CN107217183A - 一种新6系铝合金模板生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铝合金生产技术领域,涉及一种新6系铝合金模板生产工艺,包括配料、熔铸、挤压成型、淬火、热处理、模板焊接等步骤,通过严格控制其中的各个参数,将生产工艺优化后,铝合金模板日产量由原来的30吨左右提升至55吨左右,铝合金铸锭不再需要进行均质化处理,节约了生产周期及成本,另外调整时效制度后,缩短了时效时间,加快了铝合金型材进炉频率,使得生产周期进一步缩短。
Description
技术领域
本发明属于铝合金生产技术领域,涉及一种新6系铝合金模板生产工艺。
背景技术
铝是地壳中含量较多的元素之一,其含量达8.8%,居四大金属元素之首,占整个金属元素质量的1/3。由于制铝技术的改进,铝工业以惊人的速度发展。到2004年,世界铝产量达2980万吨,其中我国为680万吨,居世界第三位,铝合金的品种已超过千种。由于铝材的发展,铝的加工技术也得到突飞猛进的进步。铝合金因其质量轻、比强度高、低温性能好、可塑性好易于加工及耐腐蚀等特点,在建筑、航空航天工业、车辆制造、压力容器及交通运输等领域得到了广泛的应用。
其中,铝合金模板由于其施工周期短、重复利用次数多、施工方便、高效、稳定性好、承载力高、应用广泛、砼表面质量好、施工现场整洁、建筑垃圾少、通用性强以及回收价值高等优点,已经在建筑行业中广泛应用。6005A铝合金模板在建筑领域应用广泛,但在挤压生产时由于突破压力较高、型材尺寸差、表面质量差、淬火敏感性相对较高等问题,使得使用6005A铝合金生产铝合金模板时,生产速度没有提升空间,存在成本高、生产周期长及生产效率低等问题。
发明内容
有鉴于此,本发明为了解决通过6005A铝合金生产铝合金模板时,存在生产成本高、生产周期长及生产效率低等问题问题,提供一种新6系铝合金模板生产工艺。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:包括如下步骤:
A、按照如下重量份数比配制铝合金原料:Si 0.60~0.80%、Mg 0.55~0.60%、Fe0.12~0.18%、Cu≤0.02%、Mn≤0.02%、Cr≤0.02%、Ti≤0.02%、Zn≤0.02%、余量Al;
B、将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中熔炼为液态铝合金,将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭;
C、将熔铸后的铝合金铸锭经过预加热后送入铝合金挤压机中挤压成型,得到铝合金型材,其中铝合金铸锭预加热后的温度为475~485℃,挤压机的挤压速度为7.5~9.5m/min,挤压机的挤出口压力为22~30Mpa,挤压机的出口温度≥500℃;
D、将挤压机挤出后的铝合金型材进行淬火,淬火中的冷却方式为风冷淬火,风冷淬火过程中严格控制上下风机距离铝合金型材表面的高度,上风机距铝合金型材表面高度≤420mm,下风机距铝合金型材表面高度≤320mm,淬火区域长度控制在10m以内,淬火结束后的铝合金型材出淬火区的温度为148~188℃;
E、将淬火后的铝合金型材进行时效热处理,时效温度为150~200℃,时效时间为5~10h;
F、将时效热处理后的铝合金型材焊接成为铝合金模板。
进一步,步骤B中铝合金熔铸的过程为熔融、搅拌、扒渣、取样化验、静置保温、精炼、二次搅拌、二次扒渣、在线细化、除气、过滤、铸造。
进一步,步骤B中熔炼炉的温度控制在700~750℃,并且使用精炼剂进行精炼。
进一步,步骤C中挤压机的挤出口压力为24Mpa。
进一步,步骤D中铝合金淬火冷却速度为50~80℃/min。
本发明的有益效果在于:
1、本发明的新6系铝合金模板将铝合金原料成分进行优化,增加铝合金铸锭中的Si含量,减少Cu、Mg、Cr等合金元素的含量,使熔铸后的铝合金铸锭变形能力较强,铝合金铸锭在挤压过程中所需的挤出口压力较小,铝合金铸锭的挤压速度能够得到大幅提高,铝合金型材的生产效率也得到了提高,也保证了铝合金铸锭生产的稳定性;同时生产的铝合金型材表面及尺寸精度较好。
2、本发明的新6系铝合金模板生产工艺减少了铝合金铸锭均质化的步骤,经过实验验证,铸造后的铝合金铸锭进行均质化与未进行均质化,其力学性能相差较小,因此选择不进行均质处理,减少铝合金模板的制造成本,提高生产效率。
