CN107723533A - 一种轻量型铝合金龙骨及其制备方法 - Google Patents

一种轻量型铝合金龙骨及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及铝合金技术领域，且公开了一种轻量型铝合金龙骨，包括以下原料(wt％)：Mg：1.0‑3.0，Si：0.4‑1.6，Cu：0.4‑1.0，Cr：0.8‑1.0，Fe：1.0‑3.0，Mn：0.4‑1.0，Ag：0.2‑0.6，Zn：1.0‑3.0，V：0.4‑0.8，余量的铝及不可避免的杂质。该轻型铝合金龙骨及其制备方法，使用铝合金作为主体，且铝合金龙骨大多是T型的，在安装时更加的方便，材料新颖独特，品质高档，耐刮伤，表面硬度达到蓝宝石级，环保无毒、防火，抗干扰、可屏蔽电磁波和具备优良的散热性能，并且铝合金龙骨吊顶具有重量轻、强度高、适应防水、防震、防尘、隔音、吸音和恒温等功效，同时还具有工期短和施工简便等优点，重量只有不锈钢的三分之一重且容易加工成型，抗氧化能力强，节约了成本，使用更方便。

Description

一种轻量型铝合金龙骨及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，具体为一种轻量型铝合金龙骨及其制备方法。
背景技术
铝是产量仅次于钢铁的第二大类金属材料，由于性能好，用途广，需量大，且回收成本低，被誉为“万能金属”，统计表明：我国现有124个产业中有113个行业使用铝制品，产业关联度高达91％，因而铝产业是国民经济持续发展的重要支柱性原材料产业之一。
龙骨，是用来支撑造型和固定结构的一种建筑材料，广泛应用于宾馆、候机楼、客运站、车站、剧场、商场、工厂、办公楼、旧建筑改造、室内装修设置和顶棚等场所，龙骨是装修的骨架和基材，使用非常普遍。
中国专利CN 103437564 B提出了一种龙骨安装方法，该专利提供的木龙骨实现螺纹啮合的锚固原理，使锚固力增强，也不会出现螺纹啮合的长度较短而肉眼看不见的安全隐患，同时具有降低成本、安装便捷、便于拆卸以及重复安装等优点，但是该木龙骨在重量比较重，强度不及铝合金龙骨，在防水、防震、防尘、隔音、吸音和恒温等方面不够完善，故而提出一种轻量型铝合金龙骨及其制备方法来解决上述所提出的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种轻量型铝合金龙骨及其制备方法，具备重量轻、强度高、适应防水、防震、防尘、隔音、吸音和恒温等优点，解决了轻钢龙骨一般是U或者C型的，在安装上繁杂，费时费力，而且稳定性没有铝合金龙骨强，在施工时麻烦，增大了工作人员的劳动强度的问题。
(二)技术方案
为实现上述重量轻、强度高、适应防水、防震、防尘、隔音、吸音和恒温目的，本发明提供如下技术方案：一种轻量型铝合金龙骨及其制备方法，包括以下原料(wt％)：Mg：1.0-3.0，Si：0.4-1.6，Cu：0.4-1.0，Cr：0.8-1.0，Fe：1.0-3.0，Mn：0.4-1.0，Ag：0.2-0.6，Zn：1.0-3.0，V：0.4-0.8，余量的铝及不可避免的杂质。
优选的，包括以下原料(wt％)：Mg：1.0，Si：0.4，Cu：0.4，Cr：0.8，Fe：1.0，Mn：0.4，Ag：0.2，Zn：1.0，V：0.4，余量的铝及不可避免的杂质。
优选的，包括以下原料(wt％)：Mg：3.0，Si：1.6，Cu：1.0，Cr：1.0，Fe：3.0，Mn：1.0，Ag：0.6，Zn：3.0，V：0.8，余量的铝及不可避免的杂质。
优选的，包括以下原料(wt％)：Mg：2.0，Si：1.0，Cu：0.7，Cr：0.9，Fe：2.0，Mn：0.7，Ag：0.4，Zn：2.0，V：0.6，余量的铝及不可避免的杂质。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种轻量型铝合金龙骨的制备方法，包括以下步骤：
