CN109457147B - 一种铝制打包带及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于打包带制造技术领域，涉及一种铝制打包带，由以下元素组分按照重量百分比配制而成：Si：0.55～0.62％；Mg：0.48～0.56％；Cu≤0.05％；Mn≤0.08％；Cr≤0.08％；Ti≤0.05％；Fe：0.1～0.25％；Zn≤0.05％；其他单种杂质元素≤0.03％；杂质合计≤0.1％；余量为Al，铝制打包带的生产工艺中淬火后的铝制打包带通过牵引卷装机进行在线卷装；牵引卷装后的铝制打包带进行峰值人工时效处理，本发明挤压工艺参数生产的铝制打包带，解决了铝型材挤压过程中较大挤压比导致铝型材成型困难的问题，保证铝型材流速的同时也保证了挤压后铝型材的性能。

Description

一种铝制打包带及其生产工艺
技术领域
本发明属于打包带制造技术领域，涉及一种铝制打包带及其生产工艺，尤其涉及一种通过挤压方式生产的铝制打包带及其生产工艺。
背景技术
打包带别名捆扎带，包装铝型材用打包带(捆扎带)系常以聚乙烯、聚丙烯树脂、冷轧带钢为主要材料，也有以尼龙和聚酯为材料的，经挤出单向拉伸制得目前市场上较好的打包带一般具有弹性回复好，强度高，耐水性好，耐化学性强质轻柔软等功能，即可手工捆扎又可机器捆扎，打包带在捆扎物品时使用方便，但是这些材料用于打包铝型材时，强度和韧性不够，容易拉断，且没有铝合金材质的打包带环保，循环再利用能力差。
公开号为CN108359851A的发明专利公开了一种打包带，取下述重量份的原料构成，包括：Si：1.4％～2.0％，Fe：0.2％～0.4％，Cu：0.15％～0.48％，Mn：0.55％～1.15％，Zn：0.15％～0.45％，余量为Al。还公开了一种生产上述打包带的制造工艺，包括如下步骤：将上述成分配比的铝合金熔化为铝液，铝液经过滤板多层过滤；通过铸造机将铝液铸造成铝合金铸锭；利用铣面机铣去铝合金铸锭表面的偏析夹杂；将铣后的铝合金铸锭放置在保温温度为500℃～600℃的环境下保温，保温时间为2～4小时；将保温后的铝合金铸锭热轧为厚度为4mm～5mm的铝合金卷材；经过多次冷轧后将铝合金卷材冷轧至厚度为0.65mm±0.02mm；通过分切机将铝合金卷材分切为打包带。通过上述方式，本发明强度高于胶带和帆布带，同时具有良好的韧性，在使用时可以有效避免产生回弹现象。但是轧制材普遍较挤压材纵向力学性能低。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决现有技术中用于铝型材包装的打包带循环再利用能力差，同时轧制方式生产的铝制打包带普遍较挤压材纵向力学性能低的问题，提供一种铝制打包带及其生产工艺。
为达到上述目的，本发明提供一种铝制打包带，由以下元素组分按照重量百分比配制而成：Si：0.55～0.62％；Mg：0.48～0.56％；Cu≤0.05％；Mn≤0.08％；Cr≤≤0.08％；Ti≤0.05％；Fe：0.1～0.25％；Zn≤0.05％；其他单种杂质元素≤0.03％；杂质合计≤0.1％；余量为Al。
一种铝制打包带的生产工艺，包括以下步骤：
A、熔铸：将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，将液态铝合金冷却铸造为铝合金铸锭；
B、均匀化处理：将熔铸得到铝合金铸锭加热至530～560℃，保温10～12小时，冷却至常温得到均质后的铝合金铸锭；
C、挤压成型：将均匀化处理的铝合金铸锭置于挤压机模具中均匀挤压，得到尺寸及形位公差符合标准要求的铝制打包带，其中铝合金铸锭加热温度为500～520℃，挤压模具加热温度为450～500℃，挤压筒加热温度为430～450℃，挤压机挤压速度为40～50m/min；
D、淬火处理：将挤压后的铝制打包带进行淬火处理，淬火方式为穿水冷却；
E、牵引卷装：将淬火后的铝制打包带通过牵引卷装机进行在线卷装；
F、时效热处理：将牵引卷装后的铝制打包带进行峰值时效处理，其中时效温度为200±5℃，保温时间为3h。
进一步，步骤C均质化处理的铝合金铸锭置于挤压筒中挤压时采用分段加热的方法，挤压机挤压筒头部的加热温度为440～450℃，中部的加热温度为435～445℃，尾部的加热温度为430～435℃。
进一步，步骤C中挤压机为500NM卧式挤压机，挤压比为284～285。
进一步，步骤C中挤压后铝制打包带截面为19mm×1mm。
