本發(fā)明涉及一種鋁合金，更具體地，本發(fā)明涉及一種壓鑄鋁合金及其制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
鋁合金是以鋁為基礎(chǔ)加入其它元素組成的合金，其具有比重小、強度高、耐腐蝕、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、環(huán)保、可回收利用等優(yōu)點，成為日常應(yīng)用最為廣泛的材料之一。在IT通訊領(lǐng)域，其作為外觀件已日益顯示出其應(yīng)用前景。相比不銹鋼，鋁合金更加輕盈，熔點低，適合于壓鑄成型，效率高，成本低，易于回收，另外，鋁合金陽極氧化后表觀能保持亮麗的金屬質(zhì)感光澤，給人以高級感，因此，非常適合于手機類等外觀要求苛刻的產(chǎn)品。
但是，目前在電子產(chǎn)品上應(yīng)用的鋁合金通常是6系和7系的鋁合金，而6系和7系鋁合金不能進(jìn)行壓鑄，其一般的成型方法是先沖壓，然后通過幾十道CNC工序的加工形成殼體外形，最后再進(jìn)行陽極氧化，得到鋁合金殼體具有金屬光澤且外觀效果較好。但是幾十道的CNC加工工序過程復(fù)雜，加工成本較高，且原材料6系和7系鋁合金加個也較貴。近年來，可壓鑄外觀鋁合金開發(fā)一直是一個熱點，也是一個難點，一些技術(shù)瓶頸始終未能突破。在材料方面，合金的工藝性能與陽極氧化性能二者是矛盾對立的，壓鑄成型工藝性能良好的鋁合金，往往含有較高的Si、Fe等元素，而這些元素會大幅降低合金陽極氧化膜的透明度和光澤度，使得合金氧化后表面暗淡無光，呈灰色。因此，開發(fā)一種適合于陽極氧化的壓鑄鋁合金是亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對目前鋁合金壓鑄性能及陽極氧化性能不能兼具的問題，提供一種更加適合陽極氧化的壓鑄鋁合金及其制備方法及應(yīng)用，不僅具有良好的壓鑄成型工藝性能，而且其陽極氧化性能優(yōu)異。
本發(fā)明的第一個目的，提供了一種壓鑄鋁合金，以重量百分比計，所述鋁合金含有0.05-0.1%的Mn ，0.5-3.6%的Mg為，0.1-3.2%的Zn ，0.08-0.15%的Zr ，0.5-2.5%的Co ，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)元素。
本發(fā)明的第二個目的，提供了一種壓鑄鋁合金的制備方法，該方法包括將鋁合金原料進(jìn)行熔煉，冷卻后得到鋁合金，其中，所述鋁合金原料的組成使得得到的鋁合金為本發(fā)明所述的鋁合金。
本發(fā)明的第三個目的，提供了本發(fā)明所述的鋁合金作為電子產(chǎn)品殼體的應(yīng)用。
本發(fā)明的壓鑄鋁合金具有壓鑄成型工藝性能良好及陽極氧化性能優(yōu)異的特點，其陽極氧化后呈銀白色，色澤鮮亮、均勻，一致性好，膜厚達(dá)15-25μm。
本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
具體實施方式
為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明提供了一種適以重量百分比計，所述鋁合金含有0.05-0.1%的Mn ，0.5-3.6%的Mg為，0.1-3.2%的Zn ，0.08-0.15%的Zr ，0.5-2.5%的Co ，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)元素。
進(jìn)一步地，以重量百分比計，所述鋁合金含有0.05-0.08%的Mn，1.0-3.0%的Mg，0.3-2.4%的Zn，0.08-0.1%的Zr，0.8-2.0%的Co，少于0.03%的Si，少于0.03%的Fe，余量為Al及其它不可避免的雜質(zhì)元素。
本發(fā)明中，以重量百分比計，所述不可避免的雜質(zhì)元素的單個元素的含量少于0.01%，所述不可避免的雜質(zhì)元素的總含量少于0.1%。
