CN105506407A

CN105506407A - 一种建筑模板用铝合金型材的制造方法

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Publication number: CN105506407A
Application number: CN201510900558.XA
Authority: CN
Inventors: 周广宇; 李鹏伟; 孙巍; 盖洪涛; 荣伟; 王东辉; 李洪林; 王福林
Original assignee: China Zhongwang Holdings Ltd
Current assignee: China Zhongwang Holdings Ltd
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2035-12-08
Also published as: CN105506407B

Abstract

本发明公开了一种建筑模板用铝合金型材的制造方法，属于铝合金型材制造技术领域。本发明是要解决现有工艺生产的建筑模板用铝合金型材抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率以及腐蚀性能低的问题。其方法包括有：熔炼-静置-铸造-切断-退火-加热-挤压-淬火-时效-涂膜，并严格控制该工艺步骤过程中的各参数，能够使铝型材获得更大断面和更佳的综合性能，以满足建筑模板使用的需求并降低其制造成本。本发明还通过优化合金成分，挤压之后采用优化的时效工艺和涂刷保模剂，达到了用户对此铝合金型材的综合性能需求，制备的铝合金型材具有强度高、夹杂物含量少、表面质量好、综合力学性能优的特点。本发明用于制备建筑模板用铝合金型材。

Description

一种建筑模板用铝合金型材的制造方法

技术领域

本发明属于铝合金型材制造技术领域，具体涉及一种建筑模板用铝合金型材的制造方法。

背景技术

铝合金材料使用范围广，在工业上可以应用于建筑、电子电器、运输、航空、航天等各个领域。目前建筑材料市场上的铝模板大多采用6061(或6063)合金，其强度中等，抗腐蚀性不高，组织弥散均匀性不够，并存在着大量的粗晶，皮质层较厚等问题，导致其抗拉强度和屈服强度较弱，若为了获得较高的强度，则需在挤压之后重新固溶水淬处理，而不能实现在线风冷淬火，导致其生产工艺流程较复杂、生产效率较低、生产周期较长、生产成本较高，同时，该铝合金型材的断面较小，为生产大规格的建筑模板，势必会就造成焊缝较多，从而因焊接而增加变形，导致建筑模板在拼接组装时存在间隙或浇注混凝土后墙面达不到光滑平整的要求。因此，有必要针对上述缺陷，重新提供一种建筑模板用铝合金型材制造工艺，以解决现有技术中存在的技术难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种建筑模板用铝合金型材的制造方法，可以解决现有工艺生产的建筑模板用铝合金型材抗拉强度、规定非比例延伸强度、断后伸长率以及腐蚀性能低的问题，同时，可以提高生产效率、降低生产成本，制备的铝合金型材具有强度高、夹杂物含量少、表面质量好、综合力学性能优的特点。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种建筑模板用铝合金型材的制造方法，具体是按以下步骤制备的：

1)熔炼，采用6005A合金，按元素的质量百分比为Si:0.65％～0.7％、Mg:0.5％～0.6％、Fe:≤0.2％、Cu:≤0.2％、Mn:≤0.25％、Cr:≤0.15％、Ti:≤0.05％、Zn:≤0.05％和余量为Al制备配料，采用梯度法精炼处理技术，并通过先纯铝后合金、先高熔点后低熔点的顺序投入到干燥的熔炼炉中，在温度为730℃～740℃条件下熔炼5h～7h，得到铝合金溶液；

2)静置，将步骤1)中得到的铝合金溶液转入到保温炉中，通过其底吹氩气搅拌3～6min后静置保持20～30min；

3)铸造，将步骤2)中得到的铝合金溶液在铸造温度为690℃～700℃、铸造速度为30mm/min～35mm/min、冷却水强度为0.OlMPa～O.03MPa、冷却水流量为1100～1200L/min、冷却水温度为20℃～25℃的条件下铸造成直径为200±5mm的铸棒；

4)切断，将步骤3)中得到的铸棒切断成长度为500±10mm的短棒；

5)退火，将步骤4)中得到的铝合金铸锭在退火温度为550℃～560℃的条件下进行均匀化退火10h～12h；

6)加热，将步骤5)中退火后的铝合金铸锭放入电阻加热炉中，将铝合金铸锭加热至500±5℃，得到处理后的铝合金铸锭；

7)挤压，将步骤6)中处理后的铝合金铸锭经过铝合金型材模具挤压，在挤压温度为490±5℃，挤压速度为3.1-3.6m/min的条件下，得到所要规格的铝合金型材；

8)淬火，将步骤7)中得到的铝合金型材在温度为510-520℃条件下进入在线风冷淬火区后，并使其温度降至130-140℃，保温lh～l.2h后常温冷却；

9)时效，将步骤8)中经淬火后的铝合金型材在8h内进行双级时效，其中，第一级时效加热至温度为13O℃～140℃，保温2h～4h，第二级时效加热至温度为160℃～170℃，保温6h～8h；

