[发明专利]预加工7XXX铝合金以便粘性粘结的方法及与之相关的产品

说明书

公开了预加工7xxx铝合金产品以便粘性粘结的方法。一般来说，所述方法包括化学和/或机械预加工7xxx铝合金产品以减低镁氧化物的量，同时保持位于7xxx铝合金产品表面近侧的任何含铜金属间颗粒。在预加工之后，可在其上产生便于粘性粘结的功能化层。

背景技术

7xxx铝合金是除铝外以锌和镁作为其主要合金成分的铝合金。促进7xxx铝合金与其自身和其他材料(例如，用于汽车应用的其他材料)的粘性粘结将是有用的。

发明内容

概括地说，本公开涉及预加工7xxx铝合金以在其上产生功能化层(例如，以便粘性粘结)的方法。特别地，并参考图1-3，方法可包括接收(100)7xxx铝合金产品(1)，该产品具有7xxx铝合金基底(10)，基底上具有表面氧化物层(5)。表面氧化物层(5)可包括第一部分/层(20)、第二部分/层(30)和第三部分/层(40)，所述第一部分/层通常包含镁氧化物(“一个或多个氧化镁层”)，所述第二部分/层通常包含铝氧化物(“一个或多个氧化铝层”)，所述第三部分/层通常包含镁氧化物和铝氧化物的混合物(“一个或多个混合氧化镁-氧化铝层”)。这些部分/层(20、30、40)可能由于例如7xxx铝合金产品所经历的正常加工(机械和/或热加工)而形成。虽然各个部分/层(20、30、40)示出为均匀，但这仅是出于示意的目的，因为这些部分/层通常是不均匀的/具有不规则形貌。

如图1中所示，氧化镁层(20)(例如，包含MgO)通常覆盖氧化铝层(30)(例如，包含Al₂O₃)，其设置在7xxx铝合金基底(10)的表面上。接收状态表面氧化物层(5)通常具有接收状态厚度(通过箭头示出)，其至少部分地由这些氧化镁和铝表面层(20、30)限定。表面氧化物层(5)的接收状态厚度通常为20-60nm厚。这些层中可包含的氧化物包括例如MgO、MgAl₂O₄、Al₂O₃、AlOOH和Al(OH)₃。如下所示，减低氧化镁层(20)的体积分数同时保持或增加氧化铝层(30)的体积分数可促进向其适当粘结功能层的7xxx铝合金产品的产生。

7xxx铝合金基料(10)可包含各种沉淀物和金属间颗粒。其中可有含铜金属间颗粒(例如，占优势的含铜金属间颗粒，如Al₇Cu₂Fe颗粒)。在图1所示意的实施方案中，7xxx铝合金基底(10)中包含含铜金属间颗粒(50)并位于表面氧化物层(5)近侧。这些表面或近表面含铜金属间颗粒(50)可能中断氧化铝(30)和氧化镁(20)层，导致薄的混合氧化镁-氧化铝层(40)(例如，混合MgO-Al₂O₃层)的形成。如下所示，这些含铜金属间颗粒(50)的去合金化可能导致腐蚀问题和/或粘性粘结问题。

在一种方法中，方法包括将7xxx铝合金产品(1)的表面氧化物层(5)的接收状态厚度减低(200)至预加工厚度，其中所述减低步骤(200)包括以下中的至少之一：(i)减低表面氧化物层的镁氧化物体积分数、(ii)增加表面氧化物层的铝氧化物体积分数和(iii)保持表面氧化物层近侧的含铜金属间颗粒体积分数，从而产生经预加工的7xxx铝合金产品。如下文更详细地描述的，此减低步骤(200)可包括化学预加工和/或机械预加工。

虽然“层”一词在本文中出于示意性目的使用，但应理解，没有特定的形貌被赋予到“层”一词的含义中；氧化物的形貌可为任何正常的氧化物形貌，无论是接收状态的还是经预加工状态的。此外，应理解，“层”一词不需要在氧化物中存在任何特定的层结构；构成氧化镁层(20)的化学组成成分相对于铝层(30)可能有所不同，其中一些铝氧化物包含在镁层(20)中，反过来对于氧化铝层(30)也是如此。