1)取Mg：1.0-3.0，Si：0.4-1.6，Cu：0.4-1.0，Cr：0.8-1.0，Fe：1.0-3.0，Mn：0.4-1.0，Ag：0.2-0.6，Zn：1.0-3.0，V：0.4-0.8，余量的铝混合后放入熔炼炉中熔融铸造处理，铸造时熔融温度到液相线温度的冷却速率低于200℃/min，收集铝合金铸块，备用；
2)取步骤1)中留作备用的铝合金铸块，实施均质化热处理，在200℃以下且100℃以上的温度下保持4～8小时后，以200℃/小时以上的速率加热到500℃以上的均质化温度，接着以500℃以上的温度进行均热处理，使铝合金元素和粗大的化合物充分固溶，收集铝合金铸块，备用；
3)取步骤2)中留作备用的铝合金铸块，实施固溶或淬火处理，固溶处理优选在500℃以上至熔点以下的温度范围进行，然后对铸块进行淬火处理，淬火处理分别选择使用喷雾、喷水和浸渍等的水冷方法，从而使冷却速率在10℃/秒以上急冷处理，收集铸块，备用；
4)取步骤3)留作备用的铸块，用连续式的热处理设备，以大约150℃/分的速率加热铸件，在到达600℃的固溶处理温度的时刻保持60秒，处理后的铸件冷却至常温，收集铸块，备用；
5)取步骤4)留作备用的铸块，加热至熔融状态，然后模具定型中，自然冷却后得到轻型铝合金龙骨。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种轻量型铝合金龙骨及其制备方法，具备以下有益效果：
1、该轻型铝合金龙骨及其制备方法，通过加入Mn和Cr，Mn在均质化热处理时生成分散粒子，Cr能够聚合分散的离子，加强粘合性，而分散粒子具有妨碍再结晶后的晶界移动的效果，因此能够起到聚合微细的晶粒的效果，确保了铝合金材料均匀融合，加强铝合金板的挤压成形性和卷边加工性，融合材料会随着铝合金组织的晶粒微细而提高，防变形能力得到加强，也减少了所需加入金属的用量，大大降低了龙骨的重量，方便人们使用。
2、该轻型铝合金龙骨及其制备方法，通过加入Cu，Cu在本发明的比较温度短时间的人工时效处理的条件下，促进铝合金材料组织的结晶晶内的有助于强度提高的时效析出物的形成，另外，熔融的Cu也利于铝合金成形性提高的效果，加强了铝合金的防变形能力，然后通过加入Zn，Zn的中压性能优越，可进行深拉延，并具有自润滑性，延长了铝合金龙骨的使用寿命，可用钎焊或电阻焊或电弧焊在氦气中进行焊接，表面可进行电镀涂漆处理，切削加工性能良好，方便了加工，减少了工作人员的劳动强度。
3、该轻型铝合金龙骨及其制备方法，通过加入Si和Mg，Si和Mg都在固溶强化和涂装烘烤处理等的所述温度下的人工时效处理时形成有助于强度提高的时效析出物，发挥时效硬化能力，使铝合金板兼具挤压成形性和卷边加工性等弯曲加工性，提高了铝合金的防变形能力，并且Si和Mg的质量都比较轻，使得龙骨的整体重量大幅度减小，而性能却进一步加强，使用领域更广，方便了人们使用，通过加入Mg，Mg在固溶强化和涂装烘烤处理等的所述人工时效处理时，与Si一起形成有助于强度提高的时效析出物，发挥时效硬化能力，另外，Mg作为面板能够大幅度减轻重量，使得龙骨整体重量降低，工作人员安装简单，方便了人们使用。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种轻量型铝合金龙骨，包括以下原料(wt％)：Mg：1.0，Si：0.4，Cu：0.4，Cr：0.8，Fe：1.0，Mn：0.4，Ag：0.2，Zn：1.0，V：0.4，余量的铝及不可避免的杂质。
一种轻量型铝合金龙骨的制备方法，包括以下步骤：
1)取Mg：1.0，Si：0.4，Cu：0.4，Cr：0.8，Fe：1.0，Mn：0.4，Ag：0.2，Zn：1.0，V：0.4，余量的铝混合后放入熔炼炉中熔融铸造处理，铸造时熔融温度到液相线温度的冷却速率低于200℃/min，收集铝合金铸块，备用；
2)取步骤1)中留作备用的铝合金铸块，实施均质化热处理，在200℃以下且100℃以上的温度下保持4小时后，以200℃/小时以上的速率加热到500℃以上的均质化温度，接着以500℃以上的温度进行均热处理，使铝合金元素和粗大的化合物充分固溶，收集铝合金铸块，备用；
