CN104694798B - 一种铝型材的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种属于铝型材的生产方法，通过重新配备铝合金各元素的质量百分比，进行铝锭的熔炼、铝棒的铸造、模具的设计与制造，挤压铝材，时效热处理、根据型材的生产需要开料、冲定位孔、铣凹槽、焊接加强筋或铝材的拼接，然后进行披峰的打磨，去除表面的灰尘，喷涂油漆，采用UV紫外灯设备烘干，拼装、标识以及包装入库。得到的铝型材的性能可达：抗拉强度σ b≥280Mpa，屈服强度σ s≥255Mpa，伸长率≥10%。这种高强度的铝合金应用在建筑行业上，能很好的满足建筑行业对铝合金的各项要求，有利于铝型材在建筑行业的推广应用。

Description

一种铝型材的生产方法
技术领域
本发明属于铝材生产技术领域，具体涉及一种铝型材的生产方法。
背景技术
目前铝合金在建筑行业中应用不是很普遍，特别是建设施工过程中，由于其抗拉强度、屈服强度和伸长率的不足，限制了它的应用，但是他密度小、不容易生锈、不容易与混凝土粘结等特点是建筑模板的需要，如何通过生产方法的改变，生产出一种机械强度能适应建筑施工的要求铝型材，使其能在建筑施工过程中能循环利用，而且方便搬动，满足现代建筑行业的需求。
发明内容
本发明为了克服上述技术的缺陷，提供一种机械强度符合建筑模板标准的铝型材生产方法。
为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：
本发明所述铝型材的生产方法，包括以下生产步骤：
(1)根据型材的结构设计模具，制造相应的模具；
(2)配备铝合金，进行铝锭熔炼；
(3)铸造铝棒；
(4)挤压成材，将模具加热至440℃～480℃，盛锭筒温度加热至465℃～510℃，铝棒加热至470℃～525℃，挤压速度为8～15m/min；
(5)型材冷却，采用强风雾冷却；
(6)时效热处理，将型材入炉，炉温保持在175℃～200℃，保温时间为7.5～9.5小时后出炉；
(7)根据型材设计尺寸进行开料；
(8)采用冲床冲各种定位孔；
(9)型材侧壁上设置若干凹槽，采用铣床铣各种凹槽；
(10)焊接加强筋；
(11)将型材的边沿披峰打磨光滑，将型材的外表面打磨光滑；
(12)采用静电除尘技术对铝型材除尘，使其表面干净；
(13)在铝型材表面喷涂一层起保护作用的油漆；
(14)将喷好油漆的铝型材采用UV紫外灯烘干；
(15)将铝型材进行拼装，做标识，包装入库，完成整个铝型材的生产。
进一步地，所述步骤(2)中的配备铝合金各种元素的质量百分比含量为
余量为Al和其他不可避免的杂质，且杂质在整个合金中的含量＜0.15％，杂质中的其中一种元素在整个合金中的含量＜0.05％。
进一步地，所述步骤(6)中进行时效处理出炉后，铝型材的温度下降到低于100℃，进行性能测试。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明所生产的铝合金模板，性能得到了很大的提高，抗拉强度σb≥280Mpa，屈服强度σs≥255Mpa，伸长率≥10％，抗拉强度、屈服强度和伸长率分别最大能达340Mpa、310Mpa和13％，能够满足建筑模板的要求。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：
图1是本发明的生产流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明针对现有技术中6061铝合金其抗拉强度、屈服强度和伸长率较低的情况，通过大量研究和实际检验，对6061铝合金的化学成分及其含量在国家标准范围内进行调整优化，调整各主要化学成分如Si、Mg、Cu等的相对含量以提高强化效果，严格控制有害元素Fe等的含量，以使得铝合金满足建筑铝型材的各项要求，并且以该铝合金生产出合格的铝型材，具体步骤如下：
(1)根据型材的结构设计模具，制造相应的模具；
(2)根据以下各元素的质量百分比配备铝合金，进行铝锭熔炼；
硅(Si)：考虑到硅元素在铝合金中作为焊接材料，并且硅元素具有一定的强化作用，故硅的质量百分比为取为0.45～0.65％；
镁(Mg)：镁对铝具有明显的强化作用，如果加入1％以下的锰可能补充强化作用，因此加锰后可降低镁的含量，因此镁的质量百分比取为0.85～1.1％；
铁(Fe)：铁作为铝合金的有害元素，控制其含量小于0.35％；
锌(Zn)：锌单独加入铝中对铝合金强度的提高十分有限，同时存在应力腐蚀开裂倾向，应限制其使用，但由于有镁的存在，使其形成Mg/Zn2，对铝合金产生明显的强化作用，因此，其含量控制在小于0.2％；
铜(Cu)：铜是重要的合金元素，具有一定的固溶强化效果，此外时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果，故铜的比例控制在0.15～0.25％之间；
