CN104593646A - 一种铝合金建筑模板及其制备方法 - Google Patents

一种铝合金建筑模板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝合金建筑模板及其制备方法，所述的铝合金建筑模板的成分及其质量百分比为：镁0.92%～0.98%，硅0.6%～0.65%，铜0.17%～0.25%，锰0.18%～0.2%，铬0.11%～0.14%，钛0.001%～0.005%，铁0.18%～0.2%，锌0.04%～0.05%,镍0.006%～0.014%，余量为铝；其制备方法包括备料，熔炼，铸造，挤压成型，在线淬火和时效处理的步骤。本发明得到的铝合金建筑模板具有重量轻，板面幅面大，拼缝少，精度高，施工方便，使用寿命长，成本低，韧性好，耐腐蚀，节能环保，周转次数高，承载能力高，应用范围广，施工质量高和施工效率高的特点。

Description

一种铝合金建筑模板及其制备方法
技术领域
本发明涉及建筑模板的制备方法，具体涉及一种铝合金建筑模板及其制备方法。
背景技术
我国建筑结构在20世纪70年代以砖混结构为主，建筑施工所用的模板以木模板为主；20世纪80年，以钢代木，各种新结构不断出现，钢筋混凝土结构增多，建筑施工所用的模板中钢模板开始流行；20世纪90年以来，随着大规模的基础设施如高速公路、铁路、城市轨道交通以及高层建筑、超高层建筑和大型公共建筑的建设，组合式钢模板为主的建筑结构格局被打破，转变为多种模板并存的格局。
铝是地球上含量极丰富的金属元素，且具有高比强度和弹性模量，高电导率和高热导率，极良好的耐腐蚀性能。1921年全世界的铝产量为20.3万吨，1988年达到了1780万吨，2003年则达到了2400万吨。我国铝工业规模居世界第三，已具有年产400万吨电解铝的生产能力。铝材已成为我国仅次于钢铁的第二大金属材料，在现代国民生活中起着越来越重要的作用。
铝合金建筑模板在美国、加拿大等国家已有10多年历史，欧美国家普遍以铝代钢，铝模板使用已日趋普及化。铝合金建筑模板适合墙体模板、水平楼板、柱子、梁、爬模、桥梁模板等模板的使用，可以拼成小型、中型或大型模板，其产品重量轻，可全人工拼装，也可成片后机械吊装，主要采用销接方式连接。用作施工时通常只需要一把扳手或一个小铁锤就可操作，方便快捷，安装前，仅仅只需对施工人员进行简单的培训；此外铝合金模板精度高，可以节省墙面装修材料和人工，使建筑质量得到保证和提高。
然而，我国在铝合金建筑模板的生产、开发和应用方面不足，我国铝合金建筑模板的发展有很大空间。目前铝合金按传统工艺生产，均在晶间产生无析出带，致使铝合金的韧性、耐应力腐蚀向下降，限制了铝合金模板的性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种韧性好、耐腐蚀、节能环保且周转次数多的铝合金建筑模板。
本发明的另一目的在于提供一种铝合金建筑模板的制备方法，能够提高产品的质量，将产品精度控制在超高精度级以上。
本发明通过以下技术方案实现，一种铝合金建筑模板，铝合金建筑模板的成分及其质量百分比为：镁0.92%～0.98%，硅0.6%～0.65%，铜0.17%～0.25%，锰0.18%～0.2%，铬0.11%～0.14%，钛0.001%～0.005%，铁0.18%～0.2%，锌0.04%～0.05%,镍0.006%～0.014%，余量为铝。
一种铝合金建筑模板的制备方法，它包括以下步骤：
（1）备料：选用含铁量＜0.12%铝锭、镁锭和稀土-铝中间合金为原料，并根据上述的铝合金建筑模板的成分比配比各原料的使用量；
（2）熔炼：熔炼前彻底清洗井式电阻炉，并用纯铝锭洗炉，将备好的原料投入井式电阻炉中熔炼，控制温度在720～730℃，搅拌均匀，扒渣，炒灰，取样分析，升温至730～745℃精炼，扒渣，二次取样分析合格后将熔体静置10～20min；