3、本发明的新6系铝合金模板省去均质化处理的原因主要是铝合金原料中Si含量比较高,其他合金成分含量较小,熔铸后的铝合金铸锭中合金分布较为均匀。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1:
一种新6系铝合金模板生产工艺,包括如下步骤:
A、配料:铝合金型材各元素质量百分数配比如下:
元素 | Si | Mg | Fe | Cu | Mn | Cr | Ti | Zn | Al |
含量 | 0.78 | 0.60 | 0.15 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 余量 |
B、熔铸:将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中熔炼为液态铝合金,熔炼炉的温度控制在700℃,并且使用精炼剂将液态铝合金精炼,将精炼后的液态铝合金熔铸为铝合金铸锭;铝合金熔铸的过程为熔融、搅拌、扒渣、取样化验、静置保温、精炼、二次搅拌、二次扒渣、在线细化、除气、过滤、铸造;
C、挤压成型:将熔铸后的铝合金铸锭经过预加热后送入铝合金挤压机中挤压成型,得到铝合金型材,其中铝合金铸锭预加热后的温度为475℃,挤压机的挤压速度为7.5m/min,挤压机的挤出口压力为24Mpa,挤压机的出口温度为500℃;
D、淬火:将挤出机挤出后的铝合金型材进行淬火,铝合金淬火冷却速度为50℃/min,淬火中的冷却方式为风冷淬火,风冷淬火过程中严格控制上下风机距离铝合金型材表面的高度,上风机距铝合金型材表面高度为420mm,下风机距铝合金型材表面高度为320mm,淬火区域长度控制在10m,淬火结束后的铝合金型材出淬火区的温度为148℃;
E、热处理:将淬火后的铝合金型材进行时效热处理,时效温度为150℃,时效时间为5h;
F、模板焊接:将时效热处理后的铝合金型材焊接成为铝合金模板。
实施例二:
一种新6系铝合金模板生产工艺,包括如下步骤:
A、配料:铝合金型材各元素质量百分数配比如下:
元素 | Si | Mg | Fe | Cu | Mn | Cr | Ti | Zn | Al |
含量 | 0.80 | 0.60 | 0.18 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 余量 |
B、熔铸:将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中熔炼为液态铝合金,熔炼炉的温度控制在750℃,并且使用精炼剂将液态铝合金精炼,将精炼后的液态铝合金熔铸为铝合金铸锭;铝合金熔铸的过程为熔融、搅拌、扒渣、取样化验、静置保温、精炼、二次搅拌、二次扒渣、在线细化、除气、过滤、铸造;
C、挤压成型:将熔铸后的铝合金铸锭经过预加热后送入铝合金挤压机中挤压成型,得到铝合金型材,其中铝合金铸锭预加热后的温度为485℃,挤压机的挤压速度为9.5m/min,挤压机的挤出口压力为24Mpa,挤压机的出口温度为500℃;
D、淬火:将挤出机挤出后的铝合金型材进行淬火,铝合金淬火冷却速度为80℃/min,淬火中的冷却方式为风冷淬火,风冷淬火过程中严格控制上下风机距离铝合金型材表面的高度,上风机距铝合金型材表面高度为420mm,下风机距铝合金型材表面高度为320mm,淬火区域长度控制在10m,淬火结束后的铝合金型材出淬火区的温度为188℃;
E、热处理:将淬火后的铝合金型材进行时效热处理,时效温度为200℃,时效时间为10h;
F、模板焊接:将时效热处理后的铝合金型材焊接成为铝合金模板。
实施例三:
实施例三与实施例二的区别在于,淬火后的铝合金型材时效热处理的时效温度为175℃,时效时间为8h。
实施例四:
实施例四与实施例三的区别在于,淬火后的铝合金型材时效热处理的时效温度为190℃,时效时间为6h。
对比例一:
对比例一与实施例二的区别在于,步骤B与步骤C之间加入均质化处理过程,即将熔铸后的铝合金铸锭在均质炉中进行均质化处理,均质化温度为450℃,保温时间为8小时,均质化后的铝合金铸锭快速冷却至室温。
对比例二:
对比例二与对比例一的区别在于,均质化温度为550℃。
实施例一至四与对比例一、对比例二力学性能的对比见表一:
