CN109207812A

CN109207812A - 一种幕墙用6060铝合金板材及其制备方法

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Publication number: CN109207812A
Application number: CN201811452041.9A
Authority: CN
Inventors: 赵俊才; 刘俊涛; 宋扬; 郭富安
Original assignee: TIANJIN ZHONGWANG ALUMINIUM INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: TIANJIN ZHONGWANG ALUMINIUM INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2019-01-15

Abstract

本发明属于铝合金技术领域，涉及一种幕墙用6060铝合金板材及其制备方法，通过对镁、硅、铁、铬等合金元素进行优化调整，保证了产品在具有较高强度的同时也具有较高的延伸率，通过优化的铸造、热轧、冷轧以及固溶、时效工艺，保证化合物沿板材厚度方向分布比较均匀，化合物尺寸细小，能够获得高表面、高折弯性能、板形平整的铝合金板材，同时结合特定的轧制工艺制度和固溶时效制度，工艺流程简单，适合工厂大规模生产，具有较高的成品率。

Description

一种幕墙用6060铝合金板材及其制备方法

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，涉及一种幕墙用6060铝合金板材及其制备方法。

背景技术

铝合金具有比强度高、耐腐蚀、加工性能好、优良的导电性、导热性且易于回收等优点，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中有大量应用。6系铝合金是可热处理强化的铝合金，具有一系列优良的综合性能，中等强度、耐腐蚀、可以阳极氧化着色、无应力腐蚀开裂倾向等优点，在冷加工及其热状态塑性均较好，能挤压、弯折成各种结构复杂的制品。现在幕墙采用3003、3104等3系铝锰合金板材，3系铝合金具备易加工、耐腐蚀等优点，但是3系铝合金的强度较低，只能增加厚度来弥补强度不足，这样导致幕墙重量较大，提高了成本。幕墙框架使用一次成型的6060、6061等合金型材，3系板材和6系型材之间存在焊接性能差、接头易腐蚀、强度差异大等缺点，无法满足建筑所需的防腐蚀以及强度、载荷能力要求。

6060铝合金主要用来挤压产品，无板材生产记录，没有板材对应的力学性能标准要求。如果采用6系板材与6系幕墙框架制作幕墙，就大大减少型材和板材结合处强度、腐蚀性能差异带来的风险，因此有必要研究一种6系铝合金板材来制作幕墙。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决现有技术中幕墙与幕墙框架采用3系和6系铝合金进行焊接的工艺，存在焊接性能差、接头易腐蚀以及强度差异大，无法满足建筑所需要防腐蚀、强度以及载荷要求的问题，提供一种幕墙用6060铝合金板材及其制备方法。

为达到上述目的，本发明提供一种幕墙用6060铝合金板材，包括如下步骤：

A、配料：按照如下质量百分比配料：Si 0.30～0.60％，Fe 0.10～0.30％，Cu＜0.10％，Mn＜0.10％，Mg 0.35～0.60％，Cr＜0.05％，Zn＜0.15％，Ti＜0.10％，其它单个杂质≤0.05％，杂质总量≤0.15％，余量为Al；

B、熔炼：将配制好的除Ti以外铝合金原料置于熔炼炉中熔炼后置于保温炉中保温5～10h，将保温后的铝合金熔体通过流槽铸造为铝合金铸锭，其中流槽内添加含Ti的晶粒细化剂；

C、热轧：将熔炼后的铝合金铸锭在540～600℃保温8～27h后，出炉轧制为铝合金卷材，铝合金卷材的热轧变形量为70％以上，热轧卷材的终轧温度为290～350℃，热轧后铝合金卷材的厚度为3.2～12mm；

D、冷轧：将热轧后铝合金卷材进行冷轧，冷轧的总变形量为45％以上，冷轧后铝合金卷材的厚度为0.8～3.8mm；

E、固溶：将冷轧后的铝合金卷材固溶处理后冷却至室温，固溶温度为540～570℃，保温时间为3～8min，冷却方式为强风水淬，将冷却至室温的铝合金卷材在拉伸矫直机上进行拉伸，拉伸率为0.7～1.8％；