10)涂膜，将步骤9)中的铝合金型材涂刷保模剂，其厚度控制在40-50μm，并放置在温度90-120℃中保温3-5min后进行烘干，制备得到建筑模板用铝合金型材。

本发明制备的建筑模板用铝合金型材中杂质Fe少于0.2％，其他单个杂质少于0.05％，此范围内的杂质对铝合金型材的性能没有影响。

本发明的有益技术效果是：本发明通过优化合金成分，挤压之后采用在线风冷淬火和优化的时效工艺，达到了用户对此合金型材的综合性能需求，制备的铝合金型材实体尺寸、表面质量好，工艺生产中成型性能好，综合力学性能优良，通过GB/T228《金属材料室温拉试试验方法》试验6005A型材抗拉强度不小于309Rm/MPa，屈服强度不小于266Rp_0.2/MPa，断后伸长率不小于14.5％。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明建筑模板用铝合金型材的制造方法工艺过程图；

图2为6005A与6061合金型材边部的显微组织对比图；

图3为6005A与6061合金型材中部的显微组织对比图；

图4为6005A与6061合金型材边部的晶粒度对比图；

图5为6005A与6061合金型材中部的晶粒度对比图；

图6为6005A与6061合金型材横断面对比图；

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

具体实施方式一：

如图1所示，本发明提供的一种建筑模板用铝合金型材的制造方法，具体是按照以下步骤制备的：

1-熔炼，采用6005A合金，按元素的质量百分比为Si:0.65％～0.7％、Mg:0.5％～0.6％、Fe:≤0.2％、Cu:≤0.2％、Mn:≤0.25％、Cr:≤0.15％、Ti:≤0.05％、Zn:≤0.05％和余量为Al制备配料，采用梯度法精炼处理技术，并通过先纯铝后合金、先高熔点后低熔点的顺序投入到干燥的熔炼炉中，在温度为730℃～40℃条件下熔炼5h～7h，得到铝合金溶液；期间在投料30-40min后实施搅拌操作，能够提高熔化效率、减少熔炼时间，并可以提高生产效率、减少元素烧损；而采用梯度法精炼处理技术可降低元素的损耗，提高铝合金溶液的质量；

2-静置，将步骤1中得到的铝合金溶液转入到保温炉中，通过其底吹氩气搅拌3～6min后静置保持20～30min；本方法利用氩气由底部向上搅拌，可将铝合金熔液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝合金熔液中的氢含量；而静置可以使得铝合金熔液稳定以及铝合金熔液中的气泡上浮；

3-铸造，将步骤2中得到的铝合金溶液在铸造温度为690℃～700℃、铸造速度为30mm/min～35mm/min、冷却水强度为0.OlMPa～O.03MPa、冷却水流量为1100～1200L/min、冷却水温度为20℃～25℃的条件下铸造成直径为200±5mm的铸棒；通过控制铸造的温度和速度、冷却水的水流量、强度和温度，可以提高铸棒表面质量，减少粗晶层厚度，减少铸棒车皮量甚至不车；

4-切断，将步骤3中得到的铸棒切断成长度为500±10mm的短棒；若铸棒表面存在氧化皮，或表面油污，或机械碰伤，或表面偏析层等缺陷时，可根据铸棒表面的实际情况进行车皮工艺，以保证获得合格的铝合金铸锭；

5-退火，将步骤4中得到的铝合金铸锭在退火温度为550℃～560℃的条件下进行均匀化退火10h～12h；以消除铝棒铸造时产生的应力及成份偏析，使合金塑性、强度大大提高；

6-加热，将步骤5中退火后的铝合金铸锭放入电阻加热炉中，将铝合金铸锭加热至500±5℃，得到处理后的铝合金铸锭；

7-挤压，将步骤6中处理后的铝合金铸锭经过铝合金型材模具挤压，在挤压温度为490±5℃，挤压速度为3.1-3.6m/min的条件下，得到所要规格的铝合金型材；

8-淬火，将步骤7中得到的铝合金型材在温度为510-520℃条件下进入在线风冷淬火区后，并使其温度降至130-140℃，保温lh～l.2h后常温冷却；其采用强风风冷技术较水冷却对型材造成的应力残留要小，如果应力残留较大，对后期型材的焊接会造成很大影响(因焊接导致变形)，而温度降至130-140度，是为了保证淬火效果，提升型材强度；

