一種用于壓鑄加工的可陽極氧化硬質鋁合金及其制備方法和加工工藝技術

本發明專利技術公開了一種用于壓鑄加工的可陽極氧化硬質鋁合金及其制備方法和加工工藝，可陽極氧化硬質鋁合金由以下重量份組分熔煉而成：硅0.8～1.2份，鎂1.0～1.5份，鈦0.3～0.6份，銅0.2～0.3份，釩鈰混合稀土0.15～0.25份，錳﹤0.2份，鐵﹤0.15份，鋅﹤0.05份，錫﹤0.01份，鉛﹤0.005份，鋁余量。本發明專利技術的可陽極氧化硬質鋁合金具有壓鑄性能優異、可加工性強、易上色和成本低廉的特點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及壓鑄加工
，具體為一種用于壓鑄加工的可陽極氧化硬質鋁合金及其制備方法和加工工藝。
技術介紹
壓力鑄造(簡稱壓鑄)是在壓鑄機的壓室內，澆入液態或半液態的金屬或合金，使它在高壓和高速下充填型腔，并且在高壓下成型和結晶而獲得鑄件的一種鑄造方法。由于金屬液受到很高比壓的作用，因而流速很高，充型時間極短。高壓力和高速度是壓鑄時液體金屬充填成型過程的兩大特點，也是壓鑄與其他鑄造方法最根本區別之所在。比如壓射比壓在幾兆帕至幾十兆帕范圍內，甚至高達500MPa;充填速度為0.5—120m/s，充型時間很短，一般為0.01-0.2s，最短只有干分之幾秒。在日常加工中，壓鑄產品具有如下優點：產品質量好，由于壓鑄型導熱快，金屬冷卻迅速，同時在壓力下結晶，鑄件具有細的晶粒組織，表面堅實，提高了鑄件的強度和硬度，此外鑄件尺寸穩定，互換性好，可生產出薄壁復雜零件； 生產率高，壓鑄模使用次數多；經濟效益良好。壓鑄件的加工余量小，一般只需精加工和鉸孔便可使用，從而節省了大量的原材料、加工設備及工時。但是，壓鑄產品在實際引用中也存在以下制約：如壓鑄型結構復雜，制造費用高，準備周期長，所以，只適用于定型產品的大量生產；如壓鑄速度高，型腔中的氣體很難完全排出，加之金屬型在型中凝固快，實際上不可能補縮，致使鑄件容易產生細小的氣孔和縮松，鑄件壁越厚，這種缺陷越嚴重，因此，壓鑄一般只適合于壁厚在6mm以下的鑄件；如壓鑄件的塑性低，不宜在沖擊載荷及有震動的情況下工作；如高熔點合金壓鑄時，鑄型壽命低，影響壓鑄生產的擴大應用。在日常應用中，壓鑄產品已經逐漸普及，以蘋果 iphon 為代表的3C產品，使用金屬邊框和高光倒角邊條，這個外形一問世，即刻以其高端的形象，風靡全球，引領眾多粉絲追逐，成為現實中的傳說。究其材料和工藝：以鍛壓鋁（AL）型材為基礎，經 CNC 加工和納米注塑而成，（其成本在 150-300 元人民幣之間），工藝復雜，效率低，合格率低，因此成本高，較長的生產周期也制約了產量產能。壓鑄件生產成本低且效率高，但普通壓鑄用鋁合金因鋁含量低,一般在85%,而不能進行陽極。簡單來說，壓鑄件不能陽極或者陽極效果極差。目前市場上有以ADC6為代表的可陽極的鋁合金，雖可氧化上色，但色澤不正，亮度欠佳。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種用于壓鑄加工的可陽極氧化硬質鋁合金及其制備方法和加工工藝，具有壓鑄性能優異、可加工性強、易上色和成本低廉的特點。