CN114045419B - 用于建筑模板的压铸铝合金 - Google Patents
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Abstract
本申请公开用于建筑模板的压铸铝合金，所述用于建筑模板的压铸铝合金由以下组分组成：0.5～2.0重量％的硅、最多0.25重量％的铁、3.0～5.0重量％的镁、最多0.4重量％的铜、0.2～0.5重量％的锰、最多0.5重量％的锌、0.05～0.15重量％的钛、最多0.4重量％的铬和单个杂质元素最多0.1重量％，其余为铝，镁与硅的比例控制在2.0～2.5之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑模板，尤其涉及一种用于建筑模板的压铸铝合金。
背景技术
建筑模板作为混泥土建筑工程中的一项特殊材料，建筑模板已经在国内和国外经历了相当长的一段发展历程。最初始的混泥土模板是利用木质散板，并按照形状和结构拼装成混泥土的成型模型，这种模板在拆模后就变成了一对散板，不仅会耗费大量的材料影响生态环境，同时其装拆是一项极其费时又费力的工作。
到了20世纪初期，就已经有了装配式定型木模板的出现，按照工程的需要，提前可以将一套拥有不同尺寸的模板设计出来，再交给加工单位进行批量生产，在进行施工的过程中应该要根据结构形式，提前做好陪伴设计，这样一来，在现场就可以根据配板图进行拼装，并且在拆模后还能够接着周转使用。
这种装配式定型的模板已经在混泥土建筑行业中使用了相当长的一段时间，一些地方直到目前还在使用。
到了20世纪50年代的下半期，一些国家比如法国就已经出现了大型模板，由一开始的人工逐渐向机械自动化发展，进行大块模板的搬动、安装以及拆除，在施工的过程中使用的是流水法，这样就能够有效地节省劳动力、提高；劳动效率，最终缩短施工工期。在20世纪60年代的时候就已经开始出现组合式定型模板，这种类型的模板主要是在对装配式定型模板加以改造，再加上配套的拼装附件而成的，它能够拼装成尺寸各异的大型模板。它不同于原来的以尺寸固定的大型模板，因为它采用模数制设计，能够利用板块的组合，使大型模板的尺寸发生变化，它不仅能够一次拼装，多次使用；同时又能够灵活拼装，并且拼装模板的尺寸可以随时被改变，所以拥有更广阔的使用范围，这种模板是在当前现浇混泥土工程中所使用的最主要的模板形式。
目前市场上已按照标准制作变形铝合金模板，通过将铝板热处理后剪切，随后按照标准焊接，这样方式生产成本高，并且在使用过程中时常出现变形等问题。
现有铝合金模板是目前市面上常见的6061性材料模板，其成分如下：
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于建筑模板的压铸铝合金，其中所述用于建筑模板的压铸铝合金具有较好的抗拉伸强度、屈服强度以及延伸率，且在使用过程中时常出现变形等。
为实现上述目的，本发明提供一种用于建筑模板的压铸铝合金，所述用于建筑模板的压铸铝合金由以下组分组成：0.5～2.0重量％的硅、最多0.25重量％的铁、3.0～5.0重量％的镁、最多0.4重量％的铜、0.2～0.5重量％的锰、最多0.5重量％的锌、0.05～0.15重量％的钛、最多0.4重量％的铬和单个杂质元素最多0.1重量％，其余为铝。
根据本发明一实施例，镁与硅的比例控制在2.0～2.5。
根据本发明一实施例，镁与硅的比例控制在2.3～2.5之间。
根据本发明一实施例，所述用于建筑模板的压铸铝合金包括的铜元素和锰元素分别为0.2～0.4重量％和0.2～0.4重量％。
根据本发明一实施例，所述用于建筑模板的压铸铝合金包括1.2～1.5重量％的硅。
根据本发明一实施例，所述单个杂质元素包括锶。
根据本发明一实施例，所述单个杂质元素包括镍。
根据本发明一实施例，所述用于建筑模板的压铸铝合金包括3.5重量％的镁。
根据本发明一实施例，所述用于建筑模板的压铸铝合金包括4重量％的镁。
根据本发明一实施例，所述用于建筑模板的压铸铝合金包括0.1重量％的钛。