9-时效，将步骤8中经淬火后的铝合金型材在8h内进行双级时效，其中，第一级时效加热至温度为13O℃～140℃，保温2h～4h，第二级时效加热至温度为160℃～170℃，保温6h～8h；

10-涂膜，将步骤9中的铝合金型材涂刷保模剂，其厚度控制在40-50μm，并放置在温度90-120℃中保温3-5min后进行烘干，制备得到建筑模板用铝合金型材，该涂膜工艺可提升建筑用铝模板的使用寿命，降低混凝土对接触表面的腐蚀、及使用过程中造成的摔打、碰撞等破坏；

最后通过检验工序对合格的产品进行标识和打包入库。

本实施方式通过严格控制该工艺步骤过程中的各参数，能够使铝型材获得更大断面和更佳的综合性能，以满足建筑模板使用的需求并降低其制造成本，同时还通过优化合金成分，挤压之后采用优化的时效工艺和涂刷保模剂，达到了用户对此铝合金型材的综合性能需求，制备的铝合金型材具有强度高、夹杂物含量少、表面质量好、综合力学性能优的特点。

具体实施方式二：

本实施方式与具体实施方式一不同之处在于：步骤1中按元素的质量百分比为Si:0.67％、Mg:0.56％、Fe:0.08％、Cu:0.12％、Mn:0.05％、Cr:0.02％、Ti:0.03％、Zn:0.02％和余量为Al制备配料。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：

本实施方式与具体实施方式一至二不同之处在于：步骤1中在温度为735℃的条件下熔炼6h。其它与具体实施方式一至二之一相同。

具体实施方式四：

本实施方式与具体实施方式一至三不同之处在于：步骤2中铝合金溶液在保温炉中通过底吹氩气搅拌4min后静置保持25min。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：

本实施方式与具体实施方式一至四不同之处在于：步骤3中在铸造温度为695℃、铸造速度为33mm/min、冷却水强度为0.O2MPa、冷却水流量为1150L/min、冷却水温度为22℃的条件下铸造。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：

本实施方式与具体实施方式一至五不同之处在于：步骤5中在退火温度为555℃的条件下进行均匀化退火11h。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：

本实施方式与具体实施方式一至六不同之处在于：步骤7中在挤压温度为492℃，挤压速度为3.4m/min的条件下挤压。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：

本实施方式与具体实施方式一至七不同之处在于：步骤8中，在温度为515℃条件下进入在线风冷淬火区，并使其温度降至135℃，保温l.1h后常温冷却。其它与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：

本实施方式与具体实施方式一至八不同之处在于：步骤9中第一级时效加热至温度为131℃～134℃，保温3h，第二级时效加热至温度为163℃～166℃，保温7.5h。其它与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：

本实施方式与具体实施方式一至九不同之处在于：在步骤10)中，涂刷保模剂的厚度为45μm，并放置在温度110℃中保温4min后进行烘干。其它与具体实施方式一至九之一相同。

采用以下实施例验证本发明的有益效果：

本实施例一种建筑模板用铝合金型材的制造方法，具体是按以下步骤制备的：

1)熔炼，按元素的质量百分比为Si:0.67％、Mg:0.56％、Fe:0.08％、Cu:0.12％、Mn:0.05％、Cr:0.02％、Ti:0.03％、Zn:0.02％和余量为Al制备配料，采用梯度法精炼处理技术，并通过先纯铝后合金、先高熔点后低熔点的顺序投入到干燥的熔炼炉中，在温度为735℃条件下熔炼6h，得到铝合金溶液；

2)静置，将步骤1)中得到的铝合金溶液转入到保温炉中，通过其底吹氩气搅拌4min后静置保持25min；

3)铸造，将步骤2)中得到的铝合金溶液在铸造温度为695℃、铸造速度为33mm/min、冷却水强度为0.O2MPa、冷却水流量为1150L/min、冷却水温度为22℃的条件下铸造成直径为200mm的铸棒；

4)切断，将步骤3)中得到的铸棒切断成长度为500mm的短棒；

5)退火，将步骤4)中得到的铝合金铸锭在退火温度为555℃的条件下进行均匀化退火11h；

6)加热，将步骤5)中退火后的铝合金铸锭放入电阻加热炉中，将铝合金铸锭加热至500℃，得到处理后的铝合金铸锭；

7)挤压，将步骤6)中处理后的铝合金铸锭经过铝合金型材模具挤压，在挤压温度为492℃，挤压速度为3.4m/min的条件下，得到所要规格的铝合金型材；

8)淬火，将步骤7)中得到的铝合金型材在温度为515℃条件下进入在线风冷淬火区后，并使其温度降至135℃，保温l.1h后常温冷却；

9)时效，将步骤8)中经淬火后的铝合金型材在8h内进行双级时效，其中，第一级时效加热至温度为131℃～134℃，保温3h，第二级时效加热至温度为163℃～166℃，保温7.5h；

