CN109778030A

CN109778030A - 一种新的铝合金材料及其制备

Info

Publication number: CN109778030A
Application number: CN201910209000.5A
Authority: CN
Inventors: 于昊川; 汪明东
Original assignee: Suzhou Ming Heng Metal Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Mingheng metal material technology Co.,Ltd.
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2019-05-21
Anticipated expiration: 2039-03-19
Also published as: CN109778030B

Abstract

本发明提供了一种新的铝合金材料及其制备。具体地，本发明人发现在不降低6系铝合金中镁、硅含量的前提下，对铜、铁、铬等多种其它元素进行调整后，获得了兼顾硬度、延展性以及导电性的6系铝合金材料。

Description

一种新的铝合金材料及其制备

技术领域

本发明属于合金制造领域，具体地，本发明提供了一种新的高导电率铝合金产品及其制备方法。

背景技术

6系铝合金是以镁和硅为主要合金元素并以Mg、Si相为强化相的铝合金，属于热处理可强化铝合金。6系铝合金具有中等强度、耐蚀性高、无应力腐蚀破裂倾向、焊接性能良好、焊接区腐蚀性能不变、成形性和工艺性能良好等优点，广泛应用于各领域。

在现有的6系铝合金产品中，除了6010铝合金具有相对良好的导电性(55％IACS)以外，其余铝合金均并非以导电性能优良著称，因此，在对导电性能有较高要求的产品领域，6系合金仍然无法替代昂贵而稀有的金属铜。然而，对于6010铝合金，合金强化相元素硅、镁等的含量较低，导致该类铝合金的硬度以及其它机械力学性能下降。而其它的6系铝合金产品中，则由于含有较高含量的硅、镁合金强化相元素，其导电率则更低，均低于50％IACS，无法满足特殊行业如半导体芯片的溅射靶材对于铝合金高强度、高可塑性以及高导电性能的要求。

因此，本领域迫切需要开发一种兼顾强度、硬度、可塑性以及导电性的铝合金材料。

发明内容

本发明提供了一种新的铝合金材料及其制备方法。

本发明第一方面，提供了一种铝合金材料，所述的铝合金材料含有以下组分：

(i)第一组分，所述第一组分由元素镁、硅、铜、锰和钛元素组成，其中按所述铝合金材料的总重量计，

镁的含量W_镁为0.8-1.2wt％；

硅的含量W_硅为0.4-0.7wt％；

铜的含量W_铜为0.10-0.30wt％；

锰的含量W_锰满足0＜W_锰≤0.10wt％；

钛的含量W_钛满足0＜W_钛≤0.15wt％；和

(ii)第二组分，为余量的铝。

在另一优选例中，所述铝合金材料还任选地含有：

(iii)第三组分，所述第三组分含有选自下组的一种或多种元素：

铁，其中铁的含量W_铁满足0≤W_铁≤0.5wt％；

铬，其中铬的含量W_铬满足0≤W_铬≤0.25wt％；

锌，其中锌的含量W_锌满足0≤W_锌≤0.1wt％。

在另一优选例中，所述第三组分中所有元素含量的总和W_iii按所述铝合金材料的总重量计不高于0.15wt％、不高于0.10wt％、或不高于0.08wt％。

在另一优选例中，

镁的含量W_镁为0.9-1.1wt％；和/或

硅的含量W_硅为0.5-0.65wt％；和/或

铜的含量W_铜为0.15-0.30wt％或0.20-0.28wt％；和/或

锰的含量W_锰为0.01-0.09wt％或0.02-0.08wt％；和/或

钛的含量满足W_钛为0.01-0.12wt％、0.02-0.10wt％或0.03-0.08wt％；和/或

铁的含量W_铁为0.1-0.4wt％或0.2-0.3wt％；

铬的含量W_铬为0.05-0.20wt％或0.08-0.15wt％；

锌的含量W_锌为0.01-0.08wt％、0.02-0.05wt％或0.03-0.04wt％。

在另一优选例中，所述铝合金材料还含有铁元素。

在另一优选例中，所述第三组分中不含有锰和/或锌元素。

在另一优选例中，所述第三组分中至少含有1种、2种或3种元素。

在另一优选例中，所述W_iii不为0wt％。

在另一优选例中，所述第三组分中各元素含量分别不高于0.05wt％。

在另一优选例中，所述元素的存在形式为单体形式和/或化合物形式。

在另一优选例中，所述元素的存在形式为化合物形式。

在另一优选例中，所述第一组分、第二组分、第三组分的重量总和W_T按所述铝合金材料的总重量计不低于99.80％、99.85％、99.90％、99.95％、99.98％或99.99％。

