CN112981194A - 一种防起皱铝型材及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防起皱铝型材及制备方法，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.48～0.51％，Si为0.32～0.35％，Fe为不高于0.15％，Ti为0.02～0.03％，Cu为0.06～0.10％，其余杂质单个不高于0.02％，其余杂质的总和不高于0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％，本发明根据6063铝合格成份的基础上进行研发，对Si、Mg、Fe、Ti、Cu等合金元素进行精准计算，控制过剩Si的质量百分比为0.1～0.15％，控制Fe元素的质量百分比在0.15％以内，并添加0.02～0.03％的Ti合金进行细化处理，增加Cu元素0.06～0.10％以提高材料的韧性，从而使制造出来的铝型材具有良好的韧性和强度，在生产和使用的过程中，不容易产生起皱现象，提高了铝制品的美观度和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金材料领域，特别涉及一种防起皱铝型材及制备方法。
背景技术
铝型材是由铝和其它合金元素制造的制品，通常是先加工成铸造品、锻造品以及箔、板、带、管、棒、型材等后，再经冷弯、锯切、钻孔、拼装、上色等工序而制成，主要金属元素是铝，在加上一些合金元素，提高铝材的性能，广泛用于建筑、电器、包装容器等领域，如应用于冰箱上和各种门窗上的把手，然而，铝型材在生产以及在使用过程中，容易在表面产生皱皮，减低了产品的美观性以及强度，因此，有必要对铝型材的原料配比进行改善，制作出一种防起皱铝型材，以解决上述问题点。
发明内容
本发明的目的是提供一种防起皱铝型材及制备方法以解决背景技术中所提及的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种防起皱铝型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.48～0.51％，Si为0.32～0.35％，Fe为不高于0.15％，Ti为0.02～0.03％，Cu为0.06～0.10％，其余杂质单个不高于0.02％，其余杂质的总和不高于0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
对本发明的进一步描述：其组成成分及质量百分比为：Mg为0.48％，Si为0.32％，Fe为0.10％，Ti为0.03％，Cu为0.09％，其余杂质单个不高于0.02％，其余杂质的总和不高于0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
对本发明的进一步描述：其组成成分及质量百分比为：Mg为0.51％，Si为0.35％，Fe为0.10％，Ti为0.03％，Cu为0.09％，其余杂质单个不高于0.02％，其余杂质的总和不高于0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
对本发明的进一步描述：其组成成分及质量百分比为：Mg为0.49％，Si为0.34％，Fe为0.10％，Ti为0.03％，Cu为0.09％，其余杂质单个不高于0.02％，其余杂质的总和不高于0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
对本发明的进一步描述：包括管体、加强筋和强化管，管体包括半圆管部和弧形管部，半圆管部两端与弧形管部两端连接并在内侧形成管孔，半圆管部和弧形管部的弧部凸起朝向外侧，加强筋方向与管体的长度方向一致，加强筋设置三组并均匀分布在半圆管部内侧，强化管方向与管体的长度方向一致，强化管一侧固定在中间一组加强筋上，另一侧设有开口，管体、加强筋和强化管为一体结构。
一种防起皱铝型材的制备方法，包括以下加工工艺步骤：
S01、配料装炉：按照配比进行原料调配并放入熔炼炉中；
S02、升温熔化：用旋转式蓄热熔炼炉熔炼，熔炼温度720～760℃；
S03、精炼排渣：在720℃以上温度时采用高纯氮气吹入精炼剂精炼15min，精炼剂用量为熔体重量的0.08％，精炼后电磁搅拌15min；
S04、静置过滤：将铝液静置20～30分钟后，对铝液进行过滤，除去铝液中的大颗粒杂质；
S05、取样检测：取样检验严格控制铝合金溶液的化学成分，使材料达到所要求的力学性能；
S06、铸造铝棒：采用半连续直接水冷铸造方法，直接水冷方法的冷却强度大，冷却速度快，使铸造组织细化，增加组织的致密度，进而提高铸锭的力学性能和热处理效果，控制铸造温度710～730℃，铸造速度50～70mm/min，冷却水压0.1～0.3MPa，为了减少热裂纹倾向，改善合金的化学组成，采用在线添加铝钛硼丝，添加速度为1700～2000mm/min；
S07、均质铝棒：为了减少和消除铸锭的晶内偏析，改善其化学成分和组织结构的不均匀性，对铝合金铸棒进行均匀化处理，控制的技术条件是将铸棒加热到540～550℃，保温8～10h，出炉强风冷却和水雾冷却，均匀化退火后加快冷却，以保证阳极氧化着色后色泽的均匀性；
S08、铝棒加热：在将铝棒制作成铝型材前，先在加热炉中升温至470～480℃；
S09、挤压成型：将升温后的铝棒通过挤压模具成型出特定形状的铝型材，挤压模具的温度为460～480℃，挤压速度为4.1mm/s；
S10、拉伸矫直：拉直铝型材，消除铝型材弯曲、扭拧等缺陷；
S11、锯切定长：将铝型材进行切割，使其达到规定的长度；
S12、人工时效：对铝型材进行保温，提高铝型材的强度，保温温度为170℃，保温时间为5小时；
S13、成品测试：取铝型材样板进行尺寸以及性能测试，使其达到规定的性能参数，抗拉强度σb(MPa)：≥200，伸长应力σp0.2(MPa)：≥150，伸长率δ(％)：≥12。
本发明的有益效果为：根据6063铝合格成份的基础上进行研发，对Si、Mg、Fe、Ti、Cu等合金元素进行精准计算，控制过剩Si的质量百分比为0.1～0.15％，控制Fe元素的质量百分比在0.15％以内，并添加0.02～0.03％的Ti合金进行细化处理，增加Cu元素0.06～0.10％以提高材料的韧性，从而使制造出来的铝型材具有良好的韧性和强度，在生产和使用的过程中，不容易产生起皱现象，提高了铝制品的美观度和使用寿命。
附图说明
图1是本发明一种防起皱铝型材的整体结构图；
附图标记说明：
1、管体；11、半圆管部；12、弧形管部；13、管孔；2、加强筋；3、强化管。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本发明进行进一步说明：
实施例一：
一种防起皱铝型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.48～0.51％，Si为0.32～0.35％，Fe为不高于0.15％，Ti为0.02～0.03％，Cu为0.06～0.10％，其余杂质单个不高于0.02％，其余杂质的总和不高于0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
实施例二：
一种防起皱铝型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.48％，Si为0.32％，Fe为0.10％，Ti为0.03％，Cu为0.09％，其余杂质单个不高于0.02％，其余杂质的总和不高于0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
实施例三：
一种防起皱铝型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.51％，Si为0.35％，Fe为0.10％，Ti为0.03％，Cu为0.09％，其余杂质单个不高于0.02％，其余杂质的总和不高于0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
实施例四：
一种防起皱铝型材，其组成成分及质量百分比为：Mg为0.49％，Si为0.34％，Fe为0.10％，Ti为0.03％，Cu为0.09％，其余杂质单个不高于0.02％，其余杂质的总和不高于0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
如图1所示，一种防起皱铝型材，采用上述任意一项实施例中的材料配比制成，包括管体1、加强筋2和强化管3，管体1包括半圆管部11和弧形管部12，半圆管部11两端与弧形管部12两端连接并在内侧形成管孔13，半圆管部11和弧形管部12的弧部凸起朝向外侧，有利于分散外界施加的压力，提高管体1的强度，加强筋2方向与管体1的长度方向一致，加强筋2设置三组并均匀分布在半圆管部11内侧，强化管3方向与管体1的长度方向一致，强化管3一侧固定在中间一组加强筋2上，另一侧设有开口，加强筋2与强化管3均能够提高管体1的强度，强化管3上设有开口，以便于成型制造以及在使用时便于加入其它装配件，管体1、加强筋2和强化管3为一体结构，以便于同时挤压成型。
一种防起皱铝型材的制备方法，采用上述任意一项实施例中的材料配比，
包括以下加工工艺步骤：
S01、配料装炉：按照配比进行原料调配并放入熔炼炉中；
S02、升温熔化：用旋转式蓄热熔炼炉熔炼，熔炼温度720～760℃；
S03、精炼排渣：在720℃以上温度时采用高纯氮气吹入精炼剂精炼15min，精炼剂用量为熔体重量的0.08％，精炼后电磁搅拌15min；
S04、静置过滤：将铝液静置20～30分钟后，对铝液进行过滤，除去铝液中的大颗粒杂质；
S05、取样检测：取样检验严格控制铝合金溶液的化学成分，使材料达到所要求的力学性能；
S06、铸造铝棒：采用半连续直接水冷铸造方法，直接水冷方法的冷却强度大，冷却速度快，使铸造组织细化，增加组织的致密度，进而提高铸锭的力学性能和热处理效果，控制铸造温度710～730℃，铸造速度50～70mm/min，冷却水压0.1～0.3MPa，为了减少热裂纹倾向，改善合金的化学组成，采用在线添加铝钛硼丝，添加速度为1700～2000mm/min；
S07、均质铝棒：为了减少和消除铸锭的晶内偏析，改善其化学成分和组织结构的不均匀性，对铝合金铸棒进行均匀化处理，控制的技术条件是将铸棒加热到540～550℃，保温8～10h，出炉强风冷却和水雾冷却，均匀化退火后加快冷却，以保证阳极氧化着色后色泽的均匀性；
S08、铝棒加热：在将铝棒制作成铝型材前，先在加热炉中升温至470～480℃；
S09、挤压成型：将升温后的铝棒通过挤压模具成型出特定形状的铝型材，挤压模具的温度为460～480℃，挤压速度为4.1mm/s；
S10、拉伸矫直：拉直铝型材，消除铝型材弯曲、扭拧等缺陷；
S11、锯切定长：将铝型材进行切割，使其达到规定的长度；
S12、人工时效：对铝型材进行保温，提高铝型材的强度，保温温度为170℃，保温时间为5小时；
S13、成品测试：取铝型材样板进行尺寸以及性能测试，使其达到规定的性能参数，抗拉强度σb(MPa)：≥200，伸长应力σp0.2(MPa)：≥150，伸长率δ(％)：≥12。
如下表所示，为实施例二至四与参照实验对比的数据：
本发明根据6063铝合格成份的基础上进行研发，对Si、Mg、Fe、Ti、Cu等合金元素进行精准计算，控制过剩Si的质量百分比为0.1～0.15％，控制Fe元素的质量百分比在0.15％以内，并添加0.02～0.03％的Ti合金进行细化处理，增加Cu元素0.06～0.10％以提高材料的韧性，从而使制造出来的铝型材具有良好的韧性和强度，在生产和使用的过程中，不容易产生起皱现象，提高了铝制品的美观度和使用寿命。
以上并非对本发明的技术范围作任何限制，凡依据本发明技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (6)
1.一种防起皱铝型材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：Mg为0.48～0.51％，Si为0.32～0.35％，Fe为不高于0.15％，Ti为0.02～0.03％，Cu为0.06～0.10％，其余杂质单个不高于0.02％，其余杂质的总和不高于0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
2.根据权利要求1所述的一种防起皱铝型材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：Mg为0.48％，Si为0.32％，Fe为0.10％，Ti为0.03％，Cu为0.09％，其余杂质单个不高于0.02％，其余杂质的总和不高于0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
3.根据权利要求1所述的一种防起皱铝型材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：Mg为0.51％，Si为0.35％，Fe为0.10％，Ti为0.03％，Cu为0.09％，其余杂质单个不高于0.02％，其余杂质的总和不高于0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
4.根据权利要求1所述的一种防起皱铝型材，其特征在于：其组成成分及质量百分比为：Mg为0.49％，Si为0.34％，Fe为0.10％，Ti为0.03％，Cu为0.09％，其余杂质单个不高于0.02％，其余杂质的总和不高于0.08％，余量为Al，各组份的重量百分比为100％。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种防起皱铝型材，其特征在于：包括管体、加强筋和强化管，所述管体包括半圆管部和弧形管部，所述半圆管部两端与所述弧形管部两端连接并在内侧形成管孔，所述半圆管部和所述弧形管部的弧部凸起朝向外侧，所述加强筋方向与所述管体的长度方向一致，所述加强筋设置三组并均匀分布在所述半圆管部内侧，所述强化管方向与所述管体的长度方向一致，所述强化管一侧固定在中间一组所述加强筋上，另一侧设有开口，所述管体、所述加强筋和所述强化管为一体结构。
6.一种基于权利要求1至4任意一项所述的防起皱铝型材的制备方法，其特征在于：包括以下加工工艺步骤：
S01、配料装炉：按照配比进行原料调配并放入熔炼炉中；
S02、升温熔化：用旋转式蓄热熔炼炉熔炼，熔炼温度720～760℃；
S03、精炼排渣：在720℃以上温度时采用高纯氮气吹入精炼剂精炼15min，精炼剂用量为熔体重量的0.08％，精炼后电磁搅拌15min；
S04、静置过滤：将铝液静置20～30分钟后，对铝液进行过滤，除去铝液中的大颗粒杂质；
S05、取样检测：取样检验严格控制铝合金溶液的化学成分，使材料达到所要求的力学性能；
S06、铸造铝棒：采用半连续直接水冷铸造方法，直接水冷方法的冷却强度大，冷却速度快，使铸造组织细化，增加组织的致密度，进而提高铸锭的力学性能和热处理效果，控制铸造温度710～730℃，铸造速度50～70mm/min，冷却水压0.1～0.3MPa，为了减少热裂纹倾向，改善合金的化学组成，采用在线添加铝钛硼丝，添加速度为1700～2000mm/min；
S07、均质铝棒：为了减少和消除铸锭的晶内偏析，改善其化学成分和组织结构的不均匀性，对铝合金铸棒进行均匀化处理，控制的技术条件是将铸棒加热到540～550℃，保温8～10h，出炉强风冷却和水雾冷却，均匀化退火后加快冷却，以保证阳极氧化着色后色泽的均匀性；
S08、铝棒加热：在将铝棒制作成铝型材前，先在加热炉中升温至470～480℃；
S09、挤压成型：将升温后的铝棒通过挤压模具成型出特定形状的铝型材，挤压模具的温度为460～480℃，挤压速度为4.1mm/s；
S10、拉伸矫直：拉直铝型材，消除铝型材弯曲、扭拧等缺陷；
S11、锯切定长：将铝型材进行切割，使其达到规定的长度；
S12、人工时效：对铝型材进行保温，提高铝型材的强度，保温温度为170℃，保温时间为5小时；
S13、成品测试：取铝型材样板进行尺寸以及性能测试，使其达到规定的性能参数，抗拉强度σb(MPa)：≥200，伸长应力σp0.2(MPa)：≥150，伸长率δ(％)：≥12。
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