專利名稱：一種沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材的制備方法
技術領域：
本發明涉及鋁合金領域，特別涉及一種沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材的制備方法。
背景技術：
目前，隨著生活水平的提高，人們對手機的需求也提升到很高的檔次，這就對相應的手機外觀提出了更高的要求，傳統的塑料質外殼的產品越來越不能滿足人們的需求，金屬外殼的手機極具強烈的金屬質感，能帶來無以倫比的視覺沖擊感，同時具有手感細膩、耐磨、防摔、抗腐蝕等優點，倍受消費者推崇，代表高端電子產品的發展方向。目前已采用的金屬外殼的手機所用的金屬材料有鎂合金、鋁合金和不銹鋼，其中采用鋁合金帶材生產的外殼具有美觀、輕質的特點。由于這種外殼對鋁帶材的表面亮度、氧化涂色效果、深沖性能有著極高的要求。采用現有的鋁合金牌號制備手機外殼的成型成品率一般只有70 80%，普遍存在的問題是良品率低、表面的外觀質量欠佳，表面容易出現流線痕跡、斑點、疏松等鑄造缺陷，很難保證手機外殼表面光潔平整的質量要求，而且帶來很大的表面整修工作負擔，嚴重制約了鋁合金企業的生產能力，加大了生產成本。沖壓成形是一種生產效率高、可直接使用性能優良的軋制板材而具有很大的市場優勢和廣闊的發展前景。拉深成形在沖壓成形工藝中最為復雜，難度也較大。許多應用領域的零件采用沖壓成型技術必須面對拉深成形的難題，這一難題也制約著現有牌號鋁合金在手機外殼上的應用，對于常規沖壓生產，更需要提供傳統意義上的優質沖壓板帶。由此可見，沖壓用鋁合金帶材應該具備更高的沖壓性能。現有技術的產品和方法不能滿足手機殼體的需求。

發明內容
針對現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材的制備方法。為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下—種沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材的制備方法，所述的鋁合金按重量百分比由以重量百分比計的下列組份組成0. 5 % 0. 8 %的Si、0. 05 % 0. 15 %的Fe、 0. 03% 0. 08%的 Μη、1· 5%~ 3. 5%的 Mg、0. 01% 0. 08%的 Ce、0. 2%~ 0. 3%的 Ti 和余量的Al組成；所述制備方法包括如下步驟(1)熔煉按鋁合金帶材中元素的上述重量百分比分別稱取鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁錳中間合金、純鎂錠、鋁鈰中間合金、鋁鈦中間合金和純鋁錠，然后加入到煤氣反射爐中，在760°C 780°C條件下熔煉成鋁合金熔液，再將鋁合金熔液轉入電阻反射爐中，經除氣、扒渣后轉入靜置爐，靜置15min 30min，得到熔煉好的鋁合金熔液；(2)澆注調整步驟(1)中的鋁合金熔液至705°C 715°C，經過陶瓷過濾器過濾后，鑄造成鋁合金鑄錠；
(3)均勻化退火將步驟(2)制得的鋁合金鑄錠放置在退火爐中，以2°C 3°C / min的升溫速率加熱至595°C 605°C并保溫8 10h，進行均勻化退火處理，爐冷到室溫；(4)熱軋先將鋁合金鑄錠加熱到530°C 550°C后，利用熱軋機進行開坯軋制，開坯后調整軋制溫度為490°C 510°C進行2 3道次軋制，控制終軋溫度465°C 475°C，將鋁合金軋至厚度為4mm 5mm的帶材；(5)冷軋根據最終產品需要，經過多道次冷軋，控制每道次的壓下率為20 35%，道次之間采用中間退火處理，最終將鋁合金軋至0. 3mm 0. 7mm。上述組份中，在鋁合金中加入適量的Si、Fe、Mn元素提高鋁帶材的深沖性能，加入適量的Mg和Ti可提高鋁合金的表面光澤，可提高鋁合金帶材的表面質量，加入適量的稀土元素Ce有利于改善鋁合金的微觀組織，從而同時有利于其拉深沖壓性能和表面光潔度，這些元素的聯合協同作用可使鋁合金的綜合力學性能優異，滿足沖壓拉深成型手機外殼的使用需求。