在另一优选例中，所述第一组分、第二组分、第三组分的重量总和W_T为所述铝合金材料的总重量的100％。

本发明第二方面，提供了一种铝合金产品，所述铝合金产品包含本发明第一方面所述的铝合金材料或由本发明第一方面所述的铝合金材料作为主要原料制成。

在另一优选例中，所述铝合金产品还含有涂覆和/或包覆在本发明第一方面1所述铝合金材料外的绝缘部件。

在另一优选例中，所述铝合金产品为线状、锭状、板状、片状或其组合。

本发明第一方面所述的铝合金材料或本发明第二方面所述的铝合金产品，其特征在于，所述铝合金材料或铝合金产品具有以下一种或多种特点：

(a)电导率不低于20Ms/m，不低于21Ms/m，或不低于22Ms/m；

(b)延伸率不低于23％；或

(c)抗拉强度大于120MPa。

本发明第三方面，提供了一种制备铝合金材料的制备方法，包括步骤：

原料提供步骤：提供液态的铝原料；

混合和精炼步骤：将所述的液态的铝原料与一定含量的镁、硅、铜、锰和钛元素混合并进行精炼，从而获得铝合金材料，其中，

所述的镁、硅、铜、锰和钛元素最终的含量以铝合金材料的总重量计，满足：

镁的含量W_镁为0.8-1.2wt％；

硅的含量W_硅为0.4-0.7wt％；

铜的含量W_铜为0.10-0.30wt％；

锰的含量W_锰满足0＜W_锰≤0.10wt％；和

钛的含量W_钛满足0＜W_钛≤0.15wt％。

在另一优选例中，所述铝原料来源于铝锭和/或铝合金。

在另一优选例中，所述铝锭为铝纯度高于99.70％、99.80％、99.90％或99.99％的铝锭。

在另一优选例中，其特征在于，所述铝合金为6系铝合金。

在另一优选例中，所述6系铝合金型号为6061。

在另一优选例中，所述铝原料为铝锭和铝合金的混合物。

在另一优选例中，所述铝锭和铝合金的比例按所述混合物的重量计，为80-100wt％：0-20wt％。

在另一优选例中，所述精炼的条件如下：

熔炼温度：720-740℃；

精炼剂：铝液；和

保护气体：惰性气体。

在另一优选例中，所述惰性气体包括氩气或氦气。

在另一优选例中，每次精炼的熔炼温度相同或不相同。

在另一优选例中，所述熔炼温度不相同。

在另一优选例中，所述铝液的用量按铝原料计，为0.4-0.8kg/吨。

在另一优选例中，所述惰性气体的压力为0.15-0.20Mpa，和/或所述惰性气体的纯度至少为99.99％。

在另一优选例中，除了镁、硅、铜、锰和钛元素以外，还将铁、铬、锌与铝原料进行混合，从而获得铝合金材料，其中：

铁，其中铁的含量W_铁满足0≤W_铁≤0.5wt％；

铬，其中铬的含量W_铬满足0≤W_铬≤0.25wt％；

锌，其中锌的含量W_锌满足0≤W_锌≤0.1wt％；和

在另一优选例中，所述混合和精炼步骤还包括子步骤：

对获得的铝合金材料取样测定；

重复混合精炼步骤并调整所述铝合金材料中的各元素，

从而获得满足各元素要求的铝合金材料。

在另一优选例中，所述子步骤至少重复2次、3次、4次或5次。

在另一优选例中，所述子步骤至少重复3次，其中，第一重复的熔炼温度为720-740℃；第二次和/或第三次重复的温度为725-730℃。

在另一优选例中，所述混合和精炼步骤中还包含将混合物混匀的子步骤。

在另一优选例中，所述混匀采用电磁搅拌使混合物混合均匀。

在另一优选例中，所述电磁搅拌的时间为15min/per。

在另一优选例中，所述精炼还包含去除浮渣的子步骤。

在另一优选例中，所述精炼每次持续时间至少为25min，优选为30min，更优选为35min。

在另一优选例中，所述混合和精炼步骤中还包含过滤的子步骤。

在另一优选例中，所述过滤包含过滤除气和/或过滤除渣。

在另一优选例中，所述过滤除气后，获得的铝合金材料的氢含量低于0.12ml/100gAL。

在另一优选例中，所述过滤除渣采用陶瓷过滤器件进行。

在另一优选例中，所述陶瓷过滤器件包括陶瓷过滤板。

在另一优选例中，所述陶瓷过滤板规格为40ppi。

在另一优选例中，所述过滤除渣还采用RD级管式过滤***。

