CN107868894A - 高抗压强度拉手用5005铝合金及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高抗压强度拉手用5005铝合金及制备方法，其特征在于，其化学组分按重量百分比为：Mg:1.1‑1.3％、Si:0.17‑0.24％、Fe:0.01‑0.05％、Cr:0.01‑0.03％、Mn≤0.02％、Zn≤0.03％、Cu≤0.02％、其它杂质元素单个含量≤0.02％、其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。本发明的铝合金拉手通过增加镁和硅的含量，调整其他合计元素的含量及制备工艺及参数，使得铝合金拉手的抗压强度得到极大的提高，能够承受200磅抗压测试不变形，并且制备的铝合金拉手壁厚更薄，节省材料，节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种5系铝合金加工技术领域，具体涉及一种适用于电冰箱、冰柜、微波炉等家电的高抗压强度拉手用5005铝合金及制备方法。
背景技术
传统的电冰箱、冰柜、微波炉等家电门的拉手主要为单纯塑料组件、不锈钢或铜组件、铝合金和塑料复合组件等，单纯塑料组件强度不够，容易老化，在高温下容易变形；不锈钢或铜组件材料紧缺，制作成本高；铝合金和塑料复合组件需要连接或粘合剂强度较好，才能保证使用寿命。
铝及铝合金材料由于具有密度小、比强度高、比刚度高、弹性好、抗冲击性能良好、耐腐蚀、耐磨、高导电、高导热、易表面着色、易加工、可回收再生等优良特性，广泛用于交通运输、包装容器、建筑装饰、航空航天、机械电器、电子通讯、石油化工、家电制造等行业。在家电门拉手中，由于铝合金拉手外观设计时尚、美观豪华，具有表面金属感强、涂层颜色丰富多彩、造型流畅优美、款式多样、轻便灵巧、高档豪华和绿色环保耐用等特点，普遍受到人们的欢迎。据统计，目前铝合金拉手在北美、欧洲等发达国家市场占有率，大约占整个家电市场(主要为电冰箱、冰柜等)门拉手的85％。而在国内，铝合金拉手大约占整个家电市场(主要为电冰箱、冰柜等)门拉手的50％左右。因此，作为绿色环保潮流的家电铝合金拉手产品同样具有非常广阔的市场。
本发明人于2014年9月发明了一种家电拉手用铝合金及其熔体的净化方法，如下：
专利名称：家电拉手用铝合金及其熔体的净化方法，专利号：201410451477.1，摘要：一种家电拉手用铝合金及其熔体的净化方法，其特征在于，其化学组分按重量百分比为Mg:1.0～1.12％、Si：0.16～0.22％、La+Ce：0.1～0.5％、Fe﹤0.25％、Cr:≤0.02％、Mn:≤0.02％、Zn≤0.03％、Cu≤0.02％、其它杂质元素单个含量≤0.02％、其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。本发明家电拉手用铝合金通过添加稀土元素La和Ce，能够改善铝合金型材的表面质量和提高铝合金的挤压速度；采用本发明家电拉手用铝合金生产的家电门拉手具有表面光滑，金属感强，绿色环保耐用，抗碰撞，耐腐蚀，强度高，良好的机械性能等优点。
但是，上述铝合金拉手存在着抗压强度差的问题。采用上述铝合金生产的拉手，拉手安装在冰箱后，当使用机械手吊机搬起冰箱时，容易夹到冰箱把手，导致把手被压弯变形。因此，研制一种高抗压强度拉手用5005铝合金，不满足客户的性能要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种高抗压强度拉手用5005铝合金及制备方法，改制备方法通过增加镁和硅的含量，调整其他合计元素的含量及制备工艺及参数，使得铝合金拉手的抗压强度得到极大的提高，能够承受200磅抗压测试的要求，并且制备的铝合金拉手厚度更薄，节省材料，节约成本。
本发明是这样实现的：
一种高抗压强度拉手用5005铝合金,其特征在于，其化学组分按重量百分比为：
Mg:1.1-1.3％、Si:0.17-0.24％、Fe:0.01-0.05％、Cr:0.01-0.03％、Mn≤0.02％、Zn≤0.03％、Cu≤0.02％、其它杂质元素单个含量≤0.02％、其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。
