CN108277403A - 一种镜面状阳极氧化铝合金压延板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种镜面状阳极氧化铝合金压延板及其制备方法，其所含成分按重量百分数计为：Mg 2.2~4.5 %、Cu 0.02~0.08 %、Mn 0.01 %、Cr 0.01 %、Zn 0.01 %，余量为Al和不可避免的杂质；其具体是将铝材铸造成扁锭后，经均匀化热处理、热轧、冷轧、退火、机械研磨抛光、阳极氧化处理等步骤制成。本发明所得铝合金压延板表面以变形晶粒为主（长宽比＞1），且Cube织构占比≤1%，无“麻点”缺陷（微观上表现为“晶粒凹陷”），具镜面效果。

Description

一种镜面状阳极氧化铝合金压延板及其制备方法
技术领域
本发明属于合金技术领域，具体涉及一种镜面状阳极氧化铝合金压延板及其制备方法。
背景技术
压延铝合金板材阳极氧化处理后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，在汽车内饰部件和消费电子产品结构外观件的应用前景巨大。与阳极化挤压铝材相比，其制备成本显著降低，可采用冲压成型替代CNC加工，提高生产效率。但是，压延铝合金板材在阳极氧化处理后，氧化膜表面上易出现“麻点”缺陷（微观上表现为“晶粒凹陷”），这严重制约了其在高端工业领域的应用。因此，亟需研发一种在阳极氧化处理后表面表观质量优异的铝合金压延板。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镜面状阳极氧化铝合金压延板及其制备方法，其可有效克服压延铝合金板材在阳极氧化处理后氧化膜表面易出现“麻点”缺陷的问题，获得具镜面效果的铝合金压延板。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种镜面状阳极氧化铝合金压延板，其所含成分按重量百分数计为：Mg 2.2~4.5%、Cu0.02~0.08%、Mn 0.01%、Cr 0.01%、Zn 0.01%，余量为Al和不可避免的杂质。
所述镜面状阳极氧化铝合金压延板的制备方法包括铸造、均匀化热处理、热轧、冷轧、退火、机械研磨抛光、阳极氧化处理的步骤；各步骤具体操作如下：
1）将铸造生产的铝合金扁锭于480℃均匀化热处理8h后进行热轧，热终轧温度≤280℃，再冷轧至压下率≥70%后，于≤200℃的条件下进行退火；
2）将退火处理后的铝板材经机械研磨抛光，至表面粗糙度Ra≤0.05μm；
3）将抛光后的铝板材浸入20℃以下（优选10℃以下）的草酸和硫酸混合液（8:2，v/v）中，阳极氧化处理40~80min，再经染色、热水封孔处理，得到表面覆有厚度为8~20μm氧化膜的铝合金压延板。
阳极氧化处理后铝材表面的麻点缺陷与晶粒取向和形貌密切相关。铝材中晶粒取向的不同将导致阳极化过程对铝基体侵蚀深度的不同，这主要是因为氧化膜在{001}面取向的晶粒上生长速度要比{011}面和{111}面上快。同时，铝板材主要包括以下集中变形织构组分：Brass{011}<211>织构、Copper{112}<111>织构、S{123}<634>织构；另外，还有可能形成过渡Goss{011}<100>织构和非均匀变形时形成的表面纤维{001}<110>织构。经过大变形的铝板材进行再结晶退火时，主要形成再结晶Cube{001}<100>和R{124}<211>织构；另外，还可能形成旋转立方{001}<110>织构、Q{013}<231>织构和P{011}<122>织构等等。经研究发现，通过调控轧制工艺（如热轧、冷轧和退火温度），可使所得压延铝材的晶粒组织以变形晶粒为主，同时织构以轧制织构（Brass、Copper和S织构）为主，再结晶型Cube织构的面积占比低于1.0%，其氧化膜表面上没有麻点缺陷，外观质量优异。
本发明的优点在于：
1）按本发明方法处理可以使经阳极氧化处理后的铝材氧化层表面没有麻点缺陷，外观均匀性优良。
2）本发明通过控制轧制工艺调控铝材表面晶粒形貌和织构分布特征，从而克服铝材阳极氧化处理后表面易产生麻点缺陷的问题，该方法对于变形铝材普遍适用，工业上容易实现。
附图说明
图1为实施例1中铝材阳极化表面上的金相图片及晶粒形貌图和织构分布图；
图2为实施例2中铝材阳极化表面上的金相图片及晶粒形貌图和织构分布图；
图3为实施例3中铝材阳极化表面上的金相图片及晶粒形貌图和织构分布图；
图4为比较例1中铝材表面上的麻点缺陷微观图片及其晶粒形貌图和织构分布图；
图5为比较例2中铝材表面上的麻点缺陷微观图片及其晶粒形貌图和织构分布图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
一种镜面状阳极氧化铝合金压延板，其所含成分按重量百分数计为：Mg 2.2~4.5%、Cu 0.02~0.08%、Mn 0.01%、Cr 0.01%、Zn 0.01%，余量为Al和不可避免的杂质。
实施例一、
（1）用直接冷却法铸造生产铝合金扁锭，480℃均匀化热处理8h后，热轧到6.5mm，热终轧温度280℃，再冷轧到1.6mm，200℃退火处理2h；