在另一优选例中，所述混合和精炼的步骤还包括将所述铝合金材料冷却的子步骤。

本发明第四方面，提供了本发明第一方面所述铝合金材料或本发明第二方面所述铝合金产品的用途，用于制备半导体溅射靶材、集成电路、信息存储单元、液晶显示屏、激光存储器、电子控制器件等、耐磨镀膜材料、高温耐蚀镀膜材料、镀膜饰用品、汽车连接杆、高压气瓶、汽车轮毂中的一种或多种。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，意外地发现在不降低6系铝合金中镁、硅含量的前提下，对铜、铁、铬等多种其它元素进行调整后，获得了兼顾硬度、延展性以及导电性的6系铝合金材料。本发明通过大量实验调整后发现，当6系铝合金中各相(如原本所认为的杂质金属的含量)在达到微妙的平衡时，该铝合金材料的各项性能能够达到较为平均的高水平，尤其是其导电性能，较原先的材料至少改善了30％，而其原先具有的高硬度、高强度、高延展性能等力学性能却同样得到了保留。本发明新铝合金材料是一类新的6系铝材，并使6系铝合金的可应用范围得到了显著的扩大，更适用于对导电性能有一定要求的集成电路领域，并有效降低了其制造成本。在此基础上，完成了本发明。

术语

6系铝合金

如本文所用，术语“6系铝合金”、“6xxx铝合金”可以互换使用，均指以铝Al为基体相、镁Mg和硅Si为加强相而获得的铝合金材料。通常，6系合金中镁和硅的质量总和占该合金材料的0.5％以上。而对于其余量的掺杂物，通常含有被认为是杂质的元素，例如铁、铜、铬、锰、硼、钛、钒、锌、镉等其它元素。常见的6系铝合金包括6101、6063、6061、6082、6160、6125、6262、6060、6005、6463等。目前，为了达到一定力学性能，通常含有较高量的硅和镁，而若需升高该合金材料的导电性能，则会降低合金材料中的硅和镁含量。

合金化

合金化是指在冶金过程中，通过加入元素，使金属在一定的工艺条件下成为具有预期性能的合金。在本发明中，合金化是指将硅、镁、铁、铜、锌、铬、钛等元素加入原材料铝中，从而获得合金化的铝合金材料。

电导率

电导率(electric conductivity)，是表示物质传输电流能力强弱的一种测量值，电导率是电阻率的倒数。在国际单位制中的单位是西门子/米(s/m)。

IACS

I.A.C.S导电率百分值为I.A.C.S体积导电率百分值或I.A.C.S质量导电率百分值，其值为国际退火铜标准规定的电阻率(不管是体积和质量的)对相同单位试样电阻率之比乘以100。IACS导电率百分值与电导率之间可以根据本领域常识进行换算。例如，导电率(％IACS)＝σ/58.0×100％，电导率σ，全称体积电导率，是体积电阻率的倒数，也称为电导系数，单位为西门子/米(S/m)或者兆西门子/米(MS/m)。导电率是指该试样的电导率与某一标准值比值的百分数。)。

杂质

如本文所用，属于“杂质”指的是本发明铝合金材料中除了铝、镁、硅、铜、锰、铬、锌、和钛元素以外的其它掺杂物质。

本发明的数值范围，包含该数值范围的端值、该数值范围内保留两位小数点的点值或在该数值范围内任意端值和点值构成的新的数值范围及其组合。

如非特殊说明，本文所述的百分比均为质量百分比(wt％)。

铝合金材料

如本文所用，术语“本发明铝合金材料”是指含有本发明第一组分、第二组分以及第三组分的铝合金复合材料。优选地，第一组分、第二组分以及第三组分的质量按铝合金材料的总质量计，占所述铝合金材料的100wt％。当然，除了上述三种组分以外，所述铝合金材料中还可能掺杂有不可避免的杂质。然而，本发明铝合金材料中，这些不可避免的杂质的质量通常低于0.05wt％，优选低于0.04wt％，较优选低于0.02wt％，更优选低于0.01wt％，最优选不含有所述的不可避免的杂质。即本发明第一组分、第二组分、第三组分的质量总和Wt，按铝合金材料的总质量计，不低于铝合金材料质量的99.80％、99.85％、99.90％、99.95wt％、不低于99.96wt％、不低于99.98wt％、99.99wt％。

