CN113862502A - 一种隔热型铝型材及其加工方法 - Google Patents

一种隔热型铝型材及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种隔热型铝型材及其加工方法,一种隔热型铝型材的原料按重量份包括以下组分：硅0.8‑1.2、铜0.7‑2、镁1.6‑2.7、铁0.12‑0.23、镍0.1‑0.3、锰2.6‑3.5、锌0.2‑0.5、铬2.2‑3.1、钛0.15‑0.3、锶0.3‑0.7、锆0.11‑0.21、铝7.5‑9.3、混合稀土0.05‑0.23和隔热颗粒2.4‑3,所述混合稀土包括镧、铈、锗和钕,所述隔热颗粒包括碳化物颗粒和硼化物颗粒,一种隔热型铝型材的加工方法，包括如下步骤,熔炼：按照重量份百分比取上述原料，先将铝投入到熔炼炉中，在充满氮气的环境中加热到750‑950℃，使铝熔化为铝熔体，接着用氮气作为载体将硅、镁和锌制成粉末加入到铝熔体中,本隔热型铝型材及其加工方法，改善了现有的铝型材的加工工艺，可有效提高铝型材的隔热性能。

Description

一种隔热型铝型材及其加工方法
技术领域
本发明涉及铝型材领域，具体为一种隔热型铝型材及其加工方法。
背景技术
由铝为主料制备的铝型材现已广泛应用于各行各业，特别是建材行业，如用在吊顶上的框架、门窗框架和窗帘导轨等，它们均要求型材具有省材、牢固、安全、美观、实用的特点，现有的部分铝型材在化学成份、加工工艺等方面存在不足，已远远满足不了人们多元化的需要，特别是部分铝合金型材的隔热性能较差，难以满足人们的日常生活需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种隔热型铝型材及其加工方法，改善了现有的铝型材的加工工艺，可有效提高铝型材的隔热性能，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种隔热型铝型材，其原料按重量份包括以下组分：硅0.8-1.2、铜0.7-2、镁1.6-2.7、铁0.12-0.23、镍0.1-0.3、锰2.6-3.5、锌0.2-0.5、铬2.2-3.1、钛0.15-0.3、锶0.3-0.7、锆0.11-0.21、铝7.5-9.3、混合稀土0.05-0.23和隔热颗粒2.4-3；
作为本发明的一种优选技术方案，所述混合稀土包括镧、铈、锗和钕。
作为本发明的一种优选技术方案，所述隔热颗粒包括碳化物颗粒和硼化物颗粒。
一种隔热型铝型材的加工方法，包括如下步骤：
1)熔炼：按照重量份百分比取上述原料，先将铝投入到熔炼炉中，在充满氮气的环境中加热到750-950℃，使铝熔化为铝熔体，接着用氮气作为载体将硅、镁和锌制成粉末加入到铝熔体中，再加入精炼剂、碳化物颗粒和硼化物颗粒精炼15-25min，在进行扒渣，保持恒温搅拌5-8min，制得混合熔体；
2)混炼：将混合熔体送入中频炉中，升温至900-1100℃，加入铜、铁、镍、锰、铬、钛、锶、锆和混合稀土，恒温保持10-20min，然后将物料送入喷射成型设备中，调节合金液的温度至1000-1200℃，使合金液流入雾化器，用高压氩气雾化后沉积在基板上，形成铝型材铸锭，再进行均匀化处理；
3)成型：挤压模具加热到400-500℃，将铝型材铸锭送入挤压模具，将挤压成型后，将铝型材在500-550℃温度下保持0.5-2h，再进行水冷淬火，淬火完成后进行拉伸矫直；
4)时效处理：将冷却处理后的铝型材铸锭在150-180℃温度下保温3-4h，将时效处理后的铝型材铸锭空冷至室温；
