一種建築用鋁合金型材及其製備方法
2023-06-06 19:04:21
一種建築用鋁合金型材及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種建築用鋁合金型材及其製備方法，按質量百分數比該合金化學成分為：Si≤0.50、Cu0.15-0.25、Mg0.80-1.2、Zn≤0.4、Mn1.0-1.5、Cr≤0.2、Fe0.000-0.700、Ti≤0.1、B0.015-0.04、Pb0.1-0.3、Sn0.3-0.5、Ce0.025-0.045、Nd0.02-0.03、Ho0.01-0.02，餘量為Al。本發明通過對合金元素的合理優化，最終得到的鋁合金型材不僅保持較高的強度，而且具有優異的耐氣候性能和耐腐蝕性能，大大延長了鋁合金型材的使用壽命，完全滿足建築材料對鋁合金型材的各項要求，有利於建築鋁型材的推廣應用。
【專利說明】一種建築用鋁合金型材及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種建築用鋁合金型材及其製備方法，屬於鋁合金材料領域。
【背景技術】
[0002]鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超過優質鋼，塑性好，易於加工，可製成各種型材，具有優良的機械性能，物理性能和抗腐蝕性能。鋁合金型材廣泛應用於航空航天、交通運輸、機械製造、建築裝修、化學工業等，是一種重要的有色金屬結構材料。由於鋁合金型材強度大，不易生鏽，跟普通鋼材相比，重量較輕，更加有利於建築工程的施工建設，已成為當前建築中重要的外牆內地圍護表現形式，得到了廣泛的應用。隨著建築材料業的快速發展，對鋁合金型材耐腐蝕性能和耐氣候性的要求日益提高，而現有鋁合金型材的耐氣候性能和耐腐蝕性能無法滿足建築物70年甚至更長時間的要求。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於針對現有技術的不足，提供一種建築用鋁合金型材及其製備方法，提高鋁合 金型材的耐腐蝕性能和耐氣候性能，延長其使用壽命。
[0004]為實現上述目的，本發明採用的技術方案如下:
一種建築用鋁合金型材，按質量百分數比該合金化學成分為:Si < 0.50、Cu
0.15-0.25,Mg 0.80-1.2、Zn ( 0.4,Mn 1.0-1.5、Cr ( 0.2、Fe 0.000-0.700、Ti ≤ 0.1、B
0.015-0.04、Pb 0.1-0.3、Sn 0.3-0.5、Ce 0.025-0.045、Nd 0.02-0.03、Ho 0.01-0.02，餘量為Al。
[0005]本發明建築用鋁合金型材的製備方法，包括以下步驟:
(O按配方配比計算稱取爐料，取鋁錠加入熔化爐中加熱熔化，當熔液溫度達725-7350C時，依次加入Al-15wt%Mn中間合金、Al_5wt%Sn中間合金，攪拌均勻後繼續升溫至730-750°C，依次加入Al-10wt%Mg中間合金、Al_3wt%Pb中間合金、Al_lwt%Cr中間合金、A1-0.5wt%Te中間合金，爐料全部熔化後，攪拌10-15min，使成分均勻，調整溫度至720-740°C，通過氮氣將精煉劑吹入至熔液面2/3處進行精煉，精煉劑用量為熔液重量的1.5-2.5%，精煉20-25min後扒渣，靜置15_20min，調整溫度至715-725 °C，加入其它剩餘元素合金成分，攪拌15-20min後，取樣分析、調整至合格；以氣體流量為l_2L/min通60%N2+30%Ar+10%Cl2混合氣體除氣精煉20_25min，扒渣，升溫至725-745°C，保溫靜置10-15min後即可出爐澆注，澆注溫度為645_675°C ；
(2)將步驟(1)得到的鑄坯加入到熔化爐中，加熱至710-730°C，待其完全熔化後，攪拌20-30min後進行第二次取樣分析，然後調整溫度至695-715°C，以氣體流量為1.5-2.5L/min通70%N2+30%C12混合氣體除氣精煉15_20min，扒渣後靜置15_20min，取樣進行爐前快速分析，分析結果符合合金成分要求即可出爐澆注，澆注溫度為650-680°C ；
