权利要求
1.一种可氧化着色压铸
铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料由以下质量百分数的物质组成：Si：0.4%～0.7%、Fe：0.5%～0.75%、Mg：0.4%～0.6%、Mn：1.9%～2.4%、Zn：2.9%～3.5%、Cu：0.25%～1.0%、Zr：0.2%～0.35%、Ti：0.05%～0.1%、Ca：0.005%～0.01%、混合
稀土：0.1%～0.2%，余量为Al和不可避免杂质;
所述混合稀土为Ce与La混合得到，且Ce与La的质量比为1.5～1.8，且重量百分数含量Fe≥Si，Mg+Si≥1%。
2.根据权利要求1所述的压铸铝合金材料，其特征在于：所述不可避免杂质的质量百分数<0.25%。
3.一种如上述权利要求1-2任一所述的压铸铝合金材料应用于生产手机中板连边框。
4.一种如权利要求1-2任一所述的压铸铝合金材料生产手机中板连边框的工艺，其特征在于，所述工艺为压铸铝合金材料与6013
铝型材一起压铸做成手机中板连边框，且具体工艺包括以下步骤：
S1、采用6013铝合金制备的L型铝型材为边框材料，并进行挤压定型，获得边框体备用;
S2、将边框体烘烤膨胀后植入中板压铸模具内，后将压铸铝合金材料的合金液注入模具中进行压铸，且压铸时合金液注入温度为740-760℃，模具温度≥180℃，得中板连边框的坯体备用;且边框体烘烤膨胀的温度为200-300℃，且烘烤时间≥10min;
S3、对上述坯体进行人工时效处理后CNC加工天线部位和内部结构，后进行纳米注塑并进行阳极氧化着色处理。
5.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于：所述步骤S1中挤压定型的方式为选取两个L型铝型材进行挤压后按照要求锯切，再采用CNC挖出L型铝材内侧沟槽，并对L型铝材内侧进行激光打毛和蚀刻处理。
6.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于：所述步骤S3中人工时效处理的温度为180℃，处理时间为3h。
7.一种如权利要求1-2任一所述的压铸铝合金材料生产手机中板连边框的工艺，其特征在于：所述工艺为压铸铝合金材料一体化压铸手机中板连边框。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及铝合金设计技术领域，具体涉及一种可氧化着色压铸铝合金材料及其在生产手机中板连边框的工艺。
背景技术
[0002]手机边框及中板是手机结构中的两个重要部分，一般起到良好的支撑和保护作用，现在市场上的手机边框大多采用铝合金制备，且品质较高的边框及中板一般采用6013铝合金材料制备，且手机边框及中板的加工方式主要有：采用6013铝合金板材热处理后用CNC加工，此类加工方式一般加工量大，金属损耗大，效率慢、费用高;另一种则是采用常规的压铸铝合金，进行压铸处理，但是采用常规压铸铝合金一般只能做黑色，若是要做其它颜色则是要采用PVD工艺，成本较高。
[0003]除了上述两种方式之外，为了节约成本套啤工艺也是常规的使用方法，套啤工艺是一种机械加工方法，通过使用套子和啤头将原材料切削成所需形状和尺寸的零件。工件放在机床上，通过旋转和切削力使套子和啤头在工件表面滚动，从而完成零件的加工。套啤工艺可以用于加工各类金属零件，也适用于某些非金属材料，基于此可以分别进行边框和中板加工，使用不同的材料套啤生产节约一定的成本，但是在实际生产中套啤加工过程中容易产生振动和噪音，对设备和工件都有一定的损伤;加工后表面质量可能存在问题，需要二次加工;加工过程对加工工人的技术要求和操作水平要求较高，所需设备成本也较高，并且采用两种金属加工的话后续无法热处理，容易在连接处出现裂纹。
发明内容