3)取步骤2)中留作备用的铝合金铸块，实施固溶或淬火处理，固溶处理优选在500℃以上至熔点以下的温度范围进行，然后对铸块进行淬火处理，淬火处理选择使用喷雾的水冷方法，从而使冷却速率在10℃/秒以上急冷处理，收集铸块，备用；
4)取步骤3)留作备用的铸块，用连续式的热处理设备，以大约150℃/分的速率加热铸件，在到达600℃的固溶处理温度的时刻保持60秒，处理后的铸件冷却至常温，收集铸块，备用；
5)取步骤4)留作备用的铸块，加热至熔融状态，然后模具定型中，自然冷却后得到轻型铝合金龙骨。
实施例二：
一种轻量型铝合金龙骨，包括以下原料(wt％)：Mg：3.0，Si：1.6，Cu：1.0，Cr：1.0，Fe：3.0，Mn：1.0，Ag：0.6，Zn：3.0，V：0.8，余量的铝及不可避免的杂质。
一种轻量型铝合金龙骨的制备方法，包括以下步骤：
1)取Mg：3.0，Si：1.6，Cu：1.0，Cr：1.0，Fe：3.0，Mn：1.0，Ag：0.6，Zn：3.0，V：0.8，余量的铝混合后放入熔炼炉中熔融铸造处理，铸造时熔融温度到液相线温度的冷却速率低于200℃/min，收集铝合金铸块，备用；
2)取步骤1)中留作备用的铝合金铸块，实施均质化热处理，在200℃以下且100℃以上的温度下保持8小时后，以200℃/小时以上的速率加热到500℃以上的均质化温度，接着以500℃以上的温度进行均热处理，使铝合金元素和粗大的化合物充分固溶，收集铝合金铸块，备用；
3)取步骤2)中留作备用的铝合金铸块，实施固溶或淬火处理，固溶处理优选在500℃以上至熔点以下的温度范围进行，然后对铸块进行淬火处理，淬火处理选择使用浸渍的水冷方法，从而使冷却速率在50℃/秒以上急冷处理，收集铸块，备用；
4)取步骤3)留作备用的铸块，用连续式的热处理设备，以大约150℃/分的速率加热铸件，在到达600℃的固溶处理温度的时刻保持60秒，处理后的铸件冷却至常温，收集铸块，备用；
5)取步骤4)留作备用的铸块，加热至熔融状态，然后模具定型中，自然冷却后得到轻型铝合金龙骨。
实施例三：
一种轻量型铝合金龙骨，包括以下原料(wt％)：Mg：2.0，Si：1.0，Cu：0.7，Cr：0.9，Fe：2.0，Mn：0.7，Ag：0.4，Zn：2.0，V：0.6，余量的铝及不可避免的杂质。
一种轻量型铝合金龙骨的制备方法，包括以下步骤：
1)取Mg：2.0，Si：1.0，Cu：0.7，Cr：0.9，Fe：2.0，Mn：0.7，Ag：0.4，Zn：2.0，V：0.6，余量的铝混合后放入熔炼炉中熔融铸造处理，铸造时熔融温度到液相线温度的冷却速率低于200℃/min，收集铝合金铸块，备用；
2)取步骤1)中留作备用的铝合金铸块，实施均质化热处理，在200℃以下且100℃以上的温度下保持6小时后，以200℃/小时以上的速率加热到500℃以上的均质化温度，接着以500℃以上的温度进行均热处理，使铝合金元素和粗大的化合物充分固溶，收集铝合金铸块，备用；
3)取步骤2)中留作备用的铝合金铸块，实施固溶或淬火处理，固溶处理优选在500℃以上至熔点以下的温度范围进行，然后对铸块进行淬火处理，淬火处理选择使用喷水的水冷方法，从而使冷却速率在30℃/秒以上急冷处理，收集铸块，备用；
4)取步骤3)留作备用的铸块，用连续式的热处理设备，以大约150℃/分的速率加热铸件，在到达600℃的固溶处理温度的时刻保持60秒，处理后的铸件冷却至常温，收集铸块，备用；
5)取步骤4)留作备用的铸块，加热至熔融状态，然后模具定型中，自然冷却后得到轻型铝合金龙骨。