本專利技術可以通過以下技術方案來實現：本專利技術公開了一種用于壓鑄加工的可陽極氧化硬質鋁合金，由以下重量份組分熔煉而成：硅0.8～1.2份，鎂1.0～1.5份，鈦0.3～0.6份，銅0.2～0.3份，釩鈰混合稀土0.15～0.25份，錳﹤0.2份，鐵﹤0.15份，鋅﹤0.05份，錫﹤0.01份，鉛﹤0.005份，鋁余量。在所述可陽極氧化硬質鋁合金中，硅與鋁形成硅鋁合金，其特點是一種強復合脫氧劑，確保高溫過程中各種成份的穩定性和脫氧性，減少砂孔。Mg和Si組成強化相Mg2Si，Mg的含量愈高，Mg2Si的數量就愈多，熱處理強化效果就愈大。既利于熱處理，又利于減少材料中Si的含量，提高氧化效果。Mn元素在溫度到750℃左右增加流動性，使之能有效調節高溫過程中各種成份的穩定性減少砂孔。Ti的成份主要是細化晶粒，增加流動性，減少砂孔和提高表面陽極氧化效果。Fe是鋁合金中的主要雜質元素，可使產品表面粗糙、機械性能、抗蝕性能變差，陽極氧化后的壓鑄產品表面發青，光澤下降，著色后色調不純，一般Fe含量控制在0.35%以內（如鋁合金6063），以上控制在小于0.2%。鋁合金產品中Zn含量達到0.05%，陽極氧化后表面就出現白色斑點，一般Zn含量控制在0.05%內，以上控制在小于0.05%。Cu在鋁合金中有一定的固溶強化效果，同時會產生晶間腐蝕及導致熱裂，它與Zn 和Mg元素主要作用是增強抗拉強度和屈服強度，作為雜質的銅一般小于0.3%。Sn和Pb為低熔點金屬，在鋁中固溶度不大，降低合金強度，故控制其含量均小于0.005%。在合金中加入混合稀土元素。混合稀土元素以釩、鈰元素為主，主要作用使合金的彈性、強度、抗磨損、抗爆裂性增加，使之既耐高溫又抗奇寒；稀土元素的活性很強，對氧、氫、硫等具有較強的親和力而易在熔煉時發生化學反應，反應產物不熔入鋁而進入渣中，有除氣除渣之凈化作用，降低合金氣孔和縮松傾向；稀土元素有良好的細化晶粒和變質作用，且具有長效性和重熔穩定性；稀土元素在鋁合金中可形成穩定的高熔點金屬間化合物，提高合金的力學性能；由于稀土元素能細化晶粒，也能與鐵、硅等雜質形成穩定的化合物，并從晶內析出，再加上稀土對合金的凈化作用，使合金的電阻率降低，導電性提高，從而改善陽極氧化效果。故所得的壓鑄性能及陽極氧化效果更好，適用于結構復雜且表面要求高的產品。一種可陽極氧化硬質鋁合金的制備方法，包括以下步驟：A、熔煉準備：清爐和洗爐，預熱坩堝及熔煉工具到200～300℃，然后噴刷涂料，清理和預熱回爐料，準備熔劑和變質劑，進行配料計算。B、裝料：按照以下順序進行裝料：回爐料、鋁鈦中間合金、鋁錳中間合金、鋁硅中間合金、純鋁錠，鋁鎂中間合金待爐料熔化后再加，控制原料中各種原料配比為硅0.8～1.2份，鎂1.0～1.5份，鈦0.3～0.6份，銅0.2～0.3份，釩鈰混合稀土0.15～0.25份，錳﹤0.2份，鐵﹤0.15份，鋅﹤0.05份，錫﹤0.01份，鉛﹤0.005份，鋁余量； C、熔化及精煉：爐料裝完之后，升溫熔化，待爐料全部熔化后，除渣并輕輕攪拌合金液3-5圈，當溫度達到660℃時，用鐘罩將金屬鎂塊或Al-Mg中間合金壓入熔池的內部并緩慢回轉和移動，時間為3～5min。然后升溫到710-730℃,用占爐料總質量0.3%-0.5%的C2Ch或0.1%--0.15%的MnCl:分2～3次用鐘罩壓入合金液內進行精煉，總時間為10～15min，緩慢在爐內繞圈，待精煉完成后靜置1～3min；D、變質處理：當合金液溫度達到730-750℃時，用占爐料總質量1.5%～2.5%的三元變質劑做變質處理，變質時間為15-18min。