本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，得以充分体现。
具体实施方式
以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
依本发明一较佳实施例的一用于建筑模板的压铸铝合金，其中所述用于建筑模板的压铸铝合金由压住铝合金制作形成。
所述用于建筑模板的压铸铝合金由以下组分组成：0.5～2.0重量％的硅、最多0.25重量％的铁、3.0～5.0重量％的镁、最多0.4重量％的铜、0.2～0.5重量％的锰、最多0.5重量％的锌、0.05～0.15重量％的钛、最多0.4重量％的铬和单个杂质元素最多0.1重量％，其余为铝。
通过热力学计算，硅在1.0～1.5之间时，AlMg系合金在压铸过程中热裂倾向更小，并且过量的硅会增加材料的强度，但会降低材料的塑性，增加材料脆性，所有优选硅含量控制在1.0～1.5重量％。
镁在压铸铝合金中的份额优选3.0～4.0重量％，镁主要与硅主要生产Mg2Si相，与锌生产MgZn2相，提高材料强度、硬度。在不含锌的情况下，镁与硅的比例控制在2.0～2.5之间，过量的硅导致材料延伸率降低，过低的硅又会降低材料的强度，经过CAE模拟分析，建筑铝模板要求抗拉大于280Mpa，屈服强度大于200Mpa，延伸率大于7％可达到使用要求。但是镁元素过量会降低铝合金的铸造性能。
值得一提的是，所述单个杂质元素可以包括锶。所述单个杂质元素还可以包括镍。
优选地，镁与硅的比例控制在2.3～2.5之间，此时，不仅能够提高最终形成的用于建筑模板的压铸铝合金强度，还能够保证所述用于建筑模板的压铸铝合金的延伸率。
在以上提到的压铸铝合金中，锌在压铸铝合金中的份额为不高于0.5重量％，锌与镁生产MgZn2相，通过自然时效提高材料强度，锌熔点低，加入后会导致合金凝固温度区间增加，会增加热裂风险，按照原材料实际情况，为降低成本，优选锌含量控制在0.1重量％以下，最多不超过0.01重量％。
加入最多0.25重量％的铁，能够防止压铸时，所述压铸铝合金出现粘模。而加入的0.2～0.5重量％的锰和最多0.4重量％的铜，能够避免铝合金制作时，出现粗大片状的AlFeSi相，而一旦出现粗大片状的AlFeSi相将会对产品的塑性影响很大。此外加入的铜元素和锰元素优选为0.2～0.4重量％，0.2～0.4重量％，此时，不仅能够避免铝合金制作时，出现粗大片状的AlFeSi相，还能够缓解加入的铁在铸态时出现粘模。
在以上提到的压铸铝合金中，铜在压铸铝合金中的份额为不高于0.4重量％，优选低于0.2重量％，合金中增加适当含量的铜可以在作为其它使用场景时做T5热处理，提高合金强度和硬度，但是过量的铜含量会导致合金凝固温度区间增加，增加热裂风险。如果采用的原材料含铜，则依照原材料实际铜含量调配，降低生产成本。
在以上提到的压铸铝合金中，铁和锰、铬合金的组合，合金体系中铁含量0.25重量％以下，低铁导致材料与模具钢之间的亲和力增加，产生粘模情况，无法生产高压铸造生产。在一个实施例中，通过添加最多0.25重量％的铁和最多0.4重量％的铬，0.2～0.5重量％的锰，使其生产AlFeSiMnCr相化合物，降低合金与模具钢的亲和力，并且锰与铬可避免形成粗大的针状AlFeSi相(对产品的塑性影响很大)，提升材料的塑性，依照原材料铁含量实际成分，1Cr+2Mn与Fe比例控制在4～5之间。
在以下不同的实施例中，加入的金属含量不同，所形成的铝合金的性能有所不同。
值得一提的是，验证的过程为
1)生产设备及辅助配件：280T力劲压铸机，自动给汤机，模温机，保温料筒；
2)压铸工艺控制：压铸铝液温度控制在680-690℃，保温料筒温度控制在120-140℃，高速速度控制在1.8-2.1m/S，增压压力65Mpa；
3)以下为不同成分配比压铸试棒用三思拉力机，进口引伸计测试性能：
优选地，根据本发明的另一个方面，本发明还公开一种用于建筑模板的压铸铝合金的制作方法，其中所述用于建筑模板的压铸铝合金包括：
