CN104593644A - 一种窗框用铝合金及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种窗框用铝合金，所述的铝合金材料中各组分的质量百分含量是：Fe：1.2-1.6%；Ti：2.1-5.5%；Zn：0.43-0.54%；Mn：0.18-0.35%；V：0.07-0.09%；Si：0.16-0.5%；Mo：0.23-0.25%；Sr：0.015-0.023%；Be：1.5-3%；N≤0.006%；H≤0.00020%；稀土微量元素：0.17-0.24%；余量为Al和小于0.5%的不可消除杂质总量；所述稀土微量元素的化学成分质量百分含量为：Ce：13-18%，Pr：8-11%，Pm：3-6%，Dy：0.8-2.4%，余量为Nd。本发明抗氧化性能强的铝合金材料不仅使用寿命长，而且强度高，安全性好，还具有很强的耐摩擦和耐腐蚀性能。

Description

一种窗框用铝合金及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金，具体说是一种窗框用铝合金及其制造方法，属门窗材料制造技术领域。
背景技术
铝合金窗在房屋建设中已经普遍使用，随着铝资源的减少，铝的价格上升得很快，因此对于铝合金的材料改进，提高型材的强度，降低型材的生产制造成本，成为型材改进的开发的课新题。而且现有的一些还存在着铝合金型材存在硬度低、抗氧化能力差的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种窗框用铝合金及其制造方法，通过对组分的设计和制造工艺的改进，能够有效提高铝合金型材的抗氧化性能，增加铝合金型材的强度。
本发明解决以上技术问题的技术方案是：提供一种窗框用铝合金，所述的铝合金材料中各组分的质量百分含量是：
Fe：1.2-1.6%；Ti：2.1-5.5%；Zn：0.43-0.54%；Mn：0.18-0.35%；V：0.07-0.09%；Si：0.16-0.5%；Mo：0.23-0.25%；Sr：0.015-0.023%；Be：1.5-3%；N≤0.006%；H≤0.00020%；稀土微量元素：0.17-0.24%；余量为Al和小于0.5%的不可消除杂质总量；
所述稀土微量元素的化学成分质量百分含量为：Ce：13-18%，Pr：8-11%，Pm：3-6%，Dy：0.8-2.4%，余量为Nd。
前述的窗框用铝合金的制造方法，包括以下步骤，
⑴先将Fe、Si、Mn、V、Sr、Mo六种原料按上述配比加入熔化炉中，加温至1720-1750℃使其熔化，保温15-25min；
⑵保温时间到后，再降温到1380-1300℃，按上述配比再往熔化液中加入稀土微量元素原料，保温12-15min使其熔化；
⑶按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn、Ti四种金属原料，再加温至1300-1360℃，底吹氩气进行搅拌，吹入口处氩气压力为0.5-1Kg/cm2，同时在搅拌中保温20-35min；
⑷保温时间到后，熔化液静置10-15min，取出熔化液中的杂质，开始铸锭，制成圆锥体形状的铝锭，将铝锭送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，根据不同形状的型材要求挤出相对应的铝合金型材，在挤出口处铝锭的温度为600-680℃，挤压机挤出铝合金型材的速度为5-8m/min。
本发明进一步限定的技术方案是：前述的窗框用铝合金，所述的铝合金材料中各组分的质量百分含量是：
Fe：1.2%；Ti：2.5%；Zn：0.44%；Mn：0.18%；V：0.07%；Si：0.16%；Mo：0.23%；Sr：0.015%；Be：1.5%；N：0.006%；H：0.00012%；稀土微量元素：0.18%；余量为Al和小于0.5%的不可消除杂质总量；所述稀土微量元素的化学成分质量百分含量为：Ce：13%，Pr：8%，Pm：4%，Dy：0.91%，余量为Nd。
该窗框用铝合金的制造方法，包括以下步骤，
⑴先将Fe、Si、Mn、V、Sr、Mo六种原料按上述配比加入熔化炉中，加温至1720℃使其熔化，保温25min；
⑵保温时间到后，再降温到1380℃，按上述配比再往熔化液中加入稀土微量元素原料，保温12min使其熔化；
⑶按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn、Ti四种金属原料，再加温至1300℃，底吹氩气进行搅拌，吹入口处氩气压力为1Kg/cm2，同时在搅拌中保温35min；
⑷保温时间到后，熔化液静置15min，取出熔化液中的杂质，开始铸锭，制成圆锥体形状的铝锭，将铝锭送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，根据不同形状的型材要求挤出相对应的铝合金型材，在挤出口处铝锭的温度为600℃，挤压机挤出铝合金型材的速度为5m/min。