进一步优选，其化学组分按重量百分比为：Mg:1.1-1.2％、Si:0.19-0.22％、Fe:0.01-0.03％、Cr:0.02-0.03％、Mn≤0.02％、Zn≤0.03％、Cu≤0.02％、其它杂质元素单个含量≤0.02％、其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。
本发明高抗压强度拉手用5005铝合金的制备方法，其特征在于：包括熔炼、精炼、铸造、均匀化、挤压和人工时效的步骤，过程如下：
(1)熔炼：将纯度为99.75％以上的铝锭投入熔炼炉中，按比例加入镁锭和铝硅中间合金，镁锭加入方式为将镁锭放入铁笼中，采用叉车铁笼吊起送入熔炼炉，并在熔炼炉内缓慢移动，直到镁锭完全融化，炉料在熔炼炉加热融化后搅拌20-30min，取样进行成分分析合格后转入保温炉，熔炼温度为700-750℃，熔炼时间为7-8小时；
(2)精炼：将保温炉内的铝液进行炉内精炼，将旋转喷吹除气装置的吹头伸入至保温炉的铝液中，由旋转吹头向铝液通入氯气和氩气进行精炼，精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量，精炼完成后进行过滤除渣，铝液进入过滤装置之前，在铝液中加入铝钛硼晶粒细化剂进行晶粒细化；
(3)铸造：将精炼后的铝液进行铸造，所述铸造速度为20mm/min-30mm/min，铸造水压为0.02MPa-0.05MPa，铸造温度为710℃-740℃；
(4)均匀化：将铸造后铝铸送入热处理炉中均匀化退火处理，在550-580℃温度下保温8-10h，然后将铝铸转移至风冷却炉内进行强力冷却；
(5)挤压：采用1200T挤压机对铝铸进行挤压，得到铝合金拉手型材，挤压前先将铝棒、挤压筒和模具加热到一定温度，铝棒、挤压筒和模具达到设定的温度后上模进行挤压，挤压后立即将铝合金型材通过冷水槽中快速冷却；
(6)人工时效:将铝合金拉手型材锯切成客户要求的长度后进行压弯，采用隔条将铝合金拉手叠放，然后将铝合金拉手放入时效炉进行人工时效，时效温度为190-200℃，保温时间为170-190min，出炉空冷。
进一步优选，所述步骤2中氩气流量为130-140L/min，氯气流量为110-140L/min，转子转速为450-550rpm/min。
进一步优选，所述挤压的主缸速度为2.3-4.0mm/s，铝棒温度为480-490℃，挤压筒温度为440-450℃，模具温度为480-490℃。
进一步优选，所述时效温度为195℃，保温时间为17590min。
本发明的突出的实质性特点和显著的进步是：
本发明通过增加镁和硅的含量，调整其他合计元素的含量及制备工艺及参数，使得铝合金拉手的抗压强度得到极大的提高，能够承受200磅抗压测试的要求，生产的铝合金拉手性能符合客户的要求，并且制备的铝合金拉手厚度更薄，节省材料，节约成本，当使用机械手吊机搬起冰箱时，就算夹到冰箱铝合金把手，也不会导致铝合金把手被压弯变形。
附图说明
图1是本发明铝合金拉手的剖视结构示意图；
图2是申请人原有的合金拉手的剖视结构示意图；
具体实施方式
实施例1
按重量百分比为：Mg:1.1％、Si:0.17％、Fe:0.01％、Cr:0.01％、Mn≤0.02％、Zn≤0.03％、Cu≤0.02％、其它杂质元素单个含量≤0.02％、其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al，进行配料，并按如下步骤进行制备：
(1)熔炼：将纯度为99.75％以上的铝锭投入熔炼炉中，按比例加入镁锭和铝硅中间合金，镁锭加入方式为将镁锭放入铁笼中，采用叉车铁笼吊起送入熔炼炉，并在熔炼炉内缓慢移动，直到镁锭完全融化，炉料在熔炼炉加热融化后搅拌20-30min，取样进行成分分析合格后转入保温炉，熔炼温度为700-750℃，熔炼时间为7-8小时；