第一组分

本发明铝合金材料的第一组分由镁、硅、铜、锰和钛元素组成。其按所述铝合金材料的总重量计，质量百分比(含量)分别计为W_镁、W_硅、W_铜、W_锰、W_钛。其中按所述铝合金材料的总重量计，

镁的含量W镁为0.8-1.2wt％，或0.09-0.10wt％。

硅的含量W硅为0.4-0.7wt％，或0.5-0.6wt％。

铜的含量W铜为0.10-0.30wt％、0.15-0.30wt％或0.20-0.28wt％。

锰的含量W锰满足0＜W锰≤0.10wt％、0.01-0.09wt％或0.02-0.08wt％。

钛的含量W钛满足0＜W钛≤0.15wt％、0.01-0.12wt％、0.02-0.10wt％或0.03-0.08wt％，一种优选的情况下，钛的含量越低越好，但不等于零。

在本发明的第一组分中，本发明人发现加入本发明特定量的镁和硅元素后，形成了加强相Mg₂Si，通过均匀化后，即保留了Mg₂Si的高屈服强度、降低了疲劳韧性，还使Mg₂Si出现沉淀，提升了电导率。

本发明人发现，由于铝与铜的面心立方体性质，铜的加入会进一步细化晶粒，使晶界增多并增加电子散射几率，降低电导率。但在本发明特定量范围内(0.10-0.35wt％)的铜元素的加入，不仅能够提高合金的抗拉强度与疲劳强度、改善机械切削性能，还能够克服铜加入后电导率降低的缺陷，兼顾到电导率、硬度和机械加工性能。

而对于硅，铝合金中的硅除少量溶于α铝中以外，还有大部分以单质相形式与αAl共存。硅可以提高合金的硬度，也就是使合金的强度提高，却降低合金的塑性。本发明人发现，随着硅含量升高，合金的电导率会下降，这是因为铝基体中游离硅的数量增加了，而且硅是半导体，硅含量提高也就减少了铝基体的有效导电截面积，从而降低合金电导率。因此，本发明人将硅的含量调整为0.4-0.7wt％，从而获得了能够兼顾铝合金塑性、电导率以及硬度的铝合金材料配方。而基于硅的配方进一步添加极微量的锰元素(0.01-0.09wt％)后，本发明人发现，锰元素对于铝合金材料的整体强度又有了很好的提升，其效果显著优于单加入硅元素的铝合金材料。

此外，本发明人还发现，在添加了微量的钛元素(0.01-0.12wt％)后，所制备获得的铝合金材料具有非常优异的细化晶粒，改善了原先晶粒粗大的情况，使所获得的铝合金材料在后续铸造中具有非常出色的晶粒表现。

第二组分

本发明铝合金材料的第二组分指的是铝，其含量为除第一组分、任选的第三组分之外的余量。所述的铝优选来源于高纯度铝原料，所述的高纯度铝原料纯度至少≥99.5％，优选大于99.6％，优选大于99.7％、99.8％或99.9％。

本发明的铝通常在制备时以液态形式进行添加。液态形式的铝优选来源于熔融的铝锭或熔融的铝合金。较佳地，所述液态形式的铝来源于熔融的纯铝锭或其与熔融铝合金的混合物。

在一个优选的实施例中，本发明采用了牌号为99.70％的低铁铝锭作为原料，当然也可以采用纯度更高的铝锭进行替换，本领域技术人员可以根据常规技术手段对此进行替换。

由此，本发明第二组分中的铝可能含有不可避免的杂质，所述不可避免的杂质的定义如上所述。

第三组分

本发明铝合金材料第三组分通常含有选自铁、铬或锌中的一种或多种元素。在一个优选的实施方式中，所述第三组分含有至少一种、至少两种、至少三种元素。

对于各元素的含量而言，所述铁、铜、铬的含量优选不为0，但当这些元素的含量高于本发明所得出的范围时，所获得的铝合金的导电性能又有显著的下降。

因此，本发明铝合金材料的各组分通常满足：

铁，其中铁的含量W_铁满足0≤W_铁≤0.5wt％；

铬，其中铬的含量W_铬满足0≤W_铬≤0.25wt％；

锌，其中锌的含量W_锌满足0≤W_锌≤0.1wt％。

在一个优选的实施方式中，所述第三组分中所有含量的重量总和W_iii按所述铝合金材料的总重量计不高于0.15wt％，优选不高于0.10wt％，更优选为不高于0.08wt％。

