粉末噴塗鋁合金型材的生產方法
2023-06-04 23:20:56 2
專利名稱：粉末噴塗鋁合金型材的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種粉末噴塗7050鋁合金型材的生產方法，屬於鋁合金材料加工技術領域。
背景技術：
7050系鋁合金主要合金元素是鋅，屬於高強度可熱處理合金，具有極高的強度及抗剝落腐蝕和抗應力腐蝕斷裂的性能。廣泛應用於飛機結構件用於中厚板擠壓件、自由鍛打件與模鍛件。目前，由5025鋁合金加工成的型材還具有綜合性能不穩定，抗剝落性差等缺點
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種粉末噴塗7050鋁合金型材的生產方法，提高鋁合金型材的綜合性能。本發明採用的技術方案如下
粉末噴塗7050鋁合金型材的生產方法，其特徵在於，包括鋁錠和其它原料配料、熔煉鑄造鋁合金圓錠、澆鑄與鋸切、退火處理、擠壓成型、靜電粉末噴塗、烘烤等步驟，具體步驟如下
(1)鋁錠和其它原料配料
按下列重量份原料60-70鋁錠、30-40回收的鋁型材廢品和其它廢鋁、5-10納米氧化鋁粉、5-10納米陶瓷粉末進行配比；
(2)熔煉鑄造鋁合金圓錠
先將鋁錠、鋅錠、銅錠、回收的鋁型材廢品和其它廢鋁投入投入熔煉爐進行熔煉，待其成為熔融狀態時，加入納米氧化鋁粉和納米陶瓷粉末，使之均勻散布，然後投入適量AlTiB晶粒細化劑進行精煉，最後通過除氣、扒渣將熔體內的雜渣、氣體有效除去；檢測並通過控制合金元素添加量，使得其中各元素的質量百分含量為Si ^ O. 12%, Mg I.9-2.6%、Fe ( O. 15%、Cu 2. 0-2. 6%、Mn ( O. 10%、Cr ( O. 04%、Zn 5. 7-6. 7%、Ti ( O. 06%、ZrO. 08-0. 15%、其他元素合計< O. 15%、其餘為Al ；
(3)燒鑄與鋸切
澆鑄前將熔煉好的鋁液靜置20-30分鐘，把鋁液通過熔煉爐的放水孔經鋁槽進入結晶器，鑄造出所需要的鋁圓錠得型號，冷卻至常溫，然後根據需要將鋁圓錠鋸切成一定的長度；
(4)退火處理
鋁圓錠鋸切後進行均勻化退火處理，具體過程如下先升溫至300-320°C下，保溫2-3小時，每小時70-90 °C升溫加熱至520-550 V下保溫6_8小時，然後空氣冷卻，再每小時60-80°C升溫加熱至360-380°C，並保溫度5_6小時；再降溫至150_180°C下保溫3_4小時；
(5)擠壓成型將圓錠加熱至450-460°C，保溫2-3小時，然後利用擠壓機將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，擠壓模具溫度220-240°C，擠壓速度10-12米/分鐘；風冷型材表面溫度至110-130°C後，放入0-5°C水中進行淬火處理1-2分鐘，水溫升高後向其中加冰塊保持水溫；最後從水中取出擠壓好的鋁合金型材進行常溫校直處理，在120-130°C下保溫3-4小時；
(6)靜電粉末噴塗
鋁合金型材基材經脫脂劑清洗、鉻化劑鉻化等預處理後，通過噴槍將靜電粉末塗料噴在鋁合金型材上；
(7)烘烤
