CN106222493B - 一种用于复印机感光鼓的铝合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请人提供了一种用于复印机感光鼓的铝合金，由以下重量百分数的元素原料组成：Si：0.12～0.14％；Fe：0.2～0.25％；Cu：0.04～0.06％；Mn：1.05～1.1％；Ti：0.005～0.015％；Na：0‑0.005％；余量为Al。本发明制备得到的铝合金表面光滑、成本低，易于批量生产，并且具有优良的使用性能、力学性能，表面黑线条、针孔、坑等各种缺陷减少。

Description

一种用于复印机感光鼓的铝合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金材料技术领域，尤其是涉及一种用于制备复印机感光鼓的铝合金。
背景技术
感光鼓是复印机的核心部件，在复印机中作为消耗材料使用，而且它的价格也较为昂贵。几乎所有的感光鼓都是用铝管制作的。铝合金圆管的质量要求非常的高，表面无任何缺陷，晶粒细小，降低对光的反射率，保证复印清晰度。但由于原材料中含有的杂质、气孔生产出来的铝管废品率高，普遍在0.3％左右废品率，因此，需要开发一种高品质的感光鼓铝合金原材料配方，提高感光鼓的使用性能、力学性能、降低废品率。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种用于复印机感光鼓的铝合金及其制备方法。本发明制备得到的铝合金表面光滑、成本低，易于批量生产，并且具有优良的使用性能、力学性能，表面黑线条、针孔、坑等各种缺陷减少。
本发明的技术方案如下：
本申请人提供了一种用于复印机感光鼓的铝合金，由以下重量百分数的元素原料组成：
Si：0.12～0.14％；Fe：0.2～0.25％；Cu：0.04～0.06％；Mn：1.05～1.1％；Ti：0.005～0.015％；Na：0-0.005％；余量为Al。
优选的，所述的用于复印机感光鼓的铝合金由以下重量百分数的元素原料组成：
Si：0.13％；Fe：0.22％；Cu：0.05％；Mn：1.07％；Ti：0.0085％；余量为Al。
本申请人还提供了一种所述的用于复印机感光鼓的铝合金的制备方法，具体步骤如下：
(1)投炉前先用耙子把炉壁和炉底的氧化物清理干净，保证投入的铝锭不受污染，减少后续夹杂和金属化合物杂质点的产生；
(2)将铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在720～760℃，熔化时间2～4小时；
(3)通入纯度99.99％的氮气，压力调节在0.06～0.12Mpa之间，对铝液进行第一次精炼10～15分钟，然后加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.1～0.2％的打渣剂进行打渣，让铝液和杂质彻底分离，然后进行扒渣；
(4)扒渣后加入的铁、铜、锰；静置10～15分钟；等中间合金完全熔化后进行第二次精炼20～30分钟，加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.4～0.5％的除钠剂；对铝合金液中的钠元素去除，防止后续杂质元素的产生，然后进行扒渣；
(5)扒渣后加入硅、钛合金进行第三次精炼20～40分钟，加入各自重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.4～0.5％的除镁剂、除钙剂，对铝合金液中的钙、镁进行去除，防止后续夹杂和化合物的产生，进行扒渣；
(6)静置10～25分钟，加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.5～0.6％覆盖剂均匀覆盖在铝合金液表面，防止铝合金液中气体进入溶体进行二次污染，等待铸造放水；
(7)铸造时，准备好过滤袋放入流槽对铝合金液进行一级初过滤，然后经过放置60～80目的过滤板对铝合金液二级过滤，把大于100微米以上的杂质全部过滤掉；再经过管式过滤对铝合金液进行三级过滤，对铝合金液中小于100微米的杂质过滤80％以上，达到精过滤，使铝合金液中的杂质和粗大的析出物进行彻底过滤；铸造过程中铝合金液温度控制在700～720℃；铸造后得到棒料；铸造过程中铝合金液温度控制在700～720℃，让铝合金液中的金属间化合物完全不产生，达到彻底除氢、除气效果，从而提高感光鼓的使用性能和成品率；
(8)对棒料进行均质化处理，均质温度600～620℃；保温8～10小时后进行强风冷却；然后将均质后的棒料切割成相应的尺寸；
