本發(fā)明涉及金屬復合材料加及其加工，特別是涉及一種復合合金鑄件及其制備方法。

背景技術：

1、隨著手機輕薄化和高屏占比的需求的發(fā)展，對于手機框架的要求逐漸提高，鋁合金邊框具有輕薄、高強度的特點，被越來越多手機廠商所采用。傳統(tǒng)類壓鑄鋁合金經(jīng)過高壓壓鑄后會存在一定程度的卷氣，即使cnc機加后，表面上仍會或多或少存在一定的缺陷，使得陽極氧化效果較差；變形鋁合金由于擠壓鑄造過程中存在偏析現(xiàn)象，從而引起陽極氧化的不良，導致外觀存在一定的異色、流痕等缺陷。因此，鑄造工藝難以滿足邊框對外觀的需求。若使用擠壓變形工藝制作邊框，因為大部分邊框是變截面鑄件，擠壓變形工藝不適用于制造變截面的邊框。

2、因此，有必要提出一種復合合金鑄件及其制備方法。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明第一方面提供了一種復合合金鑄件，其特征在于，包含擠壓變形組件和壓鑄成型組件，所述擠壓成形組件包含外觀面和復合面，所述壓鑄成型組件結合于所述復合面。

2、本方案使用擠壓變形組件和壓鑄成型組件進行復合，擠壓變形組件通過對坯料進行擠壓變形得到，不容易發(fā)生偏析問題，其外觀面在進行表面處理時可以獲得高質量的表面，如進行陽極氧化時不會出現(xiàn)異色和留痕等缺陷并且，由擠壓變形組件提供外觀面，從而無需考慮壓鑄成型組件經(jīng)過cnc處理后仍然具有表面缺陷的問題；壓鑄成型組件通過壓鑄工藝得到，壓鑄工藝可以用于生產(chǎn)復雜的變截面工件，而擠壓變形工藝一般只能生產(chǎn)等截面工件，因此通過在擠壓變形組件上復合壓鑄成型組件，可以用于生產(chǎn)變截面的復合合金鑄件。因此，上述方法不僅解決了擠壓成形方式難以適用于制備變截面工件的問題，還解決了壓鑄成型方式難以獲得高質量表面的問題。

3、進一步的，所述壓鑄成型組件的材料為a356鋁合金。a356鋁合金的成分為：以質量分數(shù)計，包含si：7.10%，fe：0.11%，mg：0.33%，cu：0.0013%，mn：0.0042%，zn：0.0123%，ti：0.1005%，ni：0.0037%，pb：0.0039%，sn：0.0032%，其余為鋁。

4、進一步的，所述擠壓變形組件的材料為6系鋁合金。6系鋁合金的陽極氧化效果較好。

5、進一步的，所述擠壓變形組件的材料的熱膨脹系數(shù)為α，所述壓鑄成型組件的材料的熱膨脹系數(shù)為（0.98~1.02）α。具體的，可以在0.99、1.00、1.01之間取值。通過控制擠壓變形組件和壓鑄成型組件的材料的熱膨脹系數(shù)的比值，以避免在熱處理過程中因收縮導致的開裂現(xiàn)象。具體的，如6013鋁合金的熱膨脹系數(shù)為23.6*10-6/k，而a356的熱膨脹系數(shù)為23.2*10-6/k，后者是前者的0.983倍。

6、進一步的，所述壓鑄成型組件的材料為a356鋁合金，所述擠壓變形組件的材料為6013鋁合金。a356鋁合金和6013鋁合金的熱膨脹系數(shù)接近，可以避免后續(xù)熱處理過程中出現(xiàn)的因收縮造成的開裂等現(xiàn)象。進一步的，6013鋁合金的成分為：以重量分數(shù)計，包含si：0.84%，fe：0.11%，mg：0.918%，cu：0.7696%，mn：0.317%，zn：0.021%，ti：0.0054%，cr：0.0123%，其余為鋁。

7、進一步的，所述復合面經(jīng)過一次表面處理，所述一次表面處理包含：通過激光、蝕刻、線割和/或毛化的方式于所述復合面形成微孔、微槽、凸起和/或凹坑，經(jīng)所述一次表面處理后所述復合面的表面粗糙度的ra為0.05-0.15mm，rz為0.2-0.5mm。通過一次表面處理，使得復合面形成上述結構，在擠壓鑄造過程中，漿料可以滲透到上述結構內形成物理嵌合，從而提高界面結合力。進一步的，通過激光加工在復合面上形成陣列分布的菱形凸起。

8、進一步的，所述復合面經(jīng)過二次表面處理，所述二次表面處理的步驟包含：向經(jīng)過所述一次表面處理的所述復合面上均勻澆注固相分數(shù)為50-70%的半固態(tài)鋁合金漿料，所述半固態(tài)合金漿料的體積為所述復合面的面積*（0.1-0.5）mm。上述固相分數(shù)的半固態(tài)合金漿料具有層流特性，可以均勻分布于復合面上，半固態(tài)漿料中的固相顆粒和少量液相可以與復合面上的微孔、微槽、凸起和/或凹坑結構形成物理嵌合結構的半固態(tài)層，并且薄層的半固態(tài)層的氣體容易溢出，在后續(xù)擠壓鑄造在復合面形成壓鑄成型組件時，液態(tài)或半固態(tài)的合金熔體通過壓射對模具進行充型，表面凝固的半固態(tài)層的初生相恢復為固態(tài)顆粒而低熔點的其它相熔化并與合金熔體的液相混合并在壓鑄過程中凝固為一體從而提高界面結合力，并且可以降低復合面和熔體交界面的液相分數(shù)，防止因交界面液相分數(shù)過高導致的縮孔問題，進一步提高界面結合強度。固相分數(shù)可以在50%、55%、60%、65%、70%之間選擇。

