[發明專利]一種薄壁建筑型材用的變形鋁合金

無效

• 申請號: 200910059144.3
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101545064A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 王均;熊計;周先鋒;楊啟平;范洪遠;向廷生;鐘宇
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22C1/06;C22C1/03;C22F1/047
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種薄壁建筑型材用的變形鋁合金，屬有色合金材料配方及加工工藝技術領域。

背景技術

隨著變形鋁合金在建筑、裝潢、汽車、航空、電子等領域應用的拓寬，對變形的強度性能、耐腐蝕性能、氧化著色性能有了更高的要求。但是目前，在變形鋁合金的生產中，依然存在熔鑄出現粗晶組織、羽毛組織等析出物，在擠壓過程中易出現焊合線，從而增加模具成本，影響產品表面質量；型材較厚時，易出現制品變形和材料成分偏析，力學性能偏低；氧化膜性能不穩定，感觀差，耐蝕性差等問題，并且由于部分鋁合金中硬質相的大量存在而使得機械加工性能差，擠壓力較大，模具磨耗大壽命較低，擠壓速度慢，生產效率低，能耗高。對于一些薄壁復雜型材，尤其是寬厚比大于100形狀非對稱性及異性性程度大的擠壓型材，普通變形合金根本不能很好的成型，為了滿足市場的需求，這就要求對合金進行成份改進。通過優化變形鋁合金中的合金成份以及添加其他元素進行改性來提高鋁合金的機械加工性能，提高生產效率，降低生產能耗。到目前為止，未見相關報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種薄壁建筑型材用的變形鋁合金材料及其制備方法，以滿足現代建筑行業用薄壁型材對變形鋁合金的要求。

實現本發明的技術方案是控制合金的化學元素組成和生產工藝，提供一種薄壁建筑型材用的變形鋁合金材料及其制備方法。

所述一種薄壁建筑型材用的變形鋁合金材料，其特征是該材料的組份和重量配比是：硅：0.30-0.40；鎂：0.40-0.50；稀土元素：0.10-0.30；鐵：0.25-0.35；銅：≤0.05；錳：≤0.05，其余為鋁。其余雜質含量應符合目前建材的標準。所述的一種薄壁建筑型材用變形鋁合金，其特征在于稀土元素的加入是以10％稀土-Al中間合金的形式加入，其中稀土-Al中間合金的組份和重量配比是：La：4.0-6.0％；Ce：2.0-4.0％；Pr：0.5-1.5％；Nd：0.5-1.5％；雜質：≤0.1％；Al：余量。

所述的一種薄壁建筑型材用鋁合金的制備方法，其特征在于具有以下的制備過程和步驟：

a.熔鑄：用工業級鋁錠、鋁硅中間合金以及工業級鎂錠等原料按上述配方配料按其含量配料裝爐→780-800℃溫度中進行熔化→攪拌與扒渣→覆蓋→噴射精煉→扒渣與覆蓋→靜止保溫→720-740℃溫度中進行連鑄的鑄錠備用。

b.擠壓與熱處理：將上述a工序所得鑄錠均勻化(510-550℃保溫5-10小時)→空氣冷卻→鑄錠和模具加熱(加熱溫度為450-550℃，保溫2-4小時)→擠壓(擠壓筒預熱溫度350-450℃)→切斷→拉伸矯直→人工時效處理(時效溫度180-220℃，保溫時間2-6小時)→成品。

本發明制品在反復試驗工程中，對薄壁異性型材成型性良好，材料的力學性能達到國標要求(GB5237.1-2004)。

具體實施方式

實施例1：合金成份及其重量分數取值為：硅：0.35；鎂：0.45；稀土元素：0.20；鐵：0.27；銅：≤0.05；錳：≤0.05，其余為鋁。生產工藝流程如下：

a.用工業級雙零鋁錠(Al99.7％)、鋁硅中間合金以及工業級鎂錠(一級)等原料按上述配方配料裝爐，配料重量9kg，采用井式電阻爐熔煉，在780℃溫度中進行熔化。對熔體進行攪拌與扒渣，覆蓋；加入精煉劑噴射精煉，覆蓋后用鐘罩按配方浸入式加入鎂錠，待熔化后，再一次扒渣與覆蓋，靜止保溫20分鐘，溫度升到740℃溫度中進行澆注成φ160×350的鑄錠備用。

b.將上述a工序所得鑄錠實施擠壓和熱處理。首先對上述鑄錠進行均勻化處理，處理溫度為530℃保溫8小時，出爐空氣冷卻，同時對鑄錠和模具加熱到530℃，保溫4小時。擠壓時擠壓筒預熱溫度400℃，擠壓力為200T，擠壓后進行切斷和拉伸矯直，矯直后切除廢料后進行人工時效處理(時效溫度200℃，保溫時間2小時)，出爐后空冷沿擠壓方向取拉伸試樣的成品。

成品在電子拉伸試驗機上進行性能檢測，經檢測，本例所得變形鋁合金成品平均力學性能指標為：拉伸強度：197MPa，延伸率：8.3％。完全到達預期的力學性能指標。

實施例2：合金成份及其重量分數取值為：硅：0.374；鎂：0.482；稀土元素：0.215；鐵：0.281；銅：≤0.0234；錳：≤0.0252，其余為鋁。生產工藝流程如下：