一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法 【技术领域】
本发明涉及铝合金加工领域， 特别涉及一种铝合金薄带的制备方法。背景技术 随着科技的发展和人们生活水平的提高， 手机已成为现今不可或缺的电子科技产 品， 也由于科技的提升， 手机产品种类更是琳琅满目， 且有逐渐轻量化的趋势， 而随着产品 不断轻量化之需求下， 除了产品本身内部构件需朝向轻巧精密外， 产品外壳的减量更是轻 量化产品必需突破的重点之一。
为改善手机产品外壳体积大、 质量重的缺陷， 目前已开发利用铝合金作为产品外 壳主要材质， 这是因为铝合金是一种轻金属材料， 是目前应用最广的有色金属材料， 具有较 高的比强度、 比刚度以及良好加工性能。
采用冲压工艺制备手机外壳的铝合金可选用 5052， 首先需要将铝合金制备成满足 成品厚度要求的带材， 然后采用模具进行冲压生产。
传统的铝合金薄带材生产的工艺流程为 ： 熔炼→铸锭→均匀化→铣面→加热→热 轧→冷轧→成品退火， 工艺流程较长， 设备投资大。
另外一种生产铝合金薄带的方法是采用连续铸轧冷轧工艺生产， 现有技术中， 如 CN1939610A 和 CN1995423A， 已经有采用水平式双辊铸轧机连续铸造铝合金板带坯的方法， 由于水平式双辊铸机是通过铸嘴将铝合金液送入上下布置的旋转铸辊之间， 因此合金液与 铸辊的接触区较短， 一般为 15 ～ 40mm ； 液面高度较低， 一般为 20mm ； 铸造速度较慢， 一般在 0.8 ～ 1.5m/min 之间。虽然这种工艺容易控制， 并能简化传统的铝合金薄带材生产工艺流 程， 实现近终形加工制备铝合金板带坯， 但存在固有的缺点 ： 短的接触区使凝固坯壳的形成 需要较长的冷却时间 ； 水平双辊法强调铸辊的轧制作用， 要求有一定的轧制变形量 ； 上下 辊的冷却效果不一致， 冷凝区上下表面液膜的表面形态不一致， 导致铸带上下表面质量以 及内部组织不均匀。 因此， 生产效率低， 铝合金薄带坯的冷却速度较慢， 薄带组织不均匀， 使 用性能不佳， 不利于直接进行后续轧制加工。
此外现有技术中， 如 CN101249606， 也公开了采用立式双辊薄带坯铸轧工艺， 但该 专利仅局限于铸轧方法的改进， 仍采用现有的铝合金牌号， 现有的 5052 铝合金虽然冲压性 能良好， 但对于形状复杂的手机外壳产品， 其深冲性能及表面光亮度仍不能满足使用需求。
发明内容
针对现有技术的不足， 本发明的目的之一在于提供一种冲压手机外壳用铝合金薄 带的制备方法， 本发明方法通过对 5052 铝合金的成分进行调整， 并针对调整后的合金成分 调整立式双辊薄带坯连铸机的铸轧工艺以及后续的冷轧工艺， 从而制备出性能优异， 满足 冲压手机外壳需要的铝合金薄带。
为实现上述目的， 本发明采用的技术方案如下 ：
一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法， 其中所述铝合金由按重量百分比计的下列组份组成 ： Mg 2.1-2.4％， Fe 0.3-0.4％， Si 0.3-0.55％， Zn 0.05-0.15％， Mn 0.07-0.09％， Cu 0.015-0.025％， Ti 0.03-0.05％， 余量为 Al 和不可避免的杂质， 所述的 制备方法包括如下步骤 ：
熔炼 ： 按照上述组份称取纯镁锭、 纯铝锭以及其余各元素与铝的中间合金， 在熔化 炉中熔化， 经脱氧、 除气、 扒渣、 精炼后取样， 成分满足要求后， 静置 10-15 分钟， 调整浇注温 度为 670-690℃准备浇注 ；
铸轧 ： 将铸轧辊两侧的侧封提供预热至 460-475℃， 调整铸轧辊辊缝间隙为 0mm， 然后将静置后的铝合金熔体通过浸入式水口浇注到立式双辊连铸机， 控制通过熔体流量为 40-60mm 然后启动双棍连铸机， 然后调整辊缝间隙至 0.2-0.4mm 进行铸轧， 铸轧稳定后保持 熔池高度为 75-85mm， 铸轧时铸机的铸造速度为 10-15m/min， 薄带坯离开铸辊后进入夹送 辊， 铸出的铝合金薄带厚度为 1.5-2.5mm ；
连续均匀化退火 ： 将 铸 轧 后 的 薄 带 经 过 连 续 退 火 炉 退 火， 退火温度控制在 570-590℃ ；
冷轧 ： 根据最终产品需要， 经过多道次冷轧， 控制每道次的压下率为 20-35 ％， 道 次之间采用中间退火处理， 最终将铝合金轧至 0.4mm-0.6mm。 本发明冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法具有如下有益效果 ：
1. 对常用的冲压铝合金 5052 进行成分调整， 增加有利于深冲性能的 Si 含量， 适当 增加 Mn 元素的含量， 略去 Cr 元素， 同时添加有利于表面光洁度的 Ti 元素， 从而使制备的铝 合金薄带的深冲性能大幅提高， 表面质量优异。
2. 根据所调整的合金成分， 调整立式双辊铸轧工艺参数， 使其能很好地细化晶粒 和改善合金的组织。因此本发明方法得到的铝合金薄带综合力学性能较高。
