一种铝合金及其制备方法和一种铝合金成型体和一种铝合金表面着色方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铝合金及其制备方法，本发明还涉及一种铝合金成型体，本发明 进一步涉及一种铝合金表面着色方法。
【背景技术】
[0002] 铝合金由于具有材质轻、资源丰富、易于着色装饰而被广泛应用。根据成型方式的 不同，铝合金主要分为变形铝合金和铸造铝合金，其中，铸造铝合金根据材料体系的不同又 可以分为Al-Si系、Al-Mg系、Al-Si-Cu系和Al-Zn系等。
[0003] 作为铸造铝合金，Al-Si系铝合金由于具有铸造性能优良、综合力学性能好的 特点而成为应用最广的铸造铝合金；但是，Al-Si系铝合金经阳极氧化便会发生变灰、发 黑的现象，出现明显的色差，因而难以应用于各种外观类金属产品，尤其是消费电子产品。 Al-Mg系铝合金虽然可以进行阳极氧化，但镁含量较高，冶炼和压铸过程中易于吸气和造 渣，导致合金品质难以控制。Al-Zn系铝合金虽然机械强度高，但铸造流动性欠佳，并伴有 热裂倾向，而且难于进行阳极氧化着色处理。
[0004] 目前应用于消费类电子产品中的铝合金外观件还主要以机械加工或锻造成型为 主，成本高昂。因此，迫切需要一种可以进行阳极氧化的铸造铝合金以满足市场需求。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有的铝合金无法兼具良好的阳极氧化性能和铸造性能 的不足，提供一种铝合金及其制备方法，该铝合金可以用于压铸，并且铸件的综合机械性能 好，同时该铝合金易于进行阳极氧化。
[0006] 根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种铝合金，以该铝合金的总量为基准， 以重量百分比计，该铝合金含有以下元素：
[0007]
[0008] 所述稀土元素含有La,以所述稀土元素的总量为基准，以重量百分比计，La的含 量为 20-100%。
[0009] 根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种铝合金，以该铝合金的总量为基准， 以重量百分比计，该铝合金含有以下元素：
[0012] 余量为铝，
[0013] 所述稀土元素含有La,以所述稀土元素的总量为基准，以重量百分比计，La的含 量为 20-100%。
[0014] 根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种铝合金的制备方法，该方法包括将 铝合金原料进行熔炼，冷却后得到铝合金，其中，所述铝合金原料的组成使得得到的铝合金 为本发明提供的铝合金。
[0015] 根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种铝合金表面着色方法，该方法包括 将铝合金基体进行阳极氧化，以在铝合金基体的至少部分表面形成阳极氧化膜层，并将所 述阳极氧化膜层进行着色，其中，所述铝合金基体为本发明提供的铝合金的压铸体。
[0016] 根据本发明的第五个方面，本发明提供了一种铝合金成型体，该铝合金成型体包 括铝合金基体以及附着在所述铝合金基体的至少部分表面上的阳极氧化膜层，其中，所述 铝合金基体为本发明提供的铝合金的压铸体。
[0017] 本发明提供的铝合金可以用于压铸，并且得到的压铸体在具有较高的综合机械性 能的同时，还具有良好的阳极氧化特性和着色特性，特别适用于对外观具有较高要求的产 品。
【具体实施方式】
[0018] 本发明提供了一种铝合金，以该铝合金的总量为基准，以重量百分比计，该铝合金 含有以下元素：
[0019]
[0021] 所述稀土元素含有La,以所述稀土元素的总量为基准，以重量百分比计，La的含 量为 20-100%。
[0022] Mn可以与基体元素Al形成MnA16相，起到固溶强化的作用，从而改善合金的机械 强度，强度的提高既可以使铝合金满足作为结构件的性能需求，又可以改善铸件的脱模性， 保证产品的铸造精度。但是，Mn含量过低时，难于起到固溶强化的作用；Mn含量超过4% 时，则会严重影响合金的阳极氧化特性，产生明显的色斑。本发明的铝合金中，以重量百分 比计，Mn的含量为1-4%，这样既可以起到固溶强化的作用，又不会影响铝合金的阳极氧化 特性。从进一步提高铝合金的阳极氧化性能的角度出发，以铝合金的总量为基准，以重量百 分比计，Mn的含量优选为1-3%，如1-2. 5%。