前述的窗框用铝合金，所述的铝合金材料中各组分的质量百分含量是：
Fe：1.5%；Ti：3.5%；Zn：0.45%；Mn：0.25%；V：0.07%；Si：0.25%；Mo：0.24%；Sr：0.019%；Be：2%；N：0.004%；H：0.00018%；稀土微量元素：0.21%；余量为Al和小于0.5%的不可消除杂质总量；所述稀土微量元素的化学成分质量百分含量为：Ce：16%，Pr：8%，Pm：5%，Dy：1.4%，余量为Nd。
该窗框用铝合金的制造方法，包括以下步骤，
⑴先将Fe、Si、Mn、V、Sr、Mo六种原料按上述配比加入熔化炉中，加温至1730℃使其熔化，保温20min；
⑵保温时间到后，再降温到1350℃，按上述配比再往熔化液中加入稀土微量元素原料，保温13min使其熔化；
⑶按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn、Ti四种金属原料，再加温至1320℃，底吹氩气进行搅拌，吹入口处氩气压力为0.7Kg/cm2，同时在搅拌中保温28min；
⑷保温时间到后，熔化液静置13min，取出熔化液中的杂质，开始铸锭，制成圆锥体形状的铝锭，将铝锭送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，根据不同形状的型材要求挤出相对应的铝合金型材，在挤出口处铝锭的温度为650℃，挤压机挤出铝合金型材的速度为6m/min。
进一步的，前述的窗框用铝合金，所述的铝合金材料中各组分的质量百分含量是：
Fe：1.6%；Ti：5.2%；Zn：0.52%；Mn：0.31%；V：0.09%；Si：0.5%；Mo：0.25%；Sr：0.023%；Be：3%；N：0.006%；H：0.00020%；稀土微量元素：0.24%；余量为Al和小于0.5%的不可消除杂质总量；
所述稀土微量元素的化学成分质量百分含量为：Ce：18%，Pr：8%，Pm：6%，Dy：0.8%，余量为Nd。
前述窗框用铝合金的制造方法，包括以下步骤，
⑴先将Fe、Si、Mn、V、Sr、Mo六种原料按上述配比加入熔化炉中，加温至1750℃使其熔化，保温15min；
⑵保温时间到后，再降温到1300℃，按上述配比再往熔化液中加入稀土微量元素原料，保温12min使其熔化；
⑶按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn、Ti四种金属原料，再加温至1360℃，底吹氩气进行搅拌，吹入口处氩气压力为1Kg/cm2，同时在搅拌中保温20min；
⑷保温时间到后，熔化液静置15min，取出熔化液中的杂质，开始铸锭，制成圆锥体形状的铝锭，将铝锭送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，根据不同形状的型材要求挤出相对应的铝合金型材，在挤出口处铝锭的温度为680℃，挤压机挤出铝合金型材的速度为8m/min。
本发明的有益效果是：本发明的抗氧化性能强的铝合金材料中加入Ti元素，钛与铝形成 TiAl2相，成为结晶时的非自发核心，起细化铸造组织和焊缝组织的作用等等，并且还加入了稀土元素，不仅能在热处理过程中细化晶粒的作用，增加其结构强度，还能提高其抗腐蚀性能和摩擦性能，提高其使用寿命，降低成本；该提供的热处理工艺，通过依次加入合金元素，能促进合金元素结合紧密，提高其强度，起到细化晶粒的作用，增加其强度，而且能提高铝合金的抗腐蚀性能和焊接性能，提高产品的质量，能降低加工成本，缩短加工周期增加其使用寿命。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种窗框用铝合金，所述的铝合金材料中各组分的质量百分含量是：
Fe：1.2%；Ti：2.5%；Zn：0.44%；Mn：0.18%；V：0.07%；Si：0.16%；Mo：0.23%；Sr：0.015%；Be：1.5%；N：0.006%；H：0.00012%；稀土微量元素：0.18%；余量为Al和小于0.5%的不可消除杂质总量；所述稀土微量元素的化学成分质量百分含量为：Ce：13%，Pr：8%，Pm：4%，Dy：0.91%，余量为Nd。
该窗框用铝合金的制造方法，包括以下步骤，
⑴先将Fe、Si、Mn、V、Sr、Mo六种原料按上述配比加入熔化炉中，加温至1720℃使其熔化，保温25min；
⑵保温时间到后，再降温到1380℃，按上述配比再往熔化液中加入稀土微量元素原料，保温12min使其熔化；
⑶按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn、Ti四种金属原料，再加温至1300℃，底吹氩气进行搅拌，吹入口处氩气压力为1Kg/cm2，同时在搅拌中保温35min；
