一種鋁合金及其制備方法和一種鋁合金成型體和一種鋁合金表面著色方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋁合金及其制備方法，本發(fā)明還涉及一種鋁合金成型體，本發(fā)明 進一步涉及一種鋁合金表面著色方法。
【背景技術】
[0002] 鋁合金由于具有材質輕、資源豐富、易于著色裝飾而被廣泛應用。根據(jù)成型方式的 不同，鋁合金主要分為變形鋁合金和鑄造鋁合金，其中，鑄造鋁合金根據(jù)材料體系的不同又 可以分為Al-Si系、Al-Mg系、Al-Si-Cu系和Al-Zn系等。
[0003] 作為鑄造鋁合金，Al-Si系鋁合金由于具有鑄造性能優(yōu)良、綜合力學性能好的 特點而成為應用最廣的鑄造鋁合金；但是，Al-Si系鋁合金經(jīng)陽極氧化便會發(fā)生變灰、發(fā) 黑的現(xiàn)象，出現(xiàn)明顯的色差，因而難以應用于各種外觀類金屬產(chǎn)品，尤其是消費電子產(chǎn)品。 Al-Mg系鋁合金雖然可以進行陽極氧化，但鎂含量較高，冶煉和壓鑄過程中易于吸氣和造 渣，導致合金品質難以控制。Al-Zn系鋁合金雖然機械強度高，但鑄造流動性欠佳，并伴有 熱裂傾向，而且難于進行陽極氧化著色處理。
[0004] 目前應用于消費類電子產(chǎn)品中的鋁合金外觀件還主要以機械加工或鍛造成型為 主，成本高昂。因此，迫切需要一種可以進行陽極氧化的鑄造鋁合金以滿足市場需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的鋁合金無法兼具良好的陽極氧化性能和鑄造性能 的不足，提供一種鋁合金及其制備方法，該鋁合金可以用于壓鑄，并且鑄件的綜合機械性能 好，同時該鋁合金易于進行陽極氧化。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，本發(fā)明提供了一種鋁合金，以該鋁合金的總量為基準， 以重量百分比計，該鋁合金含有以下元素：
[0007]
[0008] 所述稀土元素含有La,以所述稀土元素的總量為基準，以重量百分比計，La的含 量為 20-100%。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，本發(fā)明提供了一種鋁合金，以該鋁合金的總量為基準， 以重量百分比計，該鋁合金含有以下元素：
[0012] 余量為鋁，
[0013] 所述稀土元素含有La,以所述稀土元素的總量為基準，以重量百分比計，La的含 量為 20-100%。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，本發(fā)明提供了一種鋁合金的制備方法，該方法包括將 鋁合金原料進行熔煉，冷卻后得到鋁合金，其中，所述鋁合金原料的組成使得得到的鋁合金 為本發(fā)明提供的鋁合金。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，本發(fā)明提供了一種鋁合金表面著色方法，該方法包括 將鋁合金基體進行陽極氧化，以在鋁合金基體的至少部分表面形成陽極氧化膜層，并將所 述陽極氧化膜層進行著色，其中，所述鋁合金基體為本發(fā)明提供的鋁合金的壓鑄體。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的第五個方面，本發(fā)明提供了一種鋁合金成型體，該鋁合金成型體包 括鋁合金基體以及附著在所述鋁合金基體的至少部分表面上的陽極氧化膜層，其中，所述 鋁合金基體為本發(fā)明提供的鋁合金的壓鑄體。
[0017] 本發(fā)明提供的鋁合金可以用于壓鑄，并且得到的壓鑄體在具有較高的綜合機械性 能的同時，還具有良好的陽極氧化特性和著色特性，特別適用于對外觀具有較高要求的產(chǎn) 品。
【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明提供了一種鋁合金，以該鋁合金的總量為基準，以重量百分比計，該鋁合金 含有以下元素：
[0019]
[0021] 所述稀土元素含有La,以所述稀土元素的總量為基準，以重量百分比計，La的含 量為 20-100%。
[0022] Mn可以與基體元素Al形成MnA16相，起到固溶強化的作用，從而改善合金的機械 強度，強度的提高既可以使鋁合金滿足作為結構件的性能需求，又可以改善鑄件的脫模性， 保證產(chǎn)品的鑄造精度。但是，Mn含量過低時，難于起到固溶強化的作用；Mn含量超過4% 時，則會嚴重影響合金的陽極氧化特性，產(chǎn)生明顯的色斑。本發(fā)明的鋁合金中，以重量百分 比計，Mn的含量為1-4%，這樣既可以起到固溶強化的作用，又不會影響鋁合金的陽極氧化 特性。從進一步提高鋁合金的陽極氧化性能的角度出發(fā)，以鋁合金的總量為基準，以重量百 分比計，Mn的含量優(yōu)選為1-3%，如1-2. 5%。
