一種建筑用鋁合金型材及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種建筑用鋁合金型材及其制備方法，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)比該合金化學(xué)成分為：Si≤0.50、Cu0.15-0.25、Mg0.80-1.2、Zn≤0.4、Mn1.0-1.5、Cr≤0.2、Fe0.000-0.700、Ti≤0.1、B0.015-0.04、Pb0.1-0.3、Sn0.3-0.5、Ce0.025-0.045、Nd0.02-0.03、Ho0.01-0.02，余量為Al。本發(fā)明通過(guò)對(duì)合金元素的合理優(yōu)化，最終得到的鋁合金型材不僅保持較高的強(qiáng)度，而且具有優(yōu)異的耐氣候性能和耐腐蝕性能，大大延長(zhǎng)了鋁合金型材的使用壽命，完全滿足建筑材料對(duì)鋁合金型材的各項(xiàng)要求，有利于建筑鋁型材的推廣應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】一種建筑用鋁合金型材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑用鋁合金型材及其制備方法，屬于鋁合金材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，接近或超過(guò)優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，易于加工，可制成各種型材，具有優(yōu)良的機(jī)械性能，物理性能和抗腐蝕性能。鋁合金型材廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸、機(jī)械制造、建筑裝修、化學(xué)工業(yè)等，是一種重要的有色金屬結(jié)構(gòu)材料。由于鋁合金型材強(qiáng)度大，不易生銹，跟普通鋼材相比，重量較輕，更加有利于建筑工程的施工建設(shè)，已成為當(dāng)前建筑中重要的外墻內(nèi)地圍護(hù)表現(xiàn)形式，得到了廣泛的應(yīng)用。隨著建筑材料業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)鋁合金型材耐腐蝕性能和耐氣候性的要求日益提高，而現(xiàn)有鋁合金型材的耐氣候性能和耐腐蝕性能無(wú)法滿足建筑物70年甚至更長(zhǎng)時(shí)間的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種建筑用鋁合金型材及其制備方法，提高鋁合 金型材的耐腐蝕性能和耐氣候性能，延長(zhǎng)其使用壽命。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種建筑用鋁合金型材，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)比該合金化學(xué)成分為:Si < 0.50、Cu
0.15-0.25,Mg 0.80-1.2、Zn ( 0.4,Mn 1.0-1.5、Cr ( 0.2、Fe 0.000-0.700、Ti ≤ 0.1、B
0.015-0.04、Pb 0.1-0.3、Sn 0.3-0.5、Ce 0.025-0.045、Nd 0.02-0.03、Ho 0.01-0.02，余量為Al。
[0005]本發(fā)明建筑用鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(O按配方配比計(jì)算稱取爐料，取鋁錠加入熔化爐中加熱熔化，當(dāng)熔液溫度達(dá)725-7350C時(shí)，依次加入Al-15wt%Mn中間合金、Al_5wt%Sn中間合金，攪拌均勻后繼續(xù)升溫至730-750°C，依次加入Al-10wt%Mg中間合金、Al_3wt%Pb中間合金、Al_lwt%Cr中間合金、A1-0.5wt%Te中間合金，爐料全部熔化后，攪拌10-15min，使成分均勻，調(diào)整溫度至720-740°C，通過(guò)氮?dú)鈱⒕珶拕┐等胫寥垡好?/3處進(jìn)行精煉，精煉劑用量為熔液重量的1.5-2.5%，精煉20-25min后扒渣，靜置15_20min，調(diào)整溫度至715-725 °C，加入其它剩余元素合金成分，攪拌15-20min后，取樣分析、調(diào)整至合格；以氣體流量為l_2L/min通60%N2+30%Ar+10%Cl2混合氣體除氣精煉20_25min，扒渣，升溫至725-745°C，保溫靜置10-15min后即可出爐澆注，澆注溫度為645_675°C ；
(2)將步驟(1)得到的鑄坯加入到熔化爐中，加熱至710-730°C，待其完全熔化后，攪拌20-30min后進(jìn)行第二次取樣分析，然后調(diào)整溫度至695-715°C，以氣體流量為1.5-2.5L/min通70%N2+30%C12混合氣體除氣精煉15_20min，扒渣后靜置15_20min，取樣進(jìn)行爐前快速分析，分析結(jié)果符合合金成分要求即可出爐澆注，澆注溫度為650-680°C ；
