[發明專利]一種表面質量優異的高強鋁材及其成形方法

在審

• 申請號: 202110089373.0
• 申請日: 2021-01-22
• 公開（公告）號: CN112921221A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 劉柏宇;湯維杰
• 申請（專利權）人: 佛山市南海盛達前亮鋁業有限公司
• 主分類號: C22C21/18
• 分類號: C22C21/18;C22C1/02;C25D11/04
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 劉爽

本發明公開了一種表面質量優異的高強鋁材，包括按質量百分比計的如下組分(wt％)：Si1.5～3.0、Cu3.0～4.0、Mg0.8～1.4、Mn0.2～0.7、Zn0.3～0.7、Ti0.3～0.5、B0.1～0.2、Zr0.05～0.2、Cd0.1～0.6以及余量的Al，所述鋁材陽極表面等軸晶所占面積比≥87％，Cube織構沿加工方向均勻分布、占比10～20％，并公開了其成形方法。本發明涉及鋁合金加工技術領域，具體提供了一種陽極氧化處理之后表面無異色，且強度大幅提升的表面質量優異的高強鋁材及其成形方法。

技術領域

本發明涉及鋁合金加工技術領域，具體為一種表面質量優異的高強鋁材及其成形方法。

背景技術

鋁合金具有良好的強度和導熱性能，經過陽極氧化處理的鋁合金具有良好的耐磨和耐蝕性能，著色后外觀可以呈現多種顏色，從而使其擁有巨大的應用前景。鋁材的陽極氧化處理是一種電解氧化過程，在該過程中同時存在氧化膜的形成和溶解的兩個對立的反應，最終在鋁材的表面形成一層氧化膜，氧化層的狀態取決于上述兩個反應速度的相對快慢。這層氧化膜具有防護性、裝飾性以及絕緣性等功能特性。

但是，陽極氧化和著色處理后，易發生鋁材表面顏色分布不均勻的現象；現有技術中，陽極氧化處理后的鋁材表面氧化膜存在異色現象，異色區域沿鋁材的加工方向呈條帶狀分布，寬度50μm～5mm，長度可以達到幾個毫米，甚至十幾個毫米。著色處理后的異色現象顯著，嚴重制約了鋁材在汽車和消費電子領域的推廣。同時，與不銹鋼材料相比，鋁材較低的強度不能滿足鋁材作為結構部件的要求。

發明內容

針對上述情況，為彌補上述現有缺陷，本發明提供了一種陽極氧化處理之后表面無異色，且強度大幅提升的表面質量優異的高強鋁材及其成形方法。

本發明提供如下的技術方案：本發明一種表面質量優異的高強鋁材，包括按質量百分比計的如下組分(wt％)：Si1.5～3.0、Cu3.0～4.0、Mg0.8～1.4、Mn0.2～0.7、Zn0.3～0.7、 Ti0.3～0.5、B0.1～0.2、Zr0.05～0.2、Cd0.1～0.6以及余量的Al，所述鋁材陽極表面等軸晶所占面積比≥87％，Cube織構沿加工方向均勻分布、占比10～20％。

作為優選地，一種表面質量優異的高強鋁材，包括按質量百分比計的如下組分(wt％)： Si2.0～2.5、Cu3.2～3.8、Mg1.0～1.2、Mn0.4～0.5、Zn0.4～0.6、Ti0.0.35～0.45、B0.13～ 0.17、Zr0.1～0.15、Cd0.3～0.4以及余量的Al。

進一步地，所述Al選用高純鋁。

進一步地，所述鋁材的表面氧化膜厚度為12～18μm。

進一步地，所述鋁材的表面氧化膜厚度分布均勻，標準差＜1.0μm。

一種表面質量優異的高強鋁材的成形方法，具體包括下列步驟：

(1)將Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Ti、B、Zr、Cd根據對應的重量份數加入熔煉爐中，在 850～1000℃條件下熔化，以300～400r/min的轉速攪拌均勻，得到合金熔體；

(2)將Al在720～750℃條件下熔化，得到純鋁液，并將純鋁液等量分為三等份逐批加入步驟(1)得到的合金熔體內，以600～750r/min的轉速攪拌均勻，得到混合合金液；

(3)將混合合金液澆鑄、淬火、時效處理得到高強鋁材；

(4)將高強鋁板材表面進行機械打磨處理，并用清水進行沖洗；

(5)將高強鋁材浸入NaOH溶液，除去所述鋁材基體表面自然形成的氧化膜；

(6)將經NaOH溶液堿洗處理后的鋁材浸入HNO₃溶液進行酸洗處理，除去所述鋁材堿洗表面殘留物；