[发明专利]一种具有优异氧化效果的高强度铝合金及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种具有优异氧化效果的高强度铝合金及其制备方法和应用。该合金包含以下按质量百分比计的组分：Si为0.6～0.9％，Mg为0.8～1.1％，Fe≤0.20％，Cu为0.5～1.0％，Mn为0.2～0.5％，Ti为0.015～0.03％，B为0.0006～0.0012％，其他杂质总量＜0.15％，余量为Al；其中，Mg和Si的质量比为：Mg/Si＝1.15～1.45。本发明的铝合金具有较高强度，同时具备优良的阳极氧化性能、焊接性能和抗应力腐蚀性能，可以作为制造高强度、高装饰性的工业用铝合金材料，如电子结构件、轻量化汽车部件等。

技术领域

本发明属于铝合金材料及其制造领域，特别涉及一种具有优异氧化效果的高强度铝合金及其制备方法和应用。

背景技术

Al-Mg-Si(-Cu)合金是目前应用最广泛合金，具有良好塑性、焊接性、抗腐蚀性以及良好的阳极氧化装饰性。可用于生产管材、棒材、各种异型材。常用的6063-T6、6061-T6、6082-T6、6013-T6的典型抗拉强度分别为220MPA、

290MPA、320MPA、360MPA。其中6063、6061合金能通过挤压实现完全再结晶，阳极氧化性能良好。而6082、6013通常情况下，挤压材料为纤维晶组织或混晶组织，阳极氧化效果较暗哑或表面呈现粗晶斑，装饰效果不佳。6069铝合金，合金中微量V、Cr元素的添加，可以抑制再结晶晶粒的形核与长大，使该合金具有较好的强韧性。但由于高温元素V在铝中的难溶性，使V元素在铝合金中的有效添加难以控制，严重制约了该合金在工业生产上的应用。况且，由于6069的V、Cr元素存在，挤压材料为纤维晶组织，阳极氧化效果不佳。上述合金不适用于电子结构件及要求兼顾高强度及阳极氧化装饰效果的产品。

随着5G时代的到来，考虑到铝合金的电磁遮蔽性，更多电子结构件尤其是手机从铝合金中框背板一体化转变为铝合金中框+玻璃的组合。为避免产品跌落时铝合金中框挤压玻璃，导致玻璃破裂、撕屏、变形，需要将铝合金材料抗拉强度提升至400MPA及以上，且屈强比大于0.95，同时要求具有良好的阳极装饰效果。

高强Al-Zn-Mg-Cu合金作为航空铝，抗拉强度可以达到400MPA及以上，可以作为结构材料，但由于其较低的耐腐蚀性能和阳极氧化装饰效果，以及机加工及阳极氧化条件不能通用于6系Al-Mg-Si(-Cu)合金原有体系，使其在电子结构件领域的应用受到极大限制。

河南理工大学的专利CN102146542A《一种高强高韧铸造Al-Si-Mg合金》中：该发明的高强高韧铸造Al-Si-Mg合金在一定的熔炼、精炼、晶粒细化、变质、微合金化和热处理工艺条件下σb≥330Mpa，δ≥5％，不能满足抗拉强度400MPA及以上的要求。

鼎镁(昆山)新材料科技有限公司的专利CN104745902A《自行车用高强度Al-Mg-Si-Cu合金及其加工工艺》。该发明中：所述合金Si：0.8～1.6wt.％，Mg：1.1～1.8wt.％，Cu：0.6～1.5wt.％，Mn：0.5～1.0wt.％，Zr：0.05～0.25wt.％，Ti：0.01～0.03wt.％，Fe：<0.2wt.％，其他不可避免的杂质元素每种少于0.05wt.％，且总量少于0.15wt.％，余量为Al。该发明中Mn含量优选0.7～0.9wt.％；Zr含量优选0.15～0.25wt.％。高含量的Mn、Zr在热处理过程中形成高温析出物，挤压容易生成纤维晶，在后续的阳极氧化中颜色较暗，线条感较强。同时，挤压完成后进行固溶处理(500℃～560℃温度下保温1～3h后进行水淬)，工艺路线复杂，成本较高。