(3)將步驟(2)得到的重熔鑄坯在均勻化處理爐中進(jìn)行均勻化處理:先在440-480°C下保溫4-8h，緩慢降溫至250-300°C，保溫2_3h，空冷至室溫，再在360-390°C下保溫3_5h，緩慢升溫至490-510°C，保溫5-10h，然后強(qiáng)風(fēng)冷卻至150-200°C，保溫l_2h，空冷至室溫；
(4)將均勻化后的鑄坯擠壓成型，擠壓溫度為480-500°C，擠壓速率為14-18m/min，然后將擠出的型材采用在線風(fēng)冷或水霧冷卻淬火，淬火后進(jìn)行拉伸矯直，拉伸變形量為
1.5-2.5% ；
(5)將拉伸矯直后的鋁合金型材進(jìn)行時(shí)效處理:先在70-80°C下保溫8-12h，空冷至室溫，再在55-65°C下保溫5-10h，升溫至180-200°C，保溫l_2h，空冷至室溫，再在110_120°C下保溫16-22h，出爐空冷至室溫。
[0006]所述的精煉劑由以下重量份的的組分組成:硝酸鈉18-24、氟酸鈦鉀5-10、氯化鉀33-41、氯化鋅15-20、硫酸鈉3-8、五氯化磷10-15、氟硼酸鈉12-18、氟化鋁8_14、碳酸鈣16-22、木炭粉 10-15。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明通過(guò)對(duì)合金元素的合理優(yōu)化，最終得到的鋁合金型材不僅保持較高的強(qiáng)度，而且具有優(yōu)異的耐氣候性能和耐腐蝕性能，大大延長(zhǎng)了鋁合金型材的使用壽命，完全滿足建筑材料對(duì)鋁合金型材的各項(xiàng)要求，有利于建筑鋁型材的推廣應(yīng)用。【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例
一種建筑用鋁合金型材，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)比該合金化學(xué)成分為:Si < 0.50、Cu
0.15-0.25,Mg 0.80-1.2、Zn ( 0.4,Mn 1.0-1.5、Cr ( 0.2、Fe 0.000-0.700、Ti ≤ 0.1、B
0.015-0.04、Pb 0.1-0.3、Sn 0.3-0.5、Ce 0.025-0.045、Nd 0.02-0.03、Ho 0.01-0.02，余
量為Al。
[0009]建筑用鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按配方配比計(jì)算稱取爐料，取鋁錠加入熔化爐中加熱熔化，當(dāng)熔液溫度達(dá)730°C時(shí)，依次加入Al-15wt%Mn中間合金、Al_5wt%Sn中間合金，攪拌均勻后繼續(xù)升溫至740°C，依次加入Al_10wt%Mg中間合金、Al_3wt%Pb中間合金、Al_lwt%Cr中間合金、Al-0.5wt%Te中間合金，爐料全部熔化后，攪拌15min，使成分均勻，調(diào)整溫度至730°C，通過(guò)氮?dú)鈱⒕珶拕┐等胫寥垡好?/3處進(jìn)行精煉，精煉劑用量為熔液重量的2%，精煉25min后扒渣，靜置15min，調(diào)整溫度至720°C，加入其它剩余元素合金成分，攪拌15-20min后，取樣分析、調(diào)整至合格；以氣體流量為l_2L/min通60%N2+30%Ar+10%Cl2混合氣體除氣精煉25min，扒渣，升溫至735°C，保溫靜置15min后即可出爐澆注，澆注溫度為665°C ；
(2)將步驟(1)得到的鑄坯加入到熔化爐中，加熱至715°C，待其完全熔化后，攪拌25min后進(jìn)行第二次取樣分析，然后調(diào)整溫度至705 °C，以氣體流量為2L/min通70%N2+30%C12混合氣體除氣精煉20min，扒渣后靜置15min，取樣進(jìn)行爐前快速分析，分析結(jié)果符合合金成分要求即可出爐澆注，澆注溫度為680°C ；
(3)將步驟(2)得到的重熔鑄坯在均勻化處理爐中進(jìn)行均勻化處理:先在460°C下保溫6h,緩慢降溫至280°C，保溫3h，空冷至室溫，再在380°C下保溫4h，緩慢升溫至505°C，保溫8h,然后強(qiáng)風(fēng)冷卻至200°C，保溫2h，空冷至室溫；
(4)將均勻化后的鑄坯擠壓成型，擠壓溫度為490°C，擠壓速率為16m/min，然后將擠出的型材采用在線風(fēng)冷或水霧冷卻淬火，淬火后進(jìn)行拉伸矯直，拉伸變形量為2% ；(5)將拉伸矯直后的鋁合金型材進(jìn)行時(shí)效處理:先在75°C下保溫10h，空冷至室溫，再在60°C下保溫8h，升溫至180°C，保溫lh，空冷至室溫，再在120°C下保溫18h，出爐空冷至室溫。
[0010]所述的精煉劑由以下重量份的的組分組成:硝酸鈉18、氟酸鈦鉀10、氯化鉀38、氯化鋅15、硫酸鈉6、五氯化磷12、氟硼酸鈉16、氟化鋁12、碳酸鈣18、木炭粉15。
[0011]經(jīng)檢驗(yàn)，所得鋁合金型材的主要性能為:抗拉強(qiáng)度461MPa，屈服強(qiáng)度365MPa，伸長(zhǎng)率 13.3%.