(3)將步驟(2)得到的重熔鑄坯在均勻化處理爐中進行均勻化處理:先在440-480°C下保溫4-8h，緩慢降溫至250-300°C，保溫2_3h，空冷至室溫，再在360-390°C下保溫3_5h，緩慢升溫至490-510°C，保溫5-10h，然後強風冷卻至150-200°C，保溫l_2h，空冷至室溫；
(4)將均勻化後的鑄坯擠壓成型，擠壓溫度為480-500°C，擠壓速率為14-18m/min，然後將擠出的型材採用在線風冷或水霧冷卻淬火，淬火後進行拉伸矯直，拉伸變形量為
1.5-2.5% ；
(5)將拉伸矯直後的鋁合金型材進行時效處理:先在70-80°C下保溫8-12h，空冷至室溫，再在55-65°C下保溫5-10h，升溫至180-200°C，保溫l_2h，空冷至室溫，再在110_120°C下保溫16-22h，出爐空冷至室溫。
[0006]所述的精煉劑由以下重量份的的組分組成:硝酸鈉18-24、氟酸鈦鉀5-10、氯化鉀33-41、氯化鋅15-20、硫酸鈉3-8、五氯化磷10-15、氟硼酸鈉12-18、氟化鋁8_14、碳酸鈣16-22、木炭粉 10-15。
[0007]本發明的有益效果:
本發明通過對合金元素的合理優化，最終得到的鋁合金型材不僅保持較高的強度，而且具有優異的耐氣候性能和耐腐蝕性能，大大延長了鋁合金型材的使用壽命，完全滿足建築材料對鋁合金型材的各項要求，有利於建築鋁型材的推廣應用。【具體實施方式】
[0008]實施例
一種建築用鋁合金型材，按質量百分數比該合金化學成分為:Si < 0.50、Cu
0.15-0.25,Mg 0.80-1.2、Zn ( 0.4,Mn 1.0-1.5、Cr ( 0.2、Fe 0.000-0.700、Ti ≤ 0.1、B
0.015-0.04、Pb 0.1-0.3、Sn 0.3-0.5、Ce 0.025-0.045、Nd 0.02-0.03、Ho 0.01-0.02，餘
量為Al。
[0009]建築用鋁合金型材的製備方法，包括以下步驟:
(1)按配方配比計算稱取爐料，取鋁錠加入熔化爐中加熱熔化，當熔液溫度達730°C時，依次加入Al-15wt%Mn中間合金、Al_5wt%Sn中間合金，攪拌均勻後繼續升溫至740°C，依次加入Al_10wt%Mg中間合金、Al_3wt%Pb中間合金、Al_lwt%Cr中間合金、Al-0.5wt%Te中間合金，爐料全部熔化後，攪拌15min，使成分均勻，調整溫度至730°C，通過氮氣將精煉劑吹入至熔液面2/3處進行精煉，精煉劑用量為熔液重量的2%，精煉25min後扒渣，靜置15min，調整溫度至720°C，加入其它剩餘元素合金成分，攪拌15-20min後，取樣分析、調整至合格；以氣體流量為l_2L/min通60%N2+30%Ar+10%Cl2混合氣體除氣精煉25min，扒渣，升溫至735°C，保溫靜置15min後即可出爐澆注，澆注溫度為665°C ；
(2)將步驟(1)得到的鑄坯加入到熔化爐中，加熱至715°C，待其完全熔化後，攪拌25min後進行第二次取樣分析，然後調整溫度至705 °C，以氣體流量為2L/min通70%N2+30%C12混合氣體除氣精煉20min，扒渣後靜置15min，取樣進行爐前快速分析，分析結果符合合金成分要求即可出爐澆注，澆注溫度為680°C ；
(3)將步驟(2)得到的重熔鑄坯在均勻化處理爐中進行均勻化處理:先在460°C下保溫6h,緩慢降溫至280°C，保溫3h，空冷至室溫，再在380°C下保溫4h，緩慢升溫至505°C，保溫8h,然後強風冷卻至200°C，保溫2h，空冷至室溫；
(4)將均勻化後的鑄坯擠壓成型，擠壓溫度為490°C，擠壓速率為16m/min，然後將擠出的型材採用在線風冷或水霧冷卻淬火，淬火後進行拉伸矯直，拉伸變形量為2% ；(5)將拉伸矯直後的鋁合金型材進行時效處理:先在75°C下保溫10h，空冷至室溫，再在60°C下保溫8h，升溫至180°C，保溫lh，空冷至室溫，再在120°C下保溫18h，出爐空冷至室溫。
[0010]所述的精煉劑由以下重量份的的組分組成:硝酸鈉18、氟酸鈦鉀10、氯化鉀38、氯化鋅15、硫酸鈉6、五氯化磷12、氟硼酸鈉16、氟化鋁12、碳酸鈣18、木炭粉15。
[0011]經檢驗，所得鋁合金型材的主要性能為:抗拉強度461MPa，屈服強度365MPa，伸長率 13.3%.
