CN109469315A - 一种耐蚀铝合金模板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐蚀铝合金模板及其制备方法，属于建筑铝合金模板技术领域，所述耐蚀铝合金模板以铝合金板为基体层，以多孔合金为表层的双层结构，所述表层完全包覆于基体层表面，所述基体层的厚度与表层的厚度比为1：(0.03‑0.05)，所述铝合金板的原料包括镁、锌、硅、铁、铜、锰、铬、钛、钼、锡、镍、铈、铝、杂质，所述多孔合金包括铬、铜、钼、硼、镍、杂质。将铝合金板原料投入熔炼炉中搅拌均匀，清除浮渣，再进行梯度精炼，经过扒渣、脱气、静置后，出炉浇注，冷却待用；将多孔合金原料分别进行干燥，再与氯化钠混合均匀，加热至熔融状态，浇注于铝合金板上，冷却后得到耐蚀铝合金模板。制备的耐蚀铝合金模板具有抗酸抗碱，防腐蚀的作用。

Description

一种耐蚀铝合金模板及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑铝合金模板技术领域，尤其涉及一种耐蚀铝合金模板及其制备方法。

背景技术

目前广泛应用于楼顶板的支撑系统，多为钢管扣件和碗扣式脚手架。这些系统与楼顶板模板系统各自独立，缺乏一体化设计，大量存在着施工效率低下、浪费材料和工时的现象，甚至由于支撑设备和施工方案的不当而造成的安全事故，可能会造成严重的人员伤亡事故。随着我国大规模的基础设施，如高速公路、铁路、城市轨道交通以及高层建筑、超高层建筑和大型公共建筑的建设，铝合金建筑模板使用已日趋普及化。铝合金模板是指铝合金制作的建筑模板，是指按模数制作设计，经专用设备挤压后制作而成。由铝面板(直接接触新浇砼的承力板，包括拼装板和加肋板)、支架(连接面板和支顶的构件)和连接件(面板与支顶的连接、面板自身的拼接、加固体系的连接及其零配件)三部分系统所组成的具有完整的配套使用的通用配件，能组合拼装成不同尺寸的外型尺寸复杂的整体模架，装配化、工业化施工的系统模板，解决了以往传统模板存在的缺陷，大大提高了施工效率。

随着我国大规模的基础设施，如高速公路、铁路、城市轨道交通以及高层建筑、超高层建筑和大型公共建筑的快速建设，铝合金建筑模板使用已日趋普及化。然而在实际使用过程中，铝合金模板与混凝土长期直接接触或铝合金模板多次循环使用都容易造成铝合金模板表面发生腐蚀，铝合金模板的表面质量和模板强度均会出现下降，同时由于铝合金模板与凝固的混凝土粘接牢固，在脱模过程中铝合金模板容易因受力而发生变形，这会影响铝模板的循环使用。铝合金模板铸造中出现的缩孔和疏松，是铝合金模板铸造过程中主要缺陷之一，生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越容易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越容易形成分散性缩孔。

发明内容

针对现有技术的问题，本发明的目的是提供一种耐蚀铝合金模板及其制备方法，制备的耐蚀铝合金模板在解决抗酸抗碱、防腐蚀问题的同时，减少了铸造过程中缩孔和疏松的缺陷。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种耐蚀铝合金模板，所述耐蚀铝合金模板以铝合金板为基体层，以多孔合金为表层的双层结构，所述基体层的厚度与表层的厚度比为1：(0.03-0.05)。

进一步，所述铝合金板的制备使用了以下质量百分比的原料：镁1.2％～1.6％，锌1.5％～2％，硅0.6％～0.65％，铁0.15％～0.2％，铜0.15％～0.25％，锰0.1％～0.15％，铬0.11％～0.14％，钛0.05％～0.1％，钼0.05％～0.08％，锡0.006％～0.014％，镍0.002％～0.005％，铈0.001％～0.003％，合计杂质≤0.13％，余量为铝。

