一種隔熱鋁合金型材的熔煉製備方法

2023-08-10 12:23:56

專利名稱：一種隔熱鋁合金型材的熔煉製備方法
技術領域：
本發明涉及一種隔熱鋁合金型材的熔煉製備方法，屬於鋁合金材料加工技術領域。
背景技術：
5025鋁合金屬於AL-Mg系合金，使用範圍廣泛，特別是建築業離不開的合金鋁板，也是最有前途的合鋁金板。5052鋁合金的主要合金元素為鎂，具有良好的耐蝕性，焊接性優良，冷加工性較好，並具有中等強度。由5025鋁合金加工成的鋁合金型材用於製造飛機和汽車油箱、油管、以及交通車輛、船舶的鈑金件，儀表、街燈支架與鉚釘、五金製品、電器外殼等。但是，5025合金型材還具有綜合性能不穩定，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，提供一種隔熱鋁合金型材的熔煉製備方法，提高鋁合金型材的綜合性能。本發明採用的技術方案如下:
一種隔熱鋁合金型材的熔煉製備方法，包括有以下操作步驟:
(1)配置鋁合金熔體:
按下列重量份原料:50-60鋁錠、30-40廢棄的鋁製品、5-10碳化鉻、5_7玻璃渣粉末進行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時，向金屬表面撒上一層覆蓋劑覆蓋；當爐料完全熔化後，應適當攪動熔體，以使熔池裡各處溫度均勻一致，最後向熔體內加入鎂錠；控制熔體中各元素的質量百分含量為:0.17彡Si ( 0.25%、1.2彡Mg彡2.8%、
0.12 ^ P ^ 0.20%, 0.20 彡 Fe ( 0.42%, 0.06 彡 Cu ( 0.10%, 0.06 彡 Mn ( 0.12%、0.12
<Cr < 0.18%、Zn ( 0.10%、其他元素合計彡0.15、餘量為Al ；
(2)精煉:利用精煉劑對鋁合金熔體進行精煉處理，當鋁合金熔體經過精煉處理，並扒出表面浮渣後，即可將熔體輸注到靜置爐，在靜置爐內製得鋁合金圓鑄棒；所述的精煉劑由下列重量份原料製得:氯化鋰6_8、樹木灰焊4_6、鐵礦尾禮:6_8、天青石粉7_9、活性碳酸隹丐粉6-8、氟化鈣3-5、硝酸鈉3-5、氟矽酸鈉8-10、硫酸鈉3_5、氯化鋁5_8、碳酸鉀3_5、凹凸棒土 8-10、NaBF4 5_8、氯化鈉3_5、氯化鎂5_8，Na2TiF6 8_10、NaF 5_8，將所述重量份的樹木灰燼、鐵礦尾渣、天青石粉混合後包裹於活性碳酸鈣粉成顆粒物，顆粒物用12-15%硫酸浸泡3-4小時,去離子水洗漆,再用12-15%氫氧化招溶液浸泡3-4小時,再用去離子水洗漆至中性，再加熱至350-360°C，保溫1-2小時，爐冷至200°C，保溫2小時，再加熱至300-320°C，保溫I小時，以50°C /小時冷卻至150°C，再以15°C /小時，冷卻至常溫，經過粉碎製得包裹顆粒；
所述的精煉劑製備方法如下:
a、將上述重量份的凹凸棒土用10-15%硫酸浸泡3-4小時，去離子水洗滌，再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時，再用去離子水洗滌至中性，然後在500-530°C下煅燒2-3小時，粉碎成納米粉末；
b、將上述重量份的氯化鋰、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鉀、硝酸鈉加入到水中，再加入凹凸棒土重量2-3%的月桂醇硫酸鈉、1-2%的平平加、2-3%的檸檬酸三丁酯、3-5%氧化鋁，高速4800-5500轉/分攪拌，得到分散液，分散液脫水烘乾粉碎；
C、將包裹顆粒以外的其它原料成分加熱熔融後，粉碎；
d、將步驟a、b、c得到的物料加入包裹 顆粒、粘結劑混合攪勻後得粒狀混合物即為精煉劑。(3)熱處理
鋁合金圓錠鋸切後進行均勻化退火處理，惰性氣體中先升溫至300-320°C下，保溫2-3小時，每小時70-90°C升溫加熱至520-550°C下保溫6-8小時，然後放入300_320°C 200號溶劑油中中隨油緩冷，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；
