[发明专利]一种表面质量优异的高强铝材及其成形方法

说明书

本发明公开了一种表面质量优异的高强铝材，包括按质量百分比计的如下组分(wt％)：Si1.5～3.0、Cu3.0～4.0、Mg0.8～1.4、Mn0.2～0.7、Zn0.3～0.7、Ti0.3～0.5、B0.1～0.2、Zr0.05～0.2、Cd0.1～0.6以及余量的Al，所述铝材阳极表面等轴晶所占面积比≥87％，Cube织构沿加工方向均匀分布、占比10～20％，并公开了其成形方法。本发明涉及铝合金加工技术领域，具体提供了一种阳极氧化处理之后表面无异色，且强度大幅提升的表面质量优异的高强铝材及其成形方法。

技术领域

本发明涉及铝合金加工技术领域，具体为一种表面质量优异的高强铝材及其成形方法。

背景技术

铝合金具有良好的强度和导热性能，经过阳极氧化处理的铝合金具有良好的耐磨和耐蚀性能，着色后外观可以呈现多种颜色，从而使其拥有巨大的应用前景。铝材的阳极氧化处理是一种电解氧化过程，在该过程中同时存在氧化膜的形成和溶解的两个对立的反应，最终在铝材的表面形成一层氧化膜，氧化层的状态取决于上述两个反应速度的相对快慢。这层氧化膜具有防护性、装饰性以及绝缘性等功能特性。

但是，阳极氧化和着色处理后，易发生铝材表面颜色分布不均匀的现象；现有技术中，阳极氧化处理后的铝材表面氧化膜存在异色现象，异色区域沿铝材的加工方向呈条带状分布，宽度50μm～5mm，长度可以达到几个毫米，甚至十几个毫米。着色处理后的异色现象显著，严重制约了铝材在汽车和消费电子领域的推广。同时，与不锈钢材料相比，铝材较低的强度不能满足铝材作为结构部件的要求。

发明内容

针对上述情况，为弥补上述现有缺陷，本发明提供了一种阳极氧化处理之后表面无异色，且强度大幅提升的表面质量优异的高强铝材及其成形方法。

本发明提供如下的技术方案：本发明一种表面质量优异的高强铝材，包括按质量百分比计的如下组分(wt％)：Si1.5～3.0、Cu3.0～4.0、Mg0.8～1.4、Mn0.2～0.7、Zn0.3～0.7、 Ti0.3～0.5、B0.1～0.2、Zr0.05～0.2、Cd0.1～0.6以及余量的Al，所述铝材阳极表面等轴晶所占面积比≥87％，Cube织构沿加工方向均匀分布、占比10～20％。

作为优选地，一种表面质量优异的高强铝材，包括按质量百分比计的如下组分(wt％)： Si2.0～2.5、Cu3.2～3.8、Mg1.0～1.2、Mn0.4～0.5、Zn0.4～0.6、Ti0.0.35～0.45、B0.13～ 0.17、Zr0.1～0.15、Cd0.3～0.4以及余量的Al。

进一步地，所述Al选用高纯铝。

进一步地，所述铝材的表面氧化膜厚度为12～18μm。

进一步地，所述铝材的表面氧化膜厚度分布均匀，标准差＜1.0μm。

一种表面质量优异的高强铝材的成形方法，具体包括下列步骤：

(1)将Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Ti、B、Zr、Cd根据对应的重量份数加入熔炼炉中，在 850～1000℃条件下熔化，以300～400r/min的转速搅拌均匀，得到合金熔体；

(2)将Al在720～750℃条件下熔化，得到纯铝液，并将纯铝液等量分为三等份逐批加入步骤(1)得到的合金熔体内，以600～750r/min的转速搅拌均匀，得到混合合金液；

(3)将混合合金液浇铸、淬火、时效处理得到高强铝材；

(4)将高强铝板材表面进行机械打磨处理，并用清水进行冲洗；

(5)将高强铝材浸入NaOH溶液，除去所述铝材基体表面自然形成的氧化膜；

(6)将经NaOH溶液碱洗处理后的铝材浸入HNO₃溶液进行酸洗处理，除去所述铝材碱洗表面残留物；