E、澆注：當變質完成后除渣并攪拌，然后靜置5～10min。當溫度達到750℃時，扒渣出爐澆注成鋁合金錠。在所述制備方法中，在裝料工序中，同牌號同成分的回爐料，比例不大于20%。在配料計算過程中，由于熔煉中Mg元素的燒損很大，合金成分含量變化大，故配料時應按標準成分范圍最上限計算。一種利用可陽極氧化硬質鋁合金加工壓鑄件的方法，包括以下步驟：第一步、鋁合金熔煉：首先制備由以下組分組成的鋁合錠：硅0.8～1.2份，鎂1.0～1.5份，鈦0.3～0.6份，銅0.2～0.3份，釩鈰混合稀土0.15～0.25份，錳﹤0.2份，鐵﹤0.15份，鋅﹤0.05份，錫﹤0.01份，鉛﹤0.005份，鋁余量：第二步、壓鑄成型：模溫控制在240～280℃，料溫控制在740～760℃進行壓鑄成型；第三步、后加工：按正常壓鑄件進行后加工；第四步、陽極氧化：配置鋁鎂硅合金的化學拋光液或電拋光液采用溫長時間氧化進行。在加工工藝中，鋁合金熔煉不可使用鑄鐵坩堝，以免鐵元素超標，保溫時間不能過長，以免鎂元素燒損。壓鑄生產時注意：離模劑與錘頭顆粒油本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于壓鑄加工的可陽極氧化硬質鋁合金，其特征在于由以下重量份組分熔煉而成：硅0.8～1.2份，鎂1.0～1.5份，鈦0.3～0.6份，銅0.2～0.3份，釩鈰混合稀土0.15～0.25份，錳﹤0.2份，鐵﹤0.15份，鋅﹤0.05份，錫﹤0.01份，鉛﹤0.005份，鋁余量。

【技術特征摘要】
1.一種用于壓鑄加工的可陽極氧化硬質鋁合金，其特征在于由以下重量份組分熔煉而成：硅0.8～1.2份，鎂1.0～1.5份，鈦0.3～0.6份，銅0.2～0.3份，釩鈰混合稀土0.15～0.25份，錳﹤0.2份，鐵﹤0.15份，鋅﹤0.05份，錫﹤0.01份，鉛﹤0.005份，鋁余量。2.一種權利要求1所述可陽極氧化硬質鋁合金的制備方法，其特征在于包括以下步驟：A、熔煉準備：清爐和洗爐，預熱坩堝及熔煉工具到200～300℃，然后噴刷涂料，清理和預熱回爐料，準備熔劑和變質劑，進行配料計算；B、裝料：按照以下順序進行裝料：回爐料、鋁鈦中間合金、鋁錳中間合金、鋁硅中間合金、純鋁錠，鋁鎂中間合金待爐料熔化后再加，控制原料中各種原料配比為硅0.8～1.2份，鎂1.0～1.5份，鈦0.3～0.6份，銅0.2～0.3份，釩鈰混合稀土0.15～0.25份，錳﹤0.2份，鐵﹤0.15份，鋅﹤0.05份，錫﹤0.01份，鉛﹤0.005份，鋁余量；C、熔化及精煉：爐料裝完之后，升溫熔化，待爐料全部熔化后，除渣并輕輕攪拌合金液3-5圈，當溫度達到660℃時，用鐘罩將金屬鎂塊或Al-Mg中間合金壓入熔池的內部并緩慢回轉和移動，時...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王向明，
申請(專利權)人：惠州市華輝信達電子有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44