在一个优选的实施方式中，本发明铝合金材料的各组分：

铁的含量W_铁满足0.1≤W_铁≤0.4wt％，更优选地0.2≤W_铁≤0.3wt％；

铬的含量W_铬满足0.05≤W_铬≤0.20wt％，更优选地0.08≤W_铬≤0.15wt％；

锌的含量W_锌满足0.01≤W_锌≤0.08wt％，更优选地0.02≤W_锌≤0.05wt％，最优选地0.03≤W_锌≤0.04wt％。

在一个优选的实施方式中，所述第三组分中含有极微量的铁。而对于铁，通常在铝原料中即不可避免地含有铁，而熔炼和铸造工具是钢的或铸铁。已知铁对铝合金的机械性能是有害的。本发明人发现，AL-Fe-Si化合物会提高的铝合金的硬度，但降低了铝合金的塑性，同时Fe的加入会增加电阻率，从而降低电导率。然而，本发明人通过实验验证大幅降低Fe含量，由原来的0.7％降到0.1-0.5％，但保留硅和镁的含量，则可以消除有害相并提高电导率。因此，在一种优选的实施方式中，本发明铝合金材料中还进一步含有微量的铁。

而对于第三组分中的其他元素，本发明人在确定了第一组分的情况下，将其他元素的含量也作了相应调整，所得到的化学配方可以获得更佳的力学、导电性能。然而，所述第三组分中各元素含量分别不高于0.05wt％。

存在形式

本发明铝合金材料中各元素极少量为单体形式，大多数元素均存在于铝晶格中以化合物的形式存在。例如Mg₂Si、FeMnSi等化合物而这类化合物之间的复杂相互作用，则铝合金的导电性能(电导率)则至少为20Ms/m。

铝合金材料制备方法

本发明还提供了一种制备铝合金材料的制备方法。本发明所述的制备方法包括步骤：

原料提供步骤：提供液态的铝原料；

镁的含量W_镁为0.8-1.2wt％；

硅的含量W_硅为0.4-0.7wt％；

铜的含量W_铜为0.10-0.30wt％；

锰的含量W_锰满足0＜W_锰≤0.10wt％；和

钛的含量W_钛满足0＜W_钛≤0.15wt％。

优选地，所述方法中个元素的含量满足：

镁的含量W_镁为0.09-0.10wt％；和/或

硅的含量W_硅为0.5-0.6wt％；和/或

铜的含量W_铜为0.15-0.30wt％或0.20-0.30wt％；和/或

锰的含量W_锰为0.01-0.09wt％或0.02-0.08wt％；和/或

铁的含量W_铁为0.1-0.4wt％或0.2-0.3wt％；

铬的含量W_铬为0.05-0.20wt％或0.08-0.15wt％；

锌的含量W_锌为0.01-0.08wt％、0.02-0.05wt％或0.03-0.04wt％。

通常，本发明所述的铝原料为高纯度铝原料。所述高纯度的铝原料中铝的含量至少≥99.5％，优选大于99.6％，优选大于99.7％、99.8％、99.90％或99.99％。优选地，可以采用铝锭、铝合金或其组合作为本发明的铝原料。例如，铝锭可以来自低铁铝锭；铝合金可以来自6系铝合金。一个优选的铝原料的例子为牌号99.70的低铁铝锭和6061铝合金进行混合后获得的铝原料。

铝原料一般采用液体形式。获得液体形式的铝原料的方式没有特殊限制，可以为任何方式获得的液体铝。一种优选的液体铝的获得为将固体的铝锭、铝合金或其组合进行熔融后，获得液体的铝原料。

铝原料中，一般可采用纯铝锭或铝锭和铝合金的混合物。在铝锭和铝合金进行混合时，通常采用80-100wt％：0-20wt％的相对比例(按混合物的重量计)。当然，在该比例上下浮动20％的比例范围内的相对比例也可以接受。

在本发明的制备方法中，混合和精炼步骤是极为关键的。其中包括将铝原料和与本发明铝合金材料配方中数值相吻合的各种元素相混合，然后进行精炼。

混合可采用常规方式进行。对于加入原料、元素的顺序没有特别限制。可以向铝原料中加入元素，也可在已经混合好的元素中加入铝原料。

在一个优选的实施方式中，无论按何种顺序形成混合物，都可对混合物进行混匀的子步骤，该子步骤可以在精炼开始前进行，也可贯穿于整个混合精炼步骤中。进行混匀子步骤的方法都是常规的，例如可以采用电磁搅拌(如15min/per)使混合物进行混匀。

