專利名稱：鋁合金壓鑄件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種鋁合金，特別是一種極薄件壓鑄用的鋁合金。
現(xiàn)有技術(shù)隨著電腦、通訊及消費性電子等3C產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，手機、筆記本電腦、與數(shù)碼相機等電子產(chǎn)品的普遍性與日俱增。并且，為了提高各種電子產(chǎn)品的市場競爭力，各廠商除了積極加強產(chǎn)品性能之外，更是極力提升產(chǎn)品的美觀與使用便利性，以吸引消費者的注意。因此，各種電子產(chǎn)品都是朝向輕薄短小發(fā)展，尤其是手機、筆記本電腦、與數(shù)碼相機等的機殼更是以輕、薄及美觀，以滿足消費者的視覺需求。
一般而言，目前各種電子產(chǎn)品的機殼多是利用鎂合金或鋁合金經(jīng)過壓鑄過程而形成，而壓鑄過程是指在高溫下，將融化的合金壓入精密鑄模，以在短時間內(nèi)大量生產(chǎn)高精度且表面細(xì)致的鑄造方式。不過，由于鎂合金的比強度(specific strength)高于鋁合金，并且相同厚度的鎂合金壓鑄件比鋁合金壓鑄件輕約30％，因此，鎂合金壓鑄件更是廣泛地應(yīng)用于電子產(chǎn)品的機殼。
然而，鎂合金的原料價錢很高，并且鎂合金壓鑄的廢料(scrap)氧化快且雜質(zhì)含量多，因此鎂合金壓鑄的廢料無法重復(fù)地放回熔爐內(nèi)再融化，而必需送回鎂合金工廠處理，所以鎂合金的壓鑄成本比較高。此外，由于鎂合金的熱焓(enthalpy)低，所以鎂合金對溫度的變化特別敏感，因此鎂合金在壓鑄過程中往往會產(chǎn)生許多無法控制的缺陷，而必須通過重做過程(rework)來消除缺陷，因而增加了制造成本并降低了壓鑄過程的收率。
相反地，鋁合金的原料成本低廉，并且鋁合金壓鑄的廢料可重復(fù)地放回熔爐內(nèi)再融化，因此，利用鋁合金來制作各種電子產(chǎn)品的機殼是可降低制作成本，進(jìn)而增加產(chǎn)品在市場上的競爭力。但是，由于鋁合金的比強度(specificstrength)低于鎂合金，因此如何提高一般市售的鋁合金的機械強度，這是目前極受關(guān)注的一項重要課題。另一方面，目前不論是鎂合金或是鋁合金，壓鑄件的厚度必須大于1毫米(mm)，才能維持壓鑄過程的高收率，因此如何兼顧壓鑄件的厚度與制程收率，也是一項極關(guān)鍵的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種薄件壓鑄用的鋁合金，用以制作厚度薄且強度高的機殼。
依據(jù)本發(fā)明的目的，本發(fā)明的優(yōu)選實施例是提供一種鋁合金壓鑄件(aluminum alloy die casting ingot)，它包含有重量百分比為9.5％～11.5％的硅，重量百分比為1.5％～3.5％的鉛，重量百分比小于或等于0.3％的鈦，重量百分比小于或等于0.3％的鉛，以及一剩余成分，其中該剩余成分包含有鋁與多個雜質(zhì)元素，且該剩余成分的重量百分比是上述成分的剩余重量百分比。
由于本發(fā)明的鋁合金壓鑄件添加有鈦金屬與鉛金屬，因而可提高鋁合金的機械強度，并增加鋁合金在壓鑄過程中的流動性及在加工制程中的加工性，以有效提高鋁合金的壓鑄制程收率。
實施方式請參閱表1，表1為本發(fā)明鋁合金的組成成分示意圖。如表1所示，本發(fā)明的鋁合金包含有硅、銅、鈦、鉛、鋁、錳、鎳、鋅、鐵、鎂以及錫等元素。其中，硅的重量百分比為9.5％～11.5％，銅的重量百分比為1.5％～3.5％，鈦的重量百分比小于或等于0.3％，鉛的重量百分比是小于或等于0.3％，錳的重量百分比是小于或等于0.5％，鎳的重量百分比是小于或等于0.3％，鋅的重量百分比是小于或等于1.0％，鐵的重量百分比是小于或等于1.0％，鎂的重量百分比是小于或等于0.3％，錫的重量百分比是小于或等于0.15％，而鋁的重量百分比為上述成分的剩余重量百分比。
