CN104694798A - 一种铝型材的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种属于铝型材的生产方法,通过重新配备铝合金各元素的质量百分比,进行铝锭的熔炼、铝棒的铸造、模具的设计与制造,挤压铝材,时效热处理、根据型材的生产需要开料、冲定位孔、铣凹槽、焊接加强筋或铝材的拼接,然后进行披峰的打磨,去除表面的灰尘,喷涂油漆,采用UV紫外灯设备烘干,拼装、标识以及包装入库。得到的铝型材的性能可达:抗拉强度σ b≥280Mpa,屈服强度σ s≥255Mpa,伸长率≥10%。这种高强度的铝合金应用在建筑行业上,能很好的满足建筑行业对铝合金的各项要求,有利于铝型材在建筑行业的推广应用。
Description
技术领域
本发明属于铝材生产技术领域,具体涉及一种铝型材的生产方法。
背景技术
目前铝合金在建筑行业中应用不是很普遍,特别是建设施工过程中,由于其抗拉强度、屈服强度和伸长率的不足,限制了它的应用,但是他密度小、不容易生锈、不容易与混凝土粘结等特点是建筑模板的需要,如何通过生产方法的改变,生产出一种机械强度能适应建筑施工的要求铝型材,使其能在建筑施工过程中能循环利用,而且方便搬动,满足现代建筑行业的需求。
发明内容
本发明为了克服上述技术的缺陷,提供一种机械强度符合建筑模板标准的铝型材生产方法。
为了解决上述问题,本发明按以下技术方案予以实现的:
本发明所述铝型材的生产方法,包括以下生产步骤:
(1)根据型材的结构设计模具,制造相应的模具;
(2)配备铝合金,进行铝锭熔炼;
(3)铸造铝棒;
(4)挤压成材,将模具加热至440℃~480℃,盛锭筒温度加热至465℃~510℃,铝棒加热至470℃~525℃,挤压速度为8~15m/min;
(5)型材冷却,采用强风雾冷却;
(6)时效热处理,将型材入炉,炉温保持在175℃~200℃,保温时间为7.5~9.5小时后出炉;
(7)根据型材设计尺寸进行开料;
(8)采用冲床冲各种定位孔;
(9)型材侧壁上设置若干凹槽,采用铣床先各种凹槽;
(10)焊接加强筋;
(11)将型材的边沿披峰打磨光滑,将型材的外表面打模光滑;
(12)采用静电除尘技术对铝型材除尘,使其表面干净;
(13)在铝型材表面喷涂一层起保护作用的油漆;
(14)将喷好油漆的铝型材采用UV紫外灯烘干;
(15)将铝型材进行拼装,做标识,包装入库,完成整个铝型材的生产。
进一步地,所述步骤(2)中的配备铝合金各种元素的质量百分比含量为
Si 0.45~0.65%
Mg 0.85~1.1%
Fe <0.35%
Zn <0.2%
Cu 0.15~0.25%
Mn 0.05~0.5%
Cr 0.05~0.15%
Ti 0.01~0.15%
Ni 0.1~0.15%
Pb 0.03~0.07%
Sr 0.015~0.03%
余量为Al和其他不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量<0.15%,杂质中的其中一种元素在整个合金中的含量<0.05%。
进一步地,所述步骤(6)中进行时效处理出炉后,铝型材的温度下降到低于100℃,进行性能测试。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明所生产的铝合金模板,性能得到了很大的提高,抗拉强度σ b≥280Mpa,屈服强度σ s≥255Mpa,伸长率≥10%,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别最大能达340Mpa、310Mpa和13%,能够满足建筑模板的要求。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,其中:
图1是本发明的生产流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明针对现有技术中6061铝合金其抗拉强度、屈服强度和伸长率较低的情况,通过大量研究和实际检验,对6061铝合金的化学成分及其含量在国家标准范围内进行调整优化,调整各主要化学成分如Si、Mg、Cu等的相对含量以提高强化效果,严格控制有害元素Fe等的含量,以使得铝合金满足建筑铝型材的各项要求,并且以该铝合金生产出合格的铝型材,具体步骤如下:
(1)根据型材的结构设计模具,制造相应的模具;
(2)根据以下各元素的质量百分比配备铝合金,进行铝锭熔炼;
硅(Si):考虑到硅元素在铝合金中作为焊接材料,并且硅元素具有一定的强化作用,故硅的质量百分比为取为0.45~0.65%;
镁(Mg):镁对铝具有明显的强化作用,如果加入1%以下的锰可能补充强化作用,因此加锰后可降低镁的含量,因此镁的质量百分比取为0.85~1.1%;
铁(Fe):铁作为铝合金的有害元素,控制其含量小于0.35%;
锌(Zn):锌单独加入铝中对铝合金强度的提高十分有限,同时存在应力腐蚀开裂倾向,应限制其使用,但由于有镁的存在,使其形成Mg/Zn2,对铝合金产生明显的强化作用,因此,其含量控制在小于0.2%;
铜(Cu):铜是重要的合金元素,具有一定的固溶强化效果,此外时效析出的CuAl2有着明显的时效强化效果,故铜的比例控制在0.15~0.25%之间;