[0004]针对现有技术不足，本发明提供一种可氧化着色压铸铝合金材料及其在生产手机中板连边框的工艺，采用该压铸铝合金材料能够和6013铝合金板材共同生产中板连边框，在提升压铸铝合金材料的力学性能的同时，方便后续的生产加工，降低手机中板和边框的生产成本。
[0005]为实现以上目的，本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种可氧化着色压铸铝合金材料，所述铝合金材料由以下质量百分数的物质组成：Si：0.4%～0.7%、Fe：0.5%～0.75%、Mg：0.4%～0.6%、Mn：1.9%～2.4%、Zn：2.9%～3.5%、Cu：0.25%～1.0%、Zr：0.2%～0.35%、Ti：0.05%～0.1%、Ca：0.005%～0.01%、混合稀土：0.1%～0.2%，余量为Al和不可避免杂质;所述混合稀土为Ce与La混合得到，且Ce与La的质量比为1.5～1.8，且重量百分数含量Fe≥Si，Mg+Si≥1%。
[0007]优选的，所述不可避免杂质的质量百分数<0.25%。
[0008]上述压铸铝合金材料应用于生产手机中板连边框。
[0009]压铸铝合金材料生产手机中板连边框为一体化压铸手机中板连边框或与6013铝型材一起压铸做成手机中板连边框中任意一种，且与6013铝型材一起压铸做成手机中板连边框的工艺包括以下步骤：
[0010]S1、采用L型铝型材为边框材料，并进行挤压定型，获得边框体备用;
[0011]S2、将边框体烘烤膨胀后植入中板压铸模具内，后将压铸铝合金材料的合金液注入模具中进行压铸，且压铸时合金液注入温度为740-760℃，模具温度≥180℃，得中板连边框的坯体备用;
[0012]S3、对上述坯体进行人工时效处理后CNC加工天线部位和内部结构，后进行纳米注塑并进行阳极氧化着色处理。
[0013]优选的，所述步骤S1中L型铝型材为6013铝合金材料制备。
[0014]优选的，所述步骤S1中挤压定型的方式为选取两个L型铝型材进行挤压后按照要求锯切，再采用CNC挖出L型铝材内侧沟槽，并对L型铝材内侧进行激光打毛和蚀刻处理。
[0015]优选的，所述步骤S2中边框体烘烤膨胀的温度为200-300℃，且烘烤时间≥10min。
[0016]优选的，所述步骤S3中人工时效处理的温度为180℃，处理时间为3h。
[0017]本发明提供一种可氧化着色压铸铝合金材料及其在生产手机中板连边框的工艺，与现有技术相比优点在于：
[0018](1)本发明提供的压铸铝合金材料相较于本单位在先申请的申请号为202410532786.5的“一种压铸铝合金及其制备方法和阳极氧化的应用”，调整了成分的含量，大幅度的提升了合金材料的力学性能，并且能够有效提升抗热裂性，便于后续与6013铝合金共同生产手机中板连边框，保证产品性能的稳定性，并且采用6013铝合金材料直接使用CNC加工一件手机中板连边框的成本约为120元/件，而采用本申请工艺和材料使用6013铝合金和压铸铝合金共同生产手机中板连边框，成本价降低至60元/件左右，大幅度降低了生产成本。
[0019](2)本申请工艺既不是“套啤”也不是“镶铸件”，镶铸件是合金液包紧铸件(从外向内)，本发明的工艺是压铸铝液“撑”着铸件(从内向外);套啤生产时，二种金属铸在一起，不能做热处理，免得二种金属的膨胀系数不一样，造成涨裂，但本申请可以人工时效处理，增加力学性能，满足绪如跌落测试等需要;且本申请中由于边框(6013)和中板材料均是可阳极氧化着色的铝合金，避免了普通铝硅合金的污染着色槽液的风险。
附图说明
[0020]图1为本发明实施例1制备得到的可氧化着色压铸铝合金材料1进行阳极氧化处理后的表面氧化膜示意图;
[0021]图2为本发明实施例中中板连边框坯料1取样部位示意图，其中红框为具体取样检测部位;
[0022]图3为本发明实施例中中板连边框坯料1中板的金相组织示意图;
