CN109207821A

CN109207821A - 一种铝合金材料

Info

Publication number: CN109207821A
Application number: CN201811392631.7A
Authority: CN
Inventors: 胡正良
Original assignee: Guizhou Zhenghebolai Metal Products Co Ltd
Current assignee: Guizhou Zhenghebolai Metal Products Co Ltd
Priority date: 2018-11-21
Filing date: 2018-11-21
Publication date: 2019-01-15

Abstract

本发明涉及合金材料技术领域，尤其是一种铝合金材料，经过对铝合金中Cu元素含量控制在0.7‑1.0之间，结合对Fe、Si、Mn、Ti的最大用量进行控制，以及对Mg、Zn的用量范围进行合理控制，使得各元素之间相互作用增强，促使铝合金材料内部结构发生变化，使得铝合金材料在适宜的热处理条件下，能够增强其抗拉伸强度和屈服强度；改善铝合金韧性，拉伸拉断伸长率较高，改善了耐腐蚀性能。

Description

一种铝合金材料

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，尤其是一种铝合金材料。

背景技术

铝合金密度低，强度较高，接近于、甚至超过优质钢，塑性好，易于加工，能够制备成各种型材，具有优良的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。铝合金型材被广泛应用于航空航天、交通运输、机械制造、建筑装修、印刷工业等，是重要的金属结构材料之一。随着科学技术以及工业经济的飞速发展，铝合金被应用于电子产品上也得到了广泛的推广，并且受到了众多电子产品生产厂家的青睐。与此同时，在铝合金材料应用的各个领域，对铝合金综合性能的要求日益提高，使得不仅要求铝合金型材具有较高的机械强度，而且还要求铝合金型材具有良好的焊接性能、耐腐蚀性能和抗疲劳性能。

为此，现有技术中，有大量的研究者，针对改善铝合金综合性能，使得铝合金具有良好的机械性能的同时，其还具有较高的耐腐蚀性能和抗疲劳性能，对铝合金材料的原料成分以及化学元素的含量进行了控制，例如专利号为201410152268.7的印刷用铝合金型材及其制备方法中公开了按照化学成分为：Si 0.05-0.2、Cu 0.03-0.06、Mg 0.4-0.8、Zn≤0.10、Mn0.05-0.15、Ti≤0.10、Ni0.1-0.2、Fe0.15-0.35、Cd 0.06-0.12、Te0.04-0.08、Pr0.02-0.05，余量为Al。再例如专利号为201510407069.0的易加工船用铝合金板的制造方法中公开了船用铝合金板包括：Si：0.5-1％，Mg：1.5-2.5％，Mn：1.4-2.1％，Fe：5-7.5％，Zn：0.5-0.6％，Cu：0.05-0.08％，V：0.3-0.6％，Ti：0.3-0.4％，余量为Al。再例如专利号为201610678560.1中公开了熔铸铝锭：Si<0.30、Mg0.5-1.0、Fe<0.35、Cu<0.2、Mn<0.3、Cr<0.2、Zn 5.0-6.5、Ti<0.2。再例如专利号为201610737258.9的电子产品壳体用挤压铝合金及其制造方法中公开了挤压铝合金成分为Mg1.0-1.5％，Zn5.0-6.0％，Ti0.01-0.04％余量为铝，控制杂质元素含量为Si＜0.1％，Fe＜0.1％，Cu＜0.05％，Mn＜0.5％，Cr＜0.5％，Ga＜0.05％，Sn＜0.05％，V＜0.05％。可见，在现有技术中，对于铝合金材料制备过程中，对于铝合金材料中的Cu成分经常作为杂质成分来控制，要求Cu在其中的含量不得超过0.7％；而且对于其他成分，如Mg，Zn，Fe等成分与铜、铝的组合配比成分不合理，使得制备的铝合金材料的淬火范围不理想，热变形性能依然较差，导致经过热处理，就促使铝合金材料的强度降低，极大程度的影响了铝合金材料的使用过程；而且所获得的材料的焊接性能、耐腐蚀性能均较弱，进而极大程度的影响着铝合金材料的综合性能。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种铝合金材料。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

铝合金材料，原料成分即就是化学元素组成成分，以质量百分比计为Cu 0.7-1.0％、Fe≤0.2％、Si≤0.1％、Mg1.5-1.9％、Mn≤0.1％、Zn4.5-5.0％、Ti≤0.05％、余量为铝。

优选，所述的Cu以质量百分比计为0.8-0.9％。

优选，所述的Cu以质量百分比计为0.85％。

优选，所述的Mg以质量百分比计为1.6-1.8％。

优选，所述的Mg以质量百分比计为1.7％。

优选，所述的Zn以质量百分比计为4.6-4.9％。

优选，所述的Zn以质量百分比计为4.7-4.8％。

优选，所述的原料成分以质量百分比计为Cu 0.8％、Fe0.1％、Si0.1％、Mg1.8％、Mn0.1％、Zn4.7％、Ti0.04％、余量为铝。

优选，所述的原料成分以质量百分比计为Cu 0.9％、Fe≤0.14％、Si≤0.09％、Mg1.6％、Mn≤0.07％、Zn4.7％、Ti≤0.03％、余量为铝。

