高強度鋁合金複合門的製作方法
2024-02-24 07:57:15
本發明涉及鋁合金材料技術領域，具體涉及一種高強度鋁合金複合門。
背景技術：
鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械製造、船舶及化學工業中已大量應用。隨著近年來科學技術以及工業經濟的飛速發展，對鋁合金結構件的需求日益增多，使鋁合金的材料研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應用促進了鋁合金材料技術的發展，同時也拓展了鋁合金的應用領域，因此鋁合金材料正成為研究的熱點之一。
複合門顧名思義，是由兩種或兩種以上主要材料做成的門。複合門的通用結構是內框架+門芯+飾面板，根據各部件的材質、做法決定各種性能、檔次、價格。
純鋁的密度小(ρ＝2.7g/cm3)，大約是鐵的1/3，熔點低(660℃)，鋁是面心立方結構，故具有很高的塑性(δ:32～40％，ψ:70～90％)，易於加工，可製成各種型材、板材，抗腐蝕性能好，但是純鋁的強度很低，退火狀態σb值約為8kgf/mm2，作為複合門使用存在強度低、潮溼環境中易氧化缺陷，需要對鋁合金材料及其加工方法作進一步改進。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種高強度鋁合金複合門。
本發明所要解決的技術問題採用以下的技術方案來實現：
一種高強度鋁合金複合門，所述複合門由門芯，電鍍在所述門芯外表面的第一過渡層，沉積在所述過渡層上的第二過渡層，沉積在所述第二過渡層上的外塗層構成。
所述門芯包括以下重量份的原料：
碳0.22％-0.25％，鋅0.04％-0.06％，鋰0.08％-0.10％，矽0.03％-0.05％，錳0.08％-0.12％，硫0.01％-0.03％，鎳0.03％-0.06％，鈦0.04％-0.08％，鈷0.05％-0.09％，釩0.05％-0.07％，銅0.02％-0.05％，餘量為鋁。
優選的，所述門芯包括以下重量份的原料：
碳0.23％，鋅0.05％，鋰0.09％，矽0.04％，錳0.10％，硫0.02％，鎳0.04％，鈦0.06％，鈷0.07％，釩0.06％，銅0.03％，餘量為鋁。
所述第一過渡層為氧化鋁層。
所述第二過渡層為低溫氮化鎵層。
所述低溫氮化鎵層是在400-500℃下通過氣相沉積蒸鍍在所述氧化鋁層上。
所述低溫氮化鎵層中摻雜有鎂原子，通過在低溫氮化鎵層中摻雜鎂原子可進一步減少第二過渡層與外塗層之間的應力。
所述外塗層為氮化鎵層。
所述氮化鎵層是在1100-1200℃下通過氣相沉積蒸鍍在所述低溫氮化鎵層上。
所述第一過渡層、第二過渡層、外塗層厚度比為1:1：2～3。
所述內塗層、中間層、外塗層厚度分別為0.1mm、0.1mm、0.25mm。
一種高強度鋁合金複合門加工工藝，包括以下步驟：
(1)分別稱取組成複合門門芯的原料並將其熔化成形，得複合門門芯；
(2)將複合門門芯放入裝有電解液的電解池中進行電解處理；
(3)將電解處理後的複合門門芯烘乾；
(4)在烘乾後的複合門門芯外表面電鍍第一過渡層；
(5)在第一過渡層上通過氣相沉積方式沉積第二過渡層；
(6)在第二過渡層上通過氣相沉積方式沉積外塗層，得所述複合門。
本發明的有益效果為：通過在門芯上添加少量碳、鋅、鋰、矽、錳、硫、鎳等微量元素並控制各元素含量增加門芯的強度，克服了純鋁易折斷缺陷；直接在鋁合金表面蒸鍍外塗層由於不同種金屬原子晶格失配，存在應力較大導致外塗層附著力差，容易起泡現象，本發明通過在門芯外表面依次蒸鍍第一過渡層、第二過渡層，所述第一過渡層、第二過渡層優選為氧化鋁層、低溫氮化鎵層，通過第一過渡層、第二過渡層使得外塗層能夠很好的與鋁合金外表面兼容從而發揮外塗層的抗氧化作用，防止鋁合金門芯在空氣中被氧化；本發明提供的鋁合金複合門強度高、不易折斷，抗氧化性能好，適於長期使用。
具體實施方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合實施例，進一步闡述本發明。
實施例1
一種高強度鋁合金複合門，所述複合門由門芯，電鍍在所述門芯外表面的第一過渡層，沉積在所述過渡層上的第二過渡層，沉積在所述第二過渡層上的外塗層構成。