对于精炼，其实质是补充铝液以调整第一组分和第二组分中各元素比例的过程。通常，加入铝液的量可以根据铝合金材料整体的量进行估计或计算，一个优选的方式为按铝原料计，加入0.4-0.8kg(铝液)/吨(铝原料)的铝液。

此外，为了达到本发明铝合金材料中所含的元素范围，一种优选的方式是重复混合和精炼的步骤，并在每次混合与精炼后都对铝合金材料的各元素含量进行取样测定，并根据测定结果再一次调整精炼的各参数。

可用于本发明混合和精炼步骤的条件通常为常规条件，一种更有效的条件如下：

熔炼温度：720-740℃；

精炼剂：铝液；和

保护气体：惰性气体。

当混合和精炼步骤反复进行时，例如进行2次、3次或以上时，可以对熔炼温度进行调整，例如每次熔炼的温度可不相同。

一种优选的可适用于本发明制备方法的熔炼方案如下：第一重复的熔炼温度为720-740℃；第二次和/或第三次重复的温度为725-730℃。

可用于精炼步骤中的惰性气体没有特殊限制，通常为工业中常用的保护气体，例如氩气、氦气等，从而减少空气中带入的杂质。优选地，在通过保护气体保护后所制备获得的铝合金材料中，氢的含量低于0.12ml/100g(铝)。

最后，当获得铝合金材料时，还任选地包括将铝合金材料进行过滤除气和/或除渣的过程。例如采用各种已知方法(如陶瓷过滤器件)进行过滤除渣。

一种优选的铝合金材料的制备步骤如下：

首先在熔炼炉内将铝锭或铝合金废料进行重熔处理，然后转水至精炼炉，在精炼炉内进行精炼处理，添加各种合金元素，排气和除渣，化学成分调整合格后，炉台升起进行倾倒铝液，铝液经过流槽进入除气箱进行除氢处理，再进入过滤箱进行过滤，以消除铝液内残留的夹杂物和渣滓。最后进行入模盘，通过模盘内的结晶器使铝液凝固成型，引锭头逐步下行，铝棒的长度也逐渐形成。在浇注过程中，还需要进行超声波探伤，以检查内部开裂，夹渣等缺陷。

铝合金产品

本发明还提供了一种新的铝合金产品。所述铝合金产品由本发明铝合金材料制备而成。通常，所述铝合金产品可以仅由所述铝合金材料构成，也可以由本发明铝合金材料与其它材料复合形成复合材料。

优选地，本发明提供了一种含有本发明铝合金材料的铝合金产品，其中所述铝合金产品含有所述铝合金材料或由所述铝合金材料作为主要原料制成。术语“主要原料”指的是所述铝合金产品中，铝合金产品的基本功能基于本发明铝合金材料的性能而成，这样的情况下，铝合金材料会被认为构成铝合金产品的“主要原料”。相对的，所述铝合金材料还含有铝合金加工领域所认可的辅料，例如包裹铝合金材料的绝缘物质等。通常，所述铝合金产品中，至少80wt％(基于铝合金产品的总重量)、85％、90％、95％、96％、97％、98％、或99％的材料为本发明铝合金材料，则可以认为，铝合金材料会构成铝合金产品的“主要原料”。例如本发明铝合金产品还可以含有涂覆和/或包覆在所述铝合金材料外表面的绝缘材料而构成内部导电、外部绝缘的材料。

本发明铝合金产品还可以根据最终成品的需要被加工成不同的形状。本发明铝合金产品的形状没有特别限制，可以被辊压成片状、线状、板状或铸压呈锭状。

本发明铝合金产品的直径、厚度等产品参数没有特别限制，可以根据最终成品的需要被加工处理形成各种参数。一种常见的铝合金产品为铝合金铸棒，其直径约为300-500mm，呈圆柱形，长度可以根据需要进行调整，例如5-10米，一般可以直接到达下游进行精加工处理。

本发明有益效果

1.本发明铝合金材料的各项性能能够达到较为平均的高水平，尤其是其导电性能，较原先的材料至少改善了30％，而其原先具有的高硬度、高强度、高延展性能等力学性能却同样得到了保留。

2.本发明铝合金材料可以用于电子行业、半导体领域、溅射靶材铝合金6系材料，填补了6系铝合金在此领域的空白。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。