S1，按照以下组分：0.5～2.0重量％的硅、最多0.25重量％的铁、3.0～5.0重量％的镁、最多0.4重量％的铜、0.2～0.5重量％的锰、最多0.5重量％的锌、0.05～0.15重量％的钛、最多0.4重量％的铬和单个杂质元素最多0.1重量％，其余为铝备料，首先以Al-Cu中间合金、Si单质、Mg锭Al-Mn中间合金、Al-Ti中间合金、Cr元素以中间合金的形式加入炉中。
值得一提的是，通过加入熔化后的现有的6061型材模板于炉中，并按照组分要求：0.5～2.0重量％的硅、最多0.25重量％的铁、3.0～5.0重量％的镁、最多0.4重量％的铜、0.2～0.5重量％的锰、最多0.5重量％的锌、0.05～0.15重量％的钛、最多0.4重量％的铬和单个杂质元素最多0.1重量％，其余为铝，补加各个组分，从而达到步骤S1中组分要求。
值得一提的是，参见的6061型材模板的成分如下：
值得一提的是，通过这样的方式加料，不仅能够使废物再利用，还可以节省原料。
S2，加热熔炼，熔炼时，温度控制在710～730℃之间；
S3，待温度达到710℃～720℃时，将烘干后的Al-Cu中间合金、镁锭、Al-Ti等其余中间合金加入到铝液中，铝液升温至740℃～750℃，保温15～20分钟，保证加入的中间合金全部熔化；
S4，降低温度至720℃～730℃，并开始用移动式旋转除气机将铝合金专用稀土精炼剂压入进行精炼，在精炼时加入铝锶中间合金，精炼时间30～35分钟，然后扒渣，静止1～2小时，静止后用在线侧氢仪检测含气量，达到0.15ml/100g～2ml/100g以下时，可进行压铸，未达到要求，则继续以上精炼变质工艺。
优选地，所述用于建筑模板的压铸铝合金的制作方法包括：
在上述验证过程中验证检测所述用于建筑模板的压铸铝合金的性能。
进一步地，所述用于建筑模板的压铸铝合金的制作方法还包括：
S5，通过分时间段烘烤所述用于建筑模板的压铸铝合金，以矫正检测过程中，所述用于建筑模板的压铸铝合金发生的变形。
优选地，烘烤的温度为180℃～190℃。更优选地，分段的次数大于3次。比如在上述第二个实施例中，用热处理烤箱烘烤190度烘烤；
本领域的技术人员应理解，上述描述所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (9)
1.用于建筑模板的压铸铝合金，其特征在于，所述用于建筑模板的压铸铝合金由以下组分组成：0.5～2.0重量％的硅、0.15～0.25重量％的铁、3.0～5.0重量％的镁、最多0.4重量％的铜、0.2～0.5重量％的锰、最多0.5重量％的锌、0.05～0.15重量％的钛、最多0.4重量％的铬和单个杂质元素最多0.1重量％，镁与硅的比例控制在2.0～2.5之间，其余为铝，其中1Cr+2Mn与Fe比例控制在4～5之间。
2.根据权利要求1所述用于建筑模板的压铸铝合金，其特征在于，镁与硅的比例控制在2.3～2.5之间。
3.根据权利要求1或2所述用于建筑模板的压铸铝合金，其特征在于，所述用于建筑模板的压铸铝合金包括的铜元素和锰元素分别为0.2～0.4重量％和0.2～0.4重量％。
4.根据权利要求1所述用于建筑模板的压铸铝合金，其特征在于，所述用于建筑模板的压铸铝合金包括1.2～1.5重量％的硅。
5.根据权利要求1所述用于建筑模板的压铸铝合金，其特征在于，所述单个杂质元素包括锶。
6.根据权利要求1所述用于建筑模板的压铸铝合金，其特征在于，所述单个杂质元素包括镍。
7.根据权利要求1或2所述用于建筑模板的压铸铝合金，其特征在于，所述用于建筑模板的压铸铝合金包括3.5重量％的镁。
8.根据权利要求1或2所述用于建筑模板的压铸铝合金，其特征在于，所述用于建筑模板的压铸铝合金包括4重量％的镁。
9.根据权利要求1或2所述用于建筑模板的压铸铝合金，其特征在于，所述用于建筑模板的压铸铝合金包括0.1重量％的钛。
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