CN106756306A - 一种门窗用铝合金的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种门窗用铝合金的加工方法，包括铝合金精炼铸造、挤压成型、热处理、表面渗氮处理、后续加工等步骤，本发明通过将棒材在350‑400℃下保温随后放入挤压成型机的模具中，在有润滑剂后的条件下进行挤压成型，挤压速度为4m/min‑6m/min，得到铝合金型材，并随后进行固溶、淬火、时效处理后表面渗氮，提高了铝合金的硬度和强度和易加工性，型材成品率高，提高了门窗寿命。

Description

一种门窗用铝合金的加工方法
技术领域
本发明涉及材料技术领域，具体的说，是一种门窗用铝合金的加工方法。
背景技术
随着人们生活方式日益丰富多样，对于建筑质量要求的提高更显得尤为突出，现今所用的门窗有金属制的、塑料制、木制等几种，制作门窗的材料成为主要研究的对象。由于铝合金比强度高、易于成形、导热性好、价格较低，在交通运输、建筑、包装、通讯、航天航空、军事及电子工业等领域获得了广泛的应用，是除了铁之外用量最多的金属材料，是国民经济不可或缺的基础原材料。特别是进入21世纪后，面对资源与环境问题的严峻挑战，世界各国对材料的选择正从传统的钢铁材料向轻合金及其复合材料、高分子及其复合材料、陶瓷及其复合材料转移，其中尤以轻合金材料为主，而在轻合金材料中，镁合金虽然密度比铝合金小，但镁锭成本较高，与铁易发生电偶腐烛，且零件制造过程中还有许多亟待解决的技术障碍，而铝合金以其来源广，制造技术相对成熟，零件制造成本较低，且机械强度较高，有的可同中碳钢相比，因此，铝合金将成为未来工业的首选金属材料，并且呈现出突飞猛进地发展趋势，是具有广泛应用前景的轻金属材料。
当前，铝合金在建筑上的运用越来越广泛，可用于制作门窗的型材，铝及其合金由于其优良的性能，在使用中几乎不被腐蚀，延长了门窗的使用寿命降低了成本，同时由于铝及其合金可以被无限次的回收和利用，每次回收所消耗的能量仅是原铝生产的5％，同时，铝合金门窗型材力学性能优秀，抗风压性能好，因此在门窗行业，铝合金型材得到广泛应用。
当前门窗行业制备种所用的铝合金具体加工工序主要包括合金配料、熔炼精炼、铸造得铸棒、挤压成型、热处理、表面处理、后续机加工等，铝合金的机械性能、易加工性和成品率仍有进一步提升的空间，主要是目前所用的门窗用铝合金在加工过程中的工艺还需要进一步改善，如组分不能适应高性能门窗的需要，加工过程缺陷多，成品率低等问题，对成型后的铝合金门窗的外观、性能产生影响。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种门窗用铝合金的加工方法，能够显著提高门窗用铝合金材料的性能，提高加工过程的集成度，提高成品率。
本发明完整的技术方案包括：
一种门窗用铝合金的加工方法，包括如下步骤：
(1)铝合金精炼铸造：选择下列组分的铝合金：以重量份计，Si：10.8-11.3份，Mg：0.45-0.72份，Mn：0.3-0.5份，Zn：2.25-2.45份，B：0.075-0.12份，Ti：0.5-0.9份，稀土元素0.93-0.98份，Al：75-80份；对上述原料进行称取、熔炼、变质细化精炼后浇注，得到铝合金棒材；
(2)挤压成型：将上述得到的棒材去除表面氧化皮，并进行超声波清洗后加热，在350-400℃下保温3-4小时；随后将挤压模具在加热至400℃-420℃，将铝合金棒材放入挤压成型机的模具中，在有润滑剂后的条件下进行挤压成型，挤压速度为4m/min-6m/min，得到铝合金型材；
(3)热处理：将铝合金型材在热处理炉中，以80℃/小时的速度均匀升温到520℃，保温10小时，随后浸水冷却淬火，使型材在5min内冷却至180℃-200℃，淬火后随后再次对型材加热，使其在150℃保温2.5小时；
(4)表面渗氮处理：将铝合金型材进行盐溶表面渗氮，使其表面渗氮厚度为60μm左右；
(5)对渗氮后的铝合金型材采用阳极氧化使其表面形成钝化膜，随后根据需要进行着色处理，随后进行下料切割、去毛刺、钻冲、组装等工艺。