上述方法中，通過精確選擇和控制中間的均勻化退火處理的升溫速率、退火溫度和保溫時間，調整了合金的微觀組織結構，從而確保了最終產品具有良好的性能。本發明沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材的制備方法的有益效果為(1)通過合金化元素的合理選擇和優化設計，使得各合金化元素達到協同效果，改善了鋁合金帶材的表面質量，光潔度高，制耳率低，大幅提高了鋁合金的拉深沖壓性能。(2)針對所設計的合金成分，通過在澆注后的均勻化退火工藝的制定和優化，以及對常規的熔煉、熱軋、冷軋的工藝參數進行調整，特別是對熱軋和冷軋的溫度進行精確控制，使得所設計的合金的性能得以充分體現本發明的鋁合金帶材的綜合力學性能優異，室溫抗拉強度285-320MPa，延伸率大于25%，杯突值大于10nm，完全可滿足沖壓拉深成型手機外殼的使用需求。(3)所選用的合金化元素為常規合金化元素，原料成本低廉，制備工藝簡單，易操作，適用范圍廣。
具體實施例方式實施例一一種沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材的制備方法，所述的鋁合金按重量百分比由以重量百分比計的下列組份組成0. 5 %的Si、0. 15 %的Fe、0. 03 %的Mn、3. 5 %的Mg、 0. 01%的Ce、0. 3%的Ti和余量的Al組成，所述制備方法包括如下步驟(1)熔煉按鋁合金帶材中元素的上述重量百分比分別稱取鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁錳中間合金、純鎂錠、鋁鈰中間合金、鋁鈦中間合金和純鋁錠，然后加入到煤氣反射爐中，在760°C 780°C條件下熔煉成鋁合金熔液，再將鋁合金熔液轉入電阻反射爐中，經除氣、扒渣后轉入靜置爐，靜置15min，得到熔煉好的鋁合金熔液；(2)澆注調整步驟(1)中的鋁合金熔液至705°C 715°C，經過陶瓷過濾器過濾后，鑄造成鋁合金鑄錠；(3)均勻化退火將步驟(2)制得的鋁合金鑄錠放置在退火爐中，以2V /min的升溫速率加熱至595°C°C并保溫10h，進行均勻化退火處理，爐冷到室溫；(4)熱軋先將鋁合金鑄錠加熱到530°C后，利用熱軋機進行開坯軋制，開坯后調整軋制溫度為490°C 510°C進行2 3道次軋制，控制終軋溫度465°C 475°C，將鋁合金軋至厚度為4mm的帶材；(5)冷軋根據最終產品需要，經過多道次冷軋，控制每道次的壓下率為20 35%，道次之間采用中間退火處理，最終將鋁合金軋至0. 30mm。實施例二—種沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材的制備方法，所述的鋁合金按重量百分比由以重量百分比計的下列組份組成0. 8 %的Si、0. 05 %的Fe、0. 08 %的Mn、1. 5 %的Mg、 0. 08%的Ce、0. 2%的Ti和余量的Al組成；所述制備方法包括如下步驟(1)熔煉按鋁合金帶材中元素的上述重量百分比分別稱取鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁錳中間合金、純鎂錠、鋁鈰中間合金、鋁鈦中間合金和純鋁錠，然后加入到煤氣反射爐中，在760°C 780°C條件下熔煉成鋁合金熔液，再將鋁合金熔液轉入電阻反射爐中，經除氣、扒渣后轉入靜置爐，靜置30min，得到熔煉好的鋁合金熔液；(2)澆注調整步驟(1)中的鋁合金熔液至705°C 715°C，經過陶瓷過濾器過濾后，鑄造成鋁合金鑄錠；(3)均勻化退火將步驟(2)制得的鋁合金鑄錠放置在退火爐中，以3°C /min的升溫速率加熱至605°C并保溫8h，進行均勻化退火處理，爐冷到室溫；(4)熱軋先將鋁合金鑄錠加熱到550°C后，利用熱軋機進行開坯軋制，開坯后調整軋制溫度為490°C 510°C進行2 3道次軋制，控制終軋溫度465°C 475°C，將鋁合金軋至厚度為5mm的帶材；(5)冷軋根據最終產品需要，經過多道次冷軋，控制每道次的壓下率為20 35%，道次之間采用中間退火處理，最終將鋁合金軋至0. 7mm。