进一步，所述铝合金板的制备使用了以下质量百分比的原料：镁1.5％，锌1.7％，硅0.65％，铁0.15％，铜0.2％，锰0.1％，铬0.11％，钛0.06％，钼0.06％，锡0.006％，镍0.003％，铈0.002％，合计杂质≤0.13％，余量为铝。

进一步，所述多孔合金的制备使用了以下质量百分比的原料：铬20.1％～23.3％，铜10.5％～20.5％，钼3.1％～3.7％，硼1％～1.5％，合计杂质≤0.01％，余量为镍。

进一步，所述多孔合金的制备使用了以下质量百分比的原料：铬22％，铜15％，钼3.1％，硼1％，合计杂质≤0.01％，余量为镍。

本发明还公开了一种耐蚀铝合金模板的制备方法，将铝合金板原料投入熔炼炉中搅拌均匀，清除浮渣，再进行梯度精炼，经过扒渣、脱气、静置后，出炉浇注，冷却待用；将多孔合金原料分别进行干燥，再与氯化钠混合均匀，加热至熔融状态，浇注于铝合金板上，冷却后得到耐蚀铝合金模板。

进一步，所述制备方法具体如下：

(1)将铝合金板和多孔合金的各种类原料分别进行干燥，称量；

(2)将熔炼炉预热至200-300℃后，投入硅、铁、铜、锰、铬、钛、钼、镍、铝，再加入覆盖剂，以25℃/min的升温速率升温至490-510℃，冶炼10-15min，再以30℃/min的升温速率升温至730-770℃冶炼10-15min，搅拌均匀后，清除浮渣，随后降温至720-725℃，投入镁、锌、锡、铈，搅拌均匀，于流量20L/min、压力为0.5-0.6MPa、温度为720-725℃的氮气氛围下进行一次精炼，精炼

5-10min后，降温至710-715℃，于相同的气体环境下进行二次精炼，5-10min后精炼完成，随后进行扒渣，并通入氩气进行脱气，脱气完成后于静置炉内静置5-10min，然后进行浇注，冷却至200-250℃，得到铝合金板；

(3)取铬、铜、钼、硼、镍混合后，再加入氯化钠，混合均匀后加热至熔融状态，浇注于铝合金板上，并于压力为20-30MPa、温度为10-15℃的环境内冷却至150-250℃后，采用后15-25MPa的压力挤压表层，直至冷却至室温，得到耐蚀铝合金模板。

进一步，所述步骤(2)中的铝合金板冷却至200-250℃时，表面喷洒一层粒径为1-2mm的聚苯颗粒。

进一步，所述步骤(3)中，氯化钠的粒径为0.1-0.15mm。

进一步，所述步骤(3)中，多孔合金原料与氯化钠的质量比为1：1。

本发明的有益效果如下：

一、耐蚀铝合金模板的表层为多孔合金，隔绝铝合金板直接与混凝土接触，避免了铝合金板与酸性或碱性较强的混凝土表面发生化学反应，达到耐酸耐碱的目的。

二、铝合金模板的制备过程中加入氯化钠，于高压环境下逐级冷却，使多孔合金和铝合金板的晶型更加稳定，增加韧性，两者之间结合更紧密，不容易脱离，且同时减少了铝合金模板铸造过程中缩孔和疏松的问题。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明进行详细说明：

实施例1：耐蚀铝合金模板制备一：

铝合金板原料共2000g,按照以下重量百分比称取原料：镁1.5％，锌1.7％，硅0.65％，铁0.15％，铜0.2％，锰0.1％，铬0.11％，钛0.06％，钼0.06％，锡0.006％，镍0.003％，铈0.002％，余量为铝；

