[发明专利]一种用于手机壳的高强硬铝合金及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于手机壳的高强硬铝合金及其制备方法，所使用的高强硬铝合金的组分按质量百分数计为Zn：5.00~10.00%，Mg：1.20~6.00%，Mn：0.03~0.50%，Cu：0.03~4.00%，Zr：0.01~0.25%，Cr：0.01~0.30%，Ti：0.01~0.20%，其余为Al和其他不可避免的杂质。本发明的高强硬铝合金热处理后的板材综合性能优越。抗拉强度：400~550MPa，屈服强度：380~480MPa，延伸率：11~18%，电导率：25~44%IACS，硬度：175~220HV。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种用于手机壳的高强硬铝合金及制备方法。

背景技术

随着科技进步，手机已是人们寸步不离的通讯工具，手机壳的材料亦是五花八门。早期的手机壳材料多为工程塑料（PC+ABS），由于其质量较重、无法屏蔽电磁信号、强度低和导热性能差等缺点逐渐被淘汰。因此，金属材质的手机外壳已经成为了众多手机厂商在消费电子中重点关注的创新焦点。目前已有许多手机厂商采用金属外壳，比如世界三大手机厂商（Apple、Samsung、华为公司）生产的智能机中，其手机外壳有铝合金、钛合金、不锈钢和镁合金等金属材料研制而成。对比之，钛合金强度大，外壳美观但是价格高，密度为铝合金的1.7倍；镁合金的色泽光亮但是强度低，抗腐蚀性远不如铝合金；不锈钢密度大、着色难和强度高引起的加工困难难以被广泛应用。在当前及未来，手机轻薄化和装饰美观性是一种必然的发展趋势，铝合金具有高强、高耐蚀、高耐磨、阳极氧化及着色性能优良等优点，是当前综合性能最好，性价比最佳的手机外壳金属材料。

目前智能手机外壳的铝合金材料主要以Al-Mg-Si-Cu系铝合金为主，但是在使用过程中由于强度、硬度低，容易出现刮伤、磨痕、弯折和跌落时候容易出现凹坑等缺陷。该种类合金的硬度≥120HV，抗拉强度≥290MPa，屈服强度≥235MPa，机械性能的下限均较低。当今市面上的铝合金手机外壳主要是通过熔炼—均匀化—轧制（热轧、冷轧）—固溶—时效—CNC加工—阳极氧化着色工艺流程制得，在阳极氧化着色过程中会出现明显的条纹组织或颜色不均匀等缺陷，影响手机外壳表面的光泽度和装饰美观性。

发明内容

本发明的目的在于针对Al-Mg-Si-Cu系铝合金出现的强度低和铝合金手机壳阳极氧化过程中出现的条纹组织或颜色不均匀等缺陷问题点，本发明提供一种用于手机壳的高强硬铝合金及制备方法。

为实现上述内容，本发明采用如下技术方案：

一种用于手机壳的高强硬铝合金及制备方法，所使用的高强硬铝合金的化学组成成分（质量%）为Zn：5.00~10.00%，Mg：1.20~6.00%，Mn：0.03~0.50%，Cu：0.03~4.00%，Zr：0.01~0.25%，Cr：0.01~0.30%，Ti：0.01~0.20%，其余为Al和其他不可避免的杂质。

一种用于手机壳的高强硬铝合金及制备方法，包括如下步骤：

(1)坩埚放置中频炉内加热至650℃，加入预加热处理的Zn、Cu、Al-Mn、Al-Cr、Al-Zr、Al-Ti合金；

(2)将坩埚升至740℃，将预加热的Mg合金加至熔融状态的铝合金熔液内，直到Mg合金在熔液内完全熔化，搅拌均匀；

(3)将坩埚降至720℃，保温20min，并用预处理过的六氯乙烷除气，除渣，浇注到有冷却装置的铜金属模具中；

(4)铸锭均匀化工艺：一级均匀化温度400~440℃，时间8~18h，二级均匀化温度470~480℃，时间15~40h，并铣面去氧化皮；

(5)轧制工艺：热轧前在440℃保温1.5h，冷轧，轧制变形量80%；