(4)擠壓成型
將鋁合金圓鑄棒加熱至450-500°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9-12米/分鐘；風冷型材表面溫度至110-130°C後，放入-2-5 °C水性淬火液中進行淬火處理2-3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；
(5)磷化處理
首先用17%氨水對鋁合金型材洗滌進行脫脂處理，溫度控制在45-60°C之間，時間為6-7分鐘，然後水洗；再用25%鹽酸溶液洗滌進行酸洗處理，溫度控制在18-20°C，時間為1-2分鐘，然後水洗；最後在溫度40°C情況下，浸入磷酸鹽溶液中，溫度控制在45-57°C，浸入時間為3-5分鐘，之後清洗乾淨。所述的碳化鉻的細度為5-8 μ m。所述熱處理，鋁合金圓錠鋸切後進行均勻化退火處理，惰性氣體中先升溫至300°C下，保溫2.5小時，每小時80°C升溫加熱至530°C下保溫7小時，然後放入300°C 200號溶劑油中中隨油緩冷，再每小時70°C升溫加熱至370°C，並保溫度5.5小時；再降溫至170°C下保溫3.5小時。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,故本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。
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。
一種隔熱鋁合金型材的熔煉製備方法，包括有以下操作步驟:
(1)配置鋁合金熔體:
按下列重 量份(公斤)原料:50份鋁錠、30份廢棄的鋁製品、5份碳化鉻、5份玻璃渣粉末進行配比，碳化鉻的細度為5-8 μ m,將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時，向金屬表面撒上一層覆蓋劑覆蓋；當爐料完全熔化後，應適當攪動熔體，以使熔池裡各處溫度均勻一致，最後向熔體內加入鎂錠；控制熔體中各元素的質量百分含量為:0.17% ( Si(0.25%、1.2 % ^ Mg (2.8%、0.12% 彡 P 彡 0.20%、0.20% ^ Fe ^ 0.42%、0.06% ( Cu(0.10%,0.06% ^ Mn 彡 0.12%、0.12% < Cr < 0.18%,Zn ( 0.10%、其他元素合計彡 0.15、餘量為Al ；
(2)精煉:利用精煉劑對鋁合金熔體進行精煉處理，當鋁合金熔體經過精煉處理，並扒出表面浮渣後，即可將熔體輸注到靜置爐，在靜置爐內製得鋁合金圓鑄棒；所述的精煉劑由下列重量份(公斤)原料製得:氯化鋰6、樹木灰燼4、鐵礦尾渣8、天青石粉9、活性碳酸鈣粉8、氟化鈣3、硝酸鈉3、氟矽酸鈉8、硫酸鈉3、氯化鋁5、碳酸鉀5、凹凸棒土 10、NaBF4 8、氯化鈉3、氯化鎂8，Na2TiF6 8、NaF 5，將所述重量份的樹木灰燼、鐵礦尾渣、天青石粉混合後包裹於活性碳酸鈣粉成顆粒物，顆粒物用12-15%硫酸浸泡3-4小時，去離子水洗滌，再用12-15%氫氧化鋁溶液浸泡3-4小時，再用去離子水洗滌至中性，再加熱至350-360°C，保溫1-2小時，爐冷至200°C，保溫2小時，再加熱至300-320°C，保溫I小時，以50°C /小時冷卻至150°C，再以15°C /小時，冷卻至常溫，經過粉碎製得包裹顆粒；
所述的精煉劑製備方法如下:
a、將上述重量份的凹凸棒土用15%硫酸浸泡4小時,去離子水洗漆,再用12%氫氧化鈉溶液浸泡3小時，再用去離子水洗滌至中性，然後在500-530°C下煅燒2-3小時，粉碎成納米粉末；