5)后处理：将成型后的铝型材放置到铝型材喷砂机内对铝型材表面进行喷砂打磨，去除毛刺，并将经过喷砂打磨后的铝型材放置于水洗槽内进行表面清洗，清洗完毕后，在80℃的温度下进行干燥；
6)储存：在对铝型材的表面完成后处理后，对铝型材进行包装，包装完成后移动到干燥处进行存放。
作为本发明的一种优选技术方案，均匀化处理过程中，将铝型材铸锭在500℃的条件下保温8-12h，然后升温至560℃保温5-7h。
作为本发明的一种优选技术方案，挤压模具的温度控制在430-470℃，挤压速度为1.2-1.8m/min。
作为本发明的一种优选技术方案，拉伸矫直的过程中，铝型材温度小于50℃，拉伸率小于等于1.5％，矫直长度为10-20cm，矫直变形量为0.5％-1.5％。
作为本发明的一种优选技术方案，均匀化处理后，将铝型材铸锭加热至500-530℃，温度梯度为10-20℃。
作为本发明的一种优选技术方案，水冷淬火的过程中，冷却水温度为25-45℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过添加多种金属元素，可有效改善铝型材合金的耐磨性、流动性、强度、切削加工和耐腐蚀等性能，尤其是锰和铬的使用，利用锰和铬较低的导热属性，可有效降低铝型材整体的导热能力，从而提高隔热性能，同时，通过隔热颗粒中碳化物和硼化物与各种金属元素的混合，可进一步提高隔热效果。
附图说明
图1为本发明一种隔热型铝型材的加工方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供如下技术方案：
实施例一：
一种隔热型铝型材，其原料按重量份包括以下组分：硅0.7、铜0.7、镁1.4、铁0.12、镍0.1、锰2.6、锌0.2、铬2.2-3.1、钛0.15、锶0.3、锆0.11、铝7.5、混合稀土0.05和隔热颗粒2.4，混合稀土包括镧、铈、锗和钕，隔热颗粒包括碳化物颗粒和硼化物颗粒；
一种隔热型铝型材的加工方法，包括如下步骤：
1)熔炼：按照重量份百分比取上述原料，先将铝投入到熔炼炉中，在充满氮气的环境中加热到750℃，使铝熔化为铝熔体，接着用氮气作为载体将硅、镁和锌制成粉末加入到铝熔体中，再加入精炼剂、碳化物颗粒和硼化物颗粒精炼15min，在进行扒渣，保持恒温搅拌5min，制得混合熔体；
2)混炼：将混合熔体送入中频炉中，升温至900℃，加入铜、铁、镍、锰、铬、钛、锶、锆和混合稀土，恒温保持10min，然后将物料送入喷射成型设备中，调节合金液的温度至1000℃，使合金液流入雾化器，用高压氩气雾化后沉积在基板上，形成铝型材铸锭，再进行均匀化处理，均匀化处理过程中，将铝型材铸锭在500℃的条件下保温8h，然后升温至560℃保温5h，均匀化处理后，将铝型材铸锭加热至500℃，温度梯度为10℃；
3)成型：挤压模具加热到400℃，将铝型材铸锭送入挤压模具，将挤压成型后，挤压模具的温度控制在430℃，挤压速度为1.2m/min，将铝型材在500℃温度下保持0.5h，再进行水冷淬火，水冷淬火的过程中，冷却水温度为25℃，淬火完成后进行拉伸矫直，拉伸矫直的过程中，铝型材温度小于50℃，拉伸率小于等于1.5％，矫直长度为10cm，矫直变形量为0.5％；
4)时效处理：将冷却处理后的铝型材铸锭在150℃温度下保温3h，将时效处理后的铝型材铸锭空冷至室温；
5)后处理：将成型后的铝型材放置到铝型材喷砂机内对铝型材表面进行喷砂打磨，去除毛刺，并将经过喷砂打磨后的铝型材放置于水洗槽内进行表面清洗，清洗完毕后，在80℃的温度下进行干燥；
6)储存：在对铝型材的表面完成后处理后，对铝型材进行包装，包装完成后移动到干燥处进行存放。
实施例二：
