CN102922226A - 氧化着色电泳涂漆铝合金型材的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氧化着色电泳涂漆铝合金型材的生产方法，其特征在于，包括铝锭和其它原料配料、熔炼铸造铝合金圆锭、浇铸与锯切、退火处理、挤压成型、氧化着色处理、电泳涂漆、烘干等步骤。本发明原料配料中添加了废铝材料有利于铝型材性能稳定，减少了铝液冶炼时出现没有检测的材料影响铝型材质量的可能性；还添加了纳米氧化铝粉和陶瓷粉末，增加了铝合金的强度和硬度，有利于提高铝合金型材的综合性能；退火处理、淬火处理、校直处理等步骤，增加了铝材料的内部组织的均匀性与晶粒的细化，大大改善了铝合金型材的质量与加工性能；对铝型材表面进行等离子体处理，增加了涂漆的牢固性。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化着色电泳涂漆6063铝合金型材的生产方法，属于铝合金材料加工技术领域。
背景技术
6063铝合金属于AL-Mg-Si铝合金，该系铝合金以镁和硅为主要合金元素，并以Mg2Si相为强化相的铝合金，6063铝合金是最常用于加工成铝合金门窗型材的铝合金，其具有以下优点：
1.热处理强化，冲击韧性高，对缺可不敏感；
2.有极好的热塑性，可以高速挤压成结构复杂.薄壁.中空的各种型材或锻造成结构复杂的锻件，淬火温度范围宽，淬火敏感性低，挤压和锻造脱模后，只要温度高于淬火温度。即可用喷水或穿水的方法淬火，薄壁件（6<3mm）还可以实行风淬；
3.焊接性能和耐蚀性优良，无应力腐蚀开裂倾向，在热处理可强化型铝合金中，Al-Mg-Si系合金是唯一没有发现应力腐蚀开裂现象的合金；
4.加工后表面十分光洁，表面处理性佳且容易阳极氧化和着色。
但是，目前由6063铝合金加工成的合金型材具有综合性能不稳定，容易掉漆等缺点。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种氧化着色电泳涂漆6063铝合金型材的生产方法，提高铝合金型材的综合性能。
本发明采用的技术方案如下：
氧化着色电泳涂漆6063铝合金型材的生产方法，其特征在于，包括铝锭和其它原料配料、熔炼铸造铝合金圆锭、浇铸与锯切、退火处理、挤压成型、氧化着色处理、电泳涂漆、烘干等步骤，具体步骤如下：
（1）铝锭和其它原料配料
按下列重量份原料：60-70铝锭、30-40回收的铝型材废品和其它废铝、5-10纳米氧化铝粉、5-10陶瓷粉末进行配比；
（2）熔炼铸造铝合金圆锭
先将铝锭、回收的铝型材废品和其它废铝投入熔炼炉进行熔炼，待其成为熔融状态时，加入纳米氧化铝粉和陶瓷粉末，使之均匀散布，然后投入适量AlTiC晶粒细化剂进行精炼，通过添加合金元素，使得其中各元素的质量百分含量为：Si 0.2-0.6%、Mg 0.45-0.9%、Fe ≤0.35%、Cu ≤0.10%、Mn ≤0.10%、Cr ≤0.10%、Zn ≤0.10%、Ti ≤0.10%、其他元素合计≤0.15%、其余为Al，最后通过除气、扒渣将熔体内的杂渣、气体有效除去；
（3）浇铸与锯切
浇铸前将熔炼好的铝液静置20-30分钟，把铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铝圆锭得型号，冷却至常温，然后根据需要将铝圆锭锯切成一定的长度；
（4）退火处理
铝圆锭锯切后进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至300-320℃下，保温2-3小时，每小时70-90℃升温加热至520-550℃下保温6-8小时，然后空气冷却，再每小时60-80℃升温加热至360-380℃，并保温度5-6小时；再降温至150-180℃下保温3-4小时；
（5）挤压成型
将圆锭加热至450-460℃，保温2-3小时，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度220-240℃，挤压速度10-12米/分钟；风冷型材表面温度至110-130℃后，放入0-5℃水中进行淬火处理1-2分钟，水温升高后向其中加冰块保持水温；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在120-130℃下保温3-4小时；
（6）氧化着色处理
