[發明專利]一種鋁硅基鋁型材及其制備工藝

無效

• 申請號: 201210203401.8
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102747256A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 廖恒成;楊健;吳玉娜
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/02;C22C1/06;C22F1/043
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本發明涉及一種鋁型材及其制備工藝，具體來說，涉及一種鋁硅基鋁型材及其制備工藝。

背景技術

鋁型材分為建筑鋁型材(建筑門窗、幕墻、室內外裝飾及建筑結構用鋁型材，占鋁型材消費量的75％)和工業用鋁型材(建筑鋁型材外所有鋁型材)。我國是鋁型材生產大國，建筑鋁型材占整個鋁型材市場的絕大部分，但提供的往往是低端產品，主要用作建筑門窗、室內外裝飾及要求不高的幕墻結構。而對性能要求較高的幕墻結構，其鋁型材不得不采用價格昂貴的進口產品。這主要是因為我國建筑鋁型材采用6000系列Al-Si-Mg合金制造。該合金含有重量分數大約各為0.5％的Mg和Si，其余為Al，屬于單相合金。由于所含強化元素的量少，強度低，特別是剛度小，耐磨性差，易變形，但具有非常優異的延展性，可方便地采用擠壓成形(GB?5237.1-2004標準：6063合金T6狀態下σ_b≥205MPa，σ_0.2≥180MPa,δ≥8.0％)。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是：提供一種鋁硅基鋁型材，該鋁型材具有強度高、硬度高、耐磨性能好、成本低廉的優點，同時還提供了一種鋁硅基鋁型材的制備工藝，該制備工藝簡單。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種鋁硅基鋁型材，按照重量百分數，該鋁型材由以下組分組成：

硅：5.0%-14.0%，

鎂：0.2%-0.7%，

硼：<0.03%，

鍶：<0.06%，

增強元素：0.1%-6.55%，

雜質元素：<0.25%，

鋁：余量；

所述的雜質元素是指鐵、錫、鉛、鈣中的任何一種或組合，所述的增強元素是指鈦、錳、硼中的任何一種或組合。

一種鋁硅基鋁型材的制備工藝，該制備工藝包括以下步驟：

第一步：將鋁硅合金置入石墨坩堝中，采用電阻絲加熱至760℃熔清后，保溫30分鐘，形成熔體；

第二步：向第一步制得的熔體中加入鎂元素、硅元素和增強元素，使得硅元素的重量百分比在5.0%—14.0%之間，鎂元素的重量百分比在0.2%—0.7%之間，增強元素的重量百分比在0.1%—6.55%之間，保溫30分鐘后，再降溫到730℃，形成熔體；

第三步：向第二步制得的熔體中加入六氯乙烷精煉，靜置10分鐘后，形成熔體；

第四步：向第三步制得的熔體中加入鍶元素變質，鍶元素的重量百分數在0.03%—0.06%之間，保溫30分鐘后，形成熔體，保溫5分鐘后，將該熔體澆鑄到預熱到200攝氏度的鑄鐵模具中，自然冷卻后形成鑄錠；

第五步：將第四步制得的鑄錠進行均勻化退火后，在400℃—550℃溫度下進行熱擠壓和熱軋變形，隨后在500℃—550℃溫度之間進行固溶處理，固溶處理時間為3—6小時，接著在150℃—250℃溫度之間進行時效處理，時效處理時間為3—20小時，從而制得鋁硅基鋁型材。

有益效果：與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1．本發明的鋁硅基鋁型材具有強度高、硬度高、耐磨性能好的技術優點。本發明的合金通過在熔煉時添加Sr或Sr+B細化組織中的共晶Si和枝晶團，改善了硅顆粒的形貌。在熱變形過程中改善硅顆粒分布，使組織均勻。Mg的加入使得合金可是通過固溶時效進行強化。制備的型材在T6熱處理態下強度、硬度和耐磨性遠高于6000系型材，延伸率略低，但均高于國家標準。

2．低成本。本發明的合金系列用硅代替鋁，可以降低電解鋁的消耗量。如含硅量12.3%左右的近共晶鋁硅鎂合金，可以降低12%左右的電解鋁用量，降低電能消耗，節能環保。

3．熱變形的流變應力低。本發明的合金系列熱變形過程中流變抗力與通常鋁型材的相當，可方便地進行熱變形制備鋁型材。

附圖說明

圖1本發明中實施例1的Al-12.3Si-0.4Mg合金在鑄態下的組織結構圖。

圖2本發明中實施例1的Al-12.3Si-0.4Mg合金在熱擠壓后的組織結構圖。

具體實施方式

本發明的一種鋁硅基鋁型材，按照重量百分數，該鋁型材由以下組分組成：

硅：5.0%—14.0%，

鎂：0.2%—0.7%，

硼：<0.03%，

鍶：<0.06%，

增強元素：0.1%-6.55%，