(2)精炼：将保温炉内的铝液进行炉内精炼，将旋转喷吹除气装置的吹头伸入至保温炉的铝液中，由旋转吹头向铝液通入氯气和氩气进行精炼，精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量，精炼完成后进行过滤除渣，铝液进入过滤装置之前，在铝液中加入铝钛硼晶粒细化剂进行晶粒细化；氩气流量为130-140L/min，氯气流量为110-140L/min，转子转速为450-550rpm/min；
(3)铸造：将精炼后的铝液进行铸造，所述铸造速度为20mm/min-30mm/min，铸造水压为0.02MPa-0.05MPa，铸造温度为710℃-740℃；
(4)均匀化：将铸造后铝铸送入热处理炉中均匀化退火处理，在550-580℃温度下保温8-10h，然后将铝铸转移至风冷却炉内进行强力冷却；
(5)挤压：采用1200T挤压机对铝铸进行挤压，得到铝合金拉手型材，挤压前先将铝棒、挤压筒和模具加热到一定温度，铝棒、挤压筒和模具达到设定的温度后上模进行挤压，挤压后立即将铝合金型材通过冷水槽中快速冷却；所述挤压的主缸速度为2.3-4.0mm/s，铝棒温度为480-490℃，挤压筒温度为440-450℃，模具温度为480-490℃；
(6)人工时效:将铝合金拉手型材锯切成客户要求的长度后进行压弯，采用隔条将铝合金拉手叠放，然后将铝合金拉手放入时效炉进行人工时效，时效温度为190-200℃，保温时间为170-190min，出炉空冷。
实施例2
按重量百分比为：Mg:1.2％、Si:0.20％、Fe:0.02％、Cr:0.01-0.03％、Mn≤0.02％、Zn≤0.03％、Cu≤0.02％、其它杂质元素单个含量≤0.02％、其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al，进行配料，并按如下步骤进行制备：
(1)熔炼：将纯度为99.75％以上的铝锭投入熔炼炉中，按比例加入镁锭和铝硅中间合金，镁锭加入方式为将镁锭放入铁笼中，采用叉车铁笼吊起送入熔炼炉，并在熔炼炉内缓慢移动，直到镁锭完全融化，炉料在熔炼炉加热融化后搅拌20-30min，取样进行成分分析合格后转入保温炉，熔炼温度为700-750℃，熔炼时间为7-8小时；
(2)精炼：将保温炉内的铝液进行炉内精炼，将旋转喷吹除气装置的吹头伸入至保温炉的铝液中，由旋转吹头向铝液通入氯气和氩气进行精炼，精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量，精炼完成后进行过滤除渣，铝液进入过滤装置之前，在铝液中加入铝钛硼晶粒细化剂进行晶粒细化；氩气流量为130-140L/min，氯气流量为110-140L/min，转子转速为450-550rpm/min；
(3)铸造：将精炼后的铝液进行铸造，所述铸造速度为20mm/min-30mm/min，铸造水压为0.02MPa-0.05MPa，铸造温度为710℃-740℃；
(4)均匀化：将铸造后铝铸送入热处理炉中均匀化退火处理，在550-580℃温度下保温8-10h，然后将铝铸转移至风冷却炉内进行强力冷却；
(5)挤压：采用1200T挤压机对铝铸进行挤压，得到铝合金拉手型材，挤压前先将铝棒、挤压筒和模具加热到一定温度，铝棒、挤压筒和模具达到设定的温度后上模进行挤压，挤压后立即将铝合金型材通过冷水槽中快速冷却；所述挤压的主缸速度为2.3-4.0mm/s，铝棒温度为480-490℃，挤压筒温度为440-450℃，模具温度为480-490℃；
(6)人工时效:将铝合金拉手型材锯切成客户要求的长度后进行压弯，采用隔条将铝合金拉手叠放，然后将铝合金拉手放入时效炉进行人工时效，时效温度为190-200℃，保温时间为170-190min，出炉空冷。
实施例3
按重量百分比为：Mg:1.25％、Si:0.22％、Fe:0.03％、Cr:0.01-0.03％、Mn≤0.02％、Zn≤0.03％、Cu≤0.02％、其它杂质元素单个含量≤0.02％、其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al，进行配料，并按如下步骤进行制备：
(1)熔炼：将纯度为99.75％以上的铝锭投入熔炼炉中，按比例加入镁锭和铝硅中间合金，镁锭加入方式为将镁锭放入铁笼中，采用叉车铁笼吊起送入熔炼炉，并在熔炼炉内缓慢移动，直到镁锭完全融化，炉料在熔炼炉加热融化后搅拌20-30min，取样进行成分分析合格后转入保温炉，熔炼温度为700-750℃，熔炼时间为7-8小时；