首先对铝合金型材进行碱洗处理，将表面的不干净的东西洗净，然后以铝合金型材为阳极，置于电解液中通电，阳极产生氧原子、氧原子有很强的氧化性，在铝合金型材表面生成一层性能优良的Al2O3保护层，着色采用电解着色工艺，将镍离子填充到Al2O3保护层中，使氧化膜显现出不同的颜色；最后采用Ni2+、F-冷封孔工艺，将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭，使氧化膜防污染、抗蚀和耐磨性能增强；
（7）电泳涂漆
先将经过阳极氧化着色的铝合金型材的表面进行低温等离子体射流处理，再将其放入电泳槽中，通电使丙烯酸树脂附着在型材表面；
（8）烘干
将涂完漆的型材送进入烘干室，烘干30-40分钟，温度为160-180℃，烘干完毕后即得本发明6063铝合金型材。
所述的纳米氧化铝粉的细度为1-3 nm。
所述的陶瓷粉末由下列重量份原料：2-5石英、2-5硅灰石、5-10镁橄榄石、5-10长石经破碎、粉碎和筛选等工序后混合均匀投入陶瓷粉末原料精磨机进行精加工即制得陶瓷粉末，所述陶瓷粉末的细度为3-5μm。
本发明的有益效果如下：
本发明原料配料中添加了废铝材料，由于废铝材料经过一次冶炼，其成分稳定，故不发明配方中增加废铝材料有利于铝型材性能稳定，减少了铝液冶炼时出现没有检测的材料影响铝型材质量的可能性；调整铝材配方中有关成分的用量比例，对配方进一步优化，增加了铝合金的强度和硬度，有利于提高铝合金型材的综合性能；退火处理、淬火处理、校直处理等步骤，增加了铝材料的内部组织的均匀性与晶粒的细化，大大改善了铝合金型材的质量与加工性能；对铝型材表面进行等离子体处理，增加了涂漆的牢固性。
附图说明
图1为氧化着色电泳涂漆6063铝合金型材生产线工艺流程图。
图2为氧化着色处理工序工艺流程图。
具体实施方式
下面结合施例对本发明作进一步描述，但不局限于下列实施例。
实施例1
（1）铝锭和其它原料配料
按下列重量份原料：70铝锭、30回收的铝型材废品和其它废铝、10纳米氧化铝粉、10陶瓷粉末进行配比；
（2）熔炼铸造铝合金圆锭
先将铝锭、回收的铝型材废品和其它废铝投入投入熔炼炉进行熔炼，待其成为熔融状态时，加入纳米氧化铝粉和陶瓷粉末，使之均匀散布，然后投入适量AlTiC晶粒细化剂进行精炼，通过添加合金元素，使得其中各元素的质量百分含量为：Si 0.2-0.6%、Mg 0.45-0.9%、Fe ≤0.35%、Cu ≤0.10%、Mn ≤0.10%、Cr ≤0.10%、Zn ≤0.10%、Ti ≤0.10%、其他元素合计≤0.15%、其余为Al最后通过除气、扒渣将熔体内的杂渣、气体有效除去；
（3）浇铸与锯切
浇铸前将熔炼好的铝液静置20分钟，把铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铝圆锭得型号，冷却至常温，然后根据需要将铝圆锭锯切成一定的长度；
（4）退火处理
铝圆锭锯切后进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至300℃下，保温3小时，每小时90℃升温加热至550℃下保温8小时，然后空气冷却，再每小时60℃升温加热至380℃，并保温度6小时；再降温至150℃下保温4小时；
（5）挤压成型
将圆锭加热至450℃，保温3小时，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度240℃，挤压速度12米/分钟；风冷型材表面温度至110℃后，放入2℃水中进行淬火处理2分钟，水温升高后向其中加冰块保持水温；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在120℃下保温4小时；
（6）氧化着色处理
首先对铝合金型材进行碱洗处理，将表面的不干净的东西洗净，然后以铝合金型材为阳极，置于电解液中通电，阳极产生氧原子、氧原子有很强的氧化性，在铝合金型材表面生成一层性能优良的Al2O3保护层，着色采用电解着色工艺，将镍离子填充到Al2O3保护层中，使氧化膜显现出不同的颜色；最后采用Ni2+、F-冷封孔工艺，将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭，使氧化膜防污染、抗蚀和耐磨性能增强；
（7）电泳涂漆
先将经过阳极氧化着色的铝合金型材的表面进行低温等离子体射流处理，再将其放入电泳槽中，通电使丙烯酸树脂附着在型材表面；
（8）烘干
将涂完漆的型材送进入烘干室，烘干40分钟，温度为180℃，烘干完毕后即得本发明6063铝合金型材。