b、將上述重量份的氯化鋰、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鉀、硝酸鈉加入到水中，再加入凹凸棒土重量3%的月桂醇硫酸鈉、1%的平平加、3%的檸檬酸三丁酯、3%氧化鋁，高速4800-5500轉/分攪拌，得到分散液，分散液脫水烘乾粉碎；
C、將包裹顆粒以外的其它原料成分加熱熔融後，粉碎；
d、將步驟a、b、c得到的物料加入包裹顆粒、粘結劑混合攪勻後得粒狀混合物即為精煉劑。(3)熱處理
鋁合金圓錠鋸切後進 行均勻化退火處理，惰性氣體中先升溫至300°C下，保溫2.5小時，每小時80°C升溫加熱至530°C下保溫7小時，然後放入300°C 200號溶劑油中中隨油緩冷，再每小時70°C升溫加熱至370°C，並保溫度5.5小時；再降溫至170°C下保溫3.5小時；
(4)擠壓成型
將鋁合金圓鑄棒加熱至450-500°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9-12米/分鐘；風冷型材表面溫度至110-130°C後，放入-2-5 °C水性淬火液中進行淬火處理2-3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；
(5)磷化處理首先用17%氨水對鋁合金型材洗滌進行脫脂處理，溫度控制在45-60°C之間，時間為6-7分鐘，然後水洗；再用25%鹽酸溶液洗滌進行酸洗處理，溫度控制在18-20°C，時間為1-2分鐘，然後水洗；最後在溫度40°C情況下，浸入磷酸鹽溶液中，溫度控制在45-57°C，浸入時間為3-5分鐘，之後清洗乾淨。所述的碳化鉻的細度為5-8 μ m。所述熱處理，鋁合金圓錠鋸切後進行均勻化退火處理，惰性氣體中先升溫至300°C下，保溫2.5小時，每小時80°C升 溫加熱至530°C下保溫7小時，然後放入300°C 200號溶劑油中中隨油緩冷，再每小時70°C升溫加熱至370°C，並保溫度5.5小時；再降溫至170°C下保溫3.5小時。經檢測，產物化學成分為:Si0.217%、Mg 2.123%、Fe 0.414%、Cu 0.0854%、Mn
0.0886%,Cr 0.132%,Zn 0.0756%、其他元素合計0.121%、其餘為Al ;力學性能為:抗拉強度為324MPa，屈服強度為265MPa，延伸率為16.8% ;表面性能為:單件局部膜厚25 μ m,落砂試驗磨耗係數559 g/ym,滴鹼試驗136s。
權利要求
1.一種隔熱鋁合金型材的熔煉製備方法，其特徵在於，包括有以下操作步驟: (1)配置鋁合金熔體: 按下列重量份原料:50-60鋁錠、30-40廢棄的鋁製品、5-10碳化鉻、5_7玻璃渣粉末進行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時，向金屬表面撒上一層覆蓋劑覆蓋；當爐料完全熔化後，應適當攪動熔體，以使熔池裡各處溫度均勻一致，最後向熔體內加入鎂錠；控制熔體中各元素的質量百分含量為:0.17彡Si ( 0.25%、1.2彡Mg彡2.8%、0.12 ^ P ^ 0.20%, 0.20 彡 Fe ( 0.42%, 0.06 彡 Cu ( 0.10%, 0.06 彡 Mn ( 0.12%、0.12<Cr < 0.18%、Zn ( 0.10%、其他元素合計彡0.15、餘量為Al ； (2)精煉:利用精煉劑對鋁合金熔體進行精煉處理，當鋁合金熔體經過精煉處理，並扒出表面浮渣後，即可將熔體輸注到靜置爐，在靜置爐內製得鋁合金圓鑄棒；所述的精煉劑由下列重量份原料製得:氯化鋰6_8、樹木灰焊4_6、鐵礦尾禮:6_8、天青石粉7_9、活性碳酸隹丐粉6-8、氟化鈣3-5、硝酸鈉3-5、氟矽酸鈉8-10、硫酸鈉3_5、氯化鋁5_8、碳酸鉀3_5、凹凸棒土 8-10、NaBF4 5_8、氯化鈉3_5、氯化鎂5_8，Na2TiF6 8_10、NaF 