[发明专利]一种手机中板用中强压铸低碳铝合金材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种手机中板用中强压铸低碳铝合金材料及其制备方法该合金包括以下重量百分含量的元素Si：9wt％‑12wt％、Mg：0.3wt％‑1.0wt％、Cu：0.5wt％‑2.0wt％、Zn：0.5wt％‑3.0wt％、Fe：0.2wt％‑1.5wt％、Mn1.0wt％、Y0.5wt％、Ti：0.01wt％‑0.2wt％、B0.005wt％、Sr：0.005wt％‑0.05wt％，其余杂质的重量百分比之和控制在1.0wt％以下，余量为Al。与现有技术相比，本发明采用甩带法结合高能球磨制备Al‑Si、Al‑Cu、Al‑Mg、Al‑Ti‑B‑C、Al‑Sr和Al‑Y中间合金非晶粉状，其中Al‑Ti‑C‑B、Al‑Sr和Al‑Y作为细化剂和变质剂添加，显著提升材料的延伸率；通过Mn、Cu和Zn引入多种第二相MnAl₆、Al₂Cu以及Zn的固溶强化，与Mg₂Si和共晶Si一起，有效提升材料的强度，使得其屈服强度230‑250MPa，延伸率1‑2％。

技术领域

本发明涉及一种铝合金，尤其是涉及一种手机中板用中强压铸低碳铝合金材料及其制备方法。

背景技术

5G为了追求更快的网速，需要更大的带宽，从而选择使用了厘米级、毫米级波频段。5G使用的电磁波频率更高，波长更短，在传播中也更容易衰减，5G手机为了解决信号问题，需要额外增加天线。传统的4G手机的天线只需要3-6根，而 5G手机的天线需要至少10根。天线的增加，会让原本狭窄的手机空间更拥挤，而且原来的布局也不再实用，目前5G手机的天线都是采用分散式布局，这就要求手机中板需要更多镂空结构，这使得中板造型更加复杂，手机中板的这些使用性能，要求材料具有更高的屈服强度。

想要手机实现5G功能，就必须搭载5G基带，同时需要额外的内存芯片配置给5G基带使用。5G手机使用5G能体验更快的网速，同时也要付出代价，手机能耗更快、容易发热，增加电池容量，手机中板通过提高强度，做得更轻薄，才能抵消基带芯片、内存和电池带来手机的体积和重量的增加。

目前随着对铸造铝合金的低碳排放要求提出，要降低铝合金制造过程中的碳排放，就需要以再生铝为原材料，生产铸造铝合金，然而大多数再生铝中的Fe含量大于1％，需要考虑在Fe含量较高的情况下，制备手机中板用中强压铸铝合金材料。

ADC12具有优良的铸造性能，是手机中板铸造铝合金中用量最大的合金系列之一。然而，其屈服强度160～180MPa，延伸率1.5％，无法满足5G手机中板的强度要求。发明专利CN108300914A公开了一种高屈服强度压铸铝合金，其屈服强度大于300MPa，延伸率1.5％，然而，该合金以Al-Zn为成分主体，容易开裂，同时，由于10-20wt％Zn的含量，该合金的密度在2.9-3.0g/cm³，不利于5G手机中板的轻量化。

专利申请CN111719070A公开了一种手机中板用高强压铸铝合金材料及其制备方法，该合金包括Si：6wt％-8wt％；Mg：1.5wt％-3.0wt％；Mn：0.2wt％-1.8wt％； Cu2.5％；Fe0.5wt％；Ti：0.01wt％-0.2wt％；Sr：0.005wt％-0.05wt％；Zn1.0wt％； Y0.5wt％；Ce0.5wt％；其余杂质的重量百分比之和控制在1.0wt％以下，余量为 Al，所得手机中板屈服强度达到290-330MPa，延伸率2-3.5％。该专利材料，Fe 含量低，铁含量低于1％时，一般只能采用原生铝进行生产，因为一般再生铝的铁的含量大于1％，而采用原生铝在生产过程中，很难满足低碳材料的要求。铝合金作为未来轻量化的主要合金材料之一，其“低碳”的特性可作为未来长期可持续发展使用。铝合金的原料主要来源包括原生铝和再生铝，原生铝需要通过电解法还原氧化铝，产生的碳排放高；再生铝通过回收铝进行重新配比，产生的碳排放低。因此，上述专利技术在生产过程中只能采用原生铝，必然带来碳排放高的缺陷。