通用方法：

铝合金材料制备工艺：

在熔炼炉内将铝锭或铝合金废料进行重熔处理，然后转水至精炼炉，在精炼炉内进行精炼处理。添加各种合金元素(Mg、Si、Cu、Mn、Ti以及任选的Fe、Cr、Zn)，精炼过程中进行排气和除渣。化学成分调整合格后，炉台升起进行倾倒铝液，铝液经过流槽进入除气箱进行除氢处理，再进入过滤箱进行过滤，以消除铝液内残留的夹杂物和渣滓。最后进行入模盘，通过模盘内的结晶器使铝液凝固成型，引锭头逐步下行，铝棒的长度也逐渐形成。在浇注过程中，还需要进行超声波探伤，以检查内部开裂，夹渣等缺陷。

其中，精炼重复三次，第一重复的熔炼温度为720-740℃；第二次和/或第三次重复的温度为725-730℃。

实施例1不同铝合金材料含量的组分配比实验

本实验对镁、硅、铁、铜、锰、锌、铬、钛的参数采用分项微调，即每次固定1-2个元素的含量，按照其含量10±2％的方法不同批次的铝合金材料进行了微调，表1中显示了对照1以及实验中10个批次含不同元素、不同wt％含量的本发明铝合金材料的例子。

表1

元素	Mg	Si	Cu	Mn	Ti	Fe	Cr	Zn
									对照1	1.2	0.6	0.4	0.15	0.15	0.7	0.35	0.25
样品1	1.08	0.564	0.288	0.0744	0.0293	0.285	0.174	0.0172
									样品2	1.06	0.614	0.271	0.0767	0.0271	0.277	0.175	0.0182
样品3	1.01	0.635	0.285	0.0761	0.0335	0.286	0.171	0.0181
									样品4	1.05	0.641	0.283	0.0774	0.0311	0.279	0.168	0.0184
样品5	1.03	0.591	0.272	0.076	0.0302	0.273	0.164	0.0179
									样品6	0.994	0.592	0.269	0.0757	0.0325	0.284	0.168	0.0198
样品7	1.02	0.604	0.276	0.0751	0.0316	0	0.168	0.0193
									样品8	1.03	0.607	0.280	0.0749	0.030	0.287	0.169	0
样品9	1.02	0.610	0.285	0.0759	0.0315	0.289	0	0.0195
									样品10	1.03	0.623	0.289	0.0754	0.0321	0.290	0.172	0.0199

实施例2电导率测试

采用数字便携式金属导电率测试仪，设备本身主要应用涡流检测原理。首先开启电源，机器预热。然后利用高、低值电导率标准试块对仪器进行校正调零。若仪器电平指示为零，即校正完成。把探头平稳放置在试件平的部位，调节读数旋钮，使仪器电平指示为零，重新平稳放置探头，若电平指示为零，此时仪器显示的电导率读数为试件电导率准确值。

表2

结论：从表2可见，铝合金中各元素，除少量以单质形式存在外，其他进入铝晶格或形成各类化合物。由于每种合金元素的加入虽然可能对强度有帮助，但都会降低电导率，如Mg、Cu、Si、Fe等。所以，在保持Mg(0.8-1.2％)、Si(0.4-10.7％)元素，通过反复试验，调整Mn、Cr、Zn、Fe元素以及其它成分，得到了以上测试结果，与实验前的电导率相比，提高5-Ms/m，大部分样品检测值在20-22Ms/m之间，提高了约30％-40％，可以用于后续继续加工。

实施例3延展性及抗拉强度测定

拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。我司的铝棒加工成拉伸试样后，在拉伸试验机进行拉伸，测定抗拉强度和非比例延伸强度，断后伸长率。抗拉强度：155N/mm²，非比例延伸强度：67N/mm²，断后伸长率：25％。

Claims

1.一种铝合金材料，其特征在于，所述的铝合金材料含有以下组分：

镁的含量W_镁为0.8-1.2wt％；

硅的含量W_硅为0.4-0.7wt％；

铜的含量W_铜为0.10-0.30wt％；

锰的含量W_锰满足0＜W_锰≤0.10wt％；

钛的含量W_钛满足0＜W_钛≤0.15wt％；和

(ii)第二组分，为余量的铝。

2.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料还任选地含有：

铁，其中铁的含量W_铁满足0≤W_铁≤0.5wt％；

铬，其中铬的含量W_铬满足0≤W_铬≤0.25wt％；

锌，其中锌的含量W_锌满足0≤W_锌≤0.1wt％。

3.如权利要求2所述的铝合金材料，其特征在于，所述第三组分中所有元素含量的总和W_iii按所述铝合金材料的总重量计不高于0.15wt％、不高于0.10wt％、或不高于0.08wt％。