本发明的有益效果是：通过加入Mn和Cr，Mn在均质化热处理时生成分散粒子，Cr能够聚合分散的离子，加强粘合性，而分散粒子具有妨碍再结晶后的晶界移动的效果，因此能够起到聚合微细的晶粒的效果，确保了铝合金材料均匀融合，加强铝合金板的挤压成形性和卷边加工性，融合材料会随着铝合金组织的晶粒微细而提高，防变形能力得到加强，也减少了所需加入金属的用量，大大降低了龙骨的重量，方便人们使用，通过加入Cu，Cu在本发明的比较温度短时间的人工时效处理的条件下，促进铝合金材料组织的结晶晶内的有助于强度提高的时效析出物的形成，另外，熔融的Cu也利于铝合金成形性提高的效果，加强了铝合金的防变形能力，然后通过加入Zn，Zn的中压性能优越，可进行深拉延，并具有自润滑性，延长了铝合金龙骨的使用寿命，可用钎焊或电阻焊或电弧焊在氦气中进行焊接，表面可进行电镀涂漆处理，切削加工性能良好，方便了加工，减少了工作人员的劳动强度，通过加入Si和Mg，Si和Mg都在固溶强化和涂装烘烤处理等的所述温度下的人工时效处理时形成有助于强度提高的时效析出物，发挥时效硬化能力，使铝合金板兼具挤压成形性和卷边加工性等弯曲加工性，提高了铝合金的防变形能力，并且Si和Mg的质量都比较轻，使得龙骨的整体重量大幅度减小，而性能却进一步加强，使用领域更广，方便了人们使用，通过加入Mg，Mg在固溶强化和涂装烘烤处理等的所述人工时效处理时，与Si一起形成有助于强度提高的时效析出物，发挥时效硬化能力，另外，Mg作为面板能够大幅度减轻重量，使得龙骨整体重量降低，工作人员安装简单，方便了人们使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种轻量型铝合金龙骨，其特征在于，包括以下原料(wt％)：Mg：1.0-3.0，Si：0.4-1.6，Cu：0.4-1.0，Cr：0.8-1.0，Fe：1.0-3.0，Mn：0.4-1.0，Ag：0.2-0.6，Zn：1.0-3.0，V：0.4-0.8，余量的铝及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种轻量型铝合金龙骨，其特征在于，包括以下原料(wt％)：Mg：1.0，Si：0.4，Cu：0.4，Cr：0.8，Fe：1.0，Mn：0.4，Ag：0.2，Zn：1.0，V：0.4，余量的铝及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种轻量型铝合金龙骨，其特征在于，包括以下原料(wt％)：Mg：3.0，Si：1.6，Cu：1.0，Cr：1.0，Fe：3.0，Mn：1.0，Ag：0.6，Zn：3.0，V：0.8，余量的铝及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的一种轻量型铝合金龙骨，其特征在于，包括以下原料(wt％)：Mg：2.0，Si：1.0，Cu：0.7，Cr：0.9，Fe：2.0，Mn：0.7，Ag：0.4，Zn：2.0，V：0.6，余量的铝及不可避免的杂质。
5.一种轻量型铝合金龙骨的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)取Mg：1.0-3.0，Si：0.4-1.6，Cu：0.4-1.0，Cr：0.8-1.0，Fe：1.0-3.0，Mn：0.4-1.0，Ag：0.2-0.6，Zn：1.0-3.0，V：0.4-0.8，余量的铝混合后放入熔炼炉中熔融铸造处理，铸造时熔融温度到液相线温度的冷却速率低于200℃/min，收集铝合金铸块，备用；
2)取步骤1)中留作备用的铝合金铸块，实施均质化热处理，在200℃以下且100℃以上的温度下保持4～8小时后，以200℃/小时以上的速率加热到500℃以上的均质化温度，接着以500℃以上的温度进行均热处理，使铝合金元素和粗大的化合物充分固溶，收集铝合金铸块，备用；
3)取步骤2)中留作备用的铝合金铸块，实施固溶或淬火处理，固溶处理优选在500℃以上至熔点以下的温度范围进行，然后对铸块进行淬火处理，淬火处理分别选择使用喷雾、喷水和浸渍等的水冷方法，从而使冷却速率在10℃/秒以上急冷处理，收集铸块，备用；
4)取步骤3)留作备用的铸块，用连续式的热处理设备，以大约150℃/分的速率加热铸件，在到达600℃的固溶处理温度的时刻保持60秒，处理后的铸件冷却至常温，收集铸块，备用；
5)取步骤4)留作备用的铸块，加热至熔融状态，然后模具定型中，自然冷却后得到轻型铝合金龙骨。
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