5_8，將所述重量份的樹木灰燼、鐵礦尾渣、天青石粉混合後包裹於活性碳酸鈣粉成顆粒物，顆粒物用12-15%硫酸浸泡3-4小時,去離子水洗漆,再用12-15%氫氧化招溶液浸泡3-4小時,再用去離子水洗漆至中性，再加熱至350-360°C，保溫1-2小時，爐冷至200°C，保溫2小時，再加熱至300-320°C，保溫I小時，以50°C /小時冷卻至150°C，再以15°C /小時，冷卻至常溫，經過粉碎製得包裹顆粒； 所述的精煉劑製備方法如下: a、將上 述重量份的凹凸棒土用10-15%硫酸浸泡3-4小時，去離子水洗滌，再用10-12%氫氧化鈉溶 液浸泡3-4小時，再用去離子水洗滌至中性，然後在500-530°C下煅燒2-3小時，粉碎成納米粉末； b、將上述重量份的氯化鋰、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鉀、硝酸鈉加入到水中，再加入凹凸棒土重量2-3%的月桂醇硫酸鈉、1-2%的平平加、2-3%的檸檬酸三丁酯、3-5%氧化鋁，高速4800-5500轉/分攪拌，得到分散液，分散液脫水烘乾粉碎； C、將包裹顆粒以外的其它原料成分加熱熔融後，粉碎； d、將步驟a、b、c得到的物料加入包裹顆粒、粘結劑混合攪勻後得粒狀混合物即為精煉劑； (3)熱處理 鋁合金圓錠鋸切後進行均勻化退火處理，惰性氣體中先升溫至300-320°C下，保溫2-3小時，每小時70-90°C升溫加熱至520-550°C下保溫6-8小時，然後放入300_320°C 200號溶劑油中中隨油緩冷，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； (4)擠壓成型 將鋁合金圓鑄棒加熱至450-500°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9-12米/分鐘；風冷型材表面溫度至110-130°C後，放入-2-5 °C水性淬火液中進行淬火處理2-3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；(5)磷化處理 首先用17%氨水對鋁合金型材洗滌進行脫脂處理，溫度控制在45-60°C之間，時間為6-7分鐘，然後水洗；再用25%鹽酸溶液洗滌進行酸洗處理，溫度控制在18-20°C，時間為1-2分鐘，然後水洗；最後在溫度40°C情況下，浸入磷酸鹽溶液中，溫度控制在45-57°C，浸入時間為3-5分鐘，之後清洗乾淨。
2.根據權利要求1所述的一種隔熱鋁合金型材的熔煉製備方法，其特徵在於，所述的碳化鉻的細度為5-8 μ m。
3.根據權利要求1所述的一種隔熱鋁合金型材的熔煉製備方法，其特徵在於，所述熱處理，鋁合金圓錠鋸切後進行均勻化退火處理，惰性氣體中先升溫至300°C下，保溫2.5小時，每小時80°C升溫加熱至530°C下保溫7小時，然後放入300°C 200號溶劑油中中隨油緩冷，再每小時70°C升溫加熱至37`0°C，並保溫度5.5小時；再降溫至170°C下保溫3.5小時。
全文摘要
本發明公開了一種隔熱鋁合金型材的熔煉製備方法，包括有以下操作步驟配置鋁合金熔體按下列重量份原料50-60鋁錠、30-40廢棄的鋁製品、5-10碳化鉻、5-7玻璃渣粉末進行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時，向金屬表面撒上一層覆蓋劑覆蓋；當爐料完全熔化後，應適當攪動熔體，以使熔池裡各處溫度均勻一致，最後向熔體內加入鎂錠；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C23F17/00GK103103416SQ20121053092
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月11日 優先權日2012年12月11日
發明者夏坤財 申請人:蕪湖恆坤汽車部件有限公司