本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于壓鑄加工的可陽極氧化硬質(zhì)鋁合金及其制備方法和加工工藝，可陽極氧化硬質(zhì)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(fā)明專利技術(shù)的可陽極氧化硬質(zhì)鋁合金具有壓鑄性能優(yōu)異、可加工性強(qiáng)、易上色和成本低廉的特點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)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(zhì)鋁合金及其制備方法和加工工藝。
技術(shù)介紹
壓力鑄造(簡稱壓鑄)是在壓鑄機(jī)的壓室內(nèi)，澆入液態(tài)或半液態(tài)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(jié)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(shí)間極短。高壓力和高速度是壓鑄時(shí)液體金屬充填成型過程的兩大特點(diǎn)，也是壓鑄與其他鑄造方法最根本區(qū)別之所在。比如壓射比壓在幾兆帕至幾十兆帕范圍內(nèi)，甚至高達(dá)500MPa;充填速度為0.5—120m/s，充型時(shí)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(chǎn)品具有如下優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品質(zhì)量好，由于壓鑄型導(dǎo)熱快，金屬冷卻迅速，同時(shí)在壓力下結(jié)晶，鑄件具有細(xì)的晶粒組織，表面堅(jiān)實(shí)，提高了鑄件的強(qiáng)度和硬度，此外鑄件尺寸穩(wěn)定，互換性好，可生產(chǎn)出薄壁復(fù)雜零件； 生產(chǎn)率高，壓鑄模使用次數(shù)多；經(jīng)濟(jì)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(jié)省了大量的原材料、加工設(shè)備及工時(shí)。但是，壓鑄產(chǎn)品在實(shí)際引用中也存在以下制約：如壓鑄型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造費(fèi)用高，準(zhǔn)備周期長，所以，只適用于定型產(chǎn)品的大量生產(chǎn)；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(shí)際上不可能補(bǔ)縮，致使鑄件容易產(chǎn)生細(xì)小的氣孔和縮松，鑄件壁越厚，這種缺陷越嚴(yán)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(diǎn)合金壓鑄時(shí)，鑄型壽命低，影響壓鑄生產(chǎn)的擴(kuò)大應(yīng)用。在日常應(yīng)用中，壓鑄產(chǎn)品已經(jīng)逐漸普及，以蘋果 iphon 為代表的3C產(chǎn)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(fēng)靡全球，引領(lǐng)眾多粉絲追逐，成為現(xiàn)實(shí)中的傳說。究其材料和工藝：以鍛壓鋁（AL）型材為基礎(chǔ)，經(jīng) 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(fù)雜，效率低，合格率低，因此成本高，較長的生產(chǎn)周期也制約了產(chǎn)量產(chǎn)能。壓鑄件生產(chǎn)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(jìn)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(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種用于壓鑄加工的可陽極氧化硬質(zhì)鋁合金及其制備方法和加工工藝，具有壓鑄性能優(yōu)異、可加工性強(qiáng)、易上色和成本低廉的特點(diǎn)。本專利技術(shù)可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：本專利技術(shù)公開了一種用于壓鑄加工的可陽極氧化硬質(zhì)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(zhì)鋁合金中，硅與鋁形成硅鋁合金，其特點(diǎn)是一種強(qiáng)復(fù)合脫氧劑，確保高溫過程中各種成份的穩(wěn)定性和脫氧性，減少砂孔。Mg和Si組成強(qiáng)化相Mg2Si，Mg的含量愈高，Mg2Si的數(shù)量就愈多，熱處理強(qiáng)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(diào)節(jié)高溫過程中各種成份的穩(wěn)定性減少砂孔。Ti的成份主要是細(xì)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(zhì)元素，可使產(chǎn)品表面粗糙、機(jī)械性能、抗蝕性能變差，陽極氧化后的壓鑄產(chǎn)品表面發(fā)青，光澤下降，著色后色調(diào)不純，一般Fe含量控制在0.35%以內(nèi)（如鋁合金6063），以上控制在小于0.2%。