CN102352456A - 一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法。通过对常用的冲压铝合金5052进行成分调整，并根据所调整的合金成分，调整立式双辊铸轧工艺参数，使其能很好地细化晶粒和改善合金的组织，从而本发明方法得到的铝合金薄带综合力学性能较高。采用立式双辊薄带连铸工艺铸轧生产铝合金薄带坯，可实现产品的近终形成形加工，使铝合金由液态直接成形为薄带坯，因此工艺流程短，其生产成本仅是传统铸锭、热轧、冷轧工艺的40％。所发明所制备薄带完全满足后续冲压需求。

Description

一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法

技术领域

本发明涉及铝合金加工领域，特别涉及一种铝合金薄带的制备方法。

背景技术

随着科技的发展和人们生活水平的提高，手机已成为现今不可或缺的电子科技产品，也由于科技的提升，手机产品种类更是琳琅满目，且有逐渐轻量化的趋势，而随着产品不断轻量化之需求下，除了产品本身内部构件需朝向轻巧精密外，产品外壳的减量更是轻量化产品必需突破的重点之一。

为改善手机产品外壳体积大、质量重的缺陷，目前已开发利用铝合金作为产品外壳主要材质，这是因为铝合金是一种轻金属材料，是目前应用最广的有色金属材料，具有较高的比强度、比刚度以及良好加工性能。

采用冲压工艺制备手机外壳的铝合金可选用5052，首先需要将铝合金制备成满足成品厚度要求的带材，然后采用模具进行冲压生产。

传统的铝合金薄带材生产的工艺流程为：熔炼→铸锭→均匀化→铣面→加热→热轧→冷轧→成品退火，工艺流程较长，设备投资大。

另外一种生产铝合金薄带的方法是采用连续铸轧冷轧工艺生产，现有技术中，如CN1939610A和CN1995423A，已经有采用水平式双辊铸轧机连续铸造铝合金板带坯的方法，由于水平式双辊铸机是通过铸嘴将铝合金液送入上下布置的旋转铸辊之间，因此合金液与铸辊的接触区较短，一般为15～40mm；液面高度较低，一般为20mm；铸造速度较慢，一般在0.8～1.5m/min之间。虽然这种工艺容易控制，并能简化传统的铝合金薄带材生产工艺流程，实现近终形加工制备铝合金板带坯，但存在固有的缺点：短的接触区使凝固坯壳的形成需要较长的冷却时间；水平双辊法强调铸辊的轧制作用，要求有一定的轧制变形量；上下辊的冷却效果不一致，冷凝区上下表面液膜的表面形态不一致，导致铸带上下表面质量以及内部组织不均匀。因此，生产效率低，铝合金薄带坯的冷却速度较慢，薄带组织不均匀，使用性能不佳，不利于直接进行后续轧制加工。

此外现有技术中，如CN101249606，也公开了采用立式双辊薄带坯铸轧工艺，但该专利仅局限于铸轧方法的改进，仍采用现有的铝合金牌号，现有的5052铝合金虽然冲压性能良好，但对于形状复杂的手机外壳产品，其深冲性能及表面光亮度仍不能满足使用需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法，本发明方法通过对5052铝合金的成分进行调整，并针对调整后的合金成分调整立式双辊薄带坯连铸机的铸轧工艺以及后续的冷轧工艺，从而制备出性能优异，满足冲压手机外壳需要的铝合金薄带。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法，其中所述铝合金由按重量百分比计的下列组份组成：Mg 2.1-2.4％，Fe 0.3-0.4％，Si 0.3-0.55％，Zn 0.05-0.15％，Mn 0.07-0.09％，Cu 0.015-0.025％，Ti 0.03-0.05％，余量为Al和不可避免的杂质，所述的制备方法包括如下步骤：

熔炼：按照上述组份称取纯镁锭、纯铝锭以及其余各元素与铝的中间合金，在熔化炉中熔化，经脱氧、除气、扒渣、精炼后取样，成分满足要求后，静置10-15分钟，调整浇注温度为670-690℃准备浇注；

铸轧：将铸轧辊两侧的侧封提供预热至460-475℃，调整铸轧辊辊缝间隙为0mm，然后将静置后的铝合金熔体通过浸入式水口浇注到立式双辊连铸机，控制通过熔体流量为40-60mm然后启动双棍连铸机，然后调整辊缝间隙至0.2-0.4mm进行铸轧，铸轧稳定后保持熔池高度为75-85mm，铸轧时铸机的铸造速度为10-15m/min，薄带坯离开铸辊后进入夹送辊，铸出的铝合金薄带厚度为1.5-2.5mm；