所述的纳米氧化铝粉的细度为1 nm。
所述的陶瓷粉末由下列重量份原料：2石英、2硅灰石、5镁橄榄石、5长石经破碎、粉碎和筛选等工序后混合均匀投入陶瓷粉末原料精磨机进行精加工即制得陶瓷粉末，所述陶瓷粉末的细度为3μm。
经检测，产物化学成分为：Si 0.402%、Mg 0.709%、Fe 0.215%、Cu 0.061%、Mn 0.078%、Cr 0.056%、Zn 0.084%、Ti 0.023%、其他元素合计0.0975%、其余为Al；力学性能为：抗拉强度为225MPa，屈服强度为203MPa，延伸率为13.8%；表面性能为：单件局部膜厚17μm，氧化膜封孔质量18 mg/dm2，落砂试验磨耗系数512 g/μm，滴碱试验 112s。
实施例2
（1）铝锭和其它原料配料
按下列重量份原料：60 铝锭、40回收的铝型材废品和其它废铝、纳米氧化8铝粉、8陶瓷粉末进行配比；
（2）熔炼铸造铝合金圆锭
先将铝锭、回收的铝型材废品和其它废铝投入投入熔炼炉进行熔炼，待其成为熔融状态时，加入纳米氧化铝粉和陶瓷粉末，使之均匀散布，然后投入适量AlTiC晶粒细化剂进行精炼，通过添加合金元素，使得其中各元素的质量百分含量为：Si 0.2-0.6%、Mg 0.45-0.9%、Fe ≤0.35%、Cu ≤0.10%、Mn ≤0.10%、Cr ≤0.10%、Zn ≤0.10%、Ti ≤0.10%、其他元素合计≤0.15%、其余为Al，最后通过除气、扒渣将熔体内的杂渣、气体有效除去；
（3）浇铸与锯切
浇铸前将熔炼好的铝液静置30分钟，把铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铝圆锭得型号，冷却至常温，然后根据需要将铝圆锭锯切成一定的长度；
（4）退火处理
铝圆锭锯切后进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至320℃下，保温3小时，每小时90℃升温加热至550℃下保温8小时，然后空气冷却，再每小时80℃升温加热至380℃，并保温度6小时；再降温至150℃下保温4小时；
（5）挤压成型
将圆锭加热至460℃，保温3小时，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度240℃，挤压速度12米/分钟；风冷型材表面温度至120℃后，放入0℃水中进行淬火处理2分钟，水温升高后向其中加冰块保持水温；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在120℃下保温4小时；
（6）氧化着色处理
首先对铝合金型材进行碱洗处理，将表面的不干净的东西洗净，然后以铝合金型材为阳极，置于电解液中通电，阳极产生氧原子、氧原子有很强的氧化性，在铝合金型材表面生成一层性能优良的Al2O3保护层，着色采用电解着色工艺，将镍离子填充到Al2O3保护层中，使氧化膜显现出不同的颜色；最后采用Ni2+、F-冷封孔工艺，将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭，使氧化膜防污染、抗蚀和耐磨性能增强；
（7）电泳涂漆
先将经过阳极氧化着色的铝合金型材的表面进行低温等离子体射流处理，再将其放入电泳槽中，通电使丙烯酸树脂附着在型材表面；
（8）烘干
将涂完漆的型材送进入烘干室，烘干40分钟，温度为180℃，烘干完毕后即得本发明6063铝合金型材。
所述的纳米氧化铝粉的细度为1 nm。
所述的陶瓷粉末由下列重量份原料：5石英、5硅灰石、10镁橄榄石、10长石经破碎、粉碎和筛选等工序后混合均匀投入陶瓷粉末原料精磨机进行精加工即制得陶瓷粉末，所述陶瓷粉末的细度为3μm。
经检测，产物化学成分为：Si 0.542%、Mg 0.891%、Fe 0.263%、Cu 0.068%、Mn 0.081%、Cr 0.049%、Zn 0.078%、Ti 0.033%、其他元素合计0.112%、其余为Al；力学性能为：抗拉强度为231MPa，屈服强度为208MPa，延伸率为14.3%；表面性能为：单件局部膜厚18μm，氧化膜封孔质量20 mg/dm2，落砂试验磨耗系数524 g/μm，滴碱试验 121s。
Claims (3)
1.氧化着色电泳涂漆铝合金型材的生产方法，其特征在于，包括铝锭和其它原料配料、熔炼铸造铝合金圆锭、浇铸与锯切、退火处理、挤压成型、氧化着色处理、电泳涂漆、烘干等步骤，具体步骤如下：
