CN105734352A - 高性能环保型铝合金材料及其制备工艺 - Google Patents

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宋彬彬
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Abstract

一种高性能环保型铝合金材料，由以下重量的组分制成：铝100kg、碳化钛0.5kg、改性高岭土1.4kg、纳米陶瓷粉5kg、碳化钨0.6kg、碳化硅3kg、钨酸盐0.8kg、氧化锆0.5kg、氧化镁4kg、煅烧钙铬榴石0.4kg、石墨烯微片0.01kg、镧0.2kg、氧化硼0.6kg；本发明采用特殊材料制成的合金型材，具有高机械强度、高稳定性、耐腐蚀、低热传导率等物理特性，使用寿命长，能够达到节能降耗的目的。

Description

高性能环保型铝合金材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及型材技术领域，具体涉及一种高性能环保型铝合金材料及其制备工艺。
背景技术
铝及铝合金密度小、比强度高、耐腐蚀性、抗氧化性、导电和热性仅次于银和铜，且加工性好，无毒，还有良好的低温反射性能，无磁性，不起火花，表面光泽美观，能表面涂饰等多种特殊性能。被广泛应用于建筑、运输、国防、包装等行业和日常生活领域。近年来，随着我国大规模的基建投资和工业化进程的快速推进，铝型材作为建筑领域和机械工业领域里重要的应用材料，其全行业的产量和消费量迅猛增长，我国也一跃成为世界最大的铝型材生产基地和消费市场。经过长达近10年的高速增长，我国铝型材行业步入了新的发展阶段并展现出了诸多新的发展趋势。
随着国家产业政策、产业结构调整以及消费者对产品品质要求的提高，铝加工行业粗放型、附加值低的现状逐步改变，跨越以数量增长为特征的初级发展阶段，开始进入了以提高产品内在质量、丰富产品种类、依靠综合实力参与市场竞争的新阶段。
随着行业发展进入新阶段，未来行业内部整合力度将不断加大，一些产品定位中低档市场且生产工艺和装备技术落后的企业将面临市场、资金、成本、能耗、技术等多方面的压力，逐渐被市场淘汰。一部分生产工艺技术领先、质量过硬、以市场为导向、创新能力强、管理先进的企业会占据更多的市场份额。目前，公知的铝型材都是全金属制成，热传导性较高，使用在门窗等制品上容易加大内外热传导性能，不能达到节能降耗的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种性能稳定，热传导率低的高性能环保型铝合金材料及其制备工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种高性能环保型铝合金材料，由以下重量的组分制成：铝100kg、碳化钛0.5kg、改性高岭土1.4kg、纳米陶瓷粉5kg、碳化钨0.6kg、碳化硅3kg、钨酸盐0.8kg、氧化锆0.5kg、氧化镁4kg、煅烧钙铬榴石0.4kg、石墨烯微片0.01kg、镧0.2kg、氧化硼0.6kg；
上述合金制备工艺为：将铅先在500～700℃下熔炼，熔化后经过捞渣、搅拌，然后继续在500℃～700℃下保温30分钟，再加入剩余物料，升温至物料全部熔化，连接搅拌15分钟，将熔融液送入模具直接挤出制成合金铝棒，再将合金铝棒熔化，制成型材；该合金性能稳定，热传导率低，耐腐蚀，强度高。
上述改性高岭土的制备方法如下：
1)收集高岭土，将高岭土用粉碎机粉碎，过80目筛，得到高岭土粉待用；
2)取步骤1)中的高岭土粉，在高岭土粉中加入适量纯水搅拌均匀，使物料呈糊状(乳状)；纯水的加入量能使物料成糊状即可；
3)将步骤2)中糊状物料放入容器中，用2.5-3公斤的蒸汽压力保温3-3.5小时，然后放去压力使糊状物料恢复至常态，保持2-5小时，如此连续2-3次，制得加压物料；
4)将步骤3)中得到的加压物料在100-105℃的烘干设备中进行烘干处理，得到干物料待用；
5)将步骤4)中的干物料放入尼龙球磨罐中，以玛瑙球为磨球，球料质量比为7：1，在转速为150转/分的条件下，连续球磨3-4小时；
