CN103898374B - 一种建筑用铝合金型材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑用铝合金型材及其制备方法,按质量百分数比该合金化学成分为:Si≤0.50、Cu 0.15‑0.25、Mg 0.80‑1.2、Zn≤0.4、Mn 1.0‑1.5、Cr≤0.2、Fe 0.000‑0.700、Ti≤0.1、B 0.015‑0.04、Pb 0.1‑0.3、Sn 0.3‑0.5、Ce 0.025‑0.045、Nd 0.02‑0.03、Ho 0.01‑0.02,余量为Al。本发明通过对合金元素的合理优化,最终得到的铝合金型材不仅保持较高的强度,而且具有优异的耐气候性能和耐腐蚀性能,大大延长了铝合金型材的使用寿命,完全满足建筑材料对铝合金型材的各项要求,有利于建筑铝型材的推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑用铝合金型材及其制备方法,属于铝合金材料领域。
背景技术
铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,易于加工,可制成各种型材,具有优良的机械性能,物理性能和抗腐蚀性能。铝合金型材广泛应用于航空航天、交通运输、机械制造、建筑装修、化学工业等,是一种重要的有色金属结构材料。由于铝合金型材强度大,不易生锈,跟普通钢材相比,重量较轻,更加有利于建筑工程的施工建设,已成为当前建筑中重要的外墙内地围护表现形式,得到了广泛的应用。随着建筑材料业的快速发展,对铝合金型材耐腐蚀性能和耐气候性的要求日益提高,而现有铝合金型材的耐气候性能和耐腐蚀性能无法满足建筑物70年甚至更长时间的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种建筑用铝合金型材及其制备方法,提高铝合金型材的耐腐蚀性能和耐气候性能,延长其使用寿命。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种建筑用铝合金型材,按质量百分数比该合金化学成分为:Si≤0.50、Cu 0.15-0.25、Mg 0.80-1.2、Zn≤0.4、Mn 1.0-1.5、Cr≤0.2、Fe 0.000-0.700、Ti≤0.1、B 0.015-0.04、Pb 0.1-0.3、Sn 0.3-0.5、Ce 0.025-0.045、Nd 0.02-0.03、Ho 0.01-0.02,余量为Al。
本发明建筑用铝合金型材的制备方法,包括以下步骤:
(1)按配方配比计算称取炉料,取铝锭加入熔化炉中加热熔化,当熔液温度达725-735℃时,依次加入Al-15wt%Mn中间合金、Al-5wt%Sn中间合金,搅拌均匀后继续升温至730-750℃,依次加入Al-10wt%Mg中间合金、Al-3wt%Pb中间合金、Al-1wt%Cr中间合金、Al-0.5wt%Te中间合金,炉料全部熔化后,搅拌10-15min,使成分均匀,调整温度至720-740℃,通过氮气将精炼剂吹入至熔液面2/3处进行精炼,精炼剂用量为熔液重量的1.5-2.5%,精炼20-25min后扒渣,静置15-20min,调整温度至715-725℃,加入其它剩余元素合金成分,搅拌15-20min后,取样分析、调整至合格;以气体流量为1-2L/min通60%N2+30%Ar+10%Cl2混合气体除气精炼20-25min,扒渣,升温至725-745℃,保温静置10-15min后即可出炉浇注,浇注温度为645-675℃;
(2)将步骤(1)得到的铸坯加入到熔化炉中,加热至710-730℃,待其完全熔化后,搅拌20-30min后进行第二次取样分析,然后调整温度至695-715℃,以气体流量为1.5-2.5L/min通70%N2+30%Cl2混合气体除气精炼15-20min,扒渣后静置15-20min,取样进行炉前快速分析,分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注,浇注温度为650-680℃;
(3)将步骤(2)得到的重熔铸坯在均匀化处理炉中进行均匀化处理:先在440-480℃下保温4-8h,缓慢降温至250-300℃,保温2-3h,空冷至室温,再在360-390℃下保温3-5h,缓慢升温至490-510℃,保温5-10h,然后强风冷却至150-200℃,保温1-2h,空冷至室温;
(4)将均匀化后的铸坯挤压成型,挤压温度为480-500℃,挤压速率为14-18m/min,然后将挤出的型材采用在线风冷或水雾冷却淬火,淬火后进行拉伸矫直, 拉伸变形量为1.5-2.5%;
(5)将拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理:先在70-80℃下保温8-12h,空冷至室温,再在55-65℃下保温5-10h,升温至180-200℃,保温1-2h,空冷至室温,再在110-120℃下保温16-22h,出炉空冷至室温。
所述的精炼剂由以下重量份的的组分组成:硝酸钠18-24、氟酸钛钾5-10、氯化钾33-41、氯化锌15-20、硫酸钠3-8、五氯化磷10-15、氟硼酸钠12-18、氟化铝8-14、碳酸钙16-22、木炭粉10-15。
本发明的有益效果:
本发明通过对合金元素的合理优化,最终得到的铝合金型材不仅保持较高的强度,而且具有优异的耐气候性能和耐腐蚀性能,大大延长了铝合金型材的使用寿命,完全满足建筑材料对铝合金型材的各项要求,有利于建筑铝型材的推广应用。
具体实施方式
实施例
一种建筑用铝合金型材,按质量百分数比该合金化学成分为:Si≤0.50、Cu 0.15-0.25、Mg 0.80-1.2、Zn≤0.4、Mn 1.0-1.5、Cr≤0.2、Fe 0.000-0.700、Ti≤0.1、B 0.015-0.04、Pb 0.1-0.3、Sn 0.3-0.5、Ce 0.025-0.045、Nd 0.02-0.03、Ho 0.01-0.02,余量为Al。