（3）铸造：将熔体加入预热至440～480℃的铝合金建筑模板的模具中进行铸造得到铸锭，其中：铸造速度为60～65mm/min，温度为740～750℃；抽取铸锭，切去头部及尾部各50～100mm后，取厚度为20～30mm低倍试片，进行金相观察；
（4）挤压成型：将挤压模具加热至440～480℃，挤压筒加热至380～400℃，并将挤压模具和挤压筒保温2～3h，将铸锭切割成挤压锭坯并加热至480～520℃进行挤压得到铝合金建筑模板，控制挤压速度为8～11m/min，挤压出口温度为520～550℃；
（5）在线淬火：将挤压得到的铝合金建筑模板采用强风+雾化的方式冷却至200℃以下，随后置于室温中冷却至室温进行拉伸性能测试；
（6）时效处理：将冷却后的铝合金建筑模板进行时效处理，控制温度为170～180℃，保温8～9h，保温时间从炉温达到170℃后开始计算。
所述的铝合金建筑模板的模具为宽度＞600mm，宽厚比为100，舌比为5的整体结构型材的模具。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明得到的铝合金建筑模板具有重量轻，板面幅面大，拼缝少，精度高，施工方便，使用寿命长，成本低，韧性好，耐腐蚀，节能环保，周转次数高，承载能力高，应用范围广，施工质量高和施工效率高的特点；
（2）本发明提供了一种铝合金建筑模板的制备方法，进行了挤压成型、时效处理的条件优化，确保产品的力学性能；制备过程中，采用强风和雾化方式冷却实现在线淬火，使铝合金建筑模板内部获得好的过饱和度；能够提高产品的质量，将产品精度控制在超高精度级以上；
（3）本发明中严格控制各成分的含量，保证铝合金建筑模板的机械性能；
（4）本发明的铝合金建筑模板，其抗拉强度达到300MPa，屈服强度达到270MPa，断后延伸率达到12%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例1：一种铝合金建筑模板，铝合金建筑模板的成分及其质量百分比为：镁0.92%，硅0.6%，铜0.17%，锰0.18%，铬0.11%，钛0.001%，铁0.18%，锌0.04%,镍0.006%，余量为铝。
一种铝合金建筑模板的制备方法，它包括以下步骤：
（1）备料：选用含铁量＜0.12%铝锭、镁锭和稀土-铝中间合金为原料，并根据上述的铝合金建筑模板的成分比配比各原料的使用量；
（2）熔炼：熔炼前彻底清洗井式电阻炉，并用纯铝锭洗炉，将备好的原料投入井式电阻炉中熔炼，控制温度在720℃，搅拌均匀，扒渣，炒灰，取样分析，升温至730℃精炼，扒渣，二次取样分析合格后将熔体静置10min；
（3）铸造：将熔体加入预热至440℃的铝合金建筑模板的模具中进行铸造得到铸锭，其中：铸造速度为60mm/min，温度为740℃；抽取铸锭，切去头部及尾部各50mm后，取厚度为20mm低倍试片，进行金相观察，晶粒度达到YS/T67标准一级，低倍试片无明显疏松、裂纹、气孔、夹渣及光亮晶粒；
（4）挤压成型：将挤压模具加热至440℃，挤压筒加热至380℃，并将挤压模具和挤压筒保温3h，将铸锭切割成挤压锭坯并加热至480℃进行挤压得到铝合金建筑模板，控制挤压速度为8m/min，挤压出口温度为520℃；
（5）在线淬火：将挤压得到的铝合金建筑模板采用强风+雾化方式冷却至200℃以下，随后置于室温中冷却至室温进行拉伸性能测试，取得的试样：宽度b为12.5mm，厚度a为6.44mm，原始横截面积S0为80.50m2，测得结果如下：
最大力Fm         24.25kN,       抗拉强度Rm      301.24MPa，
屈服强度Rp0.2     271.24MPa,      断后伸长率A     12.5%；