一种隔热型铝型材，其原料按重量份包括以下组分：硅1、铜1.3、镁1.9、铁0.17、镍0.2、锰3、锌0.35、铬2.65、钛0.225、锶0.5、锆0.16、铝8.4、混合稀土0.14和隔热颗粒2.7，混合稀土包括镧、铈、锗和钕，隔热颗粒包括碳化物颗粒和硼化物颗粒；
一种隔热型铝型材的加工方法，包括如下步骤：
1)熔炼：按照重量份百分比取上述原料，先将铝投入到熔炼炉中，在充满氮气的环境中加热到850℃，使铝熔化为铝熔体，接着用氮气作为载体将硅、镁和锌制成粉末加入到铝熔体中，再加入精炼剂、碳化物颗粒和硼化物颗粒精炼20min，在进行扒渣，保持恒温搅拌6.5min，制得混合熔体；
2)混炼：将混合熔体送入中频炉中，升温至1000℃，加入铜、铁、镍、锰、铬、钛、锶、锆和混合稀土，恒温保持15min，然后将物料送入喷射成型设备中，调节合金液的温度至1100℃，使合金液流入雾化器，用高压氩气雾化后沉积在基板上，形成铝型材铸锭，再进行均匀化处理，均匀化处理过程中，将铝型材铸锭在500℃的条件下保温10h，然后升温至560℃保温6h，均匀化处理后，将铝型材铸锭加热至515℃，温度梯度为15℃；
3)成型：挤压模具加热到450℃，将铝型材铸锭送入挤压模具，将挤压成型后，挤压模具的温度控制在450℃，挤压速度为1.5m/min，将铝型材在525℃温度下保持1h，再进行水冷淬火，水冷淬火的过程中，冷却水温度为35℃，淬火完成后进行拉伸矫直，拉伸矫直的过程中，铝型材温度小于50℃，拉伸率小于等于1.5％，矫直长度为15cm，矫直变形量1％；
4)时效处理：将冷却处理后的铝型材铸锭在165℃温度下保温3.5h，将时效处理后的铝型材铸锭空冷至室温；
5)后处理：将成型后的铝型材放置到铝型材喷砂机内对铝型材表面进行喷砂打磨，去除毛刺，并将经过喷砂打磨后的铝型材放置于水洗槽内进行表面清洗，清洗完毕后，在80℃的温度下进行干燥；
6)储存：在对铝型材的表面完成后处理后，对铝型材进行包装，包装完成后移动到干燥处进行存放。
实施例三：
一种隔热型铝型材，其原料按重量份包括以下组分：硅1.3、铜2、镁2.4、铁0.23、镍0.3、锰3.5、锌0.5、铬3.1、钛0.3、锶0.3-0.7、锆0.21、铝9.3、混合稀土0.23和隔热颗粒3，混合稀土包括镧、铈、锗和钕，隔热颗粒包括碳化物颗粒和硼化物颗粒；
一种隔热型铝型材的加工方法，包括如下步骤：
1)熔炼：按照重量份百分比取上述原料，先将铝投入到熔炼炉中，在充满氮气的环境中加热到950℃，使铝熔化为铝熔体，接着用氮气作为载体将硅、镁和锌制成粉末加入到铝熔体中，再加入精炼剂、碳化物颗粒和硼化物颗粒精炼25min，在进行扒渣，保持恒温搅拌8min，制得混合熔体；
2)混炼：将混合熔体送入中频炉中，升温至1100℃，加入铜、铁、镍、锰、铬、钛、锶、锆和混合稀土，恒温保持20min，然后将物料送入喷射成型设备中，调节合金液的温度至1200℃，使合金液流入雾化器，用高压氩气雾化后沉积在基板上，形成铝型材铸锭，再进行均匀化处理，均匀化处理过程中，将铝型材铸锭在500℃的条件下保温12h，然后升温至560℃保温7h，均匀化处理后，将铝型材铸锭加热至530℃，温度梯度为20℃；
3)成型：挤压模具加热到500℃，将铝型材铸锭送入挤压模具，将挤压成型后，挤压模具的温度控制在470℃，挤压速度为1.8m/min，将铝型材在550℃温度下保持2h，再进行水冷淬火，水冷淬火的过程中，冷却水温度为45℃，淬火完成后进行拉伸矫直，拉伸矫直的过程中，铝型材温度小于50℃，拉伸率小于等于1.5％，矫直长度为20cm，矫直变形量为1.5％；
4)时效处理：将冷却处理后的铝型材铸锭在180℃温度下保温4h，将时效处理后的铝型材铸锭空冷至室温；
5)后处理：将成型后的铝型材放置到铝型材喷砂机内对铝型材表面进行喷砂打磨，去除毛刺，并将经过喷砂打磨后的铝型材放置于水洗槽内进行表面清洗，清洗完毕后，在80℃的温度下进行干燥；
6)储存：在对铝型材的表面完成后处理后，对铝型材进行包装，包装完成后移动到干燥处进行存放。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种隔热型铝型材，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：硅0.7-1.3、铜0.7-2、镁1.4-2.4、铁0.12-0.23、镍0.1-0.3、锰2.6-3.5、锌0.2-0.5、铬2.2-3.1、钛0.15-0.3、锶0.3-0.7、锆0.11-0.21、铝7.5-9.3、混合稀土0.05-0.23和隔热颗粒2.4-3。
2.根据权利要求1所述的一种隔热型铝型材，其特征在于:所述混合稀土包括镧、铈、锗和钕。
3.根据权利要求1所述的一种隔热型铝型材，其特征在于:所述隔热颗粒包括碳化物颗粒和硼化物颗粒。
4.一种隔热型铝型材的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)熔炼：按照重量份百分比取上述原料，先将铝投入到熔炼炉中，在充满氮气的环境中加热到750-950℃，使铝熔化为铝熔体，接着用氮气作为载体将硅、镁和锌制成粉末加入到铝熔体中，再加入精炼剂、碳化物颗粒和硼化物颗粒精炼15-25min，在进行扒渣，保持恒温搅拌5-8min，制得混合熔体；
2)混炼：将混合熔体送入中频炉中，升温至900-1100℃，加入铜、铁、镍、锰、铬、钛、锶、锆和混合稀土，恒温保持10-20min，然后将物料送入喷射成型设备中，调节合金液的温度至1000-1200℃，使合金液流入雾化器，用高压氩气雾化后沉积在基板上，形成铝型材铸锭，再进行均匀化处理；
3)成型：挤压模具加热到400-500℃，将铝型材铸锭送入挤压模具，将挤压成型后，将铝型材在500-550℃温度下保持0.5-2h，再进行水冷淬火，淬火完成后进行拉伸矫直；
4)时效处理：将冷却处理后的铝型材铸锭在150-180℃温度下保温3-4h，将时效处理后的铝型材铸锭空冷至室温；
5)后处理：将成型后的铝型材放置到铝型材喷砂机内对铝型材表面进行喷砂打磨，去除毛刺，并将经过喷砂打磨后的铝型材放置于水洗槽内进行表面清洗，清洗完毕后，在80℃的温度下进行干燥；
6)储存：在对铝型材的表面完成后处理后，对铝型材进行包装，包装完成后移动到干燥处进行存放。
5.根据权利要求4所述的一种隔热型铝型材的加工方法，其特征在于：所述均匀化处理过程中，将铝型材铸锭在500℃的条件下保温8-12h，然后升温至560℃保温5-7h。
6.根据权利要求4所述的一种隔热型铝型材的加工方法，其特征在于：所述挤压模具的温度控制在430-470℃，挤压速度为1.2-1.8m/min。
7.根据权利要求4所述的一种隔热型铝型材的加工方法，其特征在于：拉伸矫直的过程中，铝型材温度小于50℃，拉伸率小于等于1.5％，矫直长度为10-20cm，矫直变形量为0.5％-1.5％。
8.根据权利要求4所述的一种隔热型铝型材的加工方法，其特征在于：均匀化处理后，将铝型材铸锭加热至500-530℃，温度梯度为10-20℃。
9.根据权利要求4所述的一种隔热型铝型材的加工方法，其特征在于：水冷淬火的过程中，冷却水温度为25-45℃。
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