覆盖剂称取100g,覆盖剂由30％KCl+50％NaCl+20％冰晶石的粉状物组成；

聚苯颗粒称取200g，其粒径为1-2mm；

多孔合金原料共250g,按照以下重量百分比称取原料：铬22％，铜15％，钼3.1％，硼1％，余量为镍；

氯化钠称取250g，其粒径为0.1-0.15mm。

按照以下方法制备铝合金模板：

(1)将称取的铝合金板和多孔合金的各种类原料分别进行干燥，待用。

(2)将熔炼炉预热至200-220℃后，投入硅、铁、铜、锰、铬、钛、钼、镍、铝，再加入覆盖剂，以25℃/min的升温速率升温至490-500℃，冶炼15min，再以30℃/min的升温速率升温至730-740℃冶炼15min，搅拌均匀后，清除浮渣，随后降温至720-725℃，投入镁、锌、锡、铈，搅拌均匀，于气体流量为20L/min的氮气氛围下进行一次精炼，氮气气体压力为0.5MPa，一次精炼温度为720-725℃，10min后，降温至710-715℃，于相同的气体环境下进行二次精炼，5min后精炼完成，然后进行扒渣，并通入20L/min氩气进行脱气，脱气完成后于静置炉内静置10min，然后进行浇注，其厚度为5cm,当铝合金板冷却至200-210℃时，于表面喷洒一层聚苯颗粒。聚苯颗粒于250℃左右损失的质量较小，所以在铝合金板冷却至200-210℃时，聚苯颗粒仍稳定存在。当多孔合金原料达到熔融状态的温度高于此冷却温度，所以浇注多孔合金的原料时，温度会高于400℃，此时聚苯颗粒完全分解，并同时缓慢排气，进行造孔。铝合金板于200-210℃时，表面的晶型尚未完全定型，与多孔合金一起形成共混晶型。

(3)将干燥过的多孔合金原料，铬、铜、钼、硼、镍进行混合，多孔合金的原料中添加硼是为了降低多孔合金的熔点，扩大固液相线温度区，形成低熔共晶体；添加铬是为了提高表层的耐蚀性能和抗高温性能，铬还可以与硼形成硼化铬，提高铝合金板或者多孔合金的硬度和耐磨性；而添加铜是为了提高抵抗非氧化性酸的酸蚀性，添加钼是为了使金属的晶格发生畸变，显著强化合金，提高耐蚀能力，让形成的多孔铝合保护基体层，使铝合金模板不仅具有抗酸抗碱的作用，且硬度大，耐磨性大、韧性好。混合均匀后加热至熔融状态，再加入粒径为0.1-0.15mm氯化钠，搅拌均匀，氯化钠属于小结晶粉末，因其结构特性，属于半脆性物质，其晶粒位置可在滑移面上移动，将多孔合金原料浇注于铝合金板四周，浇注厚度为0.15cm，并于压力为30MPa、温度为10℃的环境内冷却，冷却至150-170℃后，采用后15MPa的压力挤压表层，直至冷却至室温，得到耐蚀铝合金模板。因为氯化钠属于半脆性固体，由许多不同大小的固体颗粒形成，是一种散粒体，具有受力后其承受的压强会向各个方向传递的特点，在承受压强时，氯化钠晶粒发生滑移，于铝合金板表面生成脆性裂纹，但承受30MPa、15MPa的高压时，打破氯化钠晶体的的受力极限平衡，晶体滑移改变为错位运动，氯化钠晶体破碎，形成新的平衡，进而使铝合金板表面形成孔隙，减弱了铝合金板凝固时快速收缩的过程，由于在高压条件下进行冷却，提高了铝合金模板的致密性，减少了缩孔出现。并且多孔合金在冷却过程中，有晶核生成，正好填补了氯化钠和聚苯颗粒于铝合金板表面形成的孔隙，同时铝合金板得到了金属补偿，生成共混晶型，形成致密层，减少了缩孔和疏松的情况的出现。多孔合金在高压情况下，底部由聚苯颗粒形成的多孔结构形成的致密层，将铝合金板表面完全包裹，致密层上方由仍存在多孔结构，多孔结构的表层避免了铝合金板直接于混凝土接触，达到了耐酸碱的目的，而制备成多孔状，也减了多孔合金原料的使用量。

实施例2：耐蚀铝合金模板制备二：

铝合金板原料共1500g,按照以下重量百分比称取原料：镁1.6％，锌2％，硅0.63％，铁0.16％，铜0.25％，锰0.15％，铬0.12％，钛0.05％，钼0.05％，锡0.011％，镍0.002％，铈0.001％，余量为铝；

