TWI339137B - - Google Patents

Description

1339137 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 - 本發明係關於一種鋁擠製型材製程，尤指一種可擠製 ’， ㈣包含數不同系列紹合金之紹系複合材料擠製型材製_ 設計。 亨王 【先前技術】 鋁系合金因具有較鐵系金屬重量輕，以及良好的易力 Φ 工性等特點，目前已被廣泛應用於如型材、…等物品之原 料。以鋁擠製型材為例，其係將鋁系合金預製成—定長芦 的圓柱狀鋁錠，次將該鋁錠預熱至未熔融之可塑性再透 過擠製成形機以擠製成形手段使可塑性鋁錠通過模具之模 穴’而製成預定形狀之鋁擠製型材產品。 惟前揭結擠製型材產品之製造，係選用單一種鋁系合 金作為原料，該鋁系合金因受限合金本身之限制如：一 鋁系合金具有良好的耐蝕性，其強度不高，若以此鋁系合 φ 金製造成鋁擠型材產品，即存在有支持力不足之問題丨相 反地，一鋁系合金具有高強度時，即不具耐蝕性若製造 成鋁擠型材產品時’即不適用於海水或工業環境等。於 疋目則已知紹擠製型材產品因具備耐姓性或高強度中之 任一種材料特性，無法兼具耐蝕性及高強度等兩種不同的 、材料特性’造成該鋁擠製型材產品之使用有其一定限制。 為了彌補前揭铭擠製型材產品無法兼具耐蝕性及高強 度之缺點，目刖一般之作法概係使用高強度之鋁系合金擠 製型材產品，再以電鍍或表面塗覆手段等成形於該型材表 =成耐生的包覆體，惟該包覆體與紹擠製 吳質物質iiL yv 5 ’造成兩者間不易長久維持固著 在匕，Ί乃j& (十> ^ …壬有效克服該鋁擠製形材產品無法兼具 向強度之問題。 八 【發明内容】 本發明之主要目的在於提供一種鋁系複合材

型材制_2L

王希藉此設計，克服目前鋁系合金擠製 兼具多種不同材質特性之問題。 為達成前揭目的，本發明所設計鋁系複合材 型材製程係包括： 提供至少兩種不同材質之鋁系合金； 自該些銘系合金中，擇一作為芯材； ^ 邊些鋁系合金中，至少擇一與該芯材不同材質之鋁 系a金加工成形為中空外覆體，且結合於該芯材外側，製 成一鋁合金錠；

型材間係 狀態，故 耐餘性及 料之擠製 纪材無法 之擠製 對紹合金錠施以加熱至可塑性；以及 以擠製成形手段將該被加熱至可塑性之鋁合金錠擠製 成内外層包含二種不同材質之紹系合金之複層式長條擠製 型材產品。 本發明所設計鋁系複合材料之擠製型材係利用前述製 程所製成，該擠製型材係包括一芯材以及至少一外覆體包 覆固結於該芯材外側，該芯材與其外側之外覆體為不同材 質之鋁系合金。 本發明藉由前揭製程及擠製蛩材結構設計，其特點在 1339137 於：本發明至少二種不同材質之鋁系合 UR , 正、，〇合為一體，再 搖1成形為一複層式之擠製型材產品， 其可依產品設計 之而要，選用數種不同材質銘系合金複合為—體，同時利 用该些紹系合金先結合為複層式銘合金鍵，再透過加孰及 南壓擠製成形㈣，使1¾成形後之複層式掩製型材產品中 内外層不同材質鋁系合金間之接面產生妓曰 。° 伐田座生共晶結合狀態而穩 固地結合一體，使其彼此間可以長久維持固著狀態。