本发明创造的铝合金材料在航空航天元器件，例如机舱内部舱体或者电子产品元器件，例如手机壳体等制备中应用。

经过对铝合金中Cu元素含量控制在0.7-1.0之间，结合对Fe、Si、Mn、Ti的最大用量进行控制，以及对Mg、Zn的用量范围进行合理控制，使得各元素之间相互作用增强，促使铝合金材料内部结构发生变化，使得铝合金材料在适宜的热处理条件下，能够增强其抗拉伸强度和屈服强度；改善铝合金韧性，拉伸拉断伸长率较高，改善了耐腐蚀性能。

本发明创造的铝合金材料在适宜温度下具有较高的强度，使得随着焊接过程的短暂高温接触焊接时，有助于增强焊接性能，使得铝合金可焊接程度大幅度的提高。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

在本发明创造中，未尽事宜参照现有技术和本领域技术人员公知常识进行；对于铝合金材料中的化学元素成分检测，采用的是德国OBLF公司的QSN-750型电火花直读光谱仪进行的。

试验：本发明创造为了验证铝合金材料化学元素组成以及质量百分含量的控制能够对铝合金材料哪方面的性能造成影响或者改善，现就研究过程中所进行的试验过程以及样品控制进行如下阐述：

1、样品制备，以铝合金材料中的化学成分质量百分比计。

样品1：Cu 0.7％、Fe0.2％、Si0.1％、Mg1.5％、Mn0.1％、Zn4.5％、Ti0.05％、余量为铝。

样品2：Cu 1.0％、Fe0.1％、Si0.05％、Mg1.9％、Mn0.01％、Zn5.0％、Ti0.04％、余量为铝。

样品3：Cu 0.8％、Fe0.15％、Si0.04％、Mg1.8％、Mn0.04％、Zn4.8％、Ti0.03％、余量为铝。

样品4：Cu 0.8％、Fe0.1％、Si0.1％、Mg1.8％、Mn0.1％、Zn4.7％、Ti0.04％、余量为铝。

样品5：Cu 0.9％、Fe0.14％、Si0.09％、Mg1.6％、Mn0.07％、Zn4.7％、Ti0.03％、余量为铝。

样品6：在样品1中的Cu含量为1.2％，Zn4.4％，Mg2.0％，其他均同样品1。

样品7：在样品1中的Cu含量为0.6％，Zn5.1％，Mg2.0％，其他均同样品1。

样品8：在样品1中的Cu含量为1.1％，Zn4.0％，Mg1.4％，其他均同样品1。

铝合金材料的制备参照现有技术中的处理方法进行制备，例如参照201610737258.9的电子产品壳体用挤压铝合金及其制造方法中公开的技术内容或者其他现有技术或者常规技术手段中公开的技术方案，本发明创造的铝合金材料样品制备按照上述现有技术中公开的技术方案进行制备，控制铝合金材料中的化学成分。

2、试验

对上述样品1-8制备的铝合金材料进行性能测试，其结果如下表1所示：

表1

由表1的数据显示可以看出，对于铝合金材料中的化学成分以及含量进行控制，极大程度的提高了铝合金材料的屈服强度、抗拉强度以及伸长率；而且对于Cu、Zn、Mg含量控制，使得铝合金材料的性能测试结果较优，极大程度的改善了铝合金材料的综合性能。

将上述样品1-8的铝合金材料经过在180-200℃下热处理1-3min，再自然冷却至常温，并对其进行屈服强度、抗拉强度和伸长率的性能测试，其结果如下表2所示：

表2

	屈服强度(MPa)	抗拉强度(MPa)	伸长率(％)
				样品1	416.3	505.8	29
样品2	415.4	504.9	30
				样品3	416.1	505.6	28
样品4	415.8	504.8	29
				样品5	415.7	505.3	31
样品6	367.9	403.6	16
				样品7	351.4	401.1	18
样品8	366.3	387.9	16

由表2的数据显示，其对于本发明创造对Cu、Zn、Mg含量控制，极大程度的使得铝合金材料在经过一定温度热处理之后，能够改善铝合金材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率，提高铝合金材料的综合性能；而对于Cu、Zn、Mg含量控制不恰当，将会导致热处理过程中，降低屈服强度、抗拉强度和伸长率，影响铝合金材料的综合性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种铝合金材料，其特征在于，原料成分以质量百分比计为Cu 0.7-1.0％、Fe≤0.2％、Si≤0.1％、Mg1.5-1.9％、Mn≤0.1％、Zn4.5-5.0％、Ti≤0.05％、余量为铝。

2.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述的Cu以质量百分比计为0.8-0.9％。

3.如权利要求1或2所述的铝合金材料，其特征在于，所述的Cu以质量百分比计为0.85％。

4.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述的Mg以质量百分比计为1.6-1.8％。

5.如权利要求1或4所述的铝合金材料，其特征在于，所述的Mg以质量百分比计为1.7％。

6.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述的Zn以质量百分比计为4.6-4.9％。

7.如权利要求1或6所述的铝合金材料，其特征在于，所述的Zn以质量百分比计为4.7-4.8％。

8.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述的原料成分以质量百分比计为Cu0.8％、Fe0.1％、Si0.1％、Mg1.8％、Mn0.1％、Zn4.7％、Ti0.04％、余量为铝。

9.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述的原料成分以质量百分比计为Cu0.9％、Fe≤0.14％、Si≤0.09％、Mg1.6％、Mn≤0.07％、Zn4.7％、Ti≤0.03％、余量为铝。

10.如权利要求1-9任一项所述的铝合金材料在航空航天元器件或者电子产品元器件制备中应用。