3. 采用立式双辊薄带连铸工艺生产铝合金薄带坯， 可提高铝合金薄带坯的浇铸速 度， 生产效率高， 实现产品的近终形成形加工， 使铝合金由液态直接成形为薄带坯， 因此工 艺流程短， 成本低， 其生产成本仅是传统铸锭、 热轧、 冷轧工艺的 40％。
4. 合金成分的调整配合立式双棍铸轧工艺的调整和优化使得铸出的薄带坯表面 质量良好， 内部组织结构均匀， 满足后续冲压需求。
具体实施方式
实施例一
一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法， 其中所述铝合金由按重量百分比计 的下列组份组成 ： Mg 2.1％， Fe 0.4％， Si 0.3％， Zn 0.15％， Mn 0.07％， Cu 0.025％， Ti 0.03％， 余量为 Al 和不可避免的杂质， 所述的制备方法包括如下步骤 ：
熔炼 ： 按照上述组份称取纯镁锭、 纯铝锭以及其余各元素与铝的中间合金， 在熔化 炉中熔化， 经脱氧、 除气、 扒渣、 精炼后取样， 成分满足要求后， 静置 10 分钟， 调整浇注温度 为 690℃准备浇注 ；
铸轧 ： 将铸轧辊两侧的侧封提供预热至 460-475℃， 调整铸轧辊辊缝间隙为 0mm， 然后将静置后的铝合金熔体通过浸入式水口浇注到立式双辊连铸机， 控制通过熔体流量为 40-60mm 然后启动双棍连铸机， 然后调整辊缝间隙至 0.4mm 进行铸轧， 铸轧稳定后保持熔池 高度为 75-85mm， 铸轧时铸机的铸造速度为 10m/min， 薄带坯离开铸辊后进入夹送辊， 铸出的铝合金薄带厚度为 2.5mm ；
连续均匀化退火 ： 将铸轧后的薄带经过连续退火炉退火， 退火温度控制在 570℃ ；
冷轧 ： 根据最终产品需要， 经过多道次冷轧， 控制每道次的压下率为 20-35 ％， 道 次之间采用中间退火处理， 最终将铝合金轧至 0.6mm。
实施例二
一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法， 其中所述铝合金由按重量百分比计 的下列组份组成 ： Mg 2.4％， Fe 0.3％， Si 0.55％， Zn 0.05％， Mn 0.09％， Cu 0.015％， Ti 0.05％， 余量为 Al 和不可避免的杂质， 所述的制备方法包括如下步骤 ：
熔炼 ： 按照上述组份称取纯镁锭、 纯铝锭以及其余各元素与铝的中间合金， 在熔化 炉中熔化， 经脱氧、 除气、 扒渣、 精炼后取样， 成分满足要求后， 静置 15 分钟， 调整浇注温度 为 670℃准备浇注 ；
铸轧 ： 将铸轧辊两侧的侧封提供预热至 460-475℃， 调整铸轧辊辊缝间隙为 0mm， 然后将静置后的铝合金熔体通过浸入式水口浇注到立式双辊连铸机， 控制通过熔体流量为 40-60mm 然后启动双棍连铸机， 然后调整辊缝间隙至 0.2mm 进行铸轧， 铸轧稳定后保持熔池 高度为 75-85mm， 铸轧时铸机的铸造速度为 15m/min， 薄带坯离开铸辊后进入夹送辊， 铸出 的铝合金薄带厚度为 1.5mm ；
连续均匀化退火 ： 将铸轧后的薄带经过连续退火炉退火， 退火温度控制在 590℃ ；
冷轧 ： 根据最终产品需要， 经过多道次冷轧， 控制每道次的压下率为 20-35 ％， 道 次之间采用中间退火处理， 最终将铝合金轧至 0.4mm。
实施例三
一种冲压手机外壳用铝合金薄带的制备方法， 其中所述铝合金由按重量百分比计 的下列组份组成 ： Mg 2.25％， Fe 0.35％， Si 0.45％， Zn 0.10％， Mn 0.08％， Cu 0.020％， Ti 0.04％， 余量为 Al 和不可避免的杂质， 所述的制备方法包括如下步骤 ：
熔炼 ： 按照上述组份称取纯镁锭、 纯铝锭以及其余各元素与铝的中间合金， 在熔化 炉中熔化， 经脱氧、 除气、 扒渣、 精炼后取样， 成分满足要求后， 静置 12 分钟， 调整浇注温度 为 680℃准备浇注 ；
铸轧 ： 将铸轧辊两侧的侧封提供预热至 460-475℃， 调整铸轧辊辊缝间隙为 0mm， 然后将静置后的铝合金熔体通过浸入式水口浇注到立式双辊连铸机， 控制通过熔体流量为 40-60mm 然后启动双棍连铸机， 然后调整辊缝间隙至 0.3mm 进行铸轧， 铸轧稳定后保持熔池 高度为 75-85mm， 铸轧时铸机的铸造速度为 13m/min， 薄带坯离开铸辊后进入夹送辊， 铸出 的铝合金薄带厚度为 2.0mm ；
连续均匀化退火 ： 将铸轧后的薄带经过连续退火炉退火， 退火温度控制在 580℃ ；
冷轧 ： 根据最终产品需要， 经过多道次冷轧， 控制每道次的压下率为 20-35 ％， 道 次之间采用中间退火处理， 最终将铝合金轧至 0.5mm。
申请人声明， 本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程， 但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程， 即不意味着本发明必须依赖上述详细 工艺设备和工艺流程才能实施。 所属技术领域的技术人员应该明了， 对本发明的任何改进， 对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、 具体方式的选择等， 均落在本发明的 保护范围和公开范围之内。5