覆盖剂称取80g,覆盖剂由30％KCl+50％NaCl+20％冰晶石的粉状物组成；

聚苯颗粒称取100g，其粒径为1-2mm；

多孔合金原料共200g,按照以下重量百分比称取原料：铬20.1％，铜20.5％，钼3.3％，硼1.2％，余量为镍；

氯化钠称取200g，其粒径为0.1-0.15mm。

按照以下方法制备铝合金模板：

(1)将称取的铝合金板和多孔合金的各种类原料分别进行干燥，待用。

(2)将熔炼炉预热至280-300℃后，投入硅、铁、铜、锰、铬、钛、钼、镍、铝，再加入覆盖剂，以25℃/min的升温速率升温至500-510℃，冶炼10min，再以30℃/min的升温速率升温至760-770℃冶炼10min，搅拌均匀后，清除浮渣，随后降温至720-725℃，投入镁、锌、锡、铈，搅拌均匀，于气体流量为20L/min的氮气氛围下进行一次精炼，氮气气体压力为0.6MPa，一次精炼温度为720-725℃，5min后，降温至710-715℃，于相同的气体环境下进行二次精炼，10min后精炼完成，然后进行扒渣，并通入20L/min氩气进行脱气，脱气完成后于静置炉内静置5min，然后进行浇注，浇注厚度为4cm，当铝合金板冷却至240-250℃时，于表面喷洒一层聚苯颗粒。

(3)将干燥过的多孔合金原料，铬、铜、钼、硼、镍混合后，再加入氯化钠，混合均匀后加热至熔融状态，浇注于铝合金板四周，浇注厚度为0.2cm,并于压力为20MPa、温度为15℃的环境内冷却，冷却至230-250℃后，采用后25MPa的压力挤压表层，直至冷却至室温，得到耐蚀铝合金模板。

实施例3：耐蚀铝合金模板制备三：

铝合金板原料共2500g,按照以下重量百分比称取原料：镁1.2％，锌1.5％，硅0.6％，铁0.2％，铜0.15％，锰0.13％，铬0.14％，钛0.1％，钼0.08％，锡0.014％，镍0.005％，铈0.003％，余量为铝；

覆盖剂称取200g,覆盖剂由30％KCl+50％NaCl+20％冰晶石的粉状物组成；

聚苯颗粒称取100g，其粒径为1-2mm；

多孔合金原料共300g,按照以下重量百分比称取原料：铬23.3％，铜10.5％，钼3.7％，硼1.5％，余量为镍；

氯化钠称取300g，其粒径为0.1-0.15mm。

按照以下方法制备铝合金模板：

(1)将称取的铝合金板和多孔合金的各种类原料分别进行干燥，待用。

(2)将熔炼炉预热至250-260℃后，投入硅、铁、铜、锰、铬、钛、钼、镍、铝，再加入覆盖剂，以25℃/min的升温速率升温至490-500℃，冶炼13min，再以30℃/min的升温速率升温至740-760℃冶炼14min，搅拌均匀后，清除浮渣，随后降温至720-725℃，投入镁、锌、锡、铈，搅拌均匀，于气体流量为20L/min的氮气氛围下进行一次精炼，氮气气体压力为0.5MPa，一次精炼温度为720-725℃，8min后，降温至710-715℃，于相同的气体环境下进行二次精炼，8min后精炼完成，然后进行扒渣，并通入20L/min氩气进行脱气，脱气完成后于静置炉内静置8min，然后进行浇注，浇注厚度为4cm，当铝合金板冷却至220-230℃时，于表面喷洒一层聚苯颗粒。