连续均匀化退火：将铸轧后的薄带经过连续退火炉退火，退火温度控制在570-590℃；

冷轧：根据最终产品需要，经过多道次冷轧，控制每道次的压下率为20-35％，道次之间采用中间退火处理，最终将铝合金轧至0.4mm-0.6mm。

本发明冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法具有如下有益效果：

1.对常用的冲压铝合金5052进行成分调整，增加有利于深冲性能的Si含量，适当增加Mn元素的含量，略去Cr元素，同时添加有利于表面光洁度的Ti元素，从而使制备的铝合金薄带的深冲性能大幅提高，表面质量优异。

2.根据所调整的合金成分，调整立式双辊铸轧工艺参数，使其能很好地细化晶粒和改善合金的组织。因此本发明方法得到的铝合金薄带综合力学性能较高。

3.采用立式双辊薄带连铸工艺生产铝合金薄带坯，可提高铝合金薄带坯的浇铸速度，生产效率高，实现产品的近终形成形加工，使铝合金由液态直接成形为薄带坯，因此工艺流程短，成本低，其生产成本仅是传统铸锭、热轧、冷轧工艺的40％。

4.合金成分的调整配合立式双棍铸轧工艺的调整和优化使得铸出的薄带坯表面质量良好，内部组织结构均匀，满足后续冲压需求。

具体实施方式

实施例一

一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法，其中所述铝合金由按重量百分比计的下列组份组成：Mg 2.1％，Fe 0.4％，Si 0.3％，Zn 0.15％，Mn 0.07％，Cu 0.025％，Ti 0.03％，余量为Al和不可避免的杂质，所述的制备方法包括如下步骤：

熔炼：按照上述组份称取纯镁锭、纯铝锭以及其余各元素与铝的中间合金，在熔化炉中熔化，经脱氧、除气、扒渣、精炼后取样，成分满足要求后，静置10分钟，调整浇注温度为690℃准备浇注；

铸轧：将铸轧辊两侧的侧封提供预热至460-475℃，调整铸轧辊辊缝间隙为0mm，然后将静置后的铝合金熔体通过浸入式水口浇注到立式双辊连铸机，控制通过熔体流量为40-60mm然后启动双棍连铸机，然后调整辊缝间隙至0.4mm进行铸轧，铸轧稳定后保持熔池高度为75-85mm，铸轧时铸机的铸造速度为10m/min，薄带坯离开铸辊后进入夹送辊，铸出的铝合金薄带厚度为2.5mm；

连续均匀化退火：将铸轧后的薄带经过连续退火炉退火，退火温度控制在570℃；

冷轧：根据最终产品需要，经过多道次冷轧，控制每道次的压下率为20-35％，道次之间采用中间退火处理，最终将铝合金轧至0.6mm。

实施例二

一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法，其中所述铝合金由按重量百分比计的下列组份组成：Mg 2.4％，Fe 0.3％，Si 0.55％，Zn 0.05％，Mn 0.09％，Cu 0.015％，Ti 0.05％，余量为Al和不可避免的杂质，所述的制备方法包括如下步骤：

熔炼：按照上述组份称取纯镁锭、纯铝锭以及其余各元素与铝的中间合金，在熔化炉中熔化，经脱氧、除气、扒渣、精炼后取样，成分满足要求后，静置15分钟，调整浇注温度为670℃准备浇注；

铸轧：将铸轧辊两侧的侧封提供预热至460-475℃，调整铸轧辊辊缝间隙为0mm，然后将静置后的铝合金熔体通过浸入式水口浇注到立式双辊连铸机，控制通过熔体流量为40-60mm然后启动双棍连铸机，然后调整辊缝间隙至0.2mm进行铸轧，铸轧稳定后保持熔池高度为75-85mm，铸轧时铸机的铸造速度为15m/min，薄带坯离开铸辊后进入夹送辊，铸出的铝合金薄带厚度为1.5mm；

连续均匀化退火：将铸轧后的薄带经过连续退火炉退火，退火温度控制在590℃；

冷轧：根据最终产品需要，经过多道次冷轧，控制每道次的压下率为20-35％，道次之间采用中间退火处理，最终将铝合金轧至0.4mm。

实施例三

一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法，其中所述铝合金由按重量百分比计的下列组份组成：Mg 2.25％，Fe 0.35％，Si 0.45％，Zn 0.10％，Mn 0.08％，Cu 0.020％，Ti 0.04％，余量为Al和不可避免的杂质，所述的制备方法包括如下步骤：