將噴塗粉末塗料後的鋁合金型材置於135-150°C的固化爐內20-30分鐘，烘乾完畢後即得本發明7050鋁合金型材。所述的納米氧化鋁粉的細度為2-4 nm。 所述的納米陶瓷粉末由下列重量份原料2-5石英石、2-5重晶石、5-10白雲石、5-10海泡石經破碎、粉碎和篩選工序後，在600-700°C下燒損4-5小時，最後研磨成納米粉末，所述納米陶瓷粉末的細度為3-5 nm。本發明原料配料中添加了廢鋁材料，由於廢鋁材料經過一次冶煉,其成分穩定,故不發明配方中增加廢鋁材料有利於鋁型材性能穩定，減少了鋁液冶煉時出現沒有檢測的材料影響鋁型材質量的可能性；調整鋁材配方中有關成分的用量比例，增加了鋁合金的強度和硬度，有利於提高鋁合金型材的綜合性能；退火處理、淬火處理、校直處理等步驟，增加了鋁材料的內部組織的均勻性與晶粒的細化，大大改善了鋁合金型材的質量與加工性能；對鋁合金型材表面進行鉻化處理，提高了鋁合金型材表面氧化膜的抗腐蝕能力和鋁合金型材與塗層的結合力。
圖I為粉末噴塗鋁合金型材生產線工藝流程圖。圖2為靜電粉末噴塗前預處理工序工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合施例對本發明作進一步描述，但不局限於下列實施例。實施例I
(1)鋁錠和其它原料配料
按下列重量份原料60份鋁錠、40份回收的鋁型材廢品和其它廢鋁、5份納米氧化鋁粉、10份納米陶瓷粉末進行配比；
(2)熔煉鑄造鋁合金圓錠
先將鋁錠、鋅錠、銅錠、回收的鋁型材廢品和其它廢鋁投入投入熔煉爐進行熔煉，待其成為熔融狀態時，加入納米氧化鋁粉和納米陶瓷粉末，使之均勻散布，然後投入適量AlTiB晶粒細化劑進行精煉，最後通過除氣、扒渣將熔體內的雜渣、氣體有效除去；檢測並通過控制合金元素添加量，使得其中各元素的質量百分含量為Si ^ O. 12%, Mg I.9-2.6%、Fe ( O. 15%、Cu 2. 0-2. 6%、Mn ( O. 10%、Cr ( O. 04%、Zn 5. 7-6. 7%、Ti ( O. 06%、ZrO. 08-0. 15%、其他元素合計< O. 15%、其餘為Al ；(3)燒鑄與鋸切
澆鑄前將熔煉好的鋁液靜置30分鐘，把鋁液通過熔煉爐的放水孔經鋁槽進入結晶器，鑄造出所需要的鋁圓錠得型號，冷卻至常溫，然後根據需要將鋁圓錠鋸切成一定的長度；
(4)退火處理
鋁圓錠鋸切後進行均勻化退火處理，具體過程如下先升溫至300°C下，保溫3小時，每小時70°C升溫加熱至520°C下保溫6小時，然後空氣冷卻，再每小時60°C升溫加熱至360°C，並保溫度5小時；再降溫至150°C下保溫3小時；
(5)擠壓成型
將圓錠加熱至450°C，保溫3小時，然後利用擠壓機將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，擠壓模具溫度220°C，擠壓速度10米/分鐘；風冷型材表面溫度至110°C後，放入2°C水中進行淬火處理2分鐘，水溫升高後向其中加冰塊保持水溫；最後從水中取出擠壓好的鋁合金型材進行常溫校直處理，在120°C下保溫3小時；
(6)靜電粉末噴塗
鋁合金型材基材經脫脂劑清洗、鉻化劑鉻化等預處理後，通過噴槍將靜電粉末塗料噴在鋁合金型材上；
(7)烘烤
將噴塗粉末塗料後的鋁合金型材置於135°C的固化爐內30分鐘，烘乾完畢後即得本發明7050鋁合金型材。所述的納米氧化鋁粉的細度為3 nm。所述的納米陶瓷粉末由下列重量份原料3石英石、3重晶石、5白雲石、5海泡石經破碎、粉碎和篩選工序後，在700°C下燒損5小時，最後研磨成納米粉末，所述納米陶瓷粉末的細度為5 nm。經檢測，產物化學成分為SiO. 0986%、Mg 2. 25%、Fe O. 0674%、Cu 2. 354%、Mn