必須注意的是，本發(fā)明的鋁合金包含有適量的鈦元素與鉛元素，并且鈦與鉛的重量百分比均低于0.3％，此是本發(fā)明的鋁合金與一般市售鋁合金的最大差異之處。其中，鈦元素是用來作為晶粒細(xì)化劑(grain refiner)，用以微細(xì)化鋁合金的晶粒，由于細(xì)晶材料具有較大的晶界面積以阻止差排的移動，因此可增加鋁合金的硬度與強度。此外，鉛元素是用于增強鋁合金的加工性，以利于制作極薄且強度高的鋁合金壓鑄件。另一方面，硅元素主要是用于增加鋁合金的強度(strength)以及流動性(fluidity)，然而若鋁合金的硅含量過多，則會使鋁合金的熔點過高而不易進(jìn)行機械加工處理(machine)，因此本發(fā)明的鋁合金的硅含量是介于9.5％到11.5％之間。除此之外，銅元素可增強鋁合金的強度與硬度(hardness)，但過多的銅元素會降低鋁合金的延伸率(elongation)，所以本發(fā)明的鋁合金的銅含量介于1.5％到3.5％之間。
請參考表2，表2是本發(fā)明的優(yōu)選實施例的鋁合金的組成成分。如表2所示，本發(fā)明的鋁合金是包含有10.58％的硅，2.04％的銅，0.044％的鈦，0.165％的鉛，84.96％的鋁，0.211％的錳，0.061％的鎳，0.84％的鋅，0.787％的鐵，0.227％的鎂，以及0.021％的錫。
由于鋁合金ADC-12與鎂合金AZ91-D為常見的壓鑄用合金材料，因此以下說明是將本發(fā)明的鋁合金、鋁合金ADC-12以及鎂合金AZ91-D的性質(zhì)比較整理于表3。如表3所示，在文獻(xiàn)資料中，鋁合金ADC-12的屈服強度(yieldstrength)與密度的比值為56.3，鎂合金AZ91-D的屈服強度與密度的比值為83.3，而兩者的比值為0.67。此外，在本發(fā)明的實驗數(shù)據(jù)中，本發(fā)明的鋁合金的屈服強度與密度的比值是65.0，鎂合金AZ91-D的屈服強度與密度的比值是80.6，而兩者的比值是0.80。因此，相較于市售的鋁合金ADC-12而言，本發(fā)明的鋁合金的比強度(屈服強度與密度的比值)更加接近鎂合金。
如表3所示，在文獻(xiàn)資料中，鋁合金ADC-12的抗拉強度(tensile strength)與密度的比值為114.8，鎂合金AZ91-D的抗拉強度與密度的比值為127.8，而兩者的比值為0.89。在本發(fā)明的實驗數(shù)據(jù)中，本發(fā)明的鋁合金的抗拉強度與密度的比值是82.5，鎂合金AZ91-D的屈服強度與密度的比值是為94.7，而兩者的比值則是0.87。雖然本發(fā)明的鋁合金的抗拉強度略低于鋁合金ADC-12，但本發(fā)明的鋁合金與鎂合金的比強度(抗拉強度與密度的比值)的比值為0.87，而鋁合金ADC-12與鎂合金的比強度的比值為0.89，因此，本發(fā)明的鋁合金的抗拉強度仍在應(yīng)用的可容許范圍內(nèi)。
簡而言之，本發(fā)明主要是在鋁合金的組成成分中添加適量的鈦與鉛，并通過微結(jié)構(gòu)強度方法(micro structural strengthening method)，例如晶粒細(xì)化法(grain refining)等，以加強鋁合金的機械強度，并使鋁合金的強度更加接近鎂合金。此外，又由于本發(fā)明的鋁合金添加有鉛元素，因而可增強本發(fā)明的鋁合金于加工過程中的加工性。再者，本發(fā)明的鋁合金在壓鑄制程中具有良好的融合性質(zhì)(merging property)，因此可減少重做過程的次數(shù)，以提高鋁合金的壓鑄過程收率(yield rate)。