(3)将干燥过的多孔合金原料，铬、铜、钼、硼、镍混合后，再加入氯化钠，混合均匀后加热至熔融状态，浇注于铝合金板四周，其浇注厚度为0.2cm,并于压力为25MPa、温度为13℃的环境内冷却，冷却至180-200℃后，采用后18MPa的压力挤压表层，直至冷却至室温，得到耐蚀铝合金模板。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种耐蚀铝合金模板，其特征在于，所述耐蚀铝合金模板以铝合金板为基体层，以多孔合金为表层的双层结构，所述基体层的厚度与表层的厚度比为1：(0.03-0.05)。

2.根据权利要求1所述的一种耐蚀铝合金模板，其特征在于，所述铝合金板的制备使用了以下质量百分比的原料：镁1.2％～1.6％，锌1.5％～2％，硅0.6％～0.65％，铁0.15％～0.2％，铜0.15％～0.25％，锰0.1％～0.15％，铬0.11％～0.14％，钛0.05％～0.1％，钼0.05％～0.08％，锡0.006％～0.014％，镍0.002％～0.005％，铈0.001％～0.003％，合计杂质≤0.13％，余量为铝。

3.根据权利要求2所述的一种耐蚀铝合金模板，其特征在于，所述铝合金板的制备使用了以下质量百分比的原料：镁1.5％，锌1.7％，硅0.65％，铁0.15％，铜0.2％，锰0.1％，铬0.11％，钛0.06％，钼0.06％，锡0.006％，镍0.003％，铈0.002％，合计杂质≤0.13％，余量为铝。

4.根据权利要求3所述的一种耐蚀铝合金模板，其特征在于，所述多孔合金的制备使用了以下质量百分比的原料：铬20.1％～23.3％，铜10.5％～20.5％，钼3.1％～3.7％，硼1％～1.5％，合计杂质≤0.01％，余量为镍。

5.根据权利要求4所述的一种耐蚀铝合金模板，其特征在于，所述多孔合金的制备使用了以下质量百分比的原料：铬22％，铜15％，钼3.1％，硼1％，合计杂质≤0.01％，余量为镍。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种耐蚀铝合金模板的制备方法,其特征在于，所述制备方法将铝合金板原料投入熔炼炉中搅拌均匀，清除浮渣，再进行梯度精炼，经过扒渣、脱气、静置后，出炉浇注，冷却待用；将多孔合金原料分别进行干燥，再与氯化钠混合均匀，加热至熔融状态，浇注于铝合金板上，冷却后得到耐蚀铝合金模板。

7.根据权利要求6所述的一种耐蚀铝合金模板的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体如下：

(1)将铝合金板和多孔合金的各种类原料分别进行干燥，称量；

(2)将熔炼炉预热至200-300℃后，投入硅、铁、铜、锰、铬、钛、钼、镍、铝，再加入覆盖剂，以25℃/min的升温速率升温至490-510℃，冶炼10-15min，再以30℃/min的升温速率升温至730-770℃冶炼10-15min，搅拌均匀后，清除浮渣，随后降温至720-725℃，投入镁、锌、锡、铈，搅拌均匀，于流量20L/min、压力为0.5-0.6MPa、温度为720-725℃的氮气氛围下进行一次精炼，精炼5-10min后，降温至710-715℃，于相同的气体环境下进行二次精炼，5-10min后精炼完成，随后进行扒渣，并通入氩气进行脱气，脱气完成后于静置炉内静置5-10min，然后进行浇注，冷却至200-250℃，得到铝合金板；

(3)取铬、铜、钼、硼、镍混合后，再加入氯化钠，混合均匀后加热至熔融状态，浇注于铝合金板上，并于压力为20-30MPa、温度为10-15℃的环境内冷却至150-250℃后，采用后15-25MPa的压力挤压表层，直至冷却至室温，得到耐蚀铝合金模板。

8.根据权利要求7所述的一种耐蚀铝合金模板的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的铝合金板冷却至200-250℃时，表面喷洒一层粒径为1-2mm的聚苯颗粒。

9.根据权利要求8所述的一种耐蚀铝合金模板的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，氯化钠的粒径为0.1-0.15mm。

10.根据权利要求9所述的一种耐蚀铝合金模板的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，多孔合金原料与氯化钠的质量比为1：1。