（1）铝锭和其它原料配料
按下列重量份原料：60-70铝锭、30-40回收的铝型材废品和其它废铝、5-10纳米氧化铝粉、5-10陶瓷粉末进行配比；
（2）熔炼铸造铝合金圆锭
先将铝锭、回收的铝型材废品和其它废铝投入熔炼炉进行熔炼，待其成为熔融状态时，加入纳米氧化铝粉和陶瓷粉末，使之均匀散布，然后投入适量AlTiC晶粒细化剂进行精炼，通过添加合金元素，使得其中各元素的质量百分含量为：Si 0.2-0.6%、Mg 0.45-0.9%、Fe ≤0.35%、Cu ≤0.10%、Mn ≤0.10%、Cr ≤0.10%、Zn ≤0.10%、Ti ≤0.10%、其他元素合计≤0.15%、其余为Al，最后通过除气、扒渣将熔体内的杂渣、气体有效除去；
（3）浇铸与锯切
浇铸前将熔炼好的铝液静置20-30分钟，把铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铝圆锭得型号，冷却至常温，然后根据需要将铝圆锭锯切成一定的长度；
（4）退火处理
铝圆锭锯切后进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至300-320℃下，保温2-3小时，每小时70-90℃升温加热至520-550℃下保温6-8小时，然后空气冷却，再每小时60-80℃升温加热至360-380℃，并保温度5-6小时；再降温至150-180℃下保温3-4小时；
（5）挤压成型
将圆锭加热至450-460℃，保温2-3小时，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度220-240℃，挤压速度10-12米/分钟；风冷型材表面温度至110-130℃后，放入0-5℃水中进行淬火处理1-2分钟，水温升高后向其中加冰块保持水温；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在120-130℃下保温3-4小时；
（6）氧化着色处理
首先对铝合金型材进行碱洗处理，将表面的不干净的东西洗净，然后以铝合金型材为阳极，置于电解液中通电，阳极产生氧原子、氧原子有很强的氧化性，在铝合金型材表面生成一层性能优良的Al2O3保护层，着色采用电解着色工艺，将镍离子填充到Al2O3保护层中，使氧化膜显现出不同的颜色；最后采用Ni2+、F-冷封孔工艺，将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭，使氧化膜防污染、抗蚀和耐磨性能增强；
（7）电泳涂漆
先将经过阳极氧化着色的铝合金型材的表面进行低温等离子体射流处理，再将其放入电泳槽中，通电使丙烯酸树脂附着在型材表面；
（8）烘干
将涂完漆的型材送进入烘干室，烘干30-40分钟，温度为160-180℃，烘干完毕后即得本发明6063铝合金型材。
2.根据权利要求1所述的氧化着色电泳涂漆铝合金型材的生产方法，其特征在 于，所述的纳米氧化铝粉的细度为1-3 nm。
3.据权利要求1所述的氧化着色电泳涂漆铝合金型材的生产方法，其特征在于，所述的陶瓷粉末由下列重量份原料：2-5石英、2-5硅灰石、5-10镁橄榄石、5-10长石经破碎、粉碎和筛选等工序后混合均匀投入陶瓷粉末原料精磨机进行精加工即制得陶瓷粉末，所述陶瓷粉末的细度为3-5μm。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Zhang Guangxun Inventor after: Tan Hao Inventor after: Shen Yong Inventor after: Zhang Yanhui Inventor before: Li Guangxun Inventor before: Tan Hao Inventor before: Shen Yong Inventor before: Zhang Yanhui |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: LI GUANGXUN TAN HAO SHEN YONG ZHANG YANHUI TO: ZHANG GUANGXUN TAN HAO SHEN YONG ZHANG YANHUI |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |