CN117248132A - 一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝合金压铸件领域，具体涉及一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，包括以下步骤：（1）将铝合金用原料投入熔炉中加热熔融，熔融液经精炼后，对精炼熔液进行电磁处理并施加螺旋扰流，得到预处理熔液；（2）将预处理熔液注入提前预热的压铸模具中，经冷却定型后，得到铝合金手机中板；（3）对铝合金手机中板予以热处理，在热处理过程中外加压力，得到高强高导铝合金手机中板。本发明通过优化成分配比、外加螺旋扰流以及加压热处理，制得的铝合金式手机中板有着高强度和高热导率，有利于在手机中的广泛应用。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金压铸件技术领域，具体涉及一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺。
背景技术
中板作为手机的重要组成部分，可用来安装手机的一些硬件，如摄像头、电路板、电池等。市面上的智能手机设备，多使用金属中板以迎合消费者对金属质感的需求。由于铝合金的铸造性能好，采用压铸工艺制得铝合金手机中板已成为主流。
但是压铸得到的铝合金手机中板在机械强度和导热率方面的表现较为一般，其中，机械强度直接表现了手机中板的防变形能力，导热率直接表现了手机中板的散热效率，高强度和高散热效率是保证手机质量和性能充分发挥的关键。因此，亟需制备高强高导铝合金并将其应用在手机中板上。
发明内容
（一）针对现有技术的不足，本发明提供了一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，克服了现有技术的不足，通过优化成分配比、外加螺旋扰流以及加压热处理，制得的铝合金式手机中板有着高强度和高热导率。
（二）为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将铝合金用原料投入熔炉中加热熔融，熔融液经精炼后，对精炼熔液进行电磁处理并施加螺旋扰流，得到预处理熔液；
（2）将预处理熔液注入提前预热的压铸模具中，经冷却定型后，得到铝合金手机中板；
（3）对铝合金手机中板予以热处理，在热处理过程中外加压力，得到高强高导铝合金手机中板。
优选的，步骤（1）中，按质量百分比计，该铝合金包括以下组分：Si 10-15%、Mg0.5-1.5%、Fe 0.5-1.0%、Zn 0.5-1.5％、Er 0.2-0.5%、Sr 0.01-0.04%、B ≤0.03%，余量为Al。
优选的，步骤（1）中，在电磁处理中，控制电流为250-350A，控制磁感应强度为100-200mT。
优选的，步骤（1）中，螺旋扰流是将螺旋型芯轴深入精炼熔液中搅动，以增强对精炼熔液的剪切力和径向流动。
优选的，步骤（2）中，预处理熔液的注入温度为640-660℃，压铸模具预热温度为120-160℃，注入速度为2-4m/s。
优选的，步骤（3）中，热处理工艺如下：将铝合金手机中板逐渐升温至200-300℃并保温10-600s，而后逐渐冷却至室温。
优选的，控制铝合金手机中板的升温速度为10-15℃/s。
优选的，外加压力工艺如下：在铝合金手机中板保温过程中施加30-40MPa的压力，在其冷却过程中施加10-20MPa的压力。
（三）本发明提供了一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，具备以下有益效果：
1、本发明通过优化成分配比、外加螺旋扰流以及加压热处理，制得的铝合金式手机中板有着高强度和高热导率，有利于在手机中的广泛应用。
2、本发明在精炼熔液的电磁处理中施加螺旋扰流，增加熔体的剪切力，同时增强了熔体的径向流动，在剪切力作用下，铝合金熔体流动过程中，成分场分布均匀，温度场变为均匀，有效地改善了组织分布不均匀性和化学成分偏析，有利于晶粒的细化，从而改善最终产品的质量。
3、本发明在热处理的保温和冷却过程中都施加了压力，经过应力蠕变变形消除微观疏松空隙，而后经过微观疏松结合面的扩散结合过程，使得压铸件内部致密化，从而提高了产品的机械强度和导热率。
具体实施方式
对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将铝合金用原料投入熔炉中加热熔融，熔融液经精炼后，对精炼熔液进行电磁处理并施加螺旋扰流，得到预处理熔液。其中，在电磁处理中，控制电流为250A，控制磁感应强度为200mT。螺旋扰流是将螺旋型芯轴深入精炼熔液中搅动，以增强对精炼熔液的剪切力和径向流动。
（2）将预处理熔液注入提前预热的压铸模具中，经冷却定型后，得到铝合金手机中板。其中，预处理熔液的注入温度为640℃，压铸模具预热温度为160℃，注入速度为2m/s。
（3）对铝合金手机中板予以热处理，在热处理过程中外加压力，得到高强高导铝合金手机中板。其中，热处理工艺如下：将铝合金手机中板逐渐升温至200℃并保温300s，而后逐渐冷却至室温。控制铝合金手机中板的升温速度为10℃/s。外加压力工艺如下：在铝合金手机中板保温过程中施加40MPa的压力，在其冷却过程中施加10MPa的压力。
步骤（1）中，按质量百分比计，该铝合金包括以下组分：Si 11%、Mg 1%、Fe 0.5%、Zn1.5％、Er 0.2%、Sr 0.02%、B ≤0.03%，余量为Al。
实施例2
一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将铝合金用原料投入熔炉中加热熔融，熔融液经精炼后，对精炼熔液进行电磁处理并施加螺旋扰流，得到预处理熔液。其中，在电磁处理中，控制电流为350A，控制磁感应强度为100mT。螺旋扰流是将螺旋型芯轴深入精炼熔液中搅动，以增强对精炼熔液的剪切力和径向流动。
（2）将预处理熔液注入提前预热的压铸模具中，经冷却定型后，得到铝合金手机中板。其中，预处理熔液的注入温度为660℃，压铸模具预热温度为120℃，注入速度为4m/s。