(2)精炼：将保温炉内的铝液进行炉内精炼，将旋转喷吹除气装置的吹头伸入至保温炉的铝液中，由旋转吹头向铝液通入氯气和氩气进行精炼，精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量，精炼完成后进行过滤除渣，铝液进入过滤装置之前，在铝液中加入铝钛硼晶粒细化剂进行晶粒细化；氩气流量为130-140L/min，氯气流量为110-140L/min，转子转速为450-550rpm/min；
(3)铸造：将精炼后的铝液进行铸造，所述铸造速度为20mm/min-30mm/min，铸造水压为0.02MPa-0.05MPa，铸造温度为710℃-740℃；
(4)均匀化：将铸造后铝铸送入热处理炉中均匀化退火处理，在550-580℃温度下保温8-10h，然后将铝铸转移至风冷却炉内进行强力冷却；
(5)挤压：采用1200T挤压机对铝铸进行挤压，得到铝合金拉手型材，挤压前先将铝棒、挤压筒和模具加热到一定温度，铝棒、挤压筒和模具达到设定的温度后上模进行挤压，挤压后立即将铝合金型材通过冷水槽中快速冷却；所述挤压的主缸速度为2.3-4.0mm/s，铝棒温度为480-490℃，挤压筒温度为440-450℃，模具温度为480-490℃；
(6)人工时效:将铝合金拉手型材锯切成客户要求的长度后进行压弯，采用隔条将铝合金拉手叠放，然后将铝合金拉手放入时效炉进行人工时效，时效温度为190-200℃，保温时间为170-190min，出炉空冷。
实施例4
按重量百分比为：Mg:1.3％、Si:0.24％、Fe:0.05％、Cr:0.03％、Mn≤0.02％、Zn≤0.03％、Cu≤0.02％、其它杂质元素单个含量≤0.02％、其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al，进行配料，并按如下步骤进行制备：
(1)熔炼：将纯度为99.75％以上的铝锭投入熔炼炉中，按比例加入镁锭和铝硅中间合金，镁锭加入方式为将镁锭放入铁笼中，采用叉车铁笼吊起送入熔炼炉，并在熔炼炉内缓慢移动，直到镁锭完全融化，炉料在熔炼炉加热融化后搅拌20-30min，取样进行成分分析合格后转入保温炉，熔炼温度为700-750℃，熔炼时间为7-8小时；
(2)精炼：将保温炉内的铝液进行炉内精炼，将旋转喷吹除气装置的吹头伸入至保温炉的铝液中，由旋转吹头向铝液通入氯气和氩气进行精炼，精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量，精炼完成后进行过滤除渣，铝液进入过滤装置之前，在铝液中加入铝钛硼晶粒细化剂进行晶粒细化；氩气流量为130-140L/min，氯气流量为110-140L/min，转子转速为450-550rpm/min；
(3)铸造：将精炼后的铝液进行铸造，所述铸造速度为20mm/min-30mm/min，铸造水压为0.02MPa-0.05MPa，铸造温度为710℃-740℃；
(4)均匀化：将铸造后铝铸送入热处理炉中均匀化退火处理，在550-580℃温度下保温8-10h，然后将铝铸转移至风冷却炉内进行强力冷却；
(5)挤压：采用1200T挤压机对铝铸进行挤压，得到铝合金拉手型材，挤压前先将铝棒、挤压筒和模具加热到一定温度，铝棒、挤压筒和模具达到设定的温度后上模进行挤压，挤压后立即将铝合金型材通过冷水槽中快速冷却；所述挤压的主缸速度为2.3-4.0mm/s，铝棒温度为480-490℃，挤压筒温度为440-450℃，模具温度为480-490℃；
(6)人工时效:将铝合金拉手型材锯切成客户要求的长度后进行压弯，采用隔条将铝合金拉手叠放，然后将铝合金拉手放入时效炉进行人工时效，时效温度为190-200℃，保温时间为170-190min，出炉空冷。
采用本发明的实施例2制备的铝合金拉手，壁厚有1.6cm，如图1所示，能够承受200磅抗压测试，铝合金拉手不变形；而申请人原先制备的铝合金拉手壁厚为3.5cm，如图2所示，并且不能能够承受200磅抗压测试。
Claims (6)
