火性能，还具有高强度、高韧性等优点，室温抗拉强度300-360mpa，屈服强度240-290mpa，延伸率2.5-5.0％，硬度100-130hv，特别适合于压铸工艺。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。实施例1：根据al-11.0zn-9.5si-2.8cu-0.6fe-0.4mn-0.15mg-0.015sr配比为例，计算出25t合金所需原材料的质量，进行备料。(1)清洗干净炉膛，根据合金成分比例准备原材料；(2)将铝锭放入炉内，升温至740℃，待铝锭全部熔化后，将准备好的金属si、紫铜、电解锰、zn锭、mg锭和al-fe中间合金加入到铝液中；(3)待金属全部熔化后，调整铝液温度至710℃保温，采用高纯惰性气体作为载体将精炼剂喷入熔体中，除气除杂，静置15分钟后扒渣；(4)将准备好的al-sr变质剂加入铝液中，搅拌充分后静置10分钟后扒渣；(5)将装有30cm厚、30目陶瓷过滤箱的流槽、铝液分配鼓、链式铸锭机上的模具预热至180℃，并启动链式铸锭机和铝液分配鼓，拔出熔炉塞头，开始浇铸，制得高强韧压铸铝合金铸锭。(6)测试合金锭的化学成分和力学性能，观察合金金相组织。实施例2：根据al-13.5zn-8.5si-3.5cu-0.6fe-0.3mn-0.2mg-0.03sr配比为例，计算出25t合金所需原材料的质量，进行备料。(1)清洗干净炉膛，根据合金成分比例准备原材料；(2)将铝锭放入炉内，升温至760℃，待铝锭全部熔化后，将准备好的al-si中间合金、al-cu中间合金、al-mn中间合金、zn锭、mg锭和al-fe中间合金加入到铝液中；(3)待金属全部熔化后，调整铝液温度至720℃保温，采用高纯惰性气体作为载体将精炼剂喷入熔体中，除气除杂，静置15分钟后扒渣；(4)将准备好的al-sr变质剂加入铝液中，搅拌充分后静置10分钟后扒渣；(5)将装有40cm厚、30目陶瓷过滤箱的流槽、铝液分配鼓、链式铸锭机上的模具预热至200℃，并启动链式铸锭机和铝液分配鼓，拔出熔炉塞头，浇铸制得高强韧压铸铝合金铸锭。(6)测试合金锭的化学成分和力学性能，观察合金金相组织。实施例3：根据al-9.5zn-9.0si-4.0cu-0.75fe-0.2mn-0.15mg-0.015sr配比为例，计算出25t合金所需原材料的质量，进行备料。(1)清洗干净炉膛，根据合金成分比例准备原材料；(2)将铝锭放入炉内，升温至730℃，待铝锭全部熔化后，将准备好的金属si、al-cu中间合金、al-mn中间合金、zn锭、mg锭和al-fe中间合金加入到铝液中；(3)待金属全部熔化后，调整铝液温度至700℃保温，采用高纯惰性气体作为载体将精炼剂喷入熔体中，除气除杂，静置15分钟后扒渣；(4)将准备好的al-sr变质剂加入铝液中，搅拌充分后静置10分钟后扒渣；(5)将装有50cm厚、30目陶瓷过滤箱的流槽、铝液分配鼓、链式铸锭机上的模具预热至150℃，并启动链式铸锭机和铝液分配鼓，拔出熔炉塞头，浇铸制得高强韧压铸铝合金铸锭。(6)测试合金锭的化学成分和力学性能，观察合金金相组织。实施例4：根据al-10.0zn-8.0si-3.0cu-0.5fe-0.4mn-0.3mg-0.05sr配比为例，计算出25t合金所需原材料的质量，进行备料。(1)清洗干净炉膛，根据合金成分比例准备原材料；(2)将铝锭放入炉内，升温至750℃，待铝锭全部熔化后，将准备好的al-si中间合金、紫铜、电解锰、zn锭、mg锭和al-fe中间合金加入到铝液中；(3)待金属全部熔化后，调整铝液温度至710℃保温，采用高纯惰性气体作为载体将精炼剂喷入熔体中，除气除杂，静置15分钟后扒渣；(4)将准备好的al-sr变质剂加入铝液中，搅拌充分后静置10分钟后扒渣；(5)将装有400cm厚、30目陶瓷过滤箱的流槽、铝液分配鼓、链式铸锭机上的模具预热至160℃，并启动链式铸锭机和铝液分配鼓，拔出熔炉塞头，浇铸制得高强韧压铸铝合金铸锭。(6)测试合金锭的化学成分和力学性能，观察合金金相组织。实施例1～4铝合金的化学成分对比见表1。表1实施例1～4中铝合金的化学成分(wt.％)实施例znsicufemnmgsr杂质元素al111.199.592.880.620.410.090.0110.12余量213.698.483.300.600.320.170.0260.11余量39.389.054.030.770.220.150.0140.13余量410.18.063.060.530.330.260.0450.14余量在实施例1-4中，其它杂质元素可以是：cr、ni、ti、na。实施例1～4铝合金的化学成分对比见表2。表2实施例1～4中铝合金的力学性能上述实施例中，zn含量越高，其屈服强度、抗拉强度及显微硬度也越高，fe含量越高，其塑性越低。以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本
技术领域：
的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。当前第1页12