(9)对步骤(7)得到的棒料加热到440～460℃，模筒温度控制在400～420℃；在10.5～11.5mm/s的挤压速度下挤出管坯；
(10)管坯挤压出来进行冷拔工序，管坯经过精拉模，变形量控制在35％以内，冷拔出相应的精拉管；
(11)对精拉管进行保温处理，温度380～390℃，时间20～26小时；然后自然冷却至室温；
(12)将步骤(10)得到的精拉管切割成相应长度的管材，经过加工中心车掉表面0.5MM的氧化层，得到表面光洁的管材，经过氧化处理生产出复印机感光鼓的铝合金管材。
本发明有益的技术效果在于：
本发明制备得到的铝合金具有使用性能、机械性能优良，成品率高等优点。该铝合金管材组织不含粗大的析出物、夹杂物及金属间化合物质点。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行具体描述。
实施例1
本申请人提供了一种用于复印机感光鼓的铝合金，由以下重量百分数的元素原料组成：
Si：0.13％；Fe：0.22％；Cu：0.05％；Mn：1.07％；Ti：0.0085％；余量为Al。
所述用于复印机感光鼓的铝合金的制备方法具体步骤如下：
(1)投炉前先用耙子把炉壁和炉底的氧化物清理干净，保证投入的铝锭不受污染，减少后续夹杂和金属化合物杂质点的产生；
(2)将铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在740℃，熔化时间3小时；
(3)通入纯度99.99％的氮气，压力调节在0.08Mpa，对铝液进行第一次精炼12分钟，然后加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.15％的打渣剂进行打渣，让铝液和杂质彻底分离，然后进行扒渣；
(4)扒渣后加入的铁、铜、锰；静置13分钟；等中间合金完全熔化后进行第二次精炼25分钟，加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.45％的除钠剂；对铝合金液中的钠元素去除，防止后续杂质元素的产生，然后进行扒渣；
(5)扒渣后加入硅、钛合金进行第三次精炼30分钟，加入各自重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.45％的除镁剂、除钙剂，对铝合金液中的钙、镁进行去除，防止后续夹杂和化合物的产生，进行扒渣；
(6)静置20分钟，加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.55％覆盖剂均匀覆盖在铝合金液表面，防止铝合金液中气体进入溶体进行二次污染，等待铸造放水；
(7)铸造时，准备好过滤袋放入流槽对铝合金液进行一级初过滤，然后经过放置80目的过滤板对铝合金液二级过滤，把大于100微米以上的杂质全部过滤掉；再经过管式过滤对铝合金液进行三级过滤，对铝合金液中小于100微米的杂质过滤80％以上，达到精过滤，使铝合金液中的杂质和粗大的析出物进行彻底过滤；铸造过程中铝合金液温度控制在710℃；铸造后得到棒料；
(8)对棒料进行均质化处理，均质温度610℃；保温9小时后进行强风冷却；然后将均质后的棒料切割成相应的尺寸；
(9)对步骤(7)得到的棒料加热到450℃，模筒温度控制在410℃；在11mm/s的挤压速度下挤出管坯；
(10)管坯挤压出来进行冷拔工序，管坯经过精拉模，变形量控制在35％以内，冷拔出相应的精拉管；
(11)对精拉管进行保温处理，温度385℃，时间24小时；然后自然冷却至室温；
(12)将步骤(10)得到的精拉管切割成相应长度的管材，经过加工中心车掉表面0.5MM的氧化层，得到表面光洁的管材，经过氧化处理生产出复印机感光鼓的铝合金管材。
实施例2
本申请人提供了一种用于复印机感光鼓的铝合金，由以下重量百分数的元素原料组成：
Si：0.12％；Fe：0.2％；Cu：0.04％；Mn：1.05％；Ti：0.005％；Na：0.004％；余量为Al。
所述用于复印机感光鼓的铝合金的制备方法具体步骤如下：
(1)投炉前先用耙子把炉壁和炉底的氧化物清理干净，保证投入的铝锭不受污染，减少后续夹杂和金属化合物杂质点的产生；
(2)将铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在720℃，熔化时间4小时；
(3)通入纯度99.99％的氮气，压力调节在0.06Mpa之间，对铝液进行第一次精炼15分钟，然后加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.1％的打渣剂进行打渣，让铝液和杂质彻底分离，然后进行扒渣；