實施例三一種沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材的制備方法，所述的鋁合金按重量百分比由以重量百分比計的下列組份組成0. 6%的Si、0. 08%的Fe、0. 05%的Mn、2. 0%的Mg、 0. 03%的Ce、0. 22%的Ti和余量的Al組成，所述制備方法包括如下步驟(1)熔煉按鋁合金帶材中元素的上述重量百分比分別稱取鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁錳中間合金、純鎂錠、鋁鈰中間合金、鋁鈦中間合金和純鋁錠，然后加入到煤氣反射爐中，在760°C 780°C條件下熔煉成鋁合金熔液，再將鋁合金熔液轉入電阻反射爐中，經除氣、扒渣后轉入靜置爐，靜置20min，得到熔煉好的鋁合金熔液；(2)澆注調整步驟(1)中的鋁合金熔液至705°C 715°C，經過陶瓷過濾器過濾后，鑄造成鋁合金鑄錠；(3)均勻化退火將步驟(2)制得的鋁合金鑄錠放置在退火爐中，以2. 5°C /min的升溫速率加熱至600°C并保溫9h，進行均勻化退火處理，爐冷到室溫；(4)熱軋先將鋁合金鑄錠加熱到530°C 550°C后，禾Ij用熱軋機進行開坯軋制，開坯后調整軋制溫度為490°C 510°C進行2 3道次軋制，控制終軋溫度465°C 475°C，將鋁合金軋至厚度為4. 5mm的帶材；(5)冷軋根據最終產品需要，經過多道次冷軋，控制每道次的壓下率為20 35%，道次之間采用中間退火處理，最終將鋁合金軋至0. 5mm。實施例四
一種沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材，所述的鋁合金按重量百分比由以重量百分比計的下列組份組成0. 7%的Si、0. 12%的Fe、0. 06 %的Mn、3. 0 %的Mg、0. 05 %的 Ce、0. 28%的Ti和余量的Al組成；所述制備方法包括如下步驟(1)熔煉按鋁合金帶材中元素的上述重量百分比分別稱取鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁錳中間合金、純鎂錠、鋁鈰中間合金、鋁鈦中間合金和純鋁錠，然后加入到煤氣反射爐中，在760°C 780°C條件下熔煉成鋁合金熔液，再將鋁合金熔液轉入電阻反射爐中，經除氣、扒渣后轉入靜置爐，靜置20min，得到熔煉好的鋁合金熔液；(2)澆注調整步驟(1)中的鋁合金熔液至705°C 715°C，經過陶瓷過濾器過濾后，鑄造成鋁合金鑄錠；(3)均勻化退火將步驟(2)制得的鋁合金鑄錠放置在退火爐中，以2. 5°C /min的升溫速率加熱至600°C并保溫9h，進行均勻化退火處理，爐冷到室溫；(4)熱軋先將鋁合金鑄錠加熱到530°C 550°C后，利用熱軋機進行開坯軋制，開坯后調整軋制溫度為490°C 510°C進行2 3道次軋制，控制終軋溫度465°C 475°C，將鋁合金軋至厚度為4. 5mm的帶材；(5)冷軋根據最終產品需要，經過多道次冷軋，控制每道次的壓下率為20 35%，道次之間采用中間退火處理，最終將鋁合金軋至0. 5mm。實施例五一種沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材，所述的鋁合金按重量百分比由以重量百分比計的下列組份組成0. 65%的Si、0. 10%的Fe、0. 05%的Mn、2. 5%的Mg、0. 04%的 Ce、0. 25%的Ti和余量的Al組成；所述制備方法包括如下步驟(1)熔煉按鋁合金帶材中元素的上述重量百分比分別稱取鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁錳中間合金、純鎂錠、鋁鈰中間合金、鋁鈦中間合金和純鋁錠，然后加入到煤氣反射爐中，在760°C 780 V條件下熔煉成鋁合金熔液，再將鋁合金熔液轉入電阻反射爐中，經除氣、扒渣后轉入靜置爐，靜置20min，得到熔煉好的鋁合金熔液；(2)澆注調整步驟(1)中的鋁合金熔液至705°C 715°C，經過陶瓷過濾器過濾后，鑄造成鋁合金鑄錠；(3)均勻化退火將步驟(2)制得的鋁合金鑄錠放置在退火爐中，以2. 