本發(fā)明提供的鋁合金加入了合金元素Zn和Mg，并限定了Zn的重量含量為0.1-3.2%，Mg的重量含量為0.5-3.6%，Zn和Mg在壓鑄時形成Zn-Mg系列強化相，保證了壓鑄產(chǎn)品的強度，同時，Zn和Mg的加入并不會影響合金陽極氧化膜的光澤度和透明度，不會影響合金陽極氧化表面效果。
本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過大量的實驗發(fā)現(xiàn)，Mn元素雖然起到了細(xì)化晶粒、固溶強化的作用，但是他會影響陽極氧化的表面效果，即Mn元素使得鋁合金陽極氧化顏色泛棕色（粉色）。本發(fā)明的發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，同時使用Mn和Zr，并且控制Mn的重量含量為0.05-0.1%，Zr的重量含量為0.08-0.15%，Mn和Zr發(fā)生協(xié)同作用，不僅可以起到細(xì)化晶粒，改善合金綜合性能的作用，同時也降低了合金熱裂傾向，改善了合金壓鑄成型工藝性能，并且對鋁合金的陽極氧化效果沒有影響。
本發(fā)明中，鋁合金中還加入了Co元素，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在鋁合金中加入Co元素并限定Co元素的重量含量，可以提高合金壓鑄流動性，消除了合金壓鑄過程中粘模及熱裂紋等工藝問題。
本發(fā)明一種壓鑄鋁合金的制備方法，該方法包括將鋁合金原料進(jìn)行熔煉，冷卻后得到鋁合金，其中，所述鋁合金原料的組成使得得到的鋁合金為本發(fā)明所述的鋁合金。
本發(fā)明所述的制備方法中，具體的制備方法為：經(jīng)配料計算后，按量稱取Al錠、Al-Mn合金（10wt.%Mn）、Mg、Zn、Zr及Co，再將Al錠、Al-Mn合金放入熔煉爐加熱至全部熔化，再加入Co，間隔2~3min攪拌熔體一次（共攪拌約15-20次），直至Co完全溶解，然后依次加入Zr、Mg、Zn沒入熔體中熔化后，攪拌8-15分鐘，使成分均勻。再加入0.5%除渣劑除渣，0.5%精煉劑精煉除氣，完成后扒渣靜置25-40分鐘，然后降溫至710℃左右開始澆鑄成錠。
本發(fā)明中，為了進(jìn)一步純化合金成分，優(yōu)選地，采用的是純Al錠、純Mg、純Zn、純Zr及、純Co及標(biāo)準(zhǔn)Al-Mn合金（10wt.%Mn）。
本發(fā)明中，所述鋁合金錠冷卻后，將其破碎成塊即可用于壓鑄，壓鑄溫度為：模溫200-260℃，給湯溫度690-730℃。
本發(fā)明還提供了所述的鋁合金作為電子產(chǎn)品殼體的應(yīng)用。
本發(fā)明的鋁合金具有壓鑄成型工藝性能良好及陽極氧化性能優(yōu)異的特點，其陽極氧化后呈銀白色，色澤鮮亮、均勻，一致性好，膜厚達(dá)15-25μm。
下面通過具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
實施例1
經(jīng)配料計算后，按比例稱取各標(biāo)準(zhǔn)中間合金及金屬單質(zhì)，再將純Al錠、標(biāo)準(zhǔn)Al-Mn合金放入熔煉爐加熱至全部熔化，再加入純Co，間隔3min攪拌熔體一次（共攪拌約15-20次），直至Co完全溶解，然后依次加入純Zr、純Mg、純Zn沒入熔體中熔化后，攪拌8-15分鐘，使成分均勻。再加入0.5%除渣劑除渣，0.5%精煉劑精煉除氣，完成后扒渣靜置25-40分鐘，然后降溫至710℃左右開始澆鑄成錠，得到鋁合金錠A1。所稱取各標(biāo)準(zhǔn)中間合金及金屬單質(zhì)重量比例如表1。
實施例2
按照實施例1的方法制備得到鋁合金錠A2，區(qū)別在于，所稱取各標(biāo)準(zhǔn)中間合金及金屬單質(zhì)重量比例見表1。
實施例3
按照實施例1的方法制備得到鋁合金錠A3，區(qū)別在于，所稱取各標(biāo)準(zhǔn)中間合金及金屬單質(zhì)重量比例見表1。
實施例4