0.0451%、Cr O. 0246%、Zn 6. 342%、Ti O. 0275%、Zr O. 0976%、其他元素合計 O. 0768%、其餘為Al ;力學性能為抗拉強度為348MPa，屈服強度為254MPa，延伸率為17. 1% ;表面性能為單件局部膜厚28 μ m,落砂試驗磨耗係數563 g/ μ m,滴鹼試驗145s。實施例2
(1)鋁錠和其它原料配料
按下列重量份原料70份鋁錠、30份回收的鋁型材廢品和其它廢鋁、10份納米氧化鋁粉、10份納米陶瓷粉末進行配比；
(2)熔煉鑄造鋁合金圓錠
先將鋁錠、鋅錠、銅錠、回收的鋁型材廢品和其它廢鋁投入投入熔煉爐進行熔煉，溫度控制在750°C，待其成為熔融狀態時，加入納米氧化鋁粉和納米陶瓷粉末，使之均勻散布，然後投入適量AlTiB晶粒細化劑進行精煉,其中各元素的質量百分含量為Si ( O. 12%、Mg
1.9-2. 6%、Fe ( O. 15%,Cu 2. 0-2. 6%、Mn ( O. 10%,Cr ( O. 04%,Zn 5. 7-6. 7%、Ti ( 0. 06%、Zr 0. 08-0. 15%、其他元素合計彡O. 15%、其餘為Al，最後通過除氣、扒渣將熔體內的雜渣、氣體有效除去；
(3)燒鑄與鋸切
澆鑄前將熔煉好的鋁液靜置30分鐘，把鋁液通過熔煉爐的放水孔經鋁槽進入結晶器，鑄造出所需要的鋁圓錠得型號，冷卻至常溫，然後根據需要將鋁圓錠鋸切成一定的長度；
(4)退火處理
鋁圓錠鋸切後進行均勻化退火處理，具體過程如下先升溫至320°C下，保溫3小時，每小時90°C升溫加熱至550°C下保溫8小時，然後空氣冷卻，再每小時80°C升溫加熱至380°C，並保溫度6小時；再降溫至180°C下保溫4小時；
(5)擠壓成型
將圓錠加熱至460°C，保溫3小時，然後利用擠壓機將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，擠壓模具溫度240°C，擠壓速度12米/分鐘；風冷型材表面溫度至130°C後，放入(TC水中進行淬火處理2分鐘，水溫升高後向其中加冰塊保持水溫；最後從水中取出擠壓好的鋁合金型材進行常溫校直處理，在130°C下保溫4小時；
(6)靜電粉末噴塗
鋁合金型材基材經脫脂劑清洗、鉻化劑鉻化等預處理後，通過噴槍將靜電粉末塗料噴在鋁合金型材上；
(7)烘烤
將噴塗粉末塗料後的鋁合金型材置於150°C的固化爐內20分鐘，烘乾完畢後即得本發明7050鋁合金型材。所述的納米氧化鋁粉的細度為3 nm。所述的納米陶瓷粉末由下列重量份原料5石英石、5重晶石、10白雲石、10海泡石經破碎、粉碎和篩選工序後，在700°C下燒損5小時，最後研磨成納米粉末，所述納米陶瓷粉末的細度為5 nm。經檢測，產物化學成分為SiO. 121%、Mg 2. 37%、Fe O. 0712%、Cu 2. 387%、MnO. 0491%、Cr O. 0308%、Zn 6. 735%、Ti O. 0289%、Zr O. 0113%、其他元素合計 O. 0827%、其餘為Al ;力學性能為抗拉強度為355MPa，屈服強度為262MPa，延伸率為17. 6% ;表面性能為單件局部膜厚29 μ m,落砂試驗磨耗係數571 g/μ m,滴鹼試驗152s。
權利要求