5°C /min的升溫速率加熱至600°C并保溫9h，進行均勻化退火處理，爐冷到室溫；(4)熱軋先將鋁合金鑄錠加熱到530°C 550°C后，利用熱軋機進行開坯軋制，開坯后調整軋制溫度為490°C 510°C進行2 3道次軋制，控制終軋溫度465°C 475°C，將鋁合金軋至厚度為4. 5mm的帶材；(5)冷軋根據最終產品需要，經過多道次冷軋，控制每道次的壓下率為20 35%，道次之間采用中間退火處理，最終將鋁合金軋至0. 5mm。申請人:聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程， 但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進， 對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。
權利要求
1.一種沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材的制備方法，其特征在于，所述的鋁合金按重量百分比由以重量百分比計的下列組份組成0. 5 % 0. 8 %的Si、0. 05 % 0. 15 %的 Fe、0. 03% 0. 08% 的 Mn、1. 5% 3. 5% 的 Mg、0. 01% 0. 08% 的 Ce、0. 2% 0. 3% 的 Ti 和余量的Al組成；所述制備方法包括如下步驟(1)熔煉按鋁合金帶材中元素的上述重量百分比分別稱取鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、鋁錳中間合金、純鎂錠、鋁鈰中間合金、鋁鈦中間合金和純鋁錠，然后加入到煤氣反射爐中，在760 V 780 V條件下熔煉成鋁合金熔液，再將鋁合金熔液轉入電阻反射爐中，經除氣、扒渣后轉入靜置爐，靜置15min 30min，得到熔煉好的鋁合金熔液；(2)澆注調整步驟(1)中的鋁合金熔液至705°C 715°C，經過陶瓷過濾器過濾后，鑄造成鋁合金鑄錠；(3)均勻化退火將步驟(2)制得的鋁合金鑄錠放置在退火爐中，以2V 3°C/min的升溫速率加熱至595°C 605°C并保溫8 10h，進行均勻化退火處理，爐冷到室溫；(4)熱軋先將鋁合金鑄錠加熱到530°C 550°C后，利用熱軋機進行開坯軋制，開坯后調整軋制溫度為490°C 510°C進行2 3道次軋制，控制終軋溫度465°C 475°C，將鋁合金軋至厚度為4mm 5mm的帶材；(5)冷軋根據最終產品需要，經過多道次冷軋，控制每道次的壓下率為20 35%，道次之間采用中間退火處理，最終將鋁合金軋至0. 3mm 0. 7mm。
2.如權利要求1所述的沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材的制備方法，其特征在于，其中第(3)步以2.5°C/min的升溫速率加熱至600°C并保溫8 9h，進行均勻化退火處理，爐冷到室溫。
3.如權利要求1所述的沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材的制備方法，其特征在于，其中所述的鋁合金按重量百分比由以重量百分比計的下列組份組成0. 65%的Si、 0. 10%的 Fe、0. 05%的 Μη、2· 5%的 Mg、0. 04%的 Ce、0. 25%的 Ti 和余量的 Al 組成。
全文摘要
本發明公開了一種沖壓拉深成型手機外殼用鋁合金帶材的制備方法，所述制備方法包括熔煉、澆注、均勻化退火、熱軋、冷軋步驟。通過優化合金成分涉及，并通過在澆注后的均勻化退火工藝的制定和優化，以及對熱軋和冷軋的溫度進行精確控制，使得所設計的合金的性能得以充分體現本發明的鋁合金帶材的綜合力學性能優異，室溫抗拉強度285-320MPa，延伸率大于25％，杯突值大于10nm，完全可滿足沖壓拉深成型手機外殼的使用需求。
文檔編號C22C21/08GK102352457SQ20111034228
公開日2012年2月15日 申請日期2011年11月2日 優先權日2011年11月2日
發明者濮曉芳 申請人:永鑫精密材料(無錫)有限公司