[发明专利]Al-Zn-Mg-Cu合金及制备工艺

说明书

本发明实施例提供了Al‑Zn‑Mg‑Cu合金及制备工艺，该合金T6状态下抗拉强度σb≥590Mpa，屈服强度σ0.2≥560Mpa，断后延伸率δ≥12％，在具有高强度的同时，阳极氧化性能优秀，氧化膜连续无裂纹，适合用作便携式电子设备外壳或框架结构材料。

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，具体涉及Al-Zn-Mg-Cu合金及制备工艺。

背景技术

一方面，通过在铝中添加不同的合金元素，再经过一系列加工与热处理能得到机械性能良好的铝合金；另一方面，铝合金可回收再利用，加工性能良好。由于上述两方面的优点，铝合金被广泛应用于各类产品的制造中。

手机方面，随着手机屏幕的屏占比越来越大，为了能更好的保护大尺寸的屏幕，对边框用铝合金材料的强度与加工性能提出了更高的要求。现有成熟的6系铝合金力学性能只能达到接近400MPa的水平。若继续添加合金元素进行强化，由于各元素在铝中固有的固溶度，会导致强度无法继续提升，合金元素的增加反而会影响阳极氧化效果，导致阳极氧化后发麻发哑。常规的7系合金虽然强度能满足使用要求，由于合金含量在10％左右，合金含量高，合金中大量Zn元素在阳极氧化参与阳极反应，会导致氧化膜疏松甚至出现开裂与爆裂或者脱落的情况，即使有部分产品在机加工后不进行阳极氧化，现有的7系合金也无法满足电子结构件要求的小机加工变形量，喷涂等加工后表面细腻的效果，无法得到量产应用。

综上，仍需新的方法来提升铝合金的强度和阳极氧化性能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出Al-Zn-Mg-Cu合金及制备工艺，该合金抗拉强度超过590MPa，阳极氧化性能优良。

根据本发明第一方面实施例的Al-Zn-Mg-Cu合金，所述Al-Zn-Mg-Cu合金包括以下质量百分比计的制备原料：

Zn：6.7～7.2％，

Mg：1.7～2.2％，

Cu：0.20～0.45％，

Mn：0.15～0.30％，

Zr：0.05～0.20％，

余量为Al；

所述Al-Zn-Mg-Cu合金中，Zn和Mg的质量比Zn/Mg为3.0～4.0，Zn和Mg的元素总量≤9.2％。

根据本发明实施例的Al-Zn-Mg-Cu合金，至少具有如下技术效果：

该合金T6状态下抗拉强度σb≥590Mpa，屈服强度σ0.2≥560Mpa，断后延伸率δ≥12％。

该合金在具有高强度的同时，阳极氧化性能优秀，氧化膜连续无裂纹，适合用作便携式电子设备外壳或框架结构材料。

在设合金成分设计时，除添加主要合金元素以提高合金的强度外，添加一定的微量元素可以控制材料的晶粒组织，从而最大程度的提高材料的力学性能。在本发明实施例的Al-Zn-Mg-Cu合金中，Zn和Mg元素是形成强化相的主要合金元素，两者同时存在会形成η(MgZn₂)和T(A1₂Mg₂Zn₃)等时效强化相，合金随着Zn、Mg含量的增加，其抗拉强度随之增加。本本发明实施例的Al-Zn-Mg-Cu合金按Zn/Mg为3.0～4.0的质量比设计，目的是使Zn与Mg可以充分利用，并能形成细小弥散MgZn₂(η)的析出强化相。并且本发明实施例的Al-Zn-Mg-Cu合金规定了Zn和Mg合金元素的总量在9.2％以下，这样在保证强度的前提下能更好的降低材料的微观和宏观偏析，也能更好的满足阳极氧化及其它表面处理方式的要求，保证高品质的外观效果。