(4)扒渣后加入的铁、铜、锰；静置10分钟；等中间合金完全熔化后进行第二次精炼30分钟，加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.4％的除钠剂；对铝合金液中的钠元素去除，防止后续杂质元素的产生，然后进行扒渣；
(5)扒渣后加入硅、钛合金进行第三次精炼40分钟，加入各自重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.4％的除镁剂、除钙剂，对铝合金液中的钙、镁进行去除，防止后续夹杂和化合物的产生，进行扒渣；
(6)静置10分钟，加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.5％覆盖剂均匀覆盖在铝合金液表面，防止铝合金液中气体进入溶体进行二次污染，等待铸造放水；
(7)铸造时，准备好过滤袋放入流槽对铝合金液进行一级初过滤，然后经过放置80目的过滤板对铝合金液二级过滤，把大于100微米以上的杂质全部过滤掉；再经过管式过滤对铝合金液进行三级过滤，对铝合金液中小于100微米的杂质过滤80％以上，达到精过滤，使铝合金液中的杂质和粗大的析出物进行彻底过滤；铸造过程中铝合金液温度控制在700℃；铸造后得到棒料；
(8)对棒料进行均质化处理，均质温度600℃；保温10小时后进行强风冷却；然后将均质后的棒料切割成相应的尺寸；
(9)对步骤(7)得到的棒料加热到440℃，模筒温度控制在400℃；在10.5mm/s的挤压速度下挤出管坯；
(10)管坯挤压出来进行冷拔工序，管坯经过精拉模，变形量控制在35％以内，冷拔出相应的精拉管；
(11)对精拉管进行保温处理，温度380℃，时间26小时；然后自然冷却至室温；
(12)将步骤(10)得到的精拉管切割成相应长度的管材，经过加工中心车掉表面0.5MM的氧化层，得到表面光洁的管材，经过氧化处理生产出复印机感光鼓的铝合金管材。
实施例3
本申请人提供了一种用于复印机感光鼓的铝合金，由以下重量百分数的元素原料组成：
Si：0.14％；Fe：0.25％；Cu：0.06％；Mn：1.1％；Ti：0.015％；Na：0.001％；余量为Al。
所述用于复印机感光鼓的铝合金的制备方法具体步骤如下：
(1)投炉前先用耙子把炉壁和炉底的氧化物清理干净，保证投入的铝锭不受污染，减少后续夹杂和金属化合物杂质点的产生；
(2)将铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在760℃，熔化时间2小时；
(3)通入纯度99.99％的氮气，压力调节在0.12Mpa之间，对铝液进行第一次精炼10分钟，然后加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.2％的打渣剂进行打渣，让铝液和杂质彻底分离，然后进行扒渣；
(4)扒渣后加入的铁、铜、锰；静置15分钟；等中间合金完全熔化后进行第二次精炼20分钟，加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.5％的除钠剂；对铝合金液中的钠元素去除，防止后续杂质元素的产生，然后进行扒渣；
(5)扒渣后加入硅、钛合金进行第三次精炼20分钟，加入各自重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.5％的除镁剂、除钙剂，对铝合金液中的钙、镁进行去除，防止后续夹杂和化合物的产生，进行扒渣；
(6)静置25分钟，加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.6％覆盖剂均匀覆盖在铝合金液表面，防止铝合金液中气体进入溶体进行二次污染，等待铸造放水；
(7)铸造时，准备好过滤袋放入流槽对铝合金液进行一级初过滤，然后经过放置60目的过滤板对铝合金液二级过滤，把大于100微米以上的杂质全部过滤掉；再经过管式过滤对铝合金液进行三级过滤，对铝合金液中小于100微米的杂质过滤80％以上，达到精过滤，使铝合金液中的杂质和粗大的析出物进行彻底过滤；铸造过程中铝合金液温度控制在720℃；
(8)对棒料进行均质化处理，均质温度620℃；保温8小时后进行强风冷却；然后将均质后的棒料切割成相应的尺寸；
(9)对步骤(7)得到的棒料加热到460℃，模筒温度控制在420℃；在11.5mm/s的挤压速度下挤出管坯；
(10)管坯挤压出来进行冷拔工序，管坯经过精拉模，变形量控制在35％以内，冷拔出相应的精拉管；