（2）将铝合金板材机械研磨抛光至表面粗糙度Ra≤0.05μm；
（3）将铝材在20℃下的草酸和硫酸混合溶液（8:2，v/v）中以1.4A/dm2的电流密度恒电流阳极氧化处理50min，然后将阳极化铝材染色2min，再采用热水封孔处理2min，得到表面覆有厚度为10μm氧化膜的铝材。
所得铝材阳极化表面上的金相图片及晶粒形貌图和织构分布图如图1。
实施例二、
（1）用直接冷却法铸造生产铝合金扁锭，480℃均匀化热处理8h后，热轧到8.0mm，热终轧温度260℃，再冷轧到2.0mm，200℃退火处理2h；
（2）将铝合金板材机械研磨抛光到镜面，降低表面粗糙度Ra≤0.05μm；
（3）将铝材在20℃下的草酸和硫酸混合溶液（8:2，v/v）中以1.4A/dm2的电流密度恒电流阳极氧化处理50min，然后将阳极化铝材染色3min，再采用热水封孔处理3min，得到表面覆有厚度为11μm氧化膜的铝材。
所得铝材阳极化表面上的金相图片及晶粒形貌图和织构分布图如图2。
实施例三、
（1）用直接冷却法铸造生产铝合金扁锭，480℃均匀化热处理8h后，热轧到8.0mm，热终轧温度240℃，再冷轧到2.0mm，200℃退火处理2h；
（2）将铝合金板材机械研磨抛光至表面粗糙度Ra≤0.05μm；
（3）将铝材在18℃下的草酸和硫酸混合溶液（8:2，v/v）中以1.4A/dm2的电流密度恒电流阳极氧化处理60min，然后将阳极化铝材染色1min，再采用热水封孔处理3min，得到表面覆有厚度为12μm氧化膜的铝材。
所得铝材阳极化表面上的金相图片及晶粒形貌图和织构分布图如图3。
比较例一、
（1）用直接冷却法铸造生产铝合金扁锭，480℃均匀化热处理8h后，热轧到6.5mm，热终轧温度300℃，再冷轧到3.0mm，200℃退火处理2h；
（2）将铝合金板材机械研磨抛光至表面粗糙度Ra≤0.05μm；
（3）将铝材在20℃下的草酸和硫酸混合溶液（8:2，v/v）中以1.4A/dm2的电流密度恒电流阳极氧化处理50min，然后将阳极化铝材染色2min，再采用热水封孔处理2min，得到表面覆有厚度为10μm氧化膜的铝材。
所得铝材阳极化表面上的金相图片及晶粒形貌图和织构分布图如图4。
比较例二、
（1）用直接冷却法铸造生产铝合金扁锭，480℃均匀化热处理8h后，热轧到6.5mm，热终轧温度340℃，再冷轧到6.5mm，200℃退火处理2h；
（2）将铝合金板材机械研磨抛光至表面粗糙度Ra≤0.05μm；
（3）将铝材在15℃下的草酸和硫酸混合溶液（8:2，v/v）中以1.4A/dm2的电流密度恒电流阳极氧化处理65min，然后将阳极化铝材染色3min，再采用热水封孔处理3min，得到表面覆有厚度为11μm氧化膜的铝材。
所得铝材阳极化表面上的金相图片及晶粒形貌图和织构分布图如图5。
表1：铝材表面组织特征与阳极化质量
上表列出的数据表明，实施例1~3所得铝材的晶粒形貌以变形晶粒为主，织构分布以轧制织构为主，再结晶型Cube织构面积占比＜1.0%，阳极化铝材没有产生麻点缺陷，表面质量合格；比较例1~2中铝材的晶粒形貌以等轴晶粒为主，织构分布以再结晶织构为主，Cube织构占比较高，阳极表面产生麻点缺陷。
以上所述实施例仅为本发明的优选结果，并不用于限制本发明，仅用于对本发明进行详细的说明。对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换。凡在本发明的精神和原则之内所做的修改、同等替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种镜面状阳极氧化铝合金压延板，其特征在于：其所含成分按重量百分数计为：Mg2.2~4.5%、Cu 0.02~0.08%、Mn 0.01%、Cr 0.01%、Zn 0.01%，余量为Al和不可避免的杂质。
2.一种如权利要求1所述的镜面状阳极氧化铝合金压延板的制备方法，包括铸造、均匀化热处理、热轧、冷轧、退火、机械研磨抛光、阳极氧化处理的步骤，其特征在于：所述阳极氧化处理是以草酸和硫酸的混合液为电解质，两者的体积比为8:2。
3.根据权利要求2所述的镜面状阳极氧化铝合金压延板的制备方法，其特征在于：所述热轧的终轧温度≤280℃。
4.根据权利要求2所述的镜面状阳极氧化铝合金压延板的制备方法，其特征在于：所述冷轧的压下率≥70%。
5.根据权利要求2所述的镜面状阳极氧化铝合金压延板的制备方法，其特征在于：所述退火的温度≤200℃。
6.根据权利要求2所述的镜面状阳极氧化铝合金压延板的制备方法，其特征在于：机械研磨抛光后铝板材表面的粗糙度≤0.05μm。
7.根据权利要求2所述的镜面状阳极氧化铝合金压延板的制备方法，其特征在于：阳极氧化的处理温度低于20℃，处理时间40~80min。
8.根据权利要求2所述的镜面状阳极氧化铝合金压延板的制备方法，其特征在于：经阳极氧化处理后铝板材表面的氧化膜厚度为8~20μm。
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