⑷保温时间到后，熔化液静置15min，取出熔化液中的杂质，开始铸锭，制成圆锥体形状的铝锭，将铝锭送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，根据不同形状的型材要求挤出相对应的铝合金型材，在挤出口处铝锭的温度为600℃，挤压机挤出铝合金型材的速度为5m/min。
实施例2
本实施例提供一种窗框用铝合金，所述的铝合金材料中各组分的质量百分含量是：
Fe：1.5%；Ti：3.5%；Zn：0.45%；Mn：0.25%；V：0.07%；Si：0.25%；Mo：0.24%；Sr：0.019%；Be：2%；N：0.004%；H：0.00018%；稀土微量元素：0.21%；余量为Al和小于0.5%的不可消除杂质总量；所述稀土微量元素的化学成分质量百分含量为：Ce：16%，Pr：8%，Pm：5%，Dy：1.4%，余量为Nd。
该窗框用铝合金的制造方法，包括以下步骤，
⑴先将Fe、Si、Mn、V、Sr、Mo六种原料按上述配比加入熔化炉中，加温至1730℃使其熔化，保温20min；
⑵保温时间到后，再降温到1350℃，按上述配比再往熔化液中加入稀土微量元素原料，保温13min使其熔化；
⑶按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn、Ti四种金属原料，再加温至1320℃，底吹氩气进行搅拌，吹入口处氩气压力为0.7Kg/cm2，同时在搅拌中保温28min；
⑷保温时间到后，熔化液静置13min，取出熔化液中的杂质，开始铸锭，制成圆锥体形状的铝锭，将铝锭送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，根据不同形状的型材要求挤出相对应的铝合金型材，在挤出口处铝锭的温度为650℃，挤压机挤出铝合金型材的速度为6m/min。
实施例3
本实施例提供一种窗框用铝合金，所述的铝合金材料中各组分的质量百分含量是：
Fe：1.6%；Ti：5.2%；Zn：0.52%；Mn：0.31%；V：0.09%；Si：0.5%；Mo：0.25%；Sr：0.023%；Be：3%；N：0.006%；H：0.00020%；稀土微量元素：0.24%；余量为Al和小于0.5%的不可消除杂质总量；
所述稀土微量元素的化学成分质量百分含量为：Ce：18%，Pr：8%，Pm：6%，Dy：0.8%，余量为Nd。
前述窗框用铝合金的制造方法，包括以下步骤，
⑴先将Fe、Si、Mn、V、Sr、Mo六种原料按上述配比加入熔化炉中，加温至1750℃使其熔化，保温15min；
⑵保温时间到后，再降温到1300℃，按上述配比再往熔化液中加入稀土微量元素原料，保温12min使其熔化；
⑶按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn、Ti四种金属原料，再加温至1360℃，底吹氩气进行搅拌，吹入口处氩气压力为1Kg/cm2，同时在搅拌中保温20min；
⑷保温时间到后，熔化液静置15min，取出熔化液中的杂质，开始铸锭，制成圆锥体形状的铝锭，将铝锭送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，根据不同形状的型材要求挤出相对应的铝合金型材，在挤出口处铝锭的温度为680℃，挤压机挤出铝合金型材的速度为8m/min。
这样通过实施例的技术方案，该抗氧化性能强的铝合金材料不仅使用寿命长，而且强度高，安全性好，还具有很强的耐摩擦和耐腐蚀性能；该提供的热处理工艺，不仅能降低加工成本，缩短加工周期，而且能改善铝合金的抗腐蚀性能和焊接性能，提高产品的质量。
除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种窗框用铝合金，其特征在于：所述的铝合金材料中各组分的质量百分含量是：
Fe：1.2-1.6%；Ti：2.1-5.5%；Zn：0.43-0.54%；Mn：0.18-0.35%；V：0.07-0.09%；Si：0.16-0.5%；Mo：0.23-0.25%；Sr：0.015-0.023%；Be：1.5-3%；N≤0.006%；H≤0.00020%；稀土微量元素：0.17-0.24%；余量为Al和小于0.5%的不可消除杂质总量；
所述稀土微量元素的化学成分质量百分含量为：Ce：13-18%，Pr：8-11%，Pm：3-6%，Dy：0.8-2.4%，余量为Nd。
2.根据权利要求1所述的窗框用铝合金，其特征在于：所述的铝合金材料中各组分的质量百分含量是：
Fe：1.2%；Ti：2.5%；Zn：0.44%；Mn：0.18%；V：0.07%；Si：0.16%；Mo：0.23%；Sr：0.015%；Be：1.5%；N：0.006%；H：0.00012%；稀土微量元素：0.18%；余量为Al和小于0.5%的不可消除杂质总量；
所述稀土微量元素的化学成分质量百分含量为：Ce：13%，Pr：8%，Pm：4%，Dy：0.91%，余量为Nd。
3.根据权利要求1所述的窗框用铝合金，其特征在于，所述的铝合金材料中各组分的质量百分含量是：
