CN106048343A - 一种高强度铝合金型材及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度铝合金型材及其生产工艺，涉及建材领域，一种高强度铝合金型材，按质量百分比计，所述高强度铝合金型材含有：Si 0.1%～0.4%、Mg 0.5%～0.8%、Fe 1%～3%、Cu 2%～4%、Mn 0.3%～0.5%、Zn 1%～2%、Cr 0.16%～0.22%、Ni 0.1%～0.3%、Ti 0.1%～0.2%，余量为铝及不可避免杂质，采用本发明的技术方案，大大增强了铝合金型材的耐腐蚀性，提高了铝合金型材表面的光泽度，表面无裂纹、起皮、气泡，使得铝合金型材具有合理的伸长性，提高了铝合金型材的强度、硬度、耐磨性和伸长性。

Description

一种高强度铝合金型材及其生产工艺
技术领域
本发明涉及建材领域，具体涉及一种高强度铝合金型材及其生产工艺。
背景技术
随着我国大规模的基建投资和工业化进程的快速推进，铝型材全行业的产量和消费量迅猛增长，而我国也一跃成为世界上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。2012年国内工业铝型材市场需求将超过400万吨。未来，铝型材在工业领域的应用空间将十分巨大，在我国现有的124个产业部门中，有113个部门使用铝制品，比重为91％。铝型材是一种较年轻的金属材料，在20世纪初才开始工业应用。第二次世界大战期间，铝型材主要用于制造军用飞机。战后，由于军事工业对铝型材的需求量骤减，铝工业界便着手开发民用铝型材，使其应用范围由航空工业扩展到建筑业、容器包装业、交通运输业、电力和电子工业、机械制造业和石油化工等国民经济各部门，应用到人们的日常生活当中。现在，铝型材的用量之多，范围之广，仅次于钢铁，成为第二大金属材料。现有技术下，很多铝型材存在制作工艺复杂、成品率不高、产品质量不稳定等现象。
专利号CN 105200271 A公开了一种新型铝型材的生产方法,其步骤如下：按照质量百分比配料：Cu 2-5％，Fe6-7％，Mn 1-3％，Mg 0.5％，Pb 0.6%，Zn 1-2％，Si 1.1-1.3％，Ni 0.3％，Ti 0.2％，其余为Al，在高温下熔炼6h ～ 8h，得到铝合金熔液；水平连铸：连续挤压：三级时效热处理。
上述技术方案的工艺虽然工艺周期较短，但生产出的铝合金型材耐腐蚀性及光泽度不够，因此，需要设计出一种能够解决以上问题的高强度铝合金型材及其生产工艺。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种高强度铝合金型材及其生产工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高强度铝合金型材，按质量百分比计，所述高强度铝合金型材含有：Si 0.1%～0.4%、Mg 0.5%～0.8%、Fe 1%～3%、Cu 2%～4%、Mn 0.3%～ 0.5%、Zn 1% ～ 2%、Cr 0.16% ～0.22%、Ni 0.1%～0.3% 、Ti 0.1%～0.2%，余量为铝及不可避免杂质。
优选的，按质量百分比计，所述高强度铝合金型材含有Si 0.1%、Mg 0.5%、Fe 1%、Cu 2%、Mn 0.3%、Zn 1%、Cr 0.16%、Ni 0.1%、Ti 0.1%，余量为铝及不可避免杂质。
一种高强度铝合金型材的生产工艺，具体包括以下步骤：
a．熔炼 ：按配方量将Si 0.1%～0.4%、Mg 0.5%～0.8%、Fe 1%～3%、Cu 2%～4%、Mn 0.3%～ 0.5%、Zn 1% ～ 2%、Cr 0.16% ～ 0.22%、Ni 0.1%～0.3% 、Ti 0.1%～0.2%、余量的铝加入到干燥的熔炉，在温度为 700℃～ 750℃的条件下熔炼 6h ～ 8h，得到合金混合熔液 ；