(11)对精拉管进行保温处理，温度390℃，时间20小时；然后自然冷却至室温；
(12)将步骤(10)得到的精拉管切割成相应长度的管材，经过加工中心车掉表面0.5MM的氧化层，得到表面光洁的管材，经过氧化处理生产出复印机感光鼓的铝合金管材。
实施例1～3所用的打渣剂、除钠剂、除镁剂、除钙剂、覆盖剂等均为市面上常用的铝合金熔炼用添加剂。
测试例：
对实施例1～3制备得到的铝合金进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1
实施例 1 2 3
抗拉强度(MPa) 255 240 245
屈服强度(MPa) 218 210 215
延伸率(％) 6.0 5.5 5.8
废品率(％) 0.045 0.055 0.055
粗大析出物 无 无 无
金属化合物 无 无 无
杂质(小于20微米以下) 3 4 3
注：表1中的杂质是指晶粒之间夹杂物的数量。
从表1的数据可以看到，本发明制备得到的用于复印机感光鼓的铝合金的强度、硬度、韧性都得到了很大提高，并且废品率、晶间杂质大大降低。

Claims (2)

1.一种用于复印机感光鼓的铝合金，其特征在于由以下重量百分数的元素原料组成：
Si：0.12～0.14％；Fe：0.2～0.25％；Cu：0.04～0.06％；Mn：1.05～1.1％；Ti：0.005～0.015％；Na：0-0.005％；余量为Al；
所述的用于复印机感光鼓的铝合金的制备方法，具体步骤如下：
(1)投炉前先用耙子把炉壁和炉底的氧化物清理干净，保证投入的铝锭不受污染，减少后续夹杂和金属化合物杂质点的产生；
(2)将铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在720～760℃，熔化时间2～4小时；
(3)通入纯度99.99％的氮气，压力调节在0.06～0.12Mpa之间，对铝液进行第一次精炼10～15分钟，然后加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.1～0.2％的打渣剂进行打渣，让铝液和杂质彻底分离，然后进行扒渣；
(4)扒渣后加入的铁、铜、锰；静置10～15分钟；等中间合金完全熔化后进行第二次精炼20～30分钟，加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.4～0.5％的除钠剂；对铝合金液中的钠元素去除，防止后续杂质元素的产生，然后进行扒渣；
(5)扒渣后加入硅、钛合金进行第三次精炼20～40分钟，加入各自重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.4～0.5％的除镁剂、除钙剂，对铝合金液中的钙、镁进行去除，防止后续夹杂和化合物的产生，进行扒渣；
(6)静置10～25分钟，加入重量为所述用于复印机感光鼓的铝合金的重量的0.5～0.6％覆盖剂均匀覆盖在铝合金液表面，防止铝合金液中气体进入溶体进行二次污染，等待铸造放水；
(7)铸造时，准备好过滤袋放入流槽对铝合金液进行一级初过滤，然后经过放置60～80目的过滤板对铝合金液二级过滤，把大于100微米以上的杂质全部过滤掉；再经过管式过滤对铝合金液进行三级过滤，对铝合金液中小于100微米的杂质过滤80％以上，达到精过滤，使铝合金液中的杂质和粗大的析出物进行彻底过滤；铸造过程中铝合金液温度控制在700～720℃；铸造后得到棒料；
(8)对棒料进行均质化处理，均质温度600～620℃；保温8～10小时后进行强风冷却；然后将均质后的棒料切割成相应的尺寸；
(9)对步骤(7)得到的棒料加热到440～460℃，模筒温度控制在400～420℃；在10.5～11.5mm/s的挤压速度下挤出管坯；
(10)管坯挤压出来进行冷拔工序，管坯经过精拉模，变形量控制在35％以内，冷拔出相应的精拉管；
(11)对精拉管进行保温处理，温度380～390℃，时间20～26小时；然后自然冷却至室温；
(12)将步骤(10)得到的精拉管切割成相应长度的管材，经过加工中心车掉表面0.5mm的氧化层，得到表面光洁的管材，经过氧化处理生产出复印机感光鼓的铝合金管材。
2.根据权利要求1所述的用于复印机感光鼓的铝合金，其特征在于由以下重量百分数的元素原料组成：
Si：0.13％；Fe：0.22％；Cu：0.05％；Mn：1.07％；Ti：0.0085％；余量为Al。
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