1.一种高抗压强度拉手用5005铝合金,其特征在于，其化学组分按重量百分比为：Mg:1.1-1.3％、Si:0.17-0.24％、Fe:0.01-0.05％、Cr:0.01-0.03％、Mn≤0.02％、Zn≤0.03％、Cu≤0.02％、其它杂质元素单个含量≤0.02％、其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。
2.根据权利要求1所述的高抗压强度拉手用5005铝合金，其特征在于：其化学组分按重量百分比为：Mg:1.1-1.2％、Si:0.19-0.22％、Fe:0.01-0.03％、Cr:0.02-0.03％、Mn≤0.02％、Zn≤0.03％、Cu≤0.02％、其它杂质元素单个含量≤0.02％、其它杂质元素总含量≤0.15％，余量为Al。
3.权利要求1或2所述的一种高抗压强度拉手用5005铝合金的制备方法，其特征在于：包括熔炼、精炼、铸造、均匀化、挤压和人工时效的步骤，过程如下：
(1)熔炼：将纯度为99.75％以上的铝锭投入熔炼炉中，按比例加入镁锭和铝硅中间合金，镁锭加入方式为将镁锭放入铁笼中，采用叉车铁笼吊起送入熔炼炉，并在熔炼炉内缓慢移动，直到镁锭完全融化，炉料在熔炼炉加热融化后搅拌20-30min，取样进行成分分析合格后转入保温炉，熔炼温度为700-750℃，熔炼时间为7-8小时；
(2)精炼：将保温炉内的铝液进行炉内精炼，将旋转喷吹除气装置的吹头伸入至保温炉的铝液中，由旋转吹头向铝液通入氯气和氩气进行精炼，精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量，精炼完成后进行过滤除渣，铝液进入过滤装置之前，在铝液中加入铝钛硼晶粒细化剂进行晶粒细化；
(3)铸造：将精炼后的铝液进行铸造，所述铸造速度为20mm/min-30mm/min，铸造水压为0.02MPa-0.05MPa，铸造温度为710℃-740℃；
(4)均匀化：将铸造后铝铸送入热处理炉中均匀化退火处理，在550-580℃温度下保温8-10h，然后将铝铸转移至风冷却炉内进行强力冷却；
(5)挤压：采用1200T挤压机对铝铸进行挤压，得到铝合金拉手型材，挤压前先将铝棒、挤压筒和模具加热到一定温度，铝棒、挤压筒和模具达到设定的温度后上模进行挤压，挤压后立即将铝合金型材通过冷水槽中快速冷却；
(6)人工时效:将铝合金拉手型材锯切成客户要求的长度后进行压弯，采用隔条将铝合金拉手叠放，然后将铝合金拉手放入时效炉进行人工时效，时效温度为190-200℃，保温时间为170-190min，出炉空冷。
4.根据权利要求3所述的高抗压强度拉手用5005铝合金的制备方法，其特征在于：所述步骤2中氩气流量为130-140L/min，氯气流量为110-140L/min，转子转速为450-550rpm/min。
5.根据权利要求3所述的高抗压强度拉手用5005铝合金的制备方法，其特征在于：所述挤压的主缸速度为2.3-4.0mm/s，铝棒温度为480-490℃，挤压筒温度为440-450℃，模具温度为480-490℃。
6.根据权利要求3所述的高抗压强度拉手用5005铝合金的制备方法，其特征在于：所述时效温度为195℃，保温时间为17590min。
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Denomination of invention: 5005 aluminum alloy for high compressive strength handle and its preparation method Effective date of registration: 20211213 Granted publication date: 20191105 Pledgee: Nanning Branch of Guilin Bank Co.,Ltd. Pledgor: ALNAN ALUMINUM Co.,Ltd. Registration number: Y2021450000061 |
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