b．过滤 ：将步骤a所得到的合金混合熔液进行过滤，过滤掉合金混合熔液所混有的未熔化的杂质，得到相对纯净的合金混合熔液；
c．水平连铸 ：将得到的铝合金溶液进行水平连铸，在温度为 620℃～ 660℃的条件下进行铸棒，然后强度为 0.15Mpa ～0.20Mpa、温度为 20℃～ 25℃的 冷却水进行冷却至460℃～ 480℃，得到铝棒，并清洗 ；
d．挤压 ：将挤压模具预热到 440℃～ 460℃，模筒预热到 380℃～ 440℃，将步骤 c得 到的铝棒送入模筒中，将模筒放入挤压模具内，以挤压压力为 110N/mm2 ～ 120N/mm2、挤压挤压转速 6-9r/min，模具入口圆角 r=0.2-0.4mm，进行挤压，得到厚度为 20mm ～30mm 的铝合金型材；
e．淬火 ：将步骤d得到的铝合金型材缓慢通过水温为 48℃～ 58℃的水槽内进行淬火处理 ；
f．校直 ：将步骤 e中淬火后的铝合金型材进行校直处理，得到成品铝合金型材 ；
g．退火炉三级时效热处理 ：
一级 ：温度为 100℃、进行保温10h ,然后将铝型材水冷至室温；
二级 ：温度为 180℃、进行保温100min，然后将铝型材空冷至室温 ；
三级 ：温度为 260℃、进行保温10min；
h．冷却 ：将步骤 g中所得到的铝合金型材取出冷却至室温。
优选的，所述步骤e中淬火温度为 53℃。
优选的，所述步骤b中采用石膏过滤网进行过滤。
优选的，所述步骤d中挤压得到的铝合金型材的厚度为 25mm。
优选的，步骤e中所述的水槽为活水循环水槽。
采用本发明的技术方案，大大增强了铝合金型材的耐腐蚀性，提高了铝合金型材表面的光泽度，表面无裂纹、起皮、气泡，使得铝合金型材具有合理的伸长性，本发明还对生产工艺流程中增加过滤这一步骤，还对连铸、挤压、淬火、退火这些工艺进行了改进，提高了铝合金型材的强度、硬度、耐磨性和伸长性。
具体实施方式
为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，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种高强度铝合金型材，按质量百分比计，所述高强度铝合金型材含有Si 0.1%、Mg0.5%、Fe 1%、Cu 2%、Mn 0.3%、Zn 1%、Cr 0.16%、Ni 0.1%、Ti 0.1%，余量为铝及不可避免杂质。
一种高强度铝合金型材的生产工艺，具体包括以下步骤：
a．熔炼 ：按配方量将Si 0.1%、Mg 0.5%、Fe 1%、Cu 2%、Mn 0.3%、Zn 1%、Cr 0.16%、Ni0.1%、Ti 0.1%，余量为铝及不可避免杂质加入到干燥的熔炉，在温度为 700℃的条件下熔炼 7h，得到合金混合熔液 ；
b．过滤 ：将步骤a所得到的合金混合熔液进行过滤，过滤掉合金混合熔液所混有的未熔化的杂质，得到相对纯净的合金混合熔液；
c．水平连铸 ：将得到的铝合金溶液进行水平连铸，在温度为 640℃的条件下进行铸棒，然后强度为0.20Mpa、温度为23℃的 冷却水进行冷却至 470℃，得到铝棒，并清洗 ；
d．挤压 ：将挤压模具预热到 450℃，模筒预热到 400℃，将步骤 c得 到的铝棒送入模筒中，将模筒放入挤压模具内，以挤压压力为 115N/mm2、挤压挤压转速7r/min，模具入口圆角 r=0.3mm，进行挤压，得到厚度为 25mm 的铝合金型材；
e．淬火 ：将步骤d得到的铝合金型材缓慢通过水温为 55℃的水槽内进行淬火处理 ；
f．校直 ：将步骤 e中淬火后的铝合金型材进行校直处理，得到成品铝合金型材 ；
g．退火炉三级时效热处理 ：
一级 ：温度为 100℃、进行保温10h ,然后将铝型材水冷至室温；
二级 ：温度为 180℃、进行保温100min，然后将铝型材空冷至室温 ；
三级 ：温度为 260℃、进行保温10min；
h．冷却 ：将步骤 g中所得到的铝合金型材取出冷却至室温。
其中，所述步骤e中淬火温度为 53℃。
其中，所述步骤b中采用石膏过滤网进行过滤。