按照實施例1的方法制備得到鋁合金錠A4，區(qū)別在于，所稱取各標(biāo)準(zhǔn)中間合金及金屬單質(zhì)重量比例表1。
實施例5
按照實施例1的方法制備得到鋁合金錠A5，區(qū)別在于，所稱取各標(biāo)準(zhǔn)中間合金及金屬單質(zhì)重量比例見表1。
對比例1
按照實施例1的方法制備得到鋁合金錠CA1，區(qū)別在于，所稱取各標(biāo)準(zhǔn)中間合金及金屬單質(zhì)重量比例見表1。
對比例2
按照實施例1的方法制備得到鋁合金錠CA2，區(qū)別在于，所稱取各標(biāo)準(zhǔn)中間合金及金屬單質(zhì)重量比例見表1。
對比例3
按照實施例1的方法制備得到鋁合金錠CA3，區(qū)別在于，所稱取各標(biāo)準(zhǔn)中間合金及金屬單質(zhì)重量比例見表1。
對比例4
按照實施例1的方法制備得到鋁合金錠CA4，區(qū)別在于，所稱取各標(biāo)準(zhǔn)中間合金及金屬單質(zhì)重量比例見表1。
對比例5
按照實施例1的方法制備得到鋁合金錠CA5，區(qū)別在于，所稱取各標(biāo)準(zhǔn)中間合金及金屬單質(zhì)重量比例見表1。
表1
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性能測試
一、鋁合金成分能測試
將鋁合金錠A1-A5及CA1-CA5用ICP光譜儀(公司：美國熱電，型號：Thermo ICAP6300)測試其組成及含量，結(jié)果見表2。
二、壓鑄性能測試
將鋁合金錠A1-A5及CA1-CA5進(jìn)行冷卻，然后破碎成塊用于壓鑄，壓鑄溫度為：模溫250℃，給湯溫度720℃壓鑄成為鋁合金殼體B1-B5及CB1-CB5。（壓鑄設(shè)備為力勁科技公司，型號為DC160）記錄壓鑄過程中的充型、粘模和熱裂紋情況，結(jié)果見表3。
三、陽極氧化的性能測試
分別將鋁合金殼體B1-B5及CB1-CB5進(jìn)行如下的陽極氧化，得到陽極氧化殼體Y1-Y5及CY1-CY5。
前處理：鋁合金殼體B1-B5及CB1-CB5放入拋光機內(nèi)研磨，后用無水乙醇洗凈，然后將鋁合金殼本體浸漬在40g/L的氫氧化鈉水溶液中，2min后取出用去離子水沖洗干凈，得到經(jīng)過前處理的鋁合金殼本體；
陽極氧化：將上述鋁合金殼體作為陽極放入含有170g/L左右濃度的H2SO4陽極氧化槽中，電流密度1.4Adm-2、19℃下電解30min，吹干，得到陽極氧化殼體Y1-Y5及CY1-CY5。
1、陽極氧化膜的效果
將Y1-Y5及CY1-CY5放在自然光下，用肉眼觀察其表面的陽極氧化膜，結(jié)果見表3。
2、陽極氧化膜的厚度
用TIME2818覆層測厚儀測試Y1-Y5及CY1-CY5表面的陽極氧化膜的厚度，結(jié)果見表3。
表2
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表3
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從表3中可以看出，實施例1-5，壓鑄過程充型完整、無粘模、無熱裂紋，合金成型工藝性能良好；陽極氧化后表面呈銀白色，色澤均勻、鮮亮，氧化膜厚度均在15μm以上，鋁合金陽極氧化性能優(yōu)異。
對比例1合金Mn元素含量過高，合金成型工藝性能良好，但陽極氧化后合金表面泛淺棕色（粉色），無光澤；對比例2和3分別為Mg和Zn含量過高，壓鑄產(chǎn)品均出現(xiàn)粘模和熱裂紋，難以得到完整樣件，合金成型工藝性能下降；對比例4合金Co含量偏低，合金流動性降低，并且壓鑄件出現(xiàn)粘模和熱裂紋，難以得到完整樣件，合金壓鑄成型工藝性能顯著下降；對比例5合金Fe、Si含量過高，合金成型工藝性能良好，但陽極氧化后合金表面呈暗灰色，無光澤。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、 “示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。