建筑用铝合金型材的制备方法,包括以下步骤:
(1)按配方配比计算称取炉料,取铝锭加入熔化炉中加热熔化,当熔液温度达730℃时,依次加入Al-15wt%Mn中间合金、Al-5wt%Sn中间合金,搅拌均匀后继续升温至740℃,依次加入Al-10wt%Mg中间合金、Al-3wt%Pb中间合金、Al-1wt%Cr中间合金、Al-0.5wt%Te中间合金,炉料全部熔化后,搅拌15min,使成分均匀,调整温度至730℃,通过氮气将精炼剂吹入至熔液面2/3处进行精炼,精炼剂用量为熔液重量的2%,精炼25min后扒渣,静置15min,调整温度至720℃,加入其它剩余元素合金成分,搅拌15-20min后,取样分析、调整至合格;以气体流量为1-2L/min通60%N2+30%Ar+10%Cl2混合气体除气精炼25min,扒渣,升温至735℃,保温静置15min后即可出炉浇注,浇注温度为665℃;
(2)将步骤(1)得到的铸坯加入到熔化炉中,加热至715℃,待其完全熔化后,搅拌25min后进行第二次取样分析,然后调整温度至705℃,以气体流量为2L/min通70%N2+30%Cl2混合气体除气精炼20min,扒渣后静置15min,取样进行炉前快速分析,分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注,浇注温度为680℃;
(3)将步骤(2)得到的重熔铸坯在均匀化处理炉中进行均匀化处理:先在460℃下保温6h,缓慢降温至280℃,保温3h,空冷至室温,再在380℃下保温4h,缓慢升温至505℃,保温8h,然后强风冷却至200℃,保温2h,空冷至室温;
(4)将均匀化后的铸坯挤压成型,挤压温度为490℃,挤压速率为16m/min,然后将挤出的型材采用在线风冷或水雾冷却淬火,淬火后进行拉伸矫直, 拉伸变形量为2%;
(5)将拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理:先在75℃下保温10h,空冷至室温,再在60℃下保温8h,升温至180℃,保温1h,空冷至室温,再在120℃下保温18h,出炉空冷至室温。
所述的精炼剂由以下重量份的的组分组成:硝酸钠18、氟酸钛钾10、氯化钾38、氯化锌15、硫酸钠6、五氯化磷12、氟硼酸钠16、氟化铝12、碳酸钙18、木炭粉15。
经检验,所得铝合金型材的主要性能为:抗拉强度461MPa,屈服强度365MPa,伸长率13.3%。
Claims (1)
1.一种建筑用铝合金型材,其特征在于,按质量百分数比该合金化学成分为:Si≤0.50、Cu 0.15-0.25、Mg 0.80-1.2、Zn≤0.4、Mn 1.0-1.5、Cr≤0.2、Fe 0.000-0.700、Ti≤0.1、B 0.015-0.04、Pb 0.1-0.3、Sn 0.3-0.5、Ce 0.025-0.045、Nd 0.02-0.03、Ho 0.01-0.02,余量为Al;
所述建筑用铝合金型材的制备方法包括以下步骤:
(1)按配方配比计算称取炉料,取铝锭加入熔化炉中加热熔化,当熔液温度达725-735℃时,依次加入Al-15wt%Mn中间合金、Al-5wt%Sn中间合金,搅拌均匀后继续升温至730-750℃,依次加入Al-10wt%Mg中间合金、Al-3wt%Pb中间合金、Al-1wt%Cr中间合金、Al-0.5wt%Te中间合金,炉料全部熔化后,搅拌10-15min,使成分均匀,调整温度至720-740℃,通过氮气将精炼剂吹入至熔液面2/3处进行精炼,精炼剂用量为熔液重量的1.5-2.5%,精炼20-25min后扒渣,静置15-20min,调整温度至715-725℃,加入其它剩余元素合金成分,搅拌15-20min后,取样分析、调整至合格;以气体流量为1-2L/min通60%N2+30%Ar+10%Cl2混合气体除气精炼20-25min,扒渣,升温至725-745℃,保温静置10-15min后即可出炉浇注,浇注温度为645-675℃;
(2)将步骤(1)得到的铸坯加入到熔化炉中,加热至710-730℃,待其完全熔化后,搅拌20-30min后进行第二次取样分析,然后调整温度至695-715℃,以气体流量为1.5-2.5L/min通70%N2+30%Cl2混合气体除气精炼15-20min,扒渣后静置15-20min,取样进行炉前快速分析,分析结果符合合金成分要求即可出炉浇注,浇注温度为650-680℃;
(3)将步骤(2)得到的重熔铸坯在均匀化处理炉中进行均匀化处理:先在440-480℃下保温4-8h,缓慢降温至250-300℃,保温2-3h,空冷至室温,再在360-390℃下保温3-5h,缓慢升温至490-510℃,保温5-10h,然后强风冷却至150-200℃,保温1-2h,空冷至室温;
(4)将均匀化后的铸坯挤压成型,挤压温度为480-500℃,挤压速率为14-18m/min,然后将挤出的型材采用在线风冷或水雾冷却淬火,淬火后进行拉伸矫直, 拉伸变形量为1.5-2.5%;
(5)将拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理:先在70-80℃下保温8-12h,空冷至室温,再在55-65℃下保温5-10h,升温至180-200℃,保温1-2h,空冷至室温,再在110-120℃下保温16-22h,出炉空冷至室温;
所述的精炼剂由以下重量份的组分组成:硝酸钠18-24、氟酸钛钾5-10、氯化钾33-41、氯化锌15-20、硫酸钠3-8、五氯化磷10-15、氟硼酸钠12-18、氟化铝8-14、碳酸钙16-22、木炭粉10-15。
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