[0023]图4为本发明实施例中中板连边框坯料1完整表观示意图;
[0024]图5为本发明实施例中中板连边框坯料2热裂纹示意图;
[0025]图6为本发明实施例中中板连边框坯料2热裂纹处微观示意图。
具体实施方式
[0026]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]以下使用的除渣剂为将NaCl和KCl按照质量比1.8∶2混合得到。
[0028]实施例1：
[0029]可氧化着色压铸铝合金材料的制备：
[0030](1)将纯
铝锭加入炉内加热至700℃熔化，后加入铁添加剂、铝
铜中间合金升温至760℃熔化8min，后调节温度至730℃，得第一金属液;
[0031](2)将铝硅中间合金、铝
锰中间合金、铝锆中间合金、铝钛中间合金、铝钙中间合金、纯
锌锭、纯镁锭加热至780℃熔融，得第二金属液备用;
[0032](3)向第一合金液中加入铝镧铈中间合金，升温至840℃熔化后并保温，再倒入加热至880℃的第二合金液，于730℃温度下保温静置得合金液备用;
[0033](4)向合金液中加入合金液总质量0.6%的除渣剂，调节温度为710℃精炼8min，后除渣，再检测调节合金液中各成分含量如下：
[0034]Si：0.4%、Fe：0.5%、Mg：0.6%、Mn：1.9%、Zn：2.9%、Cu：0.25%、Zr：0.2%、Ti：0.05%、Ca：0.005%、Ce：0.08%、La：0.05%;余量为Al且杂质<0.25%。
[0035]得可氧化着色压铸铝合金材料1。
[0036]实施例2：
[0037]可氧化着色压铸铝合金材料的制备：
[0038]其制备方法与实施例1相同，仅合金液中各成分含量不同，具体合金液中各成分含量如下：
[0039]Si：0.7%、Fe：0.75%、Mg：0.4%、Mn：2.4%、Zn：3.5%、Cu：1.0%、Zr：0.35%、Ti：0.1%、Ca：0.01%、Ce：0.12%、La：0.07%，余量为Al且杂质<0.25%，得可氧化着色压铸铝合金材料2。
[0040]对比例1：
[0041]压铸铝合金材料的制备：
[0042](1)将纯铝锭加入炉内加热至700℃熔化，后加入银块、铁添加剂、铜米升温至760℃熔化8min，后调节温度至730℃，得第一金属液;
[0043](2)将铝硅中间合金、铝锰中间合金、铝锆中间合金、铝钛中间合金、纯锌锭、纯镁锭加热至780℃熔融，得第二金属液备用;
[0044](3)向第一合金液中加入铝镧铈中间合金，升温至840℃熔化后并保温，再倒入加热至880℃的第二合金液，于730℃温度下保温静置得合金液备用;
[0045](4)向合金液中加入合金液总质量0.6%的除渣剂，调节温度为710℃精炼8min，后除渣，再检测调节合金液中各成分含量如下：
[0046]Si：0.15%、Fe：0.2%、Mg：0.6%、Mn：1.8%、Zn：2.8%、Cu：0.15%、Zr：0.2%、Ti：0.1%、Ag：0.1%、Ce：0.1%、La：0.05%，余量为铝和不可避免的杂质，且杂质含量≤0.01%，得压铸铝合金材料。
[0047]检测：
[0048]1、将上述实施例1-2制备的可氧化着色压铸铝合金材料1-2和对比例3制备的压铸铝合金材料直接压铸(保持模具温度为180℃，铝合金金属液温度注入时为750℃)，压铸后的材料直接进行力学性能和硬度检测，并将各组压铸后的材料于180℃人工时效3h后再进行力学性能和硬度检测;
[0049]且检测为参照《GB/T 228 .1-2010金属材料拉伸试验第一部分：室温试验方法》(拉伸速度：2mm/min)测试的铝合金铸件的抗拉强度、屈服强度和延伸率，按照标准：GB/T231.1-2009 测试3点，取平均值获得各组材料的维氏硬度，具体结果如下表1所示：
[0050]表1
[0051]