锰(Mn)：锰是铝合金的重要元素，可以单独加入形成AL-Mn二元合金，锰能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，并且能显著细化再结晶晶粒，同时还可降低热裂倾向，可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀，改善抗蚀性和焊接性能，还能够溶解杂质铁，减小铁的有害影响，故锰的质量百分比控制在0.05～0.5％之间。
铬(Cr)：铬在铝中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al 12等金属间化合物，阻碍再结晶的形核和长大过程，对合金有一定的强化作用，还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性，但会增加淬火敏感性，故其含量控制在0.1～0.2％之间；
钛(Ti)：钛在合金中的作用是细化晶粒，其含量控制在0.01～0.15％之间；
镍(Ni)：镍在合金中有增加抗拉强度和硬度的倾向，对耐蚀性影响很大，因此加入0.1～0.15％的镍；
铅(Pb)：铅在合金中能改善其切削性能，但由于其会降低合金的强度，所以在铝合金中加入少量的铅，含量为0.03～0.07％；
锶(Sr)：锶是表面活性元素，在结晶学上锶能改变金属间化合物的行为，因此锶元素能提高合金力学性能和塑性加工性，在铝合金中加入0.015～0.03％的锶；
其它元素的质量百分比含量控制在单个小于0.05％，总和小于0.15％，剩下的全部都是Al；
(3)铸造铝棒；
(4)挤压成材，将模具加热至440℃～480℃，盛锭筒温度加热至465℃～510℃，铝棒加热至470℃～525℃，挤压速度为8～15m/min；
(5)型材冷却，采用强风雾冷却；
(6)时效热处理，将型材入炉，炉温保持在175℃～200℃，保温时间为7.5～9.5小时后出炉；铝型材的温度下降到低于100℃，进行硬度测试。
(7)根据型材设计尺寸进行开料；
(8)在型材两侧铣横向凹槽；
(9)采用冲床冲安装孔；
(10)将型材弯折成U形；
(11)在U形型材两侧焊接侧壁；
(12)型材侧壁上设置若干凹槽，采用铣床铣竖向凹槽；
(13)焊接加强筋和转角加强筋；
(14)将型材的边沿披峰打磨光滑，将型材的外表面打磨光滑；
(15)采用静电除尘技术对铝型材除尘，使其表面干净；
(16)在铝型材表面喷涂一层起保护作用的油漆；
(14)将喷好油漆的铝型材采用UV紫外灯烘干；
(15)将铝型材进行拼装，做标识，包装入库，完成整个铝型材的生产。
通过上述工艺得到的铝型材分为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5五组对其各项性能进行测试，如下表1和表2：
表1：合金的化学组成(重量％)
表2：抗拉强度、屈服强度和伸长率
合金 抗拉强度 屈服强度 伸长率
实施例1 280 260 10
实施例2 320 285 13
实施例3 326 290 12
实施例4 322 294 10.5
实施例5 325 292 11
本发明通过对合金中各种元素的比例进行优化，最终得到的铝型材的性能可达：抗拉强度σb≥280Mpa，屈服强度σs≥255Mpa，伸长率≥10％。这种高强度的铝合金应用在建筑铝型材上，能很好的满足建筑铝型材对铝合金的各项要求，有利于建筑铝型材的推广应用。
本实施例所述铝型材的生产方法的其它步骤参见现有技术。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种铝型材的生产方法，其特征在于：包括以下生产步骤：
(1)根据型材的结构设计模具，制造相应的模具；
(2)配备铝合金，进行铝锭熔炼；
(3)铸造铝棒；
(4)挤压成材，将模具加热至440℃～480℃，盛锭筒温度加热至465℃～510℃，铝棒加热至470℃～525℃，挤压速度为8～15m/min；
(5)型材冷却，采用强风雾冷却；
(6)时效热处理，将型材入炉，炉温保持在175℃～200℃，保温时间为7.5～9.5小时后出炉；
(7)根据型材设计尺寸进行开料；
(8)采用冲床冲各种定位孔；
(9)型材侧壁上设置若干凹槽，采用铣床铣各种凹槽；
(10)焊接加强筋；
(11)将型材的边沿披峰打磨光滑，将型材的外表面打磨光滑；
(12)采用静电除尘技术对铝型材除尘，使其表面干净；
(13)在铝型材表面喷涂一层起保护作用的油漆；
(14)将喷好油漆的铝型材采用UV紫外灯烘干；
(15)将铝型材进行拼装，做标识，包装入库，完成整个铝型材的生产；
所述步骤(2)中的配备铝合金各种元素的质量百分比含量为
余量为Al和其他不可避免的杂质，且杂质在整个合金中的含量＜0.15％，杂质中的其中一种元素在整个合金中的含量＜0.05％。
2.根据权利要求1所述铝型材的生产方法，其特征在于：所述步骤(6)中进行时效处理出炉后，待铝型材的温度下降到低于100℃，进行性能测试。
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