[发明专利]一种Mg合金化高强度高冲压性能的铝合金及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Mg合金化高强度高冲压性能高表面质量的铝合金及其制备方法，包括Al、Mg、Fe、Mn、Si，其中，Mg的质量百分比为0.5~1.5%，Fe的质量百分比为0.05~0.15%，Mn的质量百分比为0.10%,Fe的质量百分比与Si质量百分比为2~2.5：1，其它杂质元素的质量百分比均小于等于0.05%，其余为铝，通过Mg合金化提高铝合金强度、冲压性能、表面质量的工艺方法依次包括：（1）熔炼、（2）半连续铸造、（3）均匀化退火、（4）挤压、（5）冲裁、（6）拉深、（7）阳极氧化，本发明通过成分控制，提高了铝合金的强度，提高了铝合金的表面质量，其中Fe、Si、Mn元素形成的MMn、MSiFe、MSiMn对晶粒产生了细化作用；提高铝合金的冲压性能，将原有材料的7次拉深减少为3次拉深，提高效率节省成本；缩短阳极氧化时间，将氧化时间从原来的8分钟减少到3分钟。

技术领域

本发明涉及铝合金材料技术领域，尤其是一种新型镁5000系5070型铝合金及其制备方法，具体地说是涉及到一种Mg合金化高强度高冲压性能的铝合金及其制备方法。

背景技术

现化妆品瓶盖料主要采用工业纯铝为材料，其具有加工难度小，生产效率高等优点，但因材质偏软，环境适应力差易腐蚀，在外力的情况下很容易变形或出现不可修复的缺陷，影响产品美观，为保证瓶盖强度，因此一般采用增加壁厚方式来解决，导致产品重量加大。在化妆品产品中，瓶盖外观受损、光泽度差或手感重，将极大影响对产品的购买欲望，降低品牌信誉度。

而5系合金铝代表5052、5005、5083、5A05系列，其主要元素为镁，含镁量在3~5%之间。又可以称为铝镁合金。主要特点为密度低，抗拉强度高，塑性与耐腐蚀性高，可抛光。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列，常用在航空方面。通过5系材料的冲杯实验，国标5系合金铝材料不能满足化妆品瓶盖产品条件，必须通过调整化学成分达到深冲要求，并还需使产品表面达到极强的硬度、优质的外观色泽和产品轻量化，合金铝要具有极高抗拉强度、极好的延长率，且材料密度低、耐腐蚀。 CN201811256397.5公开了一种高亮度化妆品瓶盖用铝合金及生产方法，通过优化铝基材的化学成分和生产工艺，解决了抛光阳极氧化表面白线条和需要深度机械抛光的现状，但合金在成型时其内的晶粒无法细化，导致铝合金的表面质量不佳，同时该生产过程中，材料需要进行较多次的拉伸，阳极氧化时间较长，使得合金整体的强度、冲压性能不佳，因此，亟需本领域技术人员设计出一种新型的铝合金材料及生产方法。

发明内容

本发明要解决的问题是

为了解决上述问题，本发明提供了一种Mg合金化高强度高冲压性能的铝合金，包括Al、Mg、Fe、Mn、Si，元素组分包括如下重量百分比：所述Mg的质量百分比为0.5~1.5%，Fe的质量百分比为0.05~0.15%，Mn的质量百分比为0.07~0.13%，所述Fe的质量百分比与Si的质量百分比的比例为2~2.5：1，其它杂质元素的质量百分比均不大于0.05%，其余为Al。

作为优选地，所述Mg的质量百分比为0.63%，Fe的质量百分比为0.087%，Mn的质量百分比为0.92%，所述Fe的质量百分比与Si的质量百分比的比例为2.1：1，其它杂质元素的质量百分比均等于0.034%，其余为Al。

作为优选地，元素组分包括如下重量百分比：所述Mg的质量百分比为1.17%，Fe的质量百分比为0.13%，Mn的质量百分比为0.1%，所述Fe的质量百分比与Si的质量百分比的比例为2.35：1，其它杂质元素的质量百分比均小于等于0.014%，其余为Al。

作为优选地，所述的Mn以Al-Mn中间合金的形式加入，所述Mn的含量为10.02%，Si以Al-Si中间合金的形式加入，所述Si的含量为20.01%。

作为优选地，所述的Mg合金化高强度高冲压性能的铝合金的制备方法，依次包括如下步骤：S1熔炼、S2半连续法铸锭、S3多级均匀化退火、S4热轧制、S5冷轧制、S6调质退火、S7剪切冲压、S8拉深成形、S9、阳极氧化；