[发明专利]一种可阳极氧化的高性能压铸铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域。涉及压铸铝合金材料技术领域，更具体的说，涉及一种可阳极氧化的压铸铝合金及其制备方法。

背景技术

压铸铝合金作为一类铝合金，其含合金元素较多，不易进行阳极氧化着色处理，难以形成良好稳定的膜层。

当前随着人们生活水平的提高，对一些铝合金制品的表面装饰功能和防腐功能的需求越来越多，为了适应有一定力学性能，并且耐蚀性良好的一般装饰件及外观件规模化生产的要求，市场上迫切需求一种可阳极氧化并可着彩色的压铸铝合金。

目前工业应用的压铸铝合金主要有以下几大系列：Al-Si系、Al-Mg系、Al-Cu系、Al-Zn系等。

Al-Si系合金目前应用最广的压铸铝合金，一经化学处理后，表面即发灰、发黑，机械性能较差，脆性较大。

Al-Mg系合金压铸件可氧化着色，但压铸性能较差，容易形成粘模、热裂、浇不足和冷隔、疏松等缺陷，机械性能与表面硬度也不高。

Al-Zn系合金强度虽高，但存在着铸造流动性和充型性差的问题，甚至还有热裂倾向。

Al-Cu系合金虽然流动性好，但存在着极大脆性，产品极易脆断，无法实现真正的生产应用。

针对以上压铸铝合金存在的问题，不适合对表面光洁度高，又对耐磨、耐蚀、强度、塑性、压铸性能有要求的压铸件。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术中存在的不足，提供一种可阳极氧化的压铸铝合金，使其既有优良的表面处理性能，又具有良好的力学性能与压铸性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提供一种可阳极氧化的高性能压铸铝合金，各组分按照重量百分比为：Mn：0.5wt%-3.0wt%；Mg：0.5wt%-2.50wt%；D：0.1wt%-1.0wt%，其中D为单质Y（钇）、Sc（钪）、RE(稀土)中的一种或两种以上元素；余量为Al和不可避免的杂质。

优选地，上述的Mn：1.5wt%-2.5wt%；Mg：0.8wt%-1.5wt%；D：0.3wt%-0.8wt%。

不可避免的杂质的重量百分比为：Fe≤0.10wt%，Si≤0.10wt%，Cu≤0.10wt%。

更优选地，上述的Mn：2.0wt%；Mg：1.0wt%；Y：0.5wt%。

本发明还提供上述的可阳极氧化的高性能压铸铝合金的制备方法，主要包含步骤：

1）准备好原料：配方量的纯度≥99.9wt%的纯铝锭、纯度≥99.9wt%的纯镁锭、Al-Mn中间合金、D，其中D为单质Y、Sc、RE中的一种或两种以上元素或中间合金；助熔剂：覆盖剂、精炼剂和变质剂；

2）干燥：将准备好的原料进行干燥处理；

3）熔融合金化：将称量好的铝锭、Al-Mn中间合金锭放入预热的坩埚中并加入覆盖剂加热熔化，待铝锭、铝-锰中间合金锭全部熔化后，加入已称量好的Al-D中间合金与纯镁锭，使其充分熔化而不烧损；继续加热，待合金充分熔化后，搅拌均匀；

4）精炼：在熔化的合金熔液中加入精炼剂，均匀转动，待精炼剂充分反应，将熔液中的夹杂、气体带出；

5）除渣：清理合金熔液中残留的氧化物，将熔液表面的夹杂物捞出；

6）变质处理：预热变质剂，将变质剂压入合金熔液的液面，逐渐熔化使其产生变质效果，然后静置；

7）浇铸：对变质处理后的合金进行浇注，浇注温度为720-745℃之间，浇注成压铸用合金锭或压铸块。

优选地，步骤1）所述的覆盖剂是SY-LF1，精炼剂是六氯乙烷，变质剂是K₂ZrF₆（氟锆酸钾）

优选地，步骤2）中，Mg、Al在100℃±10℃温度下烘干，Al-Mn中间合金和Al-D中间合金在150℃±10℃温度下烘干。

优选地，步骤3）中，覆盖剂的用量为占炉料质量的0.3-0.5wt%；步骤4）中，精炼剂的用量为炉料质量的0.5wt%-0.7wt%。步骤6）中，变质剂用量为炉料质量的2.5wt%。

发明人通过大量的研究，证实在Al中添加金属元素Mn、金属元素Mg与金属元素D，能够阳极氧化着色及具有良好的压铸性能与力学性能：

1、本发明中合金元素简单，不含Si元素，不能形成难阳极氧化的Si质点而成分又接近纯铝，因此能够阳极氧化并且着色效果良好。