10)涂膜，将步骤9)中的铝合金型材涂刷保模剂，其厚度控制在45μm，并放置在温度110℃中保温4min后进行烘干，制备得到建筑模板用铝合金型材。

本实施例制备的建筑模板用铝合金型材实体尺寸、表面质量好，工艺生产中成型性能好，综合力学性能优良，通过GB/T228《金属材料室温拉试试验方法》试验6005A型材抗拉强度不小于309Rm/MPa，屈服强度不小于266Rp_0.2/MPa，断后伸长率不小于14.5％。

如图2-3所示6005A与6061合金型材的显微组织对比图，图4-5所示6005A与6061合金型材的晶粒度对比图，从中可以看出，6005A与6061合金的组织中第二相相差并不明显，6061只在型材边部位置略好于6005A。而从晶粒上看，6005A合金的粗晶层要小于6061合金，且晶粒明显小于6061合金。6005A与6061合金的显微组织相比，组织弥散较均匀分布。

如图6所示6005A与6061合金型材横断面对比图，从中可以看出，6061合金型材的断面上，存在着大量的粗晶，皮质层较厚，而6005A合金型材的断面上则未存在粗晶现象。

下表1是对6061和6005A型材试验试样不同位置的拉伸试验结果，从中可以看出，6005A合金型材的抗拉强度和屈服强度均好于6061合金型材，并且从试样的延伸率来看，6005A的塑性也优于6061合金。

表16005A与6061合金型材拉伸试验结果

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种建筑模板用铝合金型材的制造方法，其特征在于包括如下步骤：

1)熔炼，按元素的质量百分比为Si:0.65％～0.7％、Mg:0.5％～0.6％、Fe:≤0.2％、Cu:≤0.2％、Mn:≤0.25％、Cr:≤0.15％、Ti:≤0.05％、Zn:≤0.05％和余量为Al制备配料，采用梯度法精炼处理技术，并通过先纯铝后合金、先高熔点后低熔点的顺序投入到干燥的熔炼炉中，在温度为730℃～740℃条件下熔炼5h～7h，得到铝合金溶液；

4)切断，将步骤3)中得到的铸棒切断成长度为500±10mm的短棒；

2.根据权利要求1所述建筑模板用铝合金型材的制造方法，其特征在于：步骤1)中，按元素的质量百分比为Si:0.67％、Mg:0.56％、Fe:0.08％、Cu:0.12％、Mn:0.05％、Cr:0.02％、Ti:0.03％、Zn:0.02％和余量为Al制备配料。

3.根据权利要求2所述建筑模板用铝合金型材的制造方法，其特征在于：步骤1)中，在温度为735℃的条件下熔炼6h。

4.根据权利要求3所述建筑模板用铝合金型材的制造方法，其特征在于：步骤2)中，铝合金溶液在保温炉中通过底吹氩气搅拌4min后静置保持25min。

5.根据权利要求4所述建筑模板用铝合金型材的制造方法，其特征在于：步骤3)中，在铸造温度为695℃、铸造速度为33mm/min、冷却水强度为0.O2MPa、冷却水流量为1150L/min、冷却水温度为22℃的条件下铸造。

6.根据权利要求5所述建筑模板用铝合金型材的制造方法，其特征在于：步骤5)中，在退火温度为555℃的条件下进行均匀化退火11h。

7.根据权利要求6所述建筑模板用铝合金型材的制造方法，其特征在于：步骤7)中，在挤压温度为492℃，挤压速度为3.4m/min的条件下挤压。

8.根据权利要求7所述建筑模板用铝合金型材的制造方法，其特征在于：步骤8)中，在温度为515℃条件下进入在线风冷淬火区，并使其温度降至135℃，保温l.1h后常温冷却。

9.根据权利要求8所述建筑模板用铝合金型材的制造方法，其特征在于：步骤9)中，第一级时效加热至温度为131℃～134℃，保温3h，第二级时效加热至温度为163℃～166℃，保温7.5h。

10.根据权利要求9所述建筑模板用铝合金型材的制造方法，其特征在于：在步骤10)中，涂刷保模剂的厚度为45μm，并放置在温度110℃中保温4min后进行烘干。