鋁合金產(chǎn)品中Zn含量達(dá)到0.05%，陽極氧化后表面就出現(xiàn)白色斑點(diǎn)，一般Zn含量控制在0.05%內(nèi)，以上控制在小于0.05%。Cu在鋁合金中有一定的固溶強(qiáng)化效果，同時(shí)會產(chǎn)生晶間腐蝕及導(dǎo)致熱裂，它與Zn 和Mg元素主要作用是增強(qiáng)抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，作為雜質(zhì)的銅一般小于0.3%。Sn和Pb為低熔點(diǎn)金屬，在鋁中固溶度不大，降低合金強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)，對氧、氫、硫等具有較強(qiáng)的親和力而易在熔煉時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物不熔入鋁而進(jìn)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(xì)化晶粒和變質(zhì)作用，且具有長效性和重熔穩(wěn)定性；稀土元素在鋁合金中可形成穩(wěn)定的高熔點(diǎn)金屬間化合物，提高合金的力學(xué)性能；由于稀土元素能細(xì)化晶粒，也能與鐵、硅等雜質(zhì)形成穩(wěn)定的化合物，并從晶內(nèi)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(dǎo)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(jié)構(gòu)復(fù)雜且表面要求高的產(chǎn)品。一種可陽極氧化硬質(zhì)鋁合金的制備方法，包括以下步驟：A、熔煉準(zhǔn)備：清爐和洗爐，預(yù)熱坩堝及熔煉工具到200～300℃，然后噴刷涂料，清理和預(yù)熱回爐料，準(zhǔn)備熔劑和變質(zhì)劑，進(jìn)行配料計(jì)算。B、裝料：按照以下順序進(jìn)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(dāng)溫度達(dá)到660℃時(shí)，用鐘罩將金屬鎂塊或Al-Mg中間合金壓入熔池的內(nèi)部并緩慢回轉(zhuǎn)和移動，時(shí)間為3～5min。然后升溫到710-730℃,用占爐料總質(zhì)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(nèi)進(jìn)行精煉，總時(shí)間為10～15min，緩慢在爐內(nèi)繞圈，待精煉完成后靜置1～3min；D、變質(zhì)處理：當(dāng)合金液溫度達(dá)到730-750℃時(shí)，用占爐料總質(zhì)量1.5%～2.5%的三元變質(zhì)劑做變質(zhì)處理，變質(zhì)時(shí)間為15-18min。E、澆注：當(dāng)變質(zhì)完成后除渣并攪拌，然后靜置5～10min。當(dāng)溫度達(dá)到750℃時(shí)，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(jì)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(shí)應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)成分范圍最上限計(jì)算。一種利用可陽極氧化硬質(zhì)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(jìn)行壓鑄成型；第三步、后加工：按正常壓鑄件進(jìn)行后加工；第四步、陽極氧化：配置鋁鎂硅合金的化學(xué)拋光液或電拋光液采用溫長時(shí)間氧化進(jìn)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(biāo)，保溫時(shí)間不能過長，以免鎂元素?zé)龘p。壓鑄生產(chǎn)時(shí)注意：離模劑與錘頭顆粒油本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于壓鑄加工的可陽極氧化硬質(zhì)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(shù)特征摘要】
1.一種用于壓鑄加工的可陽極氧化硬質(zhì)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(quán)利要求1所述可陽極氧化硬質(zhì)鋁合金的制備方法，其特征在于包括以下步驟：A、熔煉準(zhǔn)備：清爐和洗爐，預(yù)熱坩堝及熔煉工具到200～300℃，然后噴刷涂料，清理和預(yù)熱回爐料，準(zhǔn)備熔劑和變質(zhì)劑，進(jìn)行配料計(jì)算；B、裝料：按照以下順序進(jìn)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(dāng)溫度達(dá)到660℃時(shí)，用鐘罩將金屬鎂塊或Al-Mg中間合金壓入熔池的內(nèi)部并緩慢回轉(zhuǎn)和移動，時(shí)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王向明，
申請(專利權(quán))人：惠州市華輝信達(dá)電子有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44
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