氧化著色電泳塗漆鋁合金型材的生產方法

2023-08-02 15:12:11 1

專利名稱：氧化著色電泳塗漆鋁合金型材的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種氧化著色電泳塗漆2024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：
2024鋁合金為鋁一銅一鎂系中的典型硬鋁合金，其成份比較合理，綜合性能較好。很多國家都生產這個合金，是硬鋁中用量最大的。該合金的特點是強度高，有一定的耐熱性，可用作150°C以下的工作零件。溫度高於125°C，2024合金的強度比7075合金的還高。熱狀態、退火和新淬火狀態下成形性能都比較好，熱處理強化效果顯著，廣泛用於飛機結構、鉚釘、卡車輪轂、螺旋槳元件及其他種種結構件。但是，目前由2024鋁合金加工成的合金型材具有抗腐蝕性較差，容易掉漆等缺點。

發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種氧化著色電泳塗漆2024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
氧化著色電泳塗漆2024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、氧化著色處理、電泳塗漆、烘乾等步驟，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改性粉煤灰進行配比；
(2)熔煉鑄造鋁合金圓錠
先將鋁錠、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，加入改性粉煤灰，使之均勻散布，然後投入適量AlTiC晶粒細化劑進行精煉，通過添加合金元素，使得其中各元素的質量百分含量為=Si ( O. 5%、Mg I. 2-1. 8%、Fe ( O. 50%、Cu ( 3. 8-4. 9%、Mn O. 30-1. 0%、Cr ( O. 10%、Zn ( O. 25%、Ti ( O. 15%、其他元素合計(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)氧化著色處理
首先對鋁合金型材進行鹼洗處理，將表面的不乾淨的東西洗淨，然後以鋁合金型材為陽極，置於電解液中通電，陽極產生氧原子、氧原子有很強的氧化性，在鋁合金型材表面生成一層性能優良的Al2O3保護層，著色採用電解著色工藝，將鎳離子填充到Al2O3保護層中，使氧化膜顯現出不同的顏色；最後採用Ni2+、F-冷封孔工藝，將陽極氧化後生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封閉，使氧化膜防汙染、抗蝕和耐磨性能增強；
(7)電泳塗漆
先將經過陽極氧化著色的鋁合金型材的表面進行低溫等離子體射流處理，再將其放入電泳槽中，通電使環氧樹脂附著在型材表面；
(8)烘乾
將塗完漆的型材送進入烘乾室，烘乾30-40分鐘，溫度為160-180°C，烘乾完畢後即得本發明2024鋁合金型材。所述的改性粉煤灰由下列方法製成將灼燒之後的粉煤灰先後依次置於20-25%硫酸、16-24%氫氧化鈉溶液中，攪拌20-22h，然後從酸鹼浸液中濾出的粉煤灰,用去離子水衝洗至中性，並用PH試紙測試加以確定，最後過濾，乾燥，然後按粉煤灰矽灰石粉白雲石粉重量比I :0. 3-0. 5 :0. 5-0. 8將三種物料送入流化床中1050-1100°C焙燒1-1. 5小時，冷卻後研磨成納米粉末。本發明的有益效果如下
本發明採用陽極氧化處理與電泳塗漆方法以提高其抗腐蝕能力。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，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；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；對鋁型材表面進行等離子體處理，增加了塗漆的牢固性。


