[发明专利]一种高强度Al-Zn-Mg系铝合金及其制备方法

说明书

一种高强度Al‑Zn‑Mg系铝合金及其制备方法，所述高强度Al‑Zn‑Mg系铝合金的成分及质量百分比组成为：Zn 5.6～5.9%，Mg 1.3～1.5%，Li 0.8～1.0%，Zr 0.02～0.03%，B 0.004～0.006%，RE 0.03～0.05%，Fe≤0.15%，Si≤0.1%，Cu≤0.1%，余量为Al和不可避免的杂质，杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%。本发明Al‑Zn‑Mg系铝合金具有强度高、塑性好、耐腐蚀、焊接性能和氧化着色性能优良等优点，适合于制造平板电脑、笔记本电脑、智能手机等便携式电子产品的外壳以及汽车、货车、轨道车辆等交通运输工具的保险杆、防撞梁、枕梁、横梁等，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，具体是涉及一种高强度Al-Zn-Mg系铝合金及其制备方法。

背景技术

随着便携式电子产品轻薄化和交通运输工具轻量化的发展，对铝合金材料的性能也提出了更高的要求。例如，随着平板电脑、笔记本电脑、智能手机等便携式电子产品大屏化和轻薄化的发展，急需高强度、高韧性的铝合金外壳来提高机身的抗压、抗弯能力，以避免机身出现弯曲、弯折等现象，同时还要满足便携式电子产品对外观件的高装饰性要求。又如，随着汽车、货车、轨道车辆等交通运输工具轻量化发展，车体的保险杆、防撞梁、枕梁、横梁等都迫切需要高强度、耐腐蚀和焊接性能优良的铝合金来替代现有的钢铁材料，以达到车身结构的轻量化和节能减排的目的。

Al-Zn-Mg系铝合金属于可热处理强化型铝合金，又称为高强度铝合金或超高强度铝合金，目前主要用于航空航天领域，如制造飞机的壁板、隔框、翼梁、起落架等。Al-Zn-Mg系铝合金的主要合金元素是Zn和Mg，Zn和Mg除了具有固溶强化作用外，还可形成强化效果极为显著的MgZn2相。随着Zn、Mg含量的增加，元素的固溶强化作用越明显，MgZn2强化相的数量也越多，合金的强度也随之提高。但随着合金强度的上升，塑性开始下降，耐腐蚀性能、焊接性能和氧化着色性能也随之下降。现有常规牌号的Al-Zn-Mg系铝合金虽有强度高的特点，但其塑性、耐蚀性能、焊接性能和氧化着色性能普遍都较差，既无法满足携式电子产品对外观件的高装饰性要求，也无法满足交通运输工具结构件对铝合金耐腐蚀性能和焊接性能的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种强度高、塑性好、耐腐蚀、焊接性能和氧化着色性能优良，能够满足便携式电子产品轻薄化和交通运输工具轻量化发展需求的高强度Al-Zn-Mg系铝合金及其制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的高强度Al-Zn-Mg系铝合金，其特点是由以下成分及质量百分比组成：Zn 5.6～5.9%，Mg 1.3～1.5%，Li 0.8～1.0%，Zr 0.02～0.03%，B 0.004～0.006%，RE0.03～0.05%，Fe ≤0.15%，Si ≤0.1%，Cu ≤0.1%，余量为Al和不可避免的杂质，杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%。

优选的，本发明所述的高强度Al-Zn-Mg系铝合金，由以下成分及质量百分比组成：Zn 5.8%，Mg 1.4%，Li 0.9%，Zr 0.025%，B 0.005%，RE 0.04%，Fe ≤0.15%，Si ≤0.1%，Cu≤0.1%，余量为Al和不可避免的杂质，杂质单个≤0.05%，总量≤0.15%。

其中，所述RE的成分组成及质量百分比为：Pr 10.6%，Nd 25.5%，Pm 17.4%，Sm18.8%，Eu 13.1%，Gd 14.6%。

本发明所述的高强度Al-Zn-Mg系铝合金的制备方法，其特点是包括以下步骤：

第一步：选用工业纯铝锭、纯锌锭、纯镁锭、Al20Li合金、Al5Zr1B合金和混合稀土RE作为原材料；