【權(quán)利要求】
1.一種建筑用鋁合金型材，其特征在于，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)比該合金化學(xué)成分為:Si ≤ 0.50、Cu 0.15-0.25, Mg 0.80-1.2, Zn ≤ 0.4、Mn 1.0-1.5, Cr ≤ 0.2、Fe0.000-0.700、Ti ≤ 0.1、B 0.015-0.04、Pb 0.1-0.3, Sn 0.3-0.5, Ce 0.025-0.045、Nd0.02-0.03、Ho 0.01-0.02，余量為 Al。
2.如權(quán)利要求1所述的建筑用鋁合金型材的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (O按配方配比計(jì)算稱取爐料，取鋁錠加入熔化爐中加熱熔化，當(dāng)熔液溫度達(dá)725-7350C時(shí)，依次加入Al-15wt%Mn中間合金、Al_5wt%Sn中間合金，攪拌均勻后繼續(xù)升溫至730-750°C，依次加入Al-10wt%Mg中間合金、Al_3wt%Pb中間合金、Al_lwt%Cr中間合金、A1-0.5wt%Te中間合金，爐料全部熔化后，攪拌10-15min，使成分均勻，調(diào)整溫度至720-740°C，通過(guò)氮?dú)鈱⒕珶拕┐等胫寥垡好?/3處進(jìn)行精煉，精煉劑用量為熔液重量的1.5-2.5%，精煉20-25min后扒渣，靜置15_20min，調(diào)整溫度至715-725 °C，加入其它剩余元素合金成分，攪拌15-20min后，取樣分析、調(diào)整至合格；以氣體流量為l_2L/min通60%N2+30%Ar+10%Cl2混合氣體除氣精煉20_25min，扒渣，升溫至725-745°C，保溫靜置10-15min后即可出爐澆注，澆注溫度為645_675°C ； (2)將步驟(1)得到的鑄坯加入到熔化爐中，加熱至710-730°C，待其完全熔化后，攪拌20-30min后進(jìn)行第二次取樣分析，然后調(diào)整溫度至695-715°C，以氣體流量為1.5-2.5L/min通70%N2+30%C12混合氣體除氣精煉15_20min，扒渣后靜置15_20min，取樣進(jìn)行爐前快速分析，分析結(jié)果符合合金成分要求即可出爐澆注，澆注溫度為650-680°C ； (3)將步驟(2)得到的重熔鑄坯在均勻化處理爐中進(jìn)行均勻化處理:先在440-480°C下保溫4-8h，緩慢降溫至250-300°C，保溫2_3h，空冷至室溫，再在360-390°C下保溫3_5h，緩慢升溫至490-510°C，保溫5-10h，然后強(qiáng)風(fēng)冷卻至150-200°C，保溫l_2h，空冷至室溫； (4)將均勻化后的鑄坯擠壓成型，擠壓溫度為480-500°C，擠壓速率為14-18m/min，然后將擠出的型材采用在線風(fēng)冷或水霧冷卻淬火，淬火后進(jìn)行拉伸矯直，拉伸變形量為1.5-2.5% ； (5)將拉伸矯直后的鋁合金型材進(jìn)行時(shí)效處理:先在70-80°C下保溫8-12h，空冷至室溫，再在55-65°C下保溫5-10h，升溫至180-200°C，保溫l_2h，空冷至室溫，再在110_120°C下保溫16-22h，出爐空冷至室溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建筑用鋁合金型材的制備方法，其特征在于，所述的精煉劑由以下重量份的的組分組成:硝酸鈉18-24、氟酸鈦鉀5-10、氯化鉀33-41、氯化鋅15-20、硫酸鈉3-8、五氯化磷10-15、氟硼酸鈉12-18、氟化鋁8_14、碳酸鈣16-22、木炭粉10-15。
【文檔編號(hào)】C22C1/06GK103898374SQ201410115525
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】張廣勛, 沈勇, 祁仁華 申請(qǐng)人:安徽家園鋁業(yè)有限公司