1.粉末噴塗鋁合金型材的生產方法，其特徵在於，包括鋁錠和其它原料配料、熔煉鑄造鋁合金圓錠、澆鑄與鋸切、退火處理、擠壓成型、靜電粉末噴塗、烘烤等步驟，具體步驟如下 (1)鋁錠和其它原料配料 按下列重量份原料60-70鋁錠、30-40回收的鋁型材廢品和其它廢鋁、5-10納米氧化鋁粉、5-10納米陶瓷粉末進行配比； (2)熔煉鑄造鋁合金圓錠 先將鋁錠、鋅錠、銅錠、回收的鋁型材廢品和其它廢鋁投入投入熔煉爐進行熔煉，待其成為熔融狀態時，加入納米氧化鋁粉和納米陶瓷粉末，使之均勻散布，然後投入適量AlTiB晶粒細化劑進行精煉，最後通過除氣、扒渣將熔體內的雜渣、氣體有效除去；檢測並通過控制合金元素添加量，使得其中各元素的質量百分含量為Si彡O. 12%、Mg I. 9-2.6%、Fe ( O. 15%、Cu 2. 0-2. 6%、Mn ( O. 10%、Cr ( O. 04%、Zn 5. 7-6. 7%、Ti ( O. 06%、ZrO. 08-0. 15%、其他元素合計< O. 15%、其餘為Al ； (3)燒鑄與鋸切 澆鑄前將熔煉好的鋁液靜置20-30分鐘，把鋁液通過熔煉爐的放水孔經鋁槽進入結晶器，鑄造出所需要的鋁圓錠得型號，冷卻至常溫，然後根據需要將鋁圓錠鋸切成一定的長度； (4)退火處理 鋁圓錠鋸切後進行均勻化退火處理，具體過程如下先升溫至300-320°C下，保溫2-3小時，每小時70-90 °C升溫加熱至520-550 V下保溫6_8小時，然後空氣冷卻，再每小時60-80°C升溫加熱至360-380°C，並保溫度5_6小時；再降溫至150_180°C下保溫3_4小時； (5)擠壓成型 將圓錠加熱至450-460°C，保溫2-3小時，然後利用擠壓機將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，擠壓模具溫度220-240°C，擠壓速度10-12米/分鐘；風冷型材表面溫度至110-130°C後，放入0-5°C水中進行淬火處理1-2分鐘，水溫升高後向其中加冰塊保持水溫；最後從水中取出擠壓好的鋁合金型材進行常溫校直處理，在120-130°C下保溫3-4小時； (6)靜電粉末噴塗 鋁合金型材基材經脫脂劑清洗、鉻化劑鉻化等預處理後，通過噴槍將靜電粉末塗料噴在鋁合金型材上； (7)烘烤 將噴塗粉末塗料後的鋁合金型材置於135-150°C的固化爐內20-30分鐘，烘乾完畢後即得本發明7050鋁合金型材。
2.根據權利要求I所述的粉末噴塗鋁合金型材的生產方法，其特徵在於，所述的納米氧化鋁粉的細度為2-4 nm。
3.根據權利要求I所述的粉末噴塗鋁合金型材的生產方法，其特徵在於，所述的納米陶瓷粉末由下列重量份原料2_5石英石、2-5重晶石、5-10白雲石、5-10海泡石經破碎、粉碎和篩選工序後，在600-700°C下燒損4-5小時，最後研磨成納米粉末，所述納米陶瓷粉末的細度為3-5 nm。
全文摘要
本發明公開了一種粉末噴塗鋁合金型材的生產方法，包括鋁錠和其它原料配料、熔煉鑄造鋁合金圓錠、澆鑄與鋸切、退火處理、擠壓成型、靜電粉末噴塗、烘烤等步驟。本發明原料配料中添加了廢鋁材料，有利於鋁型材性能穩定，減少了鋁液冶煉時出現沒有檢測的材料影響鋁型材質量的可能性；對配方進一步優化，增加了鋁合金的強度和硬度，有利於提高鋁合金型材的綜合性能；對鋁合金型材表面進行鉻化處理，提高了鋁合金型材表面氧化膜的抗腐蝕能力和鋁合金型材與塗層的結合力。
文檔編號B21C23/00GK102925768SQ201210308358
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月27日 優先權日2012年8月27日
發明者李廣勳, 譚浩, 沈勇, 張燕輝 申請人:安徽家園鋁業有限公司