所述門芯包括以下重量份的原料：
碳0.22％，鋅0.04％，鋰0.08％，矽0.03％，錳0.08％，硫0.01％，鎳0.03％，鈦0.04％，鈷0.05％，釩0.05％，銅0.02％，餘量為鋁。
所述第一過渡層為氧化鋁層。
所述第二過渡層為低溫氮化鎵層。
所述低溫氮化鎵層是在400-500℃下通過氣相沉積蒸鍍在所述氧化鋁層上。
所述低溫氮化鎵層中摻雜有鎂原子。
所述外塗層為氮化鎵層。
所述氮化鎵層是在1100-1200℃下通過氣相沉積蒸鍍在所述低溫氮化鎵層上。
所述第一過渡層、第二過渡層、外塗層厚度比為1:1：2～3。
所述內塗層、中間層、外塗層厚度分別為0.1mm、0.1mm、0.25mm。
一種高強度鋁合金複合門加工工藝，包括以下步驟：
(1)分別稱取組成複合門門芯的原料並將其熔化成形，得複合門門芯；
(2)將複合門門芯放入裝有電解液的電解池中進行電解處理；
(3)將電解處理後的複合門門芯烘乾；
(4)在烘乾後的複合門門芯外表面電鍍第一過渡層；
(5)在第一過渡層上通過氣相沉積方式沉積第二過渡層；
(6)在第二過渡層上通過氣相沉積方式沉積外塗層，得所述複合門。
實施例2
一種高強度鋁合金複合門，所述複合門由門芯，電鍍在所述門芯外表面的第一過渡層，沉積在所述過渡層上的第二過渡層，沉積在所述第二過渡層上的外塗層構成。
所述門芯包括以下重量份的原料：
碳0.23％，鋅0.05％，鋰0.09％，矽0.04％，錳0.10％，硫0.02％，鎳0.04％，鈦0.06％，鈷0.07％，釩0.06％，銅0.03％，餘量為鋁。
所述第一過渡層為氧化鋁層。
所述第二過渡層為低溫氮化鎵層。
所述低溫氮化鎵層是在400-500℃下通過氣相沉積蒸鍍在所述氧化鋁層上。
所述低溫氮化鎵層中摻雜有鎂原子。
所述外塗層為氮化鎵層。
所述氮化鎵層是在1100-1200℃下通過氣相沉積蒸鍍在所述低溫氮化鎵層上。
所述第一過渡層、第二過渡層、外塗層厚度比為1:1：2～3。
所述內塗層、中間層、外塗層厚度分別為0.1mm、0.1mm、0.25mm。
一種高強度鋁合金複合門加工工藝，包括以下步驟：
(1)分別稱取組成複合門門芯的原料並將其熔化成形，得複合門門芯；
(2)將複合門門芯放入裝有電解液的電解池中進行電解處理；
(3)將電解處理後的複合門門芯烘乾；
(4)在烘乾後的複合門門芯外表面電鍍第一過渡層；
(5)在第一過渡層上通過氣相沉積方式沉積第二過渡層；
(6)在第二過渡層上通過氣相沉積方式沉積外塗層，得所述複合門。
實施例3
一種高強度鋁合金複合門，所述複合門由門芯，電鍍在所述門芯外表面的第一過渡層，沉積在所述過渡層上的第二過渡層，沉積在所述第二過渡層上的外塗層構成。
所述門芯包括以下重量份的原料：
碳0.25％，鋅0.06％，鋰0.10％，矽0.05％，錳0.12％，硫0.03％，鎳0.06％，鈦0.08％，鈷0.09％，釩0.07％，銅0.05％，餘量為鋁。
所述第一過渡層為氧化鋁層。
所述第二過渡層為低溫氮化鎵層。
所述低溫氮化鎵層是在400-500℃下通過氣相沉積蒸鍍在所述氧化鋁層上。
所述低溫氮化鎵層中摻雜有鎂原子。
所述外塗層為氮化鎵層。
所述氮化鎵層是在1100-1200℃下通過氣相沉積蒸鍍在所述低溫氮化鎵層上。
所述第一過渡層、第二過渡層、外塗層厚度比為1:1：2～3。
所述內塗層、中間層、外塗層厚度分別為0.1mm、0.1mm、0.25mm。
一種高強度鋁合金複合門加工工藝，包括以下步驟：
(1)分別稱取組成複合門門芯的原料並將其熔化成形，得複合門門芯；
(2)將複合門門芯放入裝有電解液的電解池中進行電解處理；
(3)將電解處理後的複合門門芯烘乾；
(4)在烘乾後的複合門門芯外表面電鍍第一過渡層；
(5)在第一過渡層上通過氣相沉積方式沉積第二過渡層；
(6)在第二過渡層上通過氣相沉積方式沉積外塗層，得所述複合門。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的僅為本發明的優選例，並不用來限制本發明，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。