圖I為氧化著色電泳塗漆2024鋁合金型材生產線工藝流程圖。圖2為氧化著色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
(I)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、8份改性粉煤灰進行配比；
(2)熔煉鑄造鋁合金圓錠
先將鋁錠、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，加入改性粉煤灰，使之均勻散布，然後投入適量AlTiC晶粒細化劑進行精煉，通過添加合金元素，使得其中各元素的質量百分含量為=Si ( O. 5%、Mg I. 2-1. 8%、Fe ( O. 50%、Cu ( 3. 8-4. 9%、Mn O. 30-1. 0%、Cr ( O. 10%、Zn ( O. 25%、Ti ( O. 15%、其他元素合計(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25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2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80°C升溫加熱至380°C，並保溫度5小時；再降溫至180°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240°C，擠壓速度10米/分鐘；風冷型材表面溫度至120°C後，放入0°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130°C下保溫4小時；
(6)氧化著色處理
首先對鋁合金型材進行鹼洗處理，將表面的不乾淨的東西洗淨，然後以鋁合金型材為陽極，置於電解液中通電，陽極產生氧原子、氧原子有很強的氧化性，在鋁合金型材表面生成一層性能優良的Al2O3保護層，著色採用電解著色工藝，將鎳離子填充到Al2O3保護層中，使氧化膜顯現出不同的顏色；最後採用Ni2+、F-冷封孔工藝，將陽極氧化後生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封閉，使氧化膜防汙染、抗蝕和耐磨性能增強；
(7)電泳塗漆
先將經過陽極氧化著色的鋁合金型材的表面進行低溫等離子體射流處理，再將其放入電泳槽中，通電使環氧樹脂附著在型材表面；
(8)烘乾
將塗完漆的型材送進入烘乾室，烘乾30分鐘，溫度為180°C，烘乾完畢後即得本發明2024鋁合金型材。所述的改性粉煤灰由下列方法製成將灼燒之後的粉煤灰先後依次置於20_%硫酸、20%氫氧化鈉溶液中，攪拌20 h，然後從酸鹼浸液中濾出的粉煤灰，用去離子水衝洗至中性，並用PH試紙測試加以確定，最後過濾，乾燥，然後按粉煤灰矽灰石粉白雲石粉重量比
I:0. 4 :0. 8將三種物料送入流化床中1100°C焙燒I小時，冷卻後研磨成納米粉末。經檢測，產物化學成分為SiO. 494%、Mg I. 618%、Fe O. 346%、Cu 4. 315%、MnO. 658%、Cr O. 077%、Zn O. 124%、Ti O. 113%、其他元素合計 O. 125%、其餘為 Al ;力學性能為抗拉強度為436MPa，屈服強度為284MPa ;表面性能為單件局部膜厚21 μ m，氧化膜封孔質量19 mg/dm2,落砂試驗磨耗係數542 g/μ m,滴鹼試驗123s。實施例2
(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、10份改性粉煤灰進行配比；
(2)熔煉鑄造鋁合金圓錠
先將鋁錠、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，加入改性粉煤灰，使之均勻散布，然後投入適量AlTiC晶粒細化劑進行精煉，通過添加合金元素，使得，其中各元素的質量百分含量為=Si彡O. 5%、Mg I. 2-1. 8%,Fe ^ O. 50%,Cu ( 3. 8-4. 9%、Mn O. 30-1. 0%、Cr ( O. 10%、Zn ( O. 25%、Ti ( O. 15%、其他元素合計(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150°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120°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120°C下保溫4小時；
(6)氧化著色處理
首先對鋁合金型材進行鹼洗處理，將表面的不乾淨的東西洗淨，然後以鋁合金型材為陽極，置於電解液中通電，陽極產生氧原子、氧原子有很強的氧化性，在鋁合金型材表面生成一層性能優良的Al2O3保護層，著色採用電解著色工藝，將鎳離子填充到Al2O3保護層中，使氧化膜顯現出不同的顏色；最後採用Ni2+、F-冷封孔工藝，將陽極氧化後生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封閉，使氧化膜防汙染、抗蝕和耐磨性能增強；
(7)電泳塗漆
先將經過陽極氧化著色的鋁合金型材的表面進行低溫等離子體射流處理，再將其放入電泳槽中，通電使環氧樹脂附著在型材表面；
(8)烘乾
將塗完漆的型材送進入烘乾室，烘乾40分鐘，溫度為180°C，烘乾完畢後即得本發明2024鋁合金型材。所述的改性粉煤灰由下列方法製成將灼燒之後的粉煤灰先後依次置於20_%硫酸、20%氫氧化鈉溶液中，攪拌20 h，然後從酸鹼浸液中濾出的粉煤灰，用去離子水衝洗至中性，並用PH試紙測試加以確定，最後過濾，乾燥，然後按粉煤灰矽灰石粉白雲石粉重量比
I:0. 4 :0. 8將三種物料送入流化床中1100°C焙燒I小時，冷卻後研磨成納米粉末。
經檢測，產物化學成分為Si O. 431%、Mg I. 424%、Fe O. 326%、Cu 4. 257%、Mn
O.542%、Cr O. 632%、Zn O. 212%、Ti O. 113%、其他元素合計 O. 132%、其餘為 Al ;力學性能為抗拉強度為442MPa，屈服強度為302MPa ;表面性能為單件局部膜厚23 μ m,氧化膜封孔質量20 mg/dm2,落砂試驗磨耗係數551 g/μ m,滴鹼試驗128s。
權利要求
1.氧化著色電泳塗漆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、氧化著色處理、電泳塗漆、烘乾等步驟，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改性粉煤灰進行配比； (2)熔煉鑄造鋁合金圓錠 先將鋁錠、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，加入改性粉煤灰，使之均勻散布，然後投入適量AlTiC晶粒細化劑進行精煉，通過添加合金元素，使得其中各元素的質量百分含量為=Si ( O. 5%、Mg I. 2-1. 8%、Fe ( O. 50%、Cu ( 3. 8-4. 9%、Mn O. 30-1. 0%、Cr ( O. 10%、Zn ( O. 25%、Ti ( O. 15%、其他元素合計(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)氧化著色處理 首先對鋁合金型材進行鹼洗處理，將表面的不乾淨的東西洗淨，然後以鋁合金型材為陽極，置於電解液中通電，陽極產生氧原子、氧原子有很強的氧化性，在鋁合金型材表面生成一層性能優良的Al2O3保護層，著色採用電解著色工藝，將鎳離子填充到Al2O3保護層中，使氧化膜顯現出不同的顏色；最後採用Ni2+、F-冷封孔工藝，將陽極氧化後生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封閉，使氧化膜防汙染、抗蝕和耐磨性能增強； (7)電泳塗漆 先將經過陽極氧化著色的鋁合金型材的表面進行低溫等離子體射流處理，再將其放入電泳槽中，通電使環氧樹脂附著在型材表面； (8)烘乾 將塗完漆的型材送進入烘乾室，烘乾30-40分鐘，溫度為160-180°C，烘乾完畢後即得本發明2024鋁合金型材。
2.根據權利要求I所述的氧化著色電泳塗漆鋁合金型材的生產方法，其特徵在於，所述的改性粉煤灰由下列方法製成將灼燒之後的粉煤灰先後依次置於20-25%硫酸、16-24%氫氧化鈉溶液中，攪拌20-22h，然後從酸鹼浸液中濾出的粉煤灰，用去離子水衝洗至中性，並用PH試紙測試加以確定， 最後過濾，乾燥，然後按粉煤灰矽灰石粉白雲石粉重量比I :O. 3-0. 5 0. 5-0. 8將三種物料送入流化床中1050-1100°C焙燒1-1. 5小時，冷卻後研磨成納米粉末。
全文摘要
本發明公開了一種氧化著色電泳塗漆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、氧化著色處理、電泳塗漆、烘乾等步驟。本發明採用陽極氧化處理與電泳塗漆方法以提高其抗腐蝕能力。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；還添加了碳化矽和改性粉煤灰，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；對鋁型材表面進行等離子體處理，增加了塗漆的牢固性。
文檔編號C25D11/22GK102925770SQ20121030814
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