4.如权利要求2所述的铝合金材料，其特征在于，

镁的含量W_镁为0.9-1.1wt％；和/或

硅的含量W_硅为0.5-0.65wt％；和/或

铜的含量W_铜为0.15-0.30wt％或0.20-0.28wt％；和/或

锰的含量W_锰为0.01-0.09wt％或0.02-0.08wt％；和/或

铁的含量W_铁为0.1-0.4wt％或0.2-0.3wt％；

铬的含量W_铬为0.05-0.20wt％或0.08-0.15wt％；

锌的含量W_锌为0.01-0.08wt％、0.02-0.05wt％或0.03-0.04wt％。

5.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料还含有铁元素。

6.如权利要求2所述的铝合金材料，其特征在于，所述第三组分中不含有锰和/或锌元素。

7.如权利要求2所述的铝合金材料，其特征在于，所述第三组分中至少含有1种、2种或3种元素。

8.如权利要求2所述的铝合金材料，其特征在于，所述第三组分中各元素含量分别不高于0.05wt％。

9.如权利要求2所述的铝合金材料，其特征在于，所述第一组分、第二组分、第三组分的重量总和W_T按所述铝合金材料的总重量计不低于99.80％、99.85％、99.90％、99.95％、99.98％或99.99％。

10.一种铝合金产品，其特征在于，所述铝合金产品包含权利要求1-9任一所述的铝合金材料或由权利要求1-9任一所述的铝合金材料作为主要原料制成。

11.如权利要求10所述的铝合金产品，其特征在于，所述铝合金产品还含有涂覆和/或包覆在权利要求1所述铝合金材料外的绝缘部件。

12.如权利要求10所述的铝合金产品，其特征在于，所述铝合金产品为线状、锭状、板状、片状或其组合。

13.如权利要求1所述的铝合金材料或如权利要求10所述的铝合金产品，其特征在于，所述铝合金材料或铝合金产品具有以下一种或多种特点：

(a)电导率不低于20Ms/m，不低于21Ms/m，或不低于22Ms/m；

(b)延伸率不低于23％；或

(c)抗拉强度大于120MPa。

14.一种制备铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

原料提供步骤：提供液态的铝原料；

镁的含量W_镁为0.8-1.2wt％；

硅的含量W_硅为0.4-0.7wt％；

铜的含量W_铜为0.10-0.30wt％；

锰的含量W_锰满足0＜W_锰≤0.10wt％；和

钛的含量W_钛满足0＜W_钛≤0.15wt％。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述铝原料来源于铝锭和/或铝合金。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述铝锭为铝纯度高于99.70％、99.80％、99.90％或99.99％的铝锭。

17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述铝合金为6系铝合金。

18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述铝原料为铝锭和铝合金的混合物。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述铝锭和铝合金的比例按所述混合物的重量计，为80-100wt％：0-20wt％。

20.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述精炼的条件如下：

熔炼温度：720-740℃；

精炼剂：铝液；和

保护气体：惰性气体。

21.如权利要求14所述的方法，其特征在于，除了镁、硅、铜、锰和钛元素以外，还将铁、铬、锌与铝原料进行混合，从而获得铝合金材料，其中：

铁，其中铁的含量W_铁满足0≤W_铁≤0.5wt％；

铬，其中铬的含量W_铬满足0≤W_铬≤0.25wt％；和

锌，其中锌的含量W_锌满足0≤W_锌≤0.1wt％。

22.如权利要求14或21所述的方法，其特征在于，所述混合和精炼步骤还包括子步骤：

对获得的铝合金材料取样测定；

重复混合精炼步骤并调整所述铝合金材料中的各元素，

从而获得满足各元素要求的铝合金材料。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述子步骤至少重复2次、3次、4次或5次。

24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述子步骤至少重复3次，其中，第一重复的熔炼温度为720-740℃；第二次和/或第三次重复的温度为725-730℃。

25.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述混合和精炼步骤中还包含将混合物混匀的子步骤。

26.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述混合和精炼步骤中还包含过滤的子步骤。

27.权利要求1所述铝合金材料或权利要求10所述铝合金产品的用途，其特征在于，用于制备半导体溅射靶材、集成电路、信息存储单元、液晶显示屏、激光存储器、电子控制器件等、耐磨镀膜材料、高温耐蚀镀膜材料、镀膜饰用品、汽车连接杆、高压气瓶、汽车轮毂中的一种或多种。