[0023] Mg除与Mn同样具有固溶强化的作用外，还可以显著提高铝合金的耐腐蚀特性，在 固态条件下，Mg可以完全固溶于单相a固溶体中，在腐蚀介质中不易发生电化学腐蚀，即 便形成少量的A18Mg5阳极相，在阳极相被腐蚀掉后仍能保持为单相ct固溶体。但是，Mg含量过高，在阳极氧化过程中会引起阳极氧化膜层孔洞增多，并可能出现黑色斑点。本发明 的铝合金中，以重量百分比计，Mg的含量为0. 1-5%。在铝合金中Mg的含量处于上述范围 之内时，可以明显提高铝合金的耐腐蚀特性，并且确保铝合金在阳极氧化过程中不会产生 过多的孔洞。根据本发明的铝合金，以铝合金的总量为基准，以重量百分比计，Mg的含量为 0. 1-1%时，能够获得良好的阳极氧化性能。根据本发明的铝合金，以铝合金的总量为基准， 以重量百分比，Mg的含量为3-5%时，铝合金在具有较好的阳极氧化效果的同时，还具有好 的综合机械性能。
[0024] 根据本发明的铝合金含有稀土元素，且稀土元素含有La,这样不仅能够明显改善 合金的冶金特性和流动性，同时能够使得本发明的铝合金具有较好的阳极氧化性能，形成 质量较高的阳极氧化膜层。但是，过量的稀土不仅会降低合金的机械强度，还不利于铝合 金阳极氧化性能的改善，形成的阳极氧化膜层中存在黑点。本发明的铝合金中，以重量百 分比计，稀土元素的含量为0. 002-0. 5 %，优选为0. 01-0. 5 %，更优选为0. 01-0. 2%，如 0? 05-0. 2% 〇
[0025] 根据本发明的铝合金，以稀土元素的总量为基准，以重量百分比计，La的含量为 20-100%。即，本发明的错合金中，稀土元素为La或者La与其它稀土元素的组合。优选地， 以稀土元素的总量为基准，以重量百分比计，La的含量为40 %以上，这样能够得到具有更 高质量的阳极氧化膜。在所述稀土元素还含有除La以外的稀土元素时，除La外的稀土元 素优选为Ce。在一种实施方式中，所述稀土元素含有La和Ce,以稀土元素的总量为基准， 以重量百分比计，La的含量可以为20-99%，优选为40-90% ;Ce的含量可以为1-80%，优 选为 10-60%。
[0026] 本发明的铝合金还可以含有Co。Co在铝合金的溶解度较低，但能与Al形成AlCo 化合物，弥散分布于合金基体中，具有细化晶粒并提高机械强度的作用，同时还能改善铝合 金的氧化着色特性。但是，Co含量过高，形成的阳极氧化膜中存在硬质点，很难得到均匀的 阳极氧化膜。在Co的含量为不高于2%时，一般不会对铝合金的阳极氧化性能产生不利影 响。因此，本发明的铝合金中，以重量百分比计，Co的含量为0-2%。优选地，以铝合金的总 量为基准，以重量百分比计，Co的含量为0. 1-2%，例如可以为0. 5-2%。
[0027] 本发明铝合金还可以含有Fe。Fe易于形成粗大铁相而作为有害元素，但在本发 明的铝合金中，由于存在锰元素，易于形成Al(Mn,Fe)沉淀相，从而消除Fe的影响，另外还 可以提高合金的机械性能，降低粘膜性。但是，Fe含量过高，形成的阳极氧化膜层中存在硬 质点，很难得到均匀的阳极氧化膜层。在Fe的含量不高于1. 5%时，铝合金仍然具有较高 的阳极氧化性能。因此，本发明中，以铝合金的总量为基准，以重量百分比计，Fe的含量为 0-1. 5%。优选地，以铝合金的总量为基准，以重量百分比计，Fe的含量为0. 5-1. 5%，此时， 铝合金在具有良好的力学性能的同时，仍表现出较好的阳极氧化性能。
[0028] 本发明铝合金还可以含有Ti。Ti作为晶粒细化剂可以有效改善合金的脆性，提高 材料的延展性。本发明中，在确保铝合金具有较好的阳极氧化性能的前提下，从进一步提 高铝合金的延展性的角度出发，以铝合金的总量为基准，以重量百分比计，Ti的含量优选为 0-1%，更优选为〇. 1-1%。
[0029] 在本发明的一种实施方式中，以所述铝合金的总量为基准，以重量百分比计，所述 错合金含有Co、Fe和Ti兀素中的一种、两种或三种，其含量优选为：
[0030] Co 0.1-2%,
[0031] Fe 0.5-1.5%,
[0032] Ti 0.1-1%。
[0033] Cu、Si和Zn虽然可以改善材料的机械性能和铸造性能，但会降低材料的耐蚀性 并影响氧化着色特性。因此，本发明的铝合金中，以重量百分比计，Cu的含量为0-1% (如 0-0? 8%)，Si的含量为 0-0? 5% (如 0-0? 3%)，Zn的含量为 0-1. 6% (如 0-1% )。
[0034] 根据本发明的铝合金允许存在少量其它金属元素，如Li、Na、K、Be、Ca、Sr、Ba、Ga、 In、Ge、Sn、Sb、Bi、Sc、Y、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Tc、Ru、Ni、PcUPt、Ag、Au以及除La和Ce外 的稀土元素