【實施方式】 有關本發明鋁系複合材料之擠製型材製程之具體實施 例’請配合參閱第一圖所示，該擠製型材製程係包括以下 步驟： 提供至少二種不同材質之叙系合金，該些該些招系合 金可分別選自世界通用之美國鋁合金協會制定之AA規格 中之5系列及7系列任一系列之鋁系合金，或選自該5系 列及7系列兩種不同系列之鋁系合金，其中5系列以選用 505 1、5052、5056、5083、5086、5456 等鋁系合金為佳， 則揭各式5糸列銘系合金主要成份係包括有銘（a 1)及鎮 (Mg)等金屬元素’其具有極佳的耐蝕性，及良好的溶接性 等材質特性，對海水及工業環境之耐蝕性大，至於7系列 則以選用 7001、7005、7046、7050、7055、7075 等紹系 合金為佳’前述各式7系列鋁合金主要成份包括有鋁 (AI )、辞（Zn )、鎮（Mg)及銅（Cu)等金屬元素，其且有高強 度寻材質特性’以7075紹系合金為例，其硬度可達 1 50kg/mm2 (勃式硬度）、最高剪斷強度為34. 〇kg/mD12、最 1339137 咼引張強度58. 5kg/mm2 ; 自該些1呂系合金中，擇一作為芯材； 自該些鋁系合金中，至少擇一與芯材不同材質之鋁系 合金加工成形為中空的外覆體，如第二圖所示，所述之外 覆體（1 1 )係、形成中央貫通狀之形體，且結合於該芯材 (1 0 )外側，製成一粗圓柱狀之鋁合金錠（i ;

對鋁合金錠施以加熱至未熔融之可塑性；以及 以擠製成形手段將該被加熱至可塑性之鋁合金錠擠製 成内外層包含至少兩種不同材質鋁系合金之複層式長條擠 製型材產品（2 )。 本發明以前述製程所製成之長條擠製型材（2 )可為 實心棒狀（如第三圖所示者）或空心管狀，其斷面形狀依 產品之設計而定，其中該擠製型材（2 )包括一芯材（2 〇 )以及至少一層外覆體（2 1 )包覆固結合於該思材 (2 0 )外側，該外覆體（2 2 )與該芯材（2 〇 )為不 同材質之鋁系合金，該外覆體（2 i )為二層或以上時， 相鄰之二層外覆體（2丄）為不同材質之鋁系合金。了， 前述中，設於芯材（2 0 )外表之外覆體（2丄）為 一層時，該芯材（20)與其外表直接包覆之外覆體（2 1 )可選用兩種不同系列（5系列及7系列）之鋁系合金 如：該芯材（20)制5系列銘系合金，該外覆體（2 1 )選用7系'列鋁系合金，此組芯材（2 ◦)與外覆體 (2 i ) Μ合成之㉟合金擠製型材即具有内層高強度紹系 合金、外層高❹性之㈣複合材料，適用於外表須耐麵 的棒狀等擠製型材；當該芯 金，該外㈠f 9 1 h 2 〇 )選用7系列鋁系合 (2 〇 . ^ )選用5系列鋁系合金，此組芯材 有外層高1 且合成之紹合金掩製型材即具 適用於二又呂糸°金、内層高耐蝕性之鋁系複合材料， 、用於内部須耐蝕的管狀等擠製型材。 此外’該鋁系合金擠製型材中，當設於該 覆之外覆體（21)具有二層（含)以上:該 種不I 0)與其外表直接包覆之外覆體（21)可為兩 ^列（5系列及7系列）的㈣合金，相鄰二層外覆 =同材料之㈣合金，，中可為相同系列但不同組成 ::紹糸合金’或可為不同系列之铭系合金等；另該芯材 二：）以及外覆冑（川之材料所選用，以及該外覆 組（2 1 )厚度的厚薄，係依該擠製型材產品設計 材質特性而定。 本發明藉由前揭紹系複合材料之擠製型材製程及擠製 型材H其主要係令：種不同材f合Μ合$ _ 體’再擠製成形為-複層式之擠製型材產品，纟中之製程 設計’係令該些不同材質之㈣合金分別製成芯材及外覆 體，再結合成鋁合金錠，因係分別製成長度短、外徑大之 物件，故使芯材易於置入該外覆體内；更重要的是，本發 明利用該些鋁系合金先結合為複層式鋁合金錠，$透過加 熱及高壓擠製成形步驟，使該成形後之複層式擠製型材產 品中内外層不同材質鋁系合金間之接面產生共晶結合狀態 而穩固地結合一體，使其彼此間可以長久維持固著狀熊/ 1339137 ^此外，本發明尚可選用了 5系列及7系列紹系合金， -亥一系列紹系合金之主要成份中均含有雀呂（川及鎮⑽）， 之㈣合金之金屬元素組成成分較為接近，當 該些紹系合金結合成複層式紹合金錠後，經加熱至未熔融 之可塑性，再藉由高壓冑製成複層式擠製型材產品，可令 :内::層不同系列之鋁系合金間之接面，@組成分相近而 能更能產生共晶結合之固結效果，同時也讓該擠製型材產 品結合了 5 f列紹系合金之耐敍性，以及7系列紹系合金 之高強度等雙重材料特性，而提供一材料性質更為優里之 擠製型材產品。 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明鋁系複合材料之擠製型材製程之流程 圖。 第二圖係本發明鋁系複合材料之擠製型材製程中尨 材與一層包覆體結合成鋁合金錠示意圖。 第三圖係利用本發明鋁系複合材料之擠製型材製程所 成形之棒狀複層式長條擠製型材產品之示意圖。 【主要元件符號說明】 (1)紹合金鍵 （2)擠製型材產品 (1 0 )怎材 （1 1 )外覆體 (2 0 )芯材 （2 1 )外覆體