（6）时效处理：将冷却后的铝合金建筑模板进行时效处理，控制温度为170℃，保温8h。
实施例2：一种铝合金建筑模板，铝合金建筑模板的成分及其质量百分比为：镁0.98%，硅0.65%，铜0.25%，锰0.2%，铬0.14%，钛0.005%，铁0.2%，锌0.05%,镍0.014%，余量为铝。
一种铝合金建筑模板的制备方法，它包括以下步骤：
（1）备料：选用含铁量＜0.12%铝锭、镁锭和稀土-铝中间合金为原料，并根据上述的铝合金建筑模板的成分比配比各原料的使用量；
（2）熔炼：熔炼前彻底清洗井式电阻炉，并用纯铝锭洗炉，将备好的原料投入井式电阻炉中熔炼，控制温度在730℃，搅拌均匀，扒渣，炒灰，取样分析，升温至745℃精炼，扒渣，二次取样分析合格后将熔体静置20min；
（3）铸造：将熔体加入预热至480℃的铝合金建筑模板的模具中进行铸造得到铸锭，其中：铸造速度为65mm/min，温度为750℃；抽取铸锭，切去头部及尾部各100mm后，取厚度为30mm低倍试片，进行金相观察，晶粒度达到YS/T67标准一级，低倍试片无明显疏松、裂纹、气孔、夹渣及光亮晶粒；
（4）挤压成型：将挤压模具加热至480℃，挤压筒加热至400℃，并将挤压模具和挤压筒保温2h，将铸锭切割成挤压锭坯并加热至520℃进行挤压得到铝合金建筑模板，控制挤压速度为11m/min，挤压出口温度为550℃；
（5）在线淬火：将挤压得到的铝合金建筑模板采用强风+雾化方式冷却至200℃以下，随后置于室温中冷却至室温进行拉伸性能测试，取得的试样：宽度b为12.5mm，厚度a为6.44mm，原始横截面积S0为80.50m2，测得结果如下：
最大力Fm         24.10kN,       抗拉强度Rm      300.1MPa，
屈服强度Rp0.2     270.1MPa,      断后伸长率A     12.3%；
（6）时效处理：将冷却后的铝合金建筑模板进行时效处理，控制温度为180℃，保温9h。
实施例3：一种铝合金建筑模板，铝合金建筑模板的成分及其质量百分比为：镁0.94%，硅0.62%，铜0.2%，锰0.18%，铬0.12%，钛0.002%，铁0.18%，锌0.04%,镍0.008%，余量为铝。
一种铝合金建筑模板的制备方法，它包括以下步骤：
（1）备料：选用含铁量＜0.12%铝锭、镁锭和稀土-铝中间合金为原料，并根据上述的铝合金建筑模板的成分比配比各原料的使用量；
（2）熔炼：熔炼前彻底清洗井式电阻炉，并用纯铝锭洗炉，将备好的原料投入井式电阻炉中熔炼，控制温度在723℃，搅拌均匀，扒渣，炒灰，取样分析，升温至735℃精炼，扒渣，二次取样分析合格后将熔体静置13min；
（3）铸造：将熔体加入预热至450℃的铝合金建筑模板的模具中进行铸造得到铸锭，其中：铸造速度为61mm/min，温度为743℃；抽取铸锭，切去头部及尾部各70mm后，取厚度为23mm低倍试片，进行金相观察，晶粒度达到YS/T67标准一级，低倍试片无明显疏松、裂纹、气孔、夹渣及光亮晶粒；
（4）挤压成型：将挤压模具加热至450℃，挤压筒加热至388℃，并将挤压模具和挤压筒保温2.5h，将铸锭切割成挤压锭坯并加热至500℃进行挤压得到铝合金建筑模板，控制挤压速度为10m/min，挤压出口温度为530℃；
（5）在线淬火：将挤压得到的铝合金建筑模板采用强风+雾化方式冷却至200℃以下，随后置于室温中冷却至室温进行拉伸性能测试，取得的试样：宽度b为12.5mm，厚度a为6.42mm，原始横截面积S0为80.25m2，测得结果如下：
最大力Fm         23.87kN,       抗拉强度Rm      302.24MPa，
屈服强度Rp0.2     273.1MPa,      断后伸长率A      13.2%；