进一步，步骤E中牵引卷装机对淬火的铝制打包带匀速牵引的同时将铝制打包带卷装。
进一步，步骤E中牵引卷装机上安装有变频电机。
进一步，步骤E牵引卷装后的铝制打包带接头处通过打包卡扣压合以实现铝制打包带接头的锁死。
本发明的有益效果在于：
1、本发明制备铝制打包带的原材料采用6系铝合金，6系铝合金属Al-Mg-Si系合金，硅是改善流动性的主要成分，从共晶到过共晶都能得到最好的流动性，但结晶析出的硅容易形成硬点，影响切削性，表面质量差，另外硅可改善抗拉强度、硬度、切削性。镁对铝的强化是显著的，每增加1％镁，抗拉强度大约升高约34MPa。但当Mg含量达到0.2-0.5％时，其析出相的硬度高，抗拉强度和弹性模量得到提高，但Mg含量再增加，则容易氧化，破坏金属流动性。经实验采用本发明所公开的铸锭成分区间，最为合理。
2、本发明所公开的铝制打包带的生产工艺，淬火后的铝制打包带通过牵引卷装机进行在线卷装，这种匀速牵引与打包同时进行的方式能够将淬火后的铝制打包带进行拉伸，提高铝制打包带的力学性能。同时牵引卷装机上还安装有变频电机，通过变频电机能够调整铝制打包带的包装和牵引速度。
3、本发明所公开的铝制打包带的生产工艺，牵引卷装后的铝制打包带进行人工时效处理，采用该时效制度，提高了时效温度，加快了过饱和固溶体分解速率，在保证力学性能的前提下，缩短了生产周期。
4、通过本发明所公开的铝制打包带的生产工艺制备的铝制打包带打包铝型材时，铝合金可以循环再利用，挤压铝合金打包带加工成本每米仅0.07元，而采购打包钢带每米约0.4元，若长期大量使用，适合大规模推广铝制打包带。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明实施例中牵引卷装机的结构示意图；
图2为本发明实施例中打包卡扣的截面图；
图3为本发明实施例中打包卡扣压合在铝制打包带接头处的结构示意图。
图中：机箱1、从动轮2、传动轴3、轴承4、卷盘5、变频电机6、主动轴7、皮带8。
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
一种铝制打包带的生产工艺，包括以下步骤：
A、熔铸：制备铝制打包带所使用铝合金铸锭各元素质量百分数配比如下：
元素 Si Mg Cu Mn Cr Ti Fe Zn 杂质 余量
含量 0.60 0.52 0.05 0.08 0.08 0.05 0.20 0.05 0.1 Al
将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，将液态铝合金冷却铸造为铝合金铸锭。
B、均匀化处理：将熔铸得到铝合金铸锭加热至530～560℃，保温10～12小时，冷却至常温得到均质后的铝合金铸锭。
C、挤压成型：将均匀化处理的铝合金铸锭置于挤压机模具中均匀挤压，得到尺寸及形位公差符合标准要求的铝制打包带，其中挤压机为500NM卧式挤压机，挤压比为284.7，铝合金铸锭加热温度为500～520℃，挤压模具加热温度为450～500℃，挤压筒加热温度为430～450℃，挤压机挤压速度为40～50m/min，挤压后铝制打包带截面为19mm×1mm。
D、淬火处理：将挤压后的铝制打包带进行淬火处理，淬火方式为穿水冷却。
E、牵引卷装：将淬火后的铝制打包带通过牵引卷装机(如图1所示)进行在线卷装，牵引卷装机对淬火的铝制打包带匀速牵引的同时将铝制打包带卷装，牵引卷装机上安装有变频电机，牵引卷装后的铝制打包带接头处通过打包卡扣(如图2所示)压合以实现铝制打包带接头的锁死(如图3所示)。
F、时效热处理：将牵引卷装后的铝制打包带进行峰值时效处理，其中时效温度为200±5℃，保温时间为3h。
如图1所述本实施例中的牵引卷装机，包括机箱1、卷盘5和变频电机6，机箱1与变频电机6通过主动轴7连接，机箱1与卷盘5通过传动轴3连接，主动轴7和传动轴3上分别固定连接主动轮和从动轮2，主动轮和从动轮2之间通过皮带8连接，传动轴3与卷盘5的连接处安装轴承4，通过轴承4实现传动轴3与卷盘5的固定连接，待牵引的铝制打包带缠绕在卷盘5上进行牵引拉伸。
对比例
一种铝制打包带的生产工艺，包括以下步骤：
A、熔铸：制备铝制打包带所使用铝合金铸锭各元素质量百分数配比如下：
元素 Si Mg Cu Mn Cr Ti Fe Zn 杂质 余量
含量 0.60 0.52 0.05 0.08 0.08 0.05 0.20 0.05 0.1 Al
将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，将液态铝合金冷却铸造为铝合金铸锭。