其中，所述步骤d中挤压得到的铝合金型材的厚度为 25mm。
其中，步骤e中所述的水槽为活水循环水槽。
实施例2：
一种高强度铝合金型材，按质量百分比计，所述高强度铝合金型材含有：Si 0.4%、Mg0.8%、Fe 3%、Cu 4%、Mn 0.5%、Zn 2%、Cr 0.22%、Ni 0.3% 、Ti 0.2%，余量为铝及不可避免杂质。
一种高强度铝合金型材的生产工艺，具体包括以下步骤：
a．熔炼 ：按配方量将Si 0.4%、Mg0.8%、Fe 3%、Cu 4%、Mn 0.5%、Zn 2%、Cr 0.22%、Ni0.3% 、Ti 0.2%，余量为铝及不可避免杂质加入到干燥的熔炉，在温度为 750℃的条件下熔炼8h，得到合金混合熔液 ；
b．过滤 ：将步骤a所得到的合金混合熔液进行过滤，过滤掉合金混合熔液所混有的未熔化的杂质，得到相对纯净的合金混合熔液；
c．水平连铸 ：将得到的铝合金溶液进行水平连铸，在温度为 660℃的条件下进行铸棒，然后强度为0.20Mpa、温度为 25℃的 冷却水进行冷却至480℃，得到铝棒，并清洗 ；
d．挤压 ：将挤压模具预热到 460℃，模筒预热到 440℃，将步骤 c得到的铝棒送入模筒中，将模筒放入挤压模具内，以挤压压力为 120 N/mm2、挤压挤压转速 9r/min，模具入口圆角 0.4mm，进行挤压，得到厚度为 30mm 的铝合金型材；
e．淬火 ：将步骤d得到的铝合金型材缓慢通过水温为58℃的水槽内进行淬火处理 ；
f．校直 ：将步骤 e中淬火后的铝合金型材进行校直处理，得到成品铝合金型材 ；
g．退火炉三级时效热处理 ：
一级 ：温度为 100℃、进行保温10h ,然后将铝型材水冷至室温；
二级 ：温度为 180℃、进行保温100min，然后将铝型材空冷至室温 ；
三级 ：温度为 260℃、进行保温10min；
h．冷却 ：将步骤 g中所得到的铝合金型材取出冷却至室温。
其中，所述步骤e中淬火温度为 53℃。
其中，所述步骤b中采用石膏过滤网进行过滤。
其中，所述步骤d中挤压得到的铝合金型材的厚度为 25mm。
其中，步骤e中所述的水槽为活水循环水槽。
实施例3：一种高强度铝合金型材，按质量百分比计，所述高强度铝合金型材含有：Si 0.3%、Mg 0.6%、Fe 2%、Cu 3%、Mn 0.4%、Zn 1% 、Cr 0.18%、Ni 0.2% 、Ti 0.1%，余量为铝及不可避免杂质。
一种高强度铝合金型材的生产工艺，具体包括以下步骤：
a．熔炼 ：按配方量将Si 0.3%、Mg 0.6%、Fe 2%、Cu 3%、Mn 0.4%、Zn 1% 、Cr 0.18%、Ni0.2% 、Ti 0.1%，余量为铝及不可避免杂质加入到干燥的熔炉，在温度为 700℃的条件下熔炼 6h，得到合金混合熔液 ；
b．过滤 ：将步骤a所得到的合金混合熔液进行过滤，过滤掉合金混合熔液所混有的未熔化的杂质，得到相对纯净的合金混合熔液；
c．水平连铸 ：将得到的铝合金溶液进行水平连铸，在温度为 620℃的条件下进行铸棒，然后强度为 0.15Mpa、温度为 20℃的 冷却水进行冷却至 460℃，得到铝棒，并清洗 ；
d．挤压 ：将挤压模具预热到 440℃，模筒预热到 380℃，将步骤 c得 到的铝棒送入模筒中，将模筒放入挤压模具内，以挤压压力为 110N/mm2 、挤压挤压转速 6r/min，模具入口圆角 r=0.2mm，进行挤压，得到厚度为 20mm的铝合金型材；
e．淬火 ：将步骤d得到的铝合金型材缓慢通过水温为 48℃的水槽内进行淬火处理 ；
f．校直 ：将步骤 e中淬火后的铝合金型材进行校直处理，得到成品铝合金型材 ；
g．退火炉三级时效热处理 ：
一级 ：温度为 100℃、进行保温10h ,然后将铝型材水冷至室温；
二级 ：温度为 180℃、进行保温100min，然后将铝型材空冷至室温 ；
三级 ：温度为 260℃、进行保温10min；
h．冷却 ：将步骤 g中所得到的铝合金型材取出冷却至室温。