所述步骤(1)的稀土元素中，按重量百分含量含有如下组分：La：14.2-16.7％，Nd：18.6-21.4％，余量为Ce。
步骤(4)中的表面渗氮处理可根据铝合金门窗的表面硬度要求进行选择或省略。
本发明相对于现有技术的优点在于：采用合理组分的铝合金配比，提高了铝合金的硬度和强度和易加工性，采用合理的挤压成型工艺，使得到的型材成品率高，通过固溶、淬火、时效热处理工艺，使强化相充分溶解在组织中，提高了性能的均匀性，并可根据所要加工的门窗表面硬度要求，选择性的对其施加渗氮处理，提高表面硬度，提高了门窗寿命。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
一种门窗用铝合金的加工方法，包括如下步骤：
(1)铝合金精炼铸造：选择下列组分的铝合金：以重量份计，Si：10.8-11.3份，Mg：0.45-0.72份，Mn：0.3-0.5份，Zn：2.25-2.45份，B：0.075-0.12份，Ti：0.5-0.9份，稀土元素0.93-0.98份，Al：75-80份；对上述原料进行称取、熔炼、变质细化精炼后浇注，得到铝合金棒材；稀土元素中，按重量百分含量含有如下组分：La：14.2-16.7％，Nd：18.6-21.4％，余量为Ce。
(2)挤压成型：将上述得到的棒材去除表面氧化皮，并进行超声波清洗后加热，在380℃下保温3-4小时；随后将挤压模具在加热至400℃，将铝合金棒材放入挤压成型机的模具中，在有润滑剂后的条件下进行挤压成型，挤压速度为4m/min，得到铝合金型材；
(3)热处理：将铝合金型材在热处理炉中，以80℃/小时的速度均匀升温到520℃，保温10小时，随后浸水冷却淬火，使型材在5min内冷却至180℃，淬火后型材温度冷却到120℃左右时再次对型材加热，使其在150℃保温2.5小时；
(4)表面渗氮处理：将铝合金型材进行盐溶表面渗氮，使其表面渗氮厚度为60μm左右；
(5)对渗氮后的铝合金型材采用阳极氧化使其表面形成钝化膜，随后根据需要进行着色处理，随后进行下料切割、去毛刺、钻冲、组装等工艺。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种门窗用铝合金的加工方法，包括如下步骤：
(1)铝合金精炼铸造：选择下列组分的铝合金：以重量份计，Si：10.8-11.3份，Mg：0.45-0.72份，Mn：0.3-0.5份，Zn：2.25-2.45份，B：0.075-0.12份，Ti：0.5-0.9份，稀土元素0.93-0.98份，Al：75-80份；对上述原料进行称取、熔炼、变质细化精炼后浇注，得到铝合金棒材；
(2)挤压成型：将步骤(1)得到的棒材去除表面氧化皮，并进行超声波清洗后加热，在350-400℃下保温3-4小时；随后将挤压模具在加热至400℃-420℃，将铝合金棒材放入挤压成型机的模具中，在有润滑剂后的条件下进行挤压成型，挤压速度为4m/min-6m/min，得到铝合金型材；
(3)热处理：将步骤(2)得到的铝合金型材在热处理炉中，以80℃/小时的速度均匀升温到520℃，保温10小时，随后浸水冷却淬火，使型材在5min内冷却至180℃-200℃，淬火后随后再次对型材加热，使其在150℃保温2.5小时；
(4)表面渗氮处理：将步骤(3)得到的铝合金型材进行盐溶表面渗氮，使其表面渗氮厚度为60μm左右；
(5)对步骤(4)渗氮后的铝合金型材采用阳极氧化使其表面形成钝化膜，随后根据需要进行着色处理，随后进行下料切割、去毛刺、钻冲、组装等工艺。
2.权利要求1所述的门窗用铝合金的加工方法，其特征在于，所述步骤(1)的稀土元素中，按重量百分含量含有如下组分：La：14.2-16.7％，Nd：18.6-21.4％，余量为Ce。
3.权利要求2所述的门窗用铝合金的加工方法，其特征在于，步骤(4)中的表面渗氮处理可根据铝合金门窗的表面硬度要求进行选择。
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