B、均匀化处理：将熔铸得到铝合金铸锭加热至530～560℃，保温10～12小时，冷却至常温得到均质后的铝合金铸锭。
C、挤压成型：将均匀化处理的铝合金铸锭置于挤压机模具中均匀挤压，得到尺寸及形位公差符合标准要求的铝制打包带，其中挤压机为500NM卧式挤压机，挤压比为284.7，铝合金铸锭加热温度为500～520℃，挤压模具加热温度为450～500℃，挤压筒加热温度为430～450℃，挤压机挤压速度为40～50m/min，挤压后铝制打包带截面为19mm×1mm。
D、淬火处理：将挤压后的铝制打包带进行淬火处理，淬火方式为穿水冷却。
E、牵引卷装：将淬火后的铝制打包带通过牵引卷装机(如图1所示)进行在线卷装，牵引卷装机对淬火的铝制打包带匀速牵引的同时将铝制打包带卷装，牵引卷装机上安装有变频电机，牵引卷装后的铝制打包带接头处通过打包卡扣(如图2所示)压合以实现铝制打包带接头的锁死(如图3所示)。
F、时效热处理：将牵引卷装后的铝制打包带进行自然时效处理，其中时效时间为96h。
分别选择四组实施例所获得的铝制打包带，对其力学性能进行测试，测试结果见表一：
表一
Figure BDA0001928251270000051
分别选择四组对比例所获得的铝制打包带，对其力学性能进行测试，测试结果见表二：
表二
Figure BDA0001928251270000052
通过对以上相同成分的合金制成的相同规格的铝合金打包带进行不同时效制度的热处理。可以看出，经过人工时效处理的打包带，力学性能明显提高。采用本发明挤压工艺参数生产的铝制打包带，解决了铝型材挤压过程中较大挤压比导致铝型材成型困难的问题，在保证铝型材流速的同时也保证了挤压后铝型材的性能。
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做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种铝制打包带的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、熔铸：将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，将液态铝合金冷却铸造为铝合金铸锭，其中铝合金原料由以下元素组分按照重量百分比配制而成：Si：0.55~0.62%；Mg：0.48~0.56%；Cu≤0.05%；Mn≤0.08%；Cr≤0.08%；Ti≤0.05%；Fe：0.1~0.25%；Zn≤0.05%；其他单种杂质元素≤0.03%；杂质合计≤0.1%；余量为Al；
B、均匀化处理：将熔铸得到铝合金铸锭加热至530~560℃，保温10~12小时，冷却至常温得到均质后的铝合金铸锭；
C、挤压成型：将均匀化处理的铝合金铸锭置于挤压机模具中均匀挤压，得到尺寸及形位公差符合标准要求的铝制打包带，其中铝合金铸锭加热温度为500~520℃，挤压模具加热温度为450~500℃，挤压筒加热温度为430~450℃，挤压机挤压速度为40~50m/min；
D、淬火处理：将挤压后的铝制打包带进行淬火处理，淬火方式为穿水冷却；
E、牵引卷装：将淬火后的铝制打包带通过牵引卷装机进行在线卷装；
F、时效热处理：将牵引卷装后的铝制打包带进行峰值时效处理，其中时效温度为200±5℃，保温时间为3h。
2.如权利要求1所述铝制打包带的生产工艺，其特征在于，步骤C均匀化处理的铝合金铸锭置于挤压筒中挤压时采用分段加热的方法，挤压机挤压筒头部的加热温度为440~450℃，中部的加热温度为435~445℃，尾部的加热温度为430~435℃。
3.如权利要求1所述铝制打包带的生产工艺，其特征在于，步骤C中挤压机为500NM卧式挤压机，挤压比为284~285。
4.如权利要求3所述铝制打包带的生产工艺，其特征在于，步骤C中挤压后铝制打包带截面为19mm×1mm。
5.如权利要求1所述铝制打包带的生产工艺，其特征在于，步骤E中牵引卷装机对淬火的铝制打包带匀速牵引的同时将铝制打包带卷装。
6.如权利要求5所述铝制打包带的生产工艺，其特征在于，步骤E中牵引卷装机上安装有变频电机。
7.如权利要求6所述铝制打包带的生产工艺，其特征在于，步骤E牵引卷装后的铝制打包带接头处通过打包卡扣压合以实现铝制打包带接头的锁死。
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