Fe：1.5%；Ti：3.5%；Zn：0.45%；Mn：0.25%；V：0.07%；Si：0.25%；Mo：0.24%；Sr：0.019%；Be：2%；N：0.004%；H：0.00018%；稀土微量元素：0.21%；余量为Al和小于0.5%的不可消除杂质总量；
所述稀土微量元素的化学成分质量百分含量为：Ce：16%，Pr：8%，Pm：5%，Dy：1.4%，余量为Nd。
4.根据权利要求1所述的窗框用铝合金，其特征在于，所述的铝合金材料中各组分的质量百分含量是：
Fe：1.6%；Ti：5.2%；Zn：0.52%；Mn：0.31%；V：0.09%；Si：0.5%；Mo：0.25%；Sr：0.023%；Be：3%；N：0.006%；H：0.00020%；稀土微量元素：0.24%；余量为Al和小于0.5%的不可消除杂质总量；
所述稀土微量元素的化学成分质量百分含量为：Ce：18%，Pr：8%，Pm：6%，Dy：0.8%，余量为Nd。
5.根据权利要求1所述的窗框用铝合金的制造方法，其特征在于包括以下步骤，
⑴先将Fe、Si、Mn、V、Sr、Mo六种原料按上述配比加入熔化炉中，加温至1720-1750℃使其熔化，保温15-25min；
⑵保温时间到后，再降温到1380-1300℃，按上述配比再往熔化液中加入稀土微量元素原料，保温12-15min使其熔化；
⑶按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn、Ti四种金属原料，再加温至1300-1360℃，底吹氩气进行搅拌，吹入口处氩气压力为0.5-1Kg/cm2，同时在搅拌中保温20-35min；
⑷保温时间到后，熔化液静置10-15min，取出熔化液中的杂质，开始铸锭，制成圆锥体形状的铝锭，将铝锭送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，根据不同形状的型材要求挤出相对应的铝合金型材，在挤出口处铝锭的温度为600-680℃，挤压机挤出铝合金型材的速度为5-8m/min。
6.根据权利要求5所述的窗框用铝合金的制造方法，其特征在于包括以下步骤，
⑴先将Fe、Si、Mn、V、Sr、Mo六种原料按上述配比加入熔化炉中，加温至1720℃使其熔化，保温25min；
⑵保温时间到后，再降温到1380℃，按上述配比再往熔化液中加入稀土微量元素原料，保温12min使其熔化；
⑶按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn、Ti四种金属原料，再加温至1300℃，底吹氩气进行搅拌，吹入口处氩气压力为1Kg/cm2，同时在搅拌中保温35min；
⑷保温时间到后，熔化液静置15min，取出熔化液中的杂质，开始铸锭，制成圆锥体形状的铝锭，将铝锭送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，根据不同形状的型材要求挤出相对应的铝合金型材，在挤出口处铝锭的温度为600℃，挤压机挤出铝合金型材的速度为5m/min。
7.根据权利要求5所述窗框用铝合金的制造方法，其特征在于包括以下步骤，
⑴先将Fe、Si、Mn、V、Sr、Mo六种原料按上述配比加入熔化炉中，加温至1730℃使其熔化，保温20min；
⑵保温时间到后，再降温到1350℃，按上述配比再往熔化液中加入稀土微量元素原料，保温13min使其熔化；
⑶按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn、Ti四种金属原料，再加温至1320℃，底吹氩气进行搅拌，吹入口处氩气压力为0.7Kg/cm2，同时在搅拌中保温28min；
⑷保温时间到后，熔化液静置13min，取出熔化液中的杂质，开始铸锭，制成圆锥体形状的铝锭，将铝锭送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，根据不同形状的型材要求挤出相对应的铝合金型材，在挤出口处铝锭的温度为650℃，挤压机挤出铝合金型材的速度为6m/min。
8.根据权利要求5所述窗框用铝合金的制造方法，其特征在于包括以下步骤，
⑴先将Fe、Si、Mn、V、Sr、Mo六种原料按上述配比加入熔化炉中，加温至1750℃使其熔化，保温15min；
⑵保温时间到后，再降温到1300℃，按上述配比再往熔化液中加入稀土微量元素原料，保温12min使其熔化；
⑶按上述配比再往熔化液中加入Al、Be、Zn、Ti四种金属原料，再加温至1360℃，底吹氩气进行搅拌，吹入口处氩气压力为1Kg/cm2，同时在搅拌中保温20min；
⑷保温时间到后，熔化液静置15min，取出熔化液中的杂质，开始铸锭，制成圆锥体形状的铝锭，将铝锭送入挤压机的模具中，通过挤压机挤出，根据不同形状的型材要求挤出相对应的铝合金型材，在挤出口处铝锭的温度为680℃，挤压机挤出铝合金型材的速度为8m/min。
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