F、时效：将固溶处理后的铝合金卷材加热至155～175℃，保温7～27h。

G、6060卷材分切成客户需求的板材。

进一步，步骤A中Si元素含量为0.35～0.55％，Mg元素含量为0.40～0.60％，Fe元素含量为0.12～0.28％。

进一步，步骤A中Si元素含量为0.40～0.50％，Mg元素含量为0.45～0.56％，Fe元素含量为0.15～0.25％。

进一步，步骤B中晶粒细化剂为Al-3Ti-B或Al-5Ti-0.2B丝中一种或者多种。

进一步，步骤C中铝合金铸锭热轧前进行均匀化处理，加热温度为540～580℃，加热时间为10～27h。

进一步，步骤C中铝合金铸锭热轧前不进行均匀化处理，加热温度为550～590℃，加热时间为8～15h，加热后的铝合金铸锭降温至500～530℃后出炉轧制。

进一步，步骤C中铝合金卷材的热轧变形量为90％以上，热轧卷材的终轧温度为310～340℃。

进一步，步骤D中冷轧变形量为50～75％，冷轧后铝合金卷材的厚度为1.2～3.7mm。

进一步，步骤E中铝合金卷材固溶处理时采用气垫式连续固熔炉。

进一步，步骤F中将固溶处理后的铝合金卷材加热至160～170℃，保温9～18h。

本发明的有益效果在于：

1、本发明所公开的幕墙用6060铝合金板材制备方法，通过对镁、硅、铁、铬等合金元素进行优化调整，保证了产品在具有较高强度的同时也具有较高的延伸率。通过优化的铸造、热轧、冷轧以及固溶、时效工艺，保证化合物沿板材厚度方向分布比较均匀，化合物尺寸细小，能够获得高表面、高折弯性能、板形平整的铝合金板材。同时结合特定的轧制工艺制度和固溶时效制度，工艺流程简单，适合工厂大规模生产，具有较高的成品率。

2、本发明所公开的幕墙用6060铝合金板材制备方法能够制备加工性能良好，强度较高、耐腐蚀性能良好的6060合金板材，通过合适的加工和热处理工艺能够获得焊接性能良好、弯折性能和表面性能优异以及强度较高的铝合金板材，通过该6060铝合金板材制备的幕墙与6060铝合金型材制备的幕墙框架之间不存在焊接性能差、接头易腐蚀以及强度差异大等问题，6060铝合金为中高强度铝合金，能够满足幕墙的强度要求以及建筑所需防腐蚀、强度以及载荷的要求，具有与高层建筑寿命一致的防腐蚀性能，全寿命内不需要进行防腐蚀措施施工，节约成本。

4、本发明所公开的幕墙用6060铝合金板材制备方法中的均匀化可以放在熔铸厂进行，也可以在热轧前进行，可以根据实际情况进行选择。热轧前加热来代替在熔铸厂进行均匀化，铸锭在保温结束后直接热轧，将均匀化和热轧前加热过程合并，省去均匀化加热后的冷却过程，节省了均匀化过程。热轧过程有先后顺序，一起入炉的最后热轧铸锭保温时间较长。将6060铸锭和别的铸锭一起入炉，最后轧制可以省去轧制前保温时间。

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

一种幕墙用6060铝合金板材，包括如下步骤：

A、配料：按照如下质量百分比配料：Si 0.35％，Fe 0.12％，Cu 0.05％，Mn0.08％，Mg 0.45％，Cr 0.02％，Zn 0.03％，Ti 0.03％，其它单个杂质≤0.05％，杂质总量≤0.15％，余量为Al；

B、熔炼：将配制好的除Ti以外铝合金原料置于熔炼炉中熔炼后置于保温炉中保温5～10h，将保温后的铝合金熔体通过流槽铸造为铝合金铸锭，其中流槽内添加Al-3Ti-B丝晶粒细化剂；

C、热轧：将熔炼后的铝合金铸锭锯切、铣面后，加热到550℃，保温3h后出炉轧制为铝合金卷材，铝合金卷材的热轧变形量为78％，热轧卷材的终轧温度为300℃；

D、冷轧：将热轧后铝合金卷材进行冷轧，冷轧的总变形量为66％，冷轧后铝合金卷材的厚度为3mm；

E、固溶：将冷轧后的铝合金卷材采用气垫式连续退火炉固溶处理后冷却至室温，固溶温度为550℃，保温时间为4min，冷却方式为强风水淬，将冷却至室温的铝合金卷材在拉伸矫直机上进行拉伸，拉伸率为1.5％；

F、时效：将固溶处理后的铝合金卷材加热至160℃，保温12h。

G、6060卷材分切成客户需求的板材

实施例2

一种幕墙用6060铝合金板材，包括如下步骤：

A、配料：按照如下质量百分比配料：Si 0.35％，Fe 0.12％，Cu 0.05％，Mn 0.08，Mg 0.45％，Cr 0.02％，Zn 0.03％，Ti 0.03％，其它单个杂质≤0.05％，杂质总量≤0.15％，余量为Al；

C、热轧：将熔炼后的铝合金铸锭锯切、铣面后，加热到540℃，保温12h后出炉轧制为铝合金卷材，铝合金卷材的热轧变形量为85％，热轧卷材的终轧温度为300℃；

D、冷轧：将热轧后铝合金卷材进行冷轧，冷轧的总变形量为90％，冷轧后铝合金卷材的厚度为1.2mm；

E、固溶：将冷轧后的铝合金卷材采用气垫式连续固熔炉固溶处理后冷却至室温，固溶温度为550℃，保温时间为4min，冷却方式为强风水淬，将冷却至室温的铝合金卷材在拉伸矫直机上进行拉伸，拉伸率为1.5％；

F、时效：将固溶处理后的铝合金卷材加热至160℃，保温12h。

G、6060卷材分切成客户需求的板材

实施例3

一种幕墙用6060铝合金板材，包括如下步骤：

A、配料：按照如下质量百分比配料：Si 0.45％，Fe 0.18％，Cu 0.03％，Mn0.10％，Mg 0.55％，Cr 0.01％，Zn 0.04％，Ti 0.05％，其它单个杂质≤0.05％，杂质总量≤0.15％，余量为Al；