其中，所述步骤e中淬火温度为 53℃。
其中，所述步骤b中采用石膏过滤网进行过滤。
其中，所述步骤d中挤压得到的铝合金型材的厚度为 25mm。
其中，步骤e中所述的水槽为活水循环水槽。
基于上述，采用本发明的技术方案，大大增强了铝合金型材的耐腐蚀性，提高了铝合金型材表面的光泽度，表面无裂纹、起皮、气泡，使得铝合金型材具有合理的伸长性，本发明还对生产工艺流程中增加过滤这一步骤，还对连铸、挤压、淬火、退火这些工艺进行了改进，提高了铝合金型材的强度、硬度、耐磨性和伸长性。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高强度铝合金型材，其特征在于，按质量百分比计，所述高强度铝合金型材含有：Si 0.1%～0.4%、Mg 0.5%～0.8%、Fe 1%～3%、Cu 2%～4%、Mn 0.3%～ 0.5%、Zn 1% ～2%、Cr 0.16% ～ 0.22%、Ni 0.1%～0.3% 、Ti 0.1%～0.2%，余量为铝及不可避免杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金型材，其特征在于：按质量百分比计，所述高强度铝合金型材含有Si 0.1%、Mg 0.5%、Fe 1%、Cu 2%、Mn 0.3%、Zn 1%、Cr 0.16%、Ni0.1%、Ti 0.1%，余量为铝及不可避免杂质。
3.一种生产权利要求1-2任意一项所述的高强度铝合金型材的工艺，其特征在于，所述生产工艺具体包括以下步骤：
a．熔炼 ：按配方量将Si 0.1%～0.4%、Mg 0.5%～0.8%、Fe 1%～3%、Cu 2%～4%、Mn 0.3%～ 0.5%、Zn 1% ～ 2%、Cr 0.16% ～ 0.22%、Ni 0.1%～0.3% 、Ti 0.1%～0.2%、余量的铝加入到干燥的熔炉，在温度为 700℃～ 750℃的条件下熔炼 6h ～ 8h，得到合金混合熔液 ；
b．过滤 ：将步骤a所得到的合金混合熔液进行过滤，过滤掉合金混合熔液所混有的未熔化的杂质，得到相对纯净的合金混合熔液；
c．水平连铸 ：将得到的铝合金溶液进行水平连铸，在温度为 620℃～ 660℃的条件下进行铸棒，然后强度为 0.15Mpa ～0.20Mpa、温度为 20℃～ 25℃的 冷却水进行冷却至460℃～ 480℃，得到铝棒，并清洗 ；
d．挤压 ：将挤压模具预热到 440℃～ 460℃，模筒预热到 380℃～ 440℃，将步骤 c得 到的铝棒送入模筒中，将模筒放入挤压模具内，以挤压压力为 110N/mm2 ～ 120 N/mm2、挤压挤压转速 6-9r/min，模具入口圆角 r=0.2-0.4mm，进行挤压，得到厚度为 20mm ～30mm 的铝合金型材；
e．淬火 ：将步骤d得到的铝合金型材缓慢通过水温为 48℃～ 58℃的水槽内进行淬火处理 ；
f．校直 ：将步骤 e中淬火后的铝合金型材进行校直处理，得到成品铝合金型材 ；
g．退火炉三级时效热处理 ：
一级 ：温度为 100℃、进行保温10h ,然后将铝型材水冷至室温；
二级 ：温度为 180℃、进行保温100min，然后将铝型材空冷至室温 ；
三级 ：温度为 260℃、进行保温10min；
h．冷却 ：将步骤 g中所得到的铝合金型材取出冷却至室温。
4.根据权利要求3所述的一种高强度铝合金型材的生产工艺，其特征在于：所述步骤e中淬火温度为 53℃。
5.根据权利要求3所述的一种高强度铝合金型材的生产工艺，其特征在于 ：所述步骤b中采用石膏过滤网进行过滤。
6.根据权利要求3所述的一种高强度铝合金型材的生产工艺，其特征在于：所述步骤d中挤压得到的铝合金型材的厚度为 25mm。
7.根据权利要求3所述的一种高强度铝合金型材的生产工艺，其特征在于：步骤e中所述的水槽为活水循环水槽。
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