[0052]由上表可知，相较于对比例1，实施例1-2制备的压铸铝合金具有更高的硬度和力学性能，且人工时效处理后的实施例1-2的压铸铝合金力学性能有所提升。
[0053]2、对上述实施例1制备得到的可氧化着色压铸铝合金材料1进行阳极氧化处理，具体的阳极氧化处理方式如下：
[0054]先将可氧化着色压铸铝合金材料1采用CNC加工去除合金表面0.2mm的激冷层，再采用170目的锆沙进行喷砂处理3min;
[0055]按照 HB/Z 118–1987《铝及铝合金铬酸阳极氧化工艺》对各组铝合金材料进行铬酸阳极氧化：
[0056]工艺流程为：上挂具→除油→水洗→脱氧→水洗→出光→水洗→铬酸阳极氧化→水洗→去离子水洗→封闭→烘干→下挂。
[0057]除油的工艺条件为：NaOH 28 g/L，Na2CO3 30 g/L，温度 40 ~ 55℃，时间15 min。
[0058]出光的工艺条件为：硝酸 40%(体积份数)，时间 30 s。
[0059]阳极氧化的工艺条件为：CrO3 45 g/L，温度(35 ± 2) ℃，电压(40 ± 1) V，时间 30 min。
[0060]具体阳极氧化后的氧化膜着色情况如图1所示，表面氧化膜整体着色均匀，氧化膜表面光滑且连续，无色差。
[0061]3、手机中板连边框的生产：
[0062]3.1、采用6013铝合金材料作为边框，采用实施例1制备的可氧化着色压铸铝合金材料1作为中板：
[0063]挤压L型铝型材(牌号：6013，两个L形，拼成一个长方形边框)→锯切→CNC挖出L型铝材内侧沟槽→L型铝材内侧激光打毛→L型铝村内侧蚀刻(产生凹坑或凹槽，让压铸铝液凝固后铆定边框)→烘烤L型铝材(250℃，烘烤15min，让型材膨胀及压铸安全需要)→在压铸模具内植入二条已烘烤的L型铝材→控制模具温度为200℃，注入可氧化着色压铸铝合金材料1金属液(750℃)压铸手机中板连边框→人工时效(180℃，3h)→CNC加工(天线部位和内部结构);
[0064]获得中板连边框坯料1。
[0065]3.2、采用6013铝合金材料作为边框，采用对比例1制备的压铸铝合金材料作为中板：
[0066]挤压L型铝型材(牌号：6013，两个L形，拼成一个长方形边框)→锯切→CNC挖出L型铝材内侧沟槽→L型铝材内侧激光打毛→L型铝村内侧蚀刻(产生凹坑或凹槽，让压铸铝液凝固后铆定边框)→烘烤L型铝材(250℃，烘烤15min，让型材膨胀及压铸安全需要)→在压铸模具内植入二条已烘烤的L型铝材→控制模具温度为200℃，注入压铸铝合金材料金属液(750℃)压铸手机中板连边框→人工时效(180℃，3h)→CNC加工(天线部位和内部结构);
[0067]获得中板连边框坯料2。
[0068]3.3、控制中板连边框坯料1-2中的中板厚度在1.6mm，剪取中板连边框坯料1中的中板部位进行金相组织观察，取样部位参照图2，具体结果如图3所示;
[0069]3.4、观察中板连边框坯料1-2的表观结构，其中中板连边框坯料1结构完整(如图4所示)，中板连边框坯料2存热裂纹(如图5所示);并对裂纹处进行金相检测(如图6所示)，为典型的热裂特征。
[0070]综上所述采用可氧化着色压铸铝合金材料1作为中板，6013铝合金材料作为边框通过上述制备方法制备手机中板连边框能够有效防止热裂。
[0071]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
说明书附图(6)
声明：
“可氧化着色压铸铝合金材料及其在生产手机中板连边框的工艺” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：华劲新材料研究院（广州）有限公司
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2025年05月08日 ~ 10日 