9、進一步的，所述半固態(tài)合金漿料與所述壓鑄成型組件的成分相同。這樣可以避免因成分不同導致的熱膨脹性能差別過大，進而發(fā)生縮裂。

10、進一步的，所述復合合金鑄件為邊框。邊框對于鑄件表面質量有較高要求，且許多邊框為變截面工件，使用上述鑄件作為邊框，可以降低邊框的加工難度。具體的，當復合合金鑄件為邊框時，首先通過擠壓變形工藝形成框架（即擠壓變形組件），框架外側為外觀面，框架外側作為外觀面可以提供較佳的視覺效果，框架內側為復合面，通過擠壓鑄造工藝于框架內側形成壓鑄成型組件。

11、本發(fā)明第二方面提供了一種復合合金鑄件的制備方法，包含下述步驟：根據(jù)鑄件形狀對擠壓成形鋁合金進行加工以獲得所述擠壓變形組件，將所述擠壓變形組件固定于模具的動模，將壓鑄鋁合金熔化形成壓鑄鋁合金熔體，將所述壓鑄鋁合金熔體壓射進入所述模具內進行擠壓鑄造于所述復合面上形成所述壓鑄成型組件。

12、通過上述制備方法獲得的鑄件，兼顧優(yōu)秀的表面質量和降低的加工難度。

13、進一步的，所述擠壓鑄造的參數(shù)為：充型速度150-200mm/s，鑄造壓力為140-190mpa，模具溫度為300-350℃，保壓時間為10-30s。

技術特征：

1.一種復合合金鑄件，其特征在于，包含擠壓變形組件和壓鑄成型組件，所述擠壓成形組件包含外觀面和復合面，通過擠壓鑄造工藝于所述復合面上形成所述壓鑄成型組件。

2.根據(jù)權利要求1所述的復合合金鑄件，其特征在于，所述壓鑄成型組件的材料為a356鋁合金。

3.根據(jù)權利要求1所述的復合合金鑄件，其特征在于，所述擠壓變形組件的材料為6系鋁合金。

4.根據(jù)權利要求1所述的復合合金鑄件，其特征在于，所述擠壓變形組件的材料的熱膨脹系數(shù)為α，所述壓鑄成型組件的材料的熱膨脹系數(shù)為（0.98~1.02）α。

5.根據(jù)權利要求1所述的復合合金鑄件，其特征在于，所述所述壓鑄成型組件的材料為a356鋁合金，所述擠壓變形組件的材料為6013鋁合金。

6.根據(jù)權利要求1所述的復合合金鑄件，其特征在于，所述復合面經(jīng)過一次表面處理，所述一次表面處理包含：通過激光、蝕刻、線割和/或毛化的方式于所述復合面形成微孔、微槽、凸起和/或凹坑，經(jīng)所述一次表面處理后所述復合面的表面粗糙度的ra為0.05-0.15mm，rz為0.2-0.5mm。

7.根據(jù)權利要求6所述的復合合金鑄件，其特征在于，所述復合面經(jīng)過二次表面處理，所述二次表面處理的步驟包含：向經(jīng)過所述一次表面處理的所述復合面上均勻澆注固相分數(shù)為50-70%的半固態(tài)合金漿料，所述半固態(tài)合金漿料的體積為所述復合面的面積*（0.1-0.5）mm。

8.根據(jù)權利要求1所述的復合合金鑄件，其特征在于，所述復合合金鑄件為邊框。

9.根據(jù)權利要求1-8任一項所述的一種復合合金鑄件的制備方法，其特征在于，包含下述步驟：根據(jù)鑄件形狀對擠壓成形鋁合金進行加工以獲得所述擠壓變形組件，將所述擠壓變形組件固定于模具的動模，將壓鑄鋁合金熔化形成壓鑄鋁合金熔體，將所述壓鑄鋁合金熔體壓射進入所述模具內進行擠壓鑄造于所述復合面上形成所述壓鑄成型組件。

10.根據(jù)權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述擠壓鑄造的參數(shù)為：充型速度150-200mm/s，鑄造壓力為140-190mpa，模具溫度為300-350℃，保壓時間為10-30s。

技術總結
本發(fā)明提供了一種復合合金鑄件及其制備方法，復合合金鑄件包含擠壓變形組件和壓鑄成型組件，所述擠壓成形組件包含外觀面和復合面，所述壓鑄成型組件結合于所述復合面。本方案使用擠壓變形組件和壓鑄成型組件進行復合，擠壓變形組件通過對坯料進行擠壓變形得到，不容易發(fā)生偏析問題，其外觀面在進行表面處理時可以獲得高質量的表面，由擠壓變形組件提供外觀面，從而無需考慮壓鑄成型組件經(jīng)過CNC處理后仍然具有表面缺陷的問題；壓鑄成型組件通過壓鑄工藝得到，壓鑄工藝可以用于生產(chǎn)復雜的變截面工件，而擠壓變形工藝一般只能生產(chǎn)等截面工件，因此通過在擠壓變形組件上復合壓鑄成型組件，可以用于生產(chǎn)變截面的復合合金鑄件。

技術研發(fā)人員：熊邦匯,汪以祥
受保護的技術使用者：廣州眾山緊固件有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19