熔炼：按照上述组份称取纯镁锭、纯铝锭以及其余各元素与铝的中间合金，在熔化炉中熔化，经脱氧、除气、扒渣、精炼后取样，成分满足要求后，静置12分钟，调整浇注温度为680℃准备浇注；

铸轧：将铸轧辊两侧的侧封提供预热至460-475℃，调整铸轧辊辊缝间隙为0mm，然后将静置后的铝合金熔体通过浸入式水口浇注到立式双辊连铸机，控制通过熔体流量为40-60mm然后启动双棍连铸机，然后调整辊缝间隙至0.3mm进行铸轧，铸轧稳定后保持熔池高度为75-85mm，铸轧时铸机的铸造速度为13m/min，薄带坯离开铸辊后进入夹送辊，铸出的铝合金薄带厚度为2.0mm；

连续均匀化退火：将铸轧后的薄带经过连续退火炉退火，退火温度控制在580℃；

冷轧：根据最终产品需要，经过多道次冷轧，控制每道次的压下率为20-35％，道次之间采用中间退火处理，最终将铝合金轧至0.5mm。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (2)

1.一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法，其特征在于，其中所述铝合金由按重量百分比计的下列组份组成：Mg 2.1-2.4％，Fe 0.3-0.4％，Si 0.3-0.55％，Zn 0.05-0.15％，Mn 0.07-0.09％，Cu 0.015-0.025％，Ti 0.03-0.05％，余量为Al和不可避免的杂质，所述的制备方法包括如下步骤：

熔炼：按照上述组份称取纯镁锭、纯铝锭以及其余各元素与铝的中间合金，在熔化炉中熔化，经脱氧、除气、扒渣、精炼后取样，成分满足要求后，静置10-15分钟，调整浇注温度为670-690℃准备浇注；

铸轧：将铸轧辊两侧的侧封提供预热至460-475℃，调整铸轧辊辊缝间隙为0mm，然后将静置后的铝合金熔体通过浸入式水口浇注到立式双辊连铸机，控制通过熔体流量为40-60mm然后启动双棍连铸机，然后调整辊缝间隙至0.2-0.4mm进行铸轧，铸轧稳定后保持熔池高度为75-85mm，铸轧时铸机的铸造速度为10-15m/min，薄带坯离开铸辊后进入夹送辊，铸出的铝合金薄带厚度为1.5-2.5mm；

连续均匀化退火：将铸轧后的薄带经过连续退火炉退火，退火温度控制在570-590℃；

冷轧：根据最终产品需要，经过多道次冷轧，控制每道次的压下率为20-35％，道次之间采用中间退火处理，最终将铝合金轧至0.4mm-0.6mm。

2.如权利要求1所述的冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法，其特征在于，其中所述铝合金由按重量百分比计的下列组份组成：Mg 2.25％，Fe 0.35％，Si 0.45％，Zn 0.10％，Mn 0.08％，Cu 0.020％，Ti 0.04％，余量为Al和不可避免的杂质，所述的制备方法包括如下步骤：

熔炼：按照上述组份称取纯镁锭、纯铝锭以及其余各元素与铝的中间合金，在熔化炉中熔化，经脱氧、除气、扒渣、精炼后取样，成分满足要求后，静置12分钟，调整浇注温度为680℃准备浇注；

铸轧：将铸轧辊两侧的侧封提供预热至460-475℃，调整铸轧辊辊缝间隙为0mm，然后将静置后的铝合金熔体通过浸入式水口浇注到立式双辊连铸机，控制通过熔体流量为40-60mm然后启动双棍连铸机，然后调整辊缝间隙至0.3mm进行铸轧，铸轧稳定后保持熔池高度为75-85mm，铸轧时铸机的铸造速度为13m/min，薄带坯离开铸辊后进入夹送辊，铸出的铝合金薄带厚度为2.0mm；

连续均匀化退火：将铸轧后的薄带经过连续退火炉退火，退火温度控制在580℃；

冷轧：根据最终产品需要，经过多道次冷轧，控制每道次的压下率为20-35％，道次之间采用中间退火处理，最终将铝合金轧至0.5mm。