根据《GB-T 228-2002金属材料室温拉伸试验方法》进行钢材拉伸试验,测得屈服强度、抗拉强度和延伸率的测试,硬度的测试是通过韦氏硬度仪器测试得到。
表一:
实施例一 | 实施例二 | 实施例三 | 实施例四 | 对比例一 | 对比例二 | |
屈服强度(Mpa) | 230 | 232 | 248 | 255 | 227 | 228 |
抗拉强度(Mpa) | 262 | 258 | 284 | 274 | 261 | 262 |
延伸率(%) | 11.2 | 12.5 | 10.5 | 9.4 | 13.5 | 13.6 |
硬度(HW) | 15.5 | 15.3 | 15.6 | 15.8 | 15.0 | 14.9 |
实施例三和实施例四两种时效制度下的力学性能均能满足生产要求,为了实现提升生产效率及节约能源,最后将时效制度定为190℃×6h。
相比于6005A-T6铝合金的时效175℃×8h,本发明中的新6系铝合金型材的时效制度为190℃×6h,通过时间测量,由175℃升温至190℃需要50min左右,175℃从铝合金型材进炉到时效完成出炉的时间大约为11h左右,两天理论上可以进4炉;而190℃从产品进炉到时效完成出炉的时间大约为9h左右,两天理论上可以进5炉,可以提升铝合金时效效率。
对实施例四时效热处理后铝合金型材焊接后的铝合金模板,选取三个样本送至国家检测中心进行刚度性能和强度性能的检测。
国家检验中心送检铝合金模板的检测结果见表二、表三:
表二:刚度性能检测结果一览表
表三:强度性能检测结果一览表
经过国家检验中心送检铝合金模板的检测,我公司生产的新6系铝合金模板完全符合钢模板的标准。充分证明,新6系铝合金模板能够代替老合金,满足客户对材料的强度及钢度的要求。
通过将6系铝合金模板生产工艺优化后,首先铝合金模板日产量由原来的30吨左右提升至55吨左右;其次铝合金铸锭不再需要进行均质化处理,节约了生产周期及成本;另外调整时效制度后,缩短了时效时间,加快了铝合金型材进炉频率,使得生产周期进一步缩短。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (5)
1.一种新6系铝合金模板生产工艺,其特征在于,包括如下步骤:
A、按照如下重量份数比配制铝合金原料:Si 0.60~0.80%、Mg 0.55~0.60%、Fe0.12~0.18%、Cu≤0.02%、Mn≤0.02%、Cr≤0.02%、Ti≤0.02%、Zn≤0.02%、余量Al;
B、将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中熔炼为液态铝合金,将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭;
C、将熔铸后的铝合金铸锭经过预加热后送入铝合金挤压机中挤压成型,得到铝合金型材,其中铝合金铸锭预加热后的温度为475~485℃,挤压机的挤压速度为7.5~9.5m/min,挤压机的出口压力为22~30Mpa,挤压机的出口温度≥500℃;
D、将挤压机挤出后的铝合金型材进行淬火,淬火中的冷却方式为风冷淬火,风冷淬火过程中严格控制上下风机距离铝合金型材表面的高度,上风机距铝合金型材表面高度≤420mm,下风机距铝合金型材表面高度≤320mm,淬火区域长度控制在10m以内,淬火结束后的铝合金型材出淬火区的温度为148~188℃;
E、将淬火后的铝合金型材进行时效热处理,时效温度为150~200℃,时效时间为5~10h;
F、将时效热处理后的铝合金型材焊接成为铝合金模板。
2.如权利要求1所述的新6系铝合金模板生产工艺,其特征在于,步骤B中铝合金熔铸的过程为熔融、搅拌、扒渣、取样化验、静置保温、精炼、二次搅拌、二次扒渣、在线细化、除气、过滤、铸造。
3.如权利要求2所述的新6系铝合金模板生产工艺,其特征在于,步骤B中熔炼炉的温度控制在700~750℃,并且使用精炼剂进行精炼。
4.如权利要求3所述的新6系铝合金模板生产工艺,其特征在于,步骤C中挤压机的出口压力为24Mpa。
5.如权利要求4所述的新6系铝合金模板生产工艺,其特征在于,步骤D中铝合金淬火冷却速度为50~80℃/min。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170929 |
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