6)将球磨完毕的粉料连同玛瑙磨球一起倒入粉料盘中，在80℃下烘干，把烘干的粉料过筛，取出玛瑙磨球，然后将粉料研磨，直至无较大团聚为止，至此，得到改性高岭土。将上述改性高岭土加入到合金材料中，能够显著提高合金材料的热传导性能，提高合金材料的惰性。
本发明的有益效果是：本发明采用特殊材料制成的合金型材，具有高机械强度、高稳定性、耐腐蚀、低热传导率等物理特性，使用寿命长，能够达到节能降耗的目的。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种高性能环保型铝合金材料，由以下重量的组分制成：铝100kg、碳化钛0.5kg、改性高岭土1.4kg、纳米陶瓷粉5kg、碳化钨0.6kg、碳化硅3kg、钨酸盐0.8kg、氧化锆0.5kg、氧化镁4kg、煅烧钙铬榴石0.4kg、石墨烯微片0.01kg、镧0.2kg、氧化硼0.6kg；
上述合金制备工艺为：将铅先在500～700℃下熔炼，熔化后经过捞渣、搅拌，然后继续在500℃～700℃下保温30分钟，再加入剩余物料，升温至物料全部熔化，连接搅拌15分钟，将熔融液送入模具直接挤出制成合金铝棒，再将合金铝棒熔化，制成型材；该合金性能稳定，热传导率低，耐腐蚀，强度高。
上述改性高岭土的制备方法如下：
1)收集高岭土，将高岭土用粉碎机粉碎，过80目筛，得到高岭土粉待用；
2)取步骤1)中的高岭土粉，在高岭土粉中加入适量纯水搅拌均匀，使物料呈糊状(乳状)；纯水的加入量能使物料成糊状即可；
3)将步骤2)中糊状物料放入容器中，用2.5-3公斤的蒸汽压力保温3-3.5小时，然后放去压力使糊状物料恢复至常态，保持2-5小时，如此连续2-3次，制得加压物料；
4)将步骤3)中得到的加压物料在100-105℃的烘干设备中进行烘干处理，得到干物料待用；
5)将步骤4)中的干物料放入尼龙球磨罐中，以玛瑙球为磨球，球料质量比为7：1，在转速为150转/分的条件下，连续球磨3-4小时；
6)将球磨完毕的粉料连同玛瑙磨球一起倒入粉料盘中，在80℃下烘干，把烘干的粉料过筛，取出玛瑙磨球，然后将粉料研磨，直至无较大团聚为止，至此，得到改性高岭土。将上述改性高岭土加入到合金材料中，能够显著提高合金材料的热传导性能，提高合金材料的惰性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种高性能环保型铝合金材料，其特征在于，由以下重量的组分制成：铝100kg、碳化钛0.5kg、改性高岭土1.4kg、纳米陶瓷粉5kg、碳化钨0.6kg、碳化硅3kg、钨酸盐0.8kg、氧化锆0.5kg、氧化镁4kg、煅烧钙铬榴石0.4kg、石墨烯微片0.01kg、镧0.2kg、氧化硼0.6kg；
上述合金制备工艺为：将铅先在500～700℃下熔炼，熔化后经过捞渣、搅拌，然后继续在500℃～700℃下保温30分钟，再加入剩余物料，升温至物料全部熔化，连接搅拌15分钟，将熔融液送入模具直接挤出制成合金铝棒，再将合金铝棒熔化，制成型材。
2.根据权利要求1所述的高性能环保型铝合金材料，其特征在于，上述改性高岭土的制备方法如下：
1)收集高岭土，将高岭土用粉碎机粉碎，过80目筛，得到高岭土粉待用；
2)取步骤1)中的高岭土粉，在高岭土粉中加入适量纯水搅拌均匀，使物料呈糊状；
3)将步骤2)中糊状物料放入容器中，用2.5-3公斤的蒸汽压力保温3-3.5小时，然后放去压力使糊状物料恢复至常态，保持2-5小时，如此连续2-3次，制得加压物料；
4)将步骤3)中得到的加压物料在100-105℃的烘干设备中进行烘干处理，得到干物料待用；
5)将步骤4)中的干物料放入尼龙球磨罐中，以玛瑙球为磨球，球料质量比为7：1，在转速为150转/分的条件下，连续球磨3-4小时；
6)将球磨完毕的粉料连同玛瑙磨球一起倒入粉料盘中，在80℃下烘干，把烘干的粉料过筛，取出玛瑙磨球，然后将粉料研磨，直至无较大团聚为止，至此，得到改性高岭土。
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