[发明专利]具有可见晶粒的铝合金和通过双重阳极氧化着色的铝合金

说明书

实施方案涉及一种具有对肉眼可见的晶粒的铝合金。铝合金可以具有至少100μm的平均晶粒尺寸。铝合金可以通过诸如铸造、挤压、固溶化、老化和蚀刻的工艺来生产。固溶化导致铝的再结晶并导致铝的晶粒生长。与固溶化相比，老化在更低的温度进行，但增强了铝合金的强度。蚀刻使铝合金的晶粒边界更加突出，使铝合金的晶粒对人的肉眼可见。

背景

本公开内容总体上涉及铝合金，并且具体地涉及具有可见晶粒(visible grain)的铝合金和通过双重阳极氧化(double anodization)着色的铝合金。

铝合金被广泛地使用。然而，目前可获得的铝合金的大多数冶金特征对人眼是不可见的。例如，目前可获得的铝合金的晶粒边界(grain boundaries)在尺寸上是微观的，并且它们在没有光学放大的情况下不能被看到或分析。此外，目前可获得的铝合金本身几乎没有任何装饰性外观(cosmetic appearance)，这限制了它们在产品中的使用。

概述

实施方案涉及加工铝合金以使晶粒边界对人眼可见。降低铝合金中的铁浓度以获得低于阈值的铁浓度。然后在第一温度加热铝合金持续一时间段，以引起铝的再结晶。在第二温度老化铝合金持续另一时间段，以增强铝合金的强度。第二温度低于第一温度。

在一种或更多种实施方案中，使铝合金的平均晶粒尺寸(average grain size)生长到至少100μm。

在一种或更多种实施方案中，平均晶粒尺寸的生长在固溶化工艺(solutionizingprocess)期间进行。

在一种或更多种实施方案中，固溶化温度高于480℃。

在一种或更多种实施方案中，老化在比进行固溶化工艺的温度低的温度进行。

在一种或更多种实施方案中，铁浓度在铸造工艺期间被降低。

在一种或更多种实施方案中，该方法可以包括减少锆、钪、钛和碳化物中的一种或更多种。

在一种或更多种实施方案中，使晶粒边界可见包括蚀刻铝合金的晶粒边界。

在一种或更多种实施方案中，蚀刻使用选自包括苛性钠(NaOH)、氢氟酸(HF)和三氯化铁(FeCl₃)或它们的任何组合的组中的一种来进行。

在一种或更多种实施方案中，使晶粒边界可见包括在晶粒边界上沉淀阳极相(anodic phase)。

在一种或更多种实施方案中，该方法可以包括：

使用直接冷铸工艺(direct chill cast process)来铸造铝合金；和

将所铸造的铝合金挤压成预定的形状。

在一种或更多种实施方案中，用于阳极氧化(anodizing)铝合金的方法可以包括：

蚀刻铝合金的晶粒边界；

将铝合金阳极氧化为具有第一颜色，其中该阳极氧化使铝合金的晶粒边界和晶粒包覆有第一颜色的阳极氧化物层(anodic oxide layer)；

从铝合金的晶粒中去除第一颜色的阳极氧化物层；以及

将铝合金阳极氧化为具有第二颜色，其中该阳极氧化使铝合金的晶粒包覆有第二颜色的阳极氧化物层。

在一种或更多种实施方案中，方法可以包括在蚀刻晶粒边界之后进行喷砂(sandblasting)。

在一种或更多种实施方案中，阳极氧化物层的去除通过打磨(lapping)来进行。

在一种或更多种实施方案中，铝合金可以通过一种工艺来生产，该工艺可以包括：

降低铝合金中的铁浓度以获得低于阈值的铁浓度；