（3）对铝合金手机中板予以热处理，在热处理过程中外加压力，得到高强高导铝合金手机中板。其中，热处理工艺如下：将铝合金手机中板逐渐升温至300℃并保温16s，而后逐渐冷却至室温。控制铝合金手机中板的升温速度为12℃/s。外加压力工艺如下：在铝合金手机中板保温过程中施加30MPa的压力，在其冷却过程中施加20MPa的压力。
步骤（1）中，按质量百分比计，该铝合金包括以下组分：Si 14%、Mg 1.2%、Fe 0.8%、Zn 0.5％、Er 0.3%、Sr 0.04%、B ≤0.03%，余量为Al。
实施例3
一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将铝合金用原料投入熔炉中加热熔融，熔融液经精炼后，对精炼熔液进行电磁处理并施加螺旋扰流，得到预处理熔液。其中，在电磁处理中，控制电流为280A，控制磁感应强度为150mT。螺旋扰流是将螺旋型芯轴深入精炼熔液中搅动，以增强对精炼熔液的剪切力和径向流动。
（2）将预处理熔液注入提前预热的压铸模具中，经冷却定型后，得到铝合金手机中板。其中，预处理熔液的注入温度为640℃，压铸模具预热温度为150℃，注入速度为3m/s。
（3）对铝合金手机中板予以热处理，在热处理过程中外加压力，得到高强高导铝合金手机中板。其中，热处理工艺如下：将铝合金手机中板逐渐升温至250℃并保温500s，而后逐渐冷却至室温。控制铝合金手机中板的升温速度为13℃/s。外加压力工艺如下：在铝合金手机中板保温过程中施加35MPa的压力，在其冷却过程中施加15MPa的压力。
步骤（1）中，按质量百分比计，该铝合金包括以下组分：Si 10%、Mg 1.5%、Fe 0.5%、Zn 0.5％、Er 0.3%、Sr 0.01%、B ≤0.03%，余量为Al。
对比例1
一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，与实施例2基本相同，区别在于：对精炼熔液进行电磁处理过程中不施加螺旋扰流。
对比例2
一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，与实施例2基本相同，区别在于：不对压铸模具进行提前预热。
对比例3
一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，与实施例2基本相同，区别在于：在热处理过程中不外加压力。
对比例4
一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，与实施例2基本相同，区别在于：外加压力工艺如下，在铝合金手机中板保温过程中施加30MPa的压力。
对比例5
一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，与实施例2基本相同，区别在于：外加压力工艺如下，在铝合金手机中板冷却过程中施加20MPa的压力。
质量检测
1、以实施例1-3、对比例1-5中的产品以及ADC12材料制成的产品为检测对象。按照GBT228.1-2010标准检测机械性能；按照ASTM E 1461-01标准检测热导率。具体检测结果如下表所示。
表1 机械性能
由上表得知：
其一，相对于实施例2而言，对比例3产品的机械性能较差，表明加压热处理确能改善产品的质量；
其二，对比例4和对比例5中的产品的机械性能是略优于对比例3的，表明加压保温和加压冷却共同配合对可以更好的改善产品质量。
其三，相对于实施例2而言，对比例1产品的机械性能稍差，表明电磁处理过程中施加螺旋扰流确能改善熔体质量，继而可提高最终产品的质量。
表2 热导率
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将铝合金用原料投入熔炉中加热熔融，熔融液经精炼后，对精炼熔液进行电磁处理并施加螺旋扰流，得到预处理熔液；
（2）将预处理熔液注入提前预热的压铸模具中，经冷却定型后，得到铝合金手机中板；
（3）对铝合金手机中板予以热处理，在热处理过程中外加压力，得到高强高导铝合金手机中板。
2.如权利要求1所述的一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，按质量百分比计，该铝合金包括以下组分：Si 10-15%、Mg 0.5-1.5%、Fe 0.5-1.0%、Zn 0.5-1.5％、Er 0.2-0.5%、Sr 0.01-0.04%、B ≤0.03%，余量为Al。
3.如权利要求1所述的一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，在电磁处理中，控制电流为250-350A，控制磁感应强度为100-200mT。
4.如权利要求1所述的一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，其特征在于，步骤（1）中，螺旋扰流是将螺旋型芯轴深入精炼熔液中搅动，以增强对精炼熔液的剪切力和径向流动。
5.如权利要求1所述的一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，其特征在于，步骤（2）中，预处理熔液的注入温度为640-660℃，压铸模具预热温度为120-160℃，注入速度为2-4m/s。
6.如权利要求1所述的一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，其特征在于，步骤（3）中，热处理工艺如下：将铝合金手机中板逐渐升温至200-300℃并保温10-600s，而后逐渐冷却至室温。
7.如权利要求6所述的一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，其特征在于，控制铝合金手机中板的升温速度为10-15℃/s。
8.如权利要求6所述的一种高强高导铝合金手机中板的制备工艺，其特征在于，外加压力工艺如下：在铝合金手机中板保温过程中施加30-40MPa的压力，在其冷却过程中施加10-20MPa的压力。
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