B、熔炼：将配制好的除Ti以外铝合金原料置于熔炼炉中熔炼后置于保温炉中保温5～10h，将保温后的铝合金熔体通过流槽铸造为铝合金铸锭，其中流槽内添加Al-5Ti-0.2B丝晶粒细化剂；

C、热轧：将熔炼后的铝合金铸锭不均匀化热处理，热轧前在560℃保温8h，然后降温到520℃，出炉轧制为铝合金卷材，铝合金卷材的热轧变形量为98％，热轧卷材的终轧温度为320℃；

D、冷轧：将热轧后铝合金卷材进行冷轧，冷轧的总变形量为71.8％，冷轧后铝合金卷材的厚度为2.5mm；

E、固溶：将冷轧后的铝合金卷材采用气垫式连续固熔炉固溶处理后冷却至室温，固溶温度为540℃，保温时间为6min，冷却方式为强风水淬，将冷却至室温的铝合金卷材在拉伸矫直机上进行拉伸，拉伸率为1.7％；

F、时效：将固溶处理后的铝合金卷材加热至168℃，保温12h。

G、6060卷材分切成客户需求的板材

实施例4

一种幕墙用6060铝合金板材，包括如下步骤：

C、热轧：将熔炼后的铝合金铸锭不均匀化热处理，热轧前在560℃保温8h，然后降温到520℃，出炉轧制为铝合金卷材，铝合金卷材的热轧变形量为92％，热轧卷材的终轧温度为300℃；

D、冷轧：将热轧后铝合金卷材进行冷轧，冷轧的总变形量为68％，冷轧后铝合金卷材的厚度为3.9mm；

F、时效：将固溶处理后的铝合金卷材加热至168℃，保温12h。

G、6060卷材分切成客户需求的板材

将实施例1～4所加工得到铝合金板材取样进行力学性能和弯曲性能测试。检测结果如表1所示：

表1

由此可见，本发明所公开的幕墙用6060铝合金板材制备方法，通过对合金元素进行优化调整以及优化的铸造、热轧、冷轧以及固溶、时效工艺，保证了化合物沿板材厚度方向分布比较均匀，化合物尺寸细小，最终获得高表面、高折弯性能、板形平整的铝合金板材。

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

1.一种幕墙用6060铝合金板材，其特征在于，包括如下步骤：

A、配料：按照如下质量百分比配料：Si 0.30～0.60％，Fe 0.10～0.30％，Cu＜0.10％，Mn ＜0.10％，Mg 0.35～0.60％，Cr＜0.05％，Zn＜0.15％，Ti＜0.10％，其它单个杂质≤0.05％，杂质总量≤0.15％，余量为Al；

B、熔炼：将配制好的除Ti以外铝合金原料置于熔炼炉中熔炼后置于保温炉中保温5～10h，将保温后的铝合金熔体通过流槽铸造为铝合金铸锭，其中流槽内添加含Ti的晶粒细化剂，铝合金原料的添加顺序为铝锭熔化后添加锰剂、铬剂、铁剂、铜剂最后加入镁锭；

F、时效：将固溶处理后的铝合金板材加热至155～175℃，保温7～27h。

2.如权利要求1所述的幕墙用6060铝合金板材，其特征在于，步骤A中Si元素含量为0.35～0.55％，Mg元素含量为0.40～0.60％，Fe元素含量为0.12～0.28％。

3.如权利要求1所述的幕墙用6060铝合金板材，其特征在于，步骤A中Si元素含量为0.40～0.50％，Mg元素含量为0.45～0.56％，Fe元素含量为0.15～0.25％。

4.如权利要求1所述的幕墙用6060铝合金板材，其特征在于，步骤B中晶粒细化剂为A1-3Ti-B或A1-5Ti-0.2B丝中一种或者多种。

5.如权利要求1所述的幕墙用6060铝合金板材，其特征在于，步骤C中铝合金铸锭热轧前进行均匀化处理，加热温度为540～580℃，加热时间为10～27h。

6.如权利要求1所述的幕墙用6060铝合金板材，其特征在于，步骤C中铝合金铸锭热轧前不进行均匀化处理，加热温度为550～590℃，加热时间为8～15h，加热后的铝合金铸锭降温至500～530℃后出炉轧制。

7.如权利要求1所述的幕墙用6060铝合金板材，其特征在于，步骤C中铝合金卷材的热轧变形量为90％以上，热轧卷材的终轧温度为310～340℃。

8.如权利要求1所述的幕墙用6060铝合金板材，其特征在于，步骤D中冷轧变形量为50～75％，冷轧后铝合金卷材的厚度为1.2～3.7mm。

9.如权利要求1所述的幕墙用6060铝合金板材，其特征在于，步骤E中铝合金卷材固溶处理时采用气垫式连续固熔炉。

10.如权利要求1所述的幕墙用6060铝合金板材，其特征在于，步骤F中将固溶处理后的铝合金卷材加热至160～170℃，保温9～18h。