[0023] Mg除與Mn同樣具有固溶強化的作用外，還可以顯著提高鋁合金的耐腐蝕特性，在 固態(tài)條件下，Mg可以完全固溶于單相a固溶體中，在腐蝕介質中不易發(fā)生電化學腐蝕，即 便形成少量的A18Mg5陽極相，在陽極相被腐蝕掉后仍能保持為單相ct固溶體。但是，Mg含量過高，在陽極氧化過程中會引起陽極氧化膜層孔洞增多，并可能出現(xiàn)黑色斑點。本發(fā)明 的鋁合金中，以重量百分比計，Mg的含量為0. 1-5%。在鋁合金中Mg的含量處于上述范圍 之內(nèi)時，可以明顯提高鋁合金的耐腐蝕特性，并且確保鋁合金在陽極氧化過程中不會產(chǎn)生 過多的孔洞。根據(jù)本發(fā)明的鋁合金，以鋁合金的總量為基準，以重量百分比計，Mg的含量為 0. 1-1%時，能夠獲得良好的陽極氧化性能。根據(jù)本發(fā)明的鋁合金，以鋁合金的總量為基準， 以重量百分比，Mg的含量為3-5%時，鋁合金在具有較好的陽極氧化效果的同時，還具有好 的綜合機械性能。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的鋁合金含有稀土元素，且稀土元素含有La,這樣不僅能夠明顯改善 合金的冶金特性和流動性，同時能夠使得本發(fā)明的鋁合金具有較好的陽極氧化性能，形成 質量較高的陽極氧化膜層。但是，過量的稀土不僅會降低合金的機械強度，還不利于鋁合 金陽極氧化性能的改善，形成的陽極氧化膜層中存在黑點。本發(fā)明的鋁合金中，以重量百 分比計，稀土元素的含量為0. 002-0. 5 %，優(yōu)選為0. 01-0. 5 %，更優(yōu)選為0. 01-0. 2%，如 0? 05-0. 2% 〇
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的鋁合金，以稀土元素的總量為基準，以重量百分比計，La的含量為 20-100%。即，本發(fā)明的錯合金中，稀土元素為La或者La與其它稀土元素的組合。優(yōu)選地， 以稀土元素的總量為基準，以重量百分比計，La的含量為40 %以上，這樣能夠得到具有更 高質量的陽極氧化膜。在所述稀土元素還含有除La以外的稀土元素時，除La外的稀土元 素優(yōu)選為Ce。在一種實施方式中，所述稀土元素含有La和Ce,以稀土元素的總量為基準， 以重量百分比計，La的含量可以為20-99%，優(yōu)選為40-90% ;Ce的含量可以為1-80%，優(yōu) 選為 10-60%。
[0026] 本發(fā)明的鋁合金還可以含有Co。Co在鋁合金的溶解度較低，但能與Al形成AlCo 化合物，彌散分布于合金基體中，具有細化晶粒并提高機械強度的作用，同時還能改善鋁合 金的氧化著色特性。但是，Co含量過高，形成的陽極氧化膜中存在硬質點，很難得到均勻的 陽極氧化膜。在Co的含量為不高于2%時，一般不會對鋁合金的陽極氧化性能產(chǎn)生不利影 響。因此，本發(fā)明的鋁合金中，以重量百分比計，Co的含量為0-2%。優(yōu)選地，以鋁合金的總 量為基準，以重量百分比計，Co的含量為0. 1-2%，例如可以為0. 5-2%。
[0027] 本發(fā)明鋁合金還可以含有Fe。Fe易于形成粗大鐵相而作為有害元素，但在本發(fā) 明的鋁合金中，由于存在錳元素，易于形成Al(Mn,Fe)沉淀相，從而消除Fe的影響，另外還 可以提高合金的機械性能，降低粘膜性。但是，F(xiàn)e含量過高，形成的陽極氧化膜層中存在硬 質點，很難得到均勻的陽極氧化膜層。在Fe的含量不高于1. 5%時，鋁合金仍然具有較高 的陽極氧化性能。因此，本發(fā)明中，以鋁合金的總量為基準，以重量百分比計，F(xiàn)e的含量為 0-1. 5%。優(yōu)選地，以鋁合金的總量為基準，以重量百分比計，F(xiàn)e的含量為0. 5-1. 5%，此時， 鋁合金在具有良好的力學性能的同時，仍表現(xiàn)出較好的陽極氧化性能。
[0028] 本發(fā)明鋁合金還可以含有Ti。Ti作為晶粒細化劑可以有效改善合金的脆性，提高 材料的延展性。本發(fā)明中，在確保鋁合金具有較好的陽極氧化性能的前提下，從進一步提 高鋁合金的延展性的角度出發(fā)，以鋁合金的總量為基準，以重量百分比計，Ti的含量優(yōu)選為 0-1%，更優(yōu)選為〇. 1-1%。
[0029] 在本發(fā)明的一種實施方式中，以所述鋁合金的總量為基準，以重量百分比計，所述 錯合金含有Co、Fe和Ti兀素中的一種、兩種或三種，其含量優(yōu)選為：
[0030] Co 0.1-2%,
[0031] Fe 0.5-1.5%,
[0032] Ti 0.1-1%。
[0033] Cu、Si和Zn雖然可以改善材料的機械性能和鑄造性能，但會降低材料的耐蝕性 并影響氧化著色特性。因此，本發(fā)明的鋁合金中，以重量百分比計，Cu的含量為0-1% (如 0-0? 8%)，Si的含量為 0-0? 5% (如 0-0? 3%)，Zn的含量為 0-1. 6% (如 0-1% )。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的鋁合金允許存在少量其它金屬元素，如Li、Na、K、Be、Ca、Sr、Ba、Ga、 In、Ge、Sn、Sb、Bi、Sc、Y、Zr、V、Nb、Cr、Mo、W、Tc、Ru、Ni、PcUPt、Ag、Au以及除La和Ce外 的稀土元素