锰(Mn):锰是铝合金的重要元素,可以单独加入形成AL-Mn二元合金,锰能阻止铝合金的再结晶过程,提高再结晶温度,并且能显著细化再结晶晶粒,同时还可降低热裂倾向,可以使Mg5Al8化合物均匀沉淀,改善抗蚀性和焊接性能,还能够溶解杂质铁,减小铁的有害影响,故锰的质量百分比控制在0.05~0.5%之间。
铬(Cr):铬在铝中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物,阻碍再结晶的形核和长大过程,对合金有一定的强化作用,还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性,但会增加淬火敏感性,故其含量控制在0.1~0.2%之间;
钛(Ti):钛在合金中的作用是细化晶粒,其含量控制在0.01~0.15%之间;
镍(Ni):镍在合金中有增加抗拉强度和硬度的倾向,对耐蚀性影响很大,因此加入0.1~0.15%的镍;
铅(Pb):铅在合金中能改善其切削性能,但由于其会降低合金的强度,所以在铝合金中加入少量的铅,含量为0.03~0.07%;
锶(Sr):锶是表面活性元素,在结晶学上锶能改变金属间化合物的行为,因此锶元素能提高合金力学性能和塑性加工性,在铝合金中加入0.015~0.03%的锶;
其它元素的质量百分比含量控制在单个小于0.05%,总和小于0.15%,剩下的全部都是Al;
(3)铸造铝棒;
(4)挤压成材,将模具加热至440℃~480℃,盛锭筒温度加热至465℃~510℃,铝棒加热至470℃~525℃,挤压速度为8~15m/min;
(5)型材冷却,采用强风雾冷却;
(6)时效热处理,将型材入炉,炉温保持在175℃~200℃,保温时间为7.5~9.5小时后出炉;铝型材的温度下降到低于100℃,进行硬度测试。
(7)根据型材设计尺寸进行开料;
(8)在型材两侧铣横向凹槽;
(9)采用冲床冲安装孔;
(10)将型材弯折成U形;
(11)在U形型材两侧焊接侧壁;
(12)型材侧壁上设置若干凹槽,采用铣床铣竖向凹槽;
(13)焊接加强筋和转角加强筋;
(14)将型材的边沿披峰打磨光滑,将型材的外表面打模光滑;
(15)采用静电除尘技术对铝型材除尘,使其表面干净;
(16)在铝型材表面喷涂一层起保护作用的油漆;
(14)将喷好油漆的铝型材采用UV紫外灯烘干;
(15)将铝型材进行拼装,做标识,包装入库,完成整个铝型材的生产。
通过上述工艺得到的铝型材分为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4和实施例5五组对其各项性能进行测试,如下表1和表2:
表1:合金的化学组成(重量%)
表2:抗拉强度、屈服强度和伸长率
合金 | 抗拉强度 | 屈服强度 | 伸长率 |
实施例1 | 280 | 260 | 10 |
实施例2 | 320 | 285 | 13 |
实施例3 | 326 | 290 | 12 |
实施例4 | 322 | 294 | 10.5 |
实施例5 | 325 | 292 | 11 |
本发明通过对合金中各种元素的比例进行优化,最终得到的铝型材的性能可达:抗拉强度σ b≥280Mpa,屈服强度σ s≥255Mpa,伸长率≥10%。这种高强度的铝合金应用在建筑铝型材上,能很好的满足建筑铝型材对铝合金的各项要求,有利于建筑铝型材的推广应用。
本实施例所述铝型材的生产方法的其它步骤参见现有技术。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,故凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种铝型材的生产方法,其特征在于:包括以下生产步骤:
(1)根据型材的结构设计模具,制造相应的模具;
(2)配备铝合金,进行铝锭熔炼;
(3)铸造铝棒;
(4)挤压成材,将模具加热至440℃~480℃,盛锭筒温度加热至465℃~510℃,铝棒加热至470℃~525℃,挤压速度为8~15m/min;
(5)型材冷却,采用强风雾冷却;
(6)时效热处理,将型材入炉,炉温保持在175℃~200℃,保温时间为7.5~9.5小时后出炉;
(7)根据型材设计尺寸进行开料;
(8)采用冲床冲各种定位孔;
(9)型材侧壁上设置若干凹槽,采用铣床先各种凹槽;
(10)焊接加强筋;
(11)将型材的边沿披峰打磨光滑,将型材的外表面打模光滑;
(12)采用静电除尘技术对铝型材除尘,使其表面干净;
(13)在铝型材表面喷涂一层起保护作用的油漆;
(14)将喷好油漆的铝型材采用UV紫外灯烘干;
(15)将铝型材进行拼装,做标识,包装入库,完成整个铝型材的生产。
2.根据权利要求1所述铝型材的生产方法,其特征在于:所述步骤(2)中的配备铝合金各种元素的质量百分比含量为
Si 0.45~0.65%
Mg 0.85~1.1%
Fe <0.35%
Zn <0.2%
Cu 0.15~0.25%
Mn 0.05~0.5%
Cr 0.05~0.15%
Ti 0.01~0.15%
Ni 0.1~0.15%
Pb 0.03~0.07%
Sr 0.015~0.03%
余量为Al和其他不可避免的杂质,且杂质在整个合金中的含量<0.15%,杂质中的其中一种元素在整个合金中的含量<0.05%。
3.根据权利要求1所述铝型材的生产方法,其特征在于:所述步骤(6)中进行时效处理出炉后,待铝型材的温度下降到低于100℃,进行性能测试。
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