相較于市售的鋁合金ADC-12而言，本發(fā)明的鋁合金添加有鈦金屬與鉛金屬，以提高鋁合金的機械強度，并且增加鋁合金在壓鑄過程中的流動性，以有效提高鋁合金的壓鑄過程收率。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡按本發(fā)明權(quán)利要求所做的等同變化與修飾，都應(yīng)屬于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。
表1本發(fā)明的鋁合金的組成

表2本發(fā)明優(yōu)選實施例的鋁合金的組成

表3本發(fā)明的鋁合金、鋁合金ADC-12以及鎂合金AZ91-D的性質(zhì)比較

1.文獻(xiàn)資料2.本發(fā)明的實驗數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種鋁合金壓鑄件(aluminum alloy die casting ingot)，其包含有硅，其重量百分比為9.5％～11.5％；銅，其重量百分比為1.5％～3.5％；鈦，其重量百分比是小于或等于0.3％；鉛，其重量百分比是小于或等于0.3％；以及一剩余成分，其包含鋁與多個雜質(zhì)元素，且該剩余成分的重量百分比為上述成分的剩余重量百分比。
2.如權(quán)利要求1的鋁合金壓鑄件，其中，所述雜質(zhì)元素的重量百分比小于或等于3.25％。
3.如權(quán)利要求2的鋁合金壓鑄件，其中，所述雜質(zhì)元素包含有錳，其重量百分比是小于或等于0.5％；鎳，其重量百分比是小于或等于0.3％；鋅，其重量百分比是小于或等于1.0％；鐵，其重量百分比是小于或等于1.0％；鎂，其重量百分比是小于或等于0.3％；以及錫，其重量百分比是小于或等于0.15％。
4.如權(quán)利要求1的鋁合金壓鑄件，其中，鈦是作為一種晶粒細(xì)化劑(grainrefiner)，用以微細(xì)化所述鋁合金的晶粒。
5.如權(quán)利要求1的鋁合金壓鑄件，其中，鉛是用以增加所述鋁合金壓鑄件的加工性。
6.一種鋁合金，其包含有硅，其重量百分比為9.5％～11.5％；銅，其重量百分比為1.5％～3.5％；鈦，其重量百分比是小于或等于0.3％；鉛，其重量百分比是小于或等于0.3％；多個雜質(zhì)元素，所述雜質(zhì)元素的重量百分比小于或等于3.25％，以及鋁，其重量百分比為上述成分的剩余重量百分比。
7.如權(quán)利要求6的鋁合金，其中，所述雜質(zhì)元素包含有錳，其重量百分比是小于或等于0.5％；鎳，其重量百分比是小于或等于0.3％；鋅，其重量百分比是小于或等于1.0％；鐵，其重量百分比是小于或等于1.0％；鎂，其重量百分比是小于或等于0.3％；以及錫，其重量百分比是小于或等于0.15％。
8.如權(quán)利要求6的鋁合金，其中，該鋁合金為一極薄件壓鑄用的鋁合金。
9.如權(quán)利要求6的鋁合金，其中，鈦是作為一晶粒細(xì)化劑，用于微細(xì)化所述鋁合金的晶粒。
10.如權(quán)利要求6的鋁合金，其中，鉛是用于提高所述鋁合金的加工性。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種鋁合金壓鑄件(aluminum alloydie casting part)，它包含硅、銅、鈦、鉛以及一種剩余成分，其中硅的重量百分比為9.5％～11.5％，銅的重量百分比為1.5％～3.5％，鈦的重量百分比小于或等于0.3％，鉛的重量百分比是小于或等于0.3％，而該剩余成分包含有鋁與多個雜質(zhì)元素，并且該剩余成分的重量百分比為上述成分的剩余重量百分比。
文檔編號C22C21/02GK1605647SQ20031010100
公開日2005年4月13日 申請日期2003年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月10日
發(fā)明者劉展名, 陳坤明 申請人:仁寶電腦工業(yè)股份有限公司