（6）时效处理：将冷却后的铝合金建筑模板进行时效处理，控制温度为175℃，保温8.5h。
实施例4：一种铝合金建筑模板，铝合金建筑模板的成分及其质量百分比为：镁0.96%，硅0.64%，铜0.22%，锰0.19%，铬0.13%，钛0.004%，铁0.19%，锌0.04%,镍0.012%，余量为铝。
一种铝合金建筑模板的制备方法，它包括以下步骤：
（1）备料：选用含铁量＜0.12%铝锭、镁锭和稀土-铝中间合金为原料，并根据上述的铝合金建筑模板的成分比配比各原料的使用量；
（2）熔炼：熔炼前彻底清洗井式电阻炉，并用纯铝锭洗炉，将备好的原料投入井式电阻炉中熔炼，控制温度在728℃，搅拌均匀，扒渣，炒灰，取样分析，升温至740℃精炼，扒渣，二次取样分析合格后将熔体静置18min；
（3）铸造：将熔体加入预热至470℃的铝合金建筑模板的模具中进行铸造得到铸锭，其中：铸造速度为64mm/min，温度为748℃；抽取铸锭，切去头部及尾部各80mm后，取厚度为26mm低倍试片，进行金相观察，晶粒度达到YS/T67标准一级，低倍试片无明显疏松、裂纹、气孔、夹渣及光亮晶粒；
（4）挤压成型：将挤压模具加热至470℃，挤压筒加热至390℃，并将挤压模具和挤压筒保温3h，将铸锭切割成挤压锭坯并加热至510℃进行挤压得到铝合金建筑模板，控制挤压速度为10m/min，挤压出口温度为540℃；
（5）在线淬火：将挤压得到的铝合金建筑模板采用强风+雾化方式冷却至200℃以下，随后置于室温中冷却至室温进行拉伸性能测试，取得的试样：宽度b为12.5mm，厚度a为3.81mm，原始横截面积S0为47.63m2，测得结果如下：
最大力Fm         23.62kN,       抗拉强度Rm      301.78MPa，
屈服强度Rp0.2     270.86MPa,      断后伸长率A      12.8%；
（6）时效处理：将冷却后的铝合金建筑模板进行时效处理，控制温度为178℃，保温8.5h。

Claims (3)

1.一种铝合金建筑模板，其特征在于，铝合金建筑模板的成分及其质量百分比为：镁0.92%～0.98%，硅0.6%～0.65%，铜0.17%～0.25%，锰0.18%～0.2%，铬0.11%～0.14%，钛0.001%～0.005%，铁0.18%～0.2%，锌0.04%～0.05%,镍0.006%～0.014%，余量为铝。
2.一种铝合金建筑模板的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：
（1）备料：选用含铁量＜0.12%铝锭、镁锭和稀土-铝中间合金为原料，并根据上述的铝合金建筑模板成分比配比各原料的使用量；
（2）熔炼：将备好的原料投入温度控制在720～730℃的井式电阻炉下搅拌均匀熔炼，熔炼结束后将熔体静置10～20min；
（3）铸造：将熔体加入预热至440～480℃的铝合金建筑模板的模具中进行铸造得到铸锭，其中：铸造速度为60～65mm/min，温度为740～750℃；
（4）挤压成型：将挤压模具加热至440～480℃，挤压筒加热至380～400℃，并将挤压模具和挤压筒保温2～3h，将铸锭切割成挤压锭坯并加热至480～520℃进行挤压得到铝合金建筑模板，控制挤压速度为8～11m/min，挤压出口温度为520～550℃；
（5）在线淬火：将挤压得到的铝合金建筑模板冷却至200℃以下，随后置于室温中冷却；
（6）时效处理：将冷却后的铝合金建筑模板进行时效处理，控制温度为170～180℃，保温8～9h。
3.根据权利要求2所述的一种铝合金建筑模板的制备方法，其特征在于，所述的铝合金建筑模板的模具为宽度＞600mm，宽厚比为100，舌比为5的整体结构型材的模具。
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