Claims (1)

1339137 X 、申請專利範園： 包括： 種鋁系複合材料之擠製型材步 驟 提供至少二種不同材質之紹系合金，所述至少二 同材質之I呂系合金係分別選自美國紹合金協會制定之Μ 規格中之5糸列及7系列銘系合金. 自該些I呂系合金中’擇一作為芯材； 自該些紹系合金令，至少擇-與芯材為不同材質之紹 系合金加工成形為中空的外覆體’且結合於該芯材外側， 製成一鋁合金錠； 對該紹合金鍵施以加熱至可塑性，·以及 “成形手&將該被加熱至可塑性之鋁合金錠擠 成内外層包含二種不同材質之鋁系 型材產品。 層式長條踏製 2 ·如申請專利範圍第1項所述之銘系複合材料之播 製型材製程，其中設於該芯材外表包覆之外覆體為一芦， ^材選用7系列紹系合金’該外覆體選用5系列㈣合 制，3 :如申請專利範圍第1項所述之鋁系複合材料之擠 材製& ’其中設於該芯材外表包覆之外覆體為-層， 2材選用5系列㈣合金，該外覆體選用7系列㈣合 製型I":申•專利範圍第1項所述之銘系複合材料之撥 土衣王’其中設於該芯材外表包覆之外覆體為二層 10 S以上，該芯材選用7系列鋁系合金，該直接包覆於 該芯材之外覆體選用5系列鋁系合金，相鄰二層外覆體為 不同材料之鋁系合金。 制5 ‘如申請專利範圍第}項所述之鋁系複合讨料之擠 製型材製程，其令設於該芯材外表包覆之外覆體為二層 (含）以上，該芯材選用5系列鉈系合金，該直接包覆於 垓心材之外覆體選用7系列鋁系合金，相鄰二層外覆體為 不同材料之鋁系合金。 6 ·如申請專利範圍第1至5項之任一項所述之鋁系 複合材料之擠製型材製程，其中所述之5系列鋥系合金係 選自 505卜 5052、5056、5083、5086 及 5456 鋁合金；所 述之7系列鋁系合金係選自7〇〇1、7〇〇5、7〇46、7〇5〇、 7055及7075紹合金。 7 種n複合材料之擠製型材，係以巾請專利範 圍第1至6項任—項之製程所製成，該擠製型材包括有— 怎材以及至少-外覆體包覆固結於該芯材外側，該芯材與 該外覆體為不同材質之鋁系合金。 、 8·如申請專利範圍第7項所述之銘系複合材 製型材，其中該擠製型材為實心棒狀。 9 .如申請專利範圍第7項所述之紹系複合材 製型材，其中該擠製型材為空心管狀。 十一、圖式：