【權利要求】
1.一種建築用鋁合金型材，其特徵在於，按質量百分數比該合金化學成分為:Si ≤ 0.50、Cu 0.15-0.25, Mg 0.80-1.2, Zn ≤ 0.4、Mn 1.0-1.5, Cr ≤ 0.2、Fe0.000-0.700、Ti ≤ 0.1、B 0.015-0.04、Pb 0.1-0.3, Sn 0.3-0.5, Ce 0.025-0.045、Nd0.02-0.03、Ho 0.01-0.02，餘量為 Al。
2.如權利要求1所述的建築用鋁合金型材的製備方法，其特徵在於包括以下步驟: (O按配方配比計算稱取爐料，取鋁錠加入熔化爐中加熱熔化，當熔液溫度達725-7350C時，依次加入Al-15wt%Mn中間合金、Al_5wt%Sn中間合金，攪拌均勻後繼續升溫至730-750°C，依次加入Al-10wt%Mg中間合金、Al_3wt%Pb中間合金、Al_lwt%Cr中間合金、A1-0.5wt%Te中間合金，爐料全部熔化後，攪拌10-15min，使成分均勻，調整溫度至720-740°C，通過氮氣將精煉劑吹入至熔液面2/3處進行精煉，精煉劑用量為熔液重量的1.5-2.5%，精煉20-25min後扒渣，靜置15_20min，調整溫度至715-725 °C，加入其它剩餘元素合金成分，攪拌15-20min後，取樣分析、調整至合格；以氣體流量為l_2L/min通60%N2+30%Ar+10%Cl2混合氣體除氣精煉20_25min，扒渣，升溫至725-745°C，保溫靜置10-15min後即可出爐澆注，澆注溫度為645_675°C ； (2)將步驟(1)得到的鑄坯加入到熔化爐中，加熱至710-730°C，待其完全熔化後，攪拌20-30min後進行第二次取樣分析，然後調整溫度至695-715°C，以氣體流量為1.5-2.5L/min通70%N2+30%C12混合氣體除氣精煉15_20min，扒渣後靜置15_20min，取樣進行爐前快速分析，分析結果符合合金成分要求即可出爐澆注，澆注溫度為650-680°C ； (3)將步驟(2)得到的重熔鑄坯在均勻化處理爐中進行均勻化處理:先在440-480°C下保溫4-8h，緩慢降溫至250-300°C，保溫2_3h，空冷至室溫，再在360-390°C下保溫3_5h，緩慢升溫至490-510°C，保溫5-10h，然後強風冷卻至150-200°C，保溫l_2h，空冷至室溫； (4)將均勻化後的鑄坯擠壓成型，擠壓溫度為480-500°C，擠壓速率為14-18m/min，然後將擠出的型材採用在線風冷或水霧冷卻淬火，淬火後進行拉伸矯直，拉伸變形量為1.5-2.5% ； (5)將拉伸矯直後的鋁合金型材進行時效處理:先在70-80°C下保溫8-12h，空冷至室溫，再在55-65°C下保溫5-10h，升溫至180-200°C，保溫l_2h，空冷至室溫，再在110_120°C下保溫16-22h，出爐空冷至室溫。
3.根據權利要求2所述的建築用鋁合金型材的製備方法，其特徵在於，所述的精煉劑由以下重量份的的組分組成:硝酸鈉18-24、氟酸鈦鉀5-10、氯化鉀33-41、氯化鋅15-20、硫酸鈉3-8、五氯化磷10-15、氟硼酸鈉12-18、氟化鋁8_14、碳酸鈣16-22、木炭粉10-15。
【文檔編號】C22C1/06GK103898374SQ201410115525
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月26日 優先權日:2014年3月26日
【發明者】張廣勳, 沈勇, 祁仁華 申請人:安徽家園鋁業有限公司