CN109825731A - 一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法，以质量百分比计算，该铝合金材料的原料为：硅0.9％、铜6.8％、镁0.3％、铁0.8％、锰0.8％、铬0.35％、钛0.15％、锶0.07％、锆0.3％、硼0.8％、铼0.1％、稀土元素0.2％，其余原料铝。本发明通过加入的锰和钛可以改善含铜、含硅合金的高温强度，能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，能显著细化再结晶晶粒，通过加入的铬和锆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，锶具有变质的有效时间长，效果和再现性好等优点，可以减少铸锭均匀化时间，提高材料力学性能和塑性加工性，改善制品表面粗糙度，可顺利地热轧和冷轧。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金材料的制备技术领域，具体为一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法。
背景技术
铝合金门窗是将铝合金型材制作成框、梃、扇料构件，再与玻璃、密封件和五金件一起组装而成的，它相对于传统的门窗具有良好的抗风压性、密封性、保温性和膈应性，在建筑工程中已被广泛推广使用。
传统的铝合金材料的抗拉强度、硬度和切削性较差，且机械强度和耐腐蚀性不足，铸锭时间长。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决传统的铝合金材料的抗拉强度、硬度和切削性较差，且机械强度和耐腐蚀性不足，铸锭时间长的问题，提供一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法，以质量百分比计算，该铝合金材料的原料为：硅 0.9％、铜6.8％、镁0.3％、铁0.8％、锰0.8％、铬0.35％、钛0.15％、锶0.07％、锆0.3％、硼0.8％、稀土元素0.2％，其余原料铝。
优选地，包括以下步骤：
步骤一：按照质量百分比称取原料，铬元素为铬铁，硅元素为金属硅颗粒，将原料放入熔炼炉中进行熔炼然后加入覆盖剂；
步骤二：向熔炼炉内加入气体精炼剂并搅拌；
步骤三：当原料全部熔化后，进行扒渣过滤，对过滤后的原料进行保温；
步骤四：将步骤三中的熔体倒入预先准备好的模型中进行浇注；
步骤五：待浇注成型后脱模，取出铸锭；
步骤六：将铸锭放入准备好的热处理炉内，加热升温后并保温，然后降温并保温，在有机溶剂中进行淬火，冷却成型后制成成品；
步骤七：对成品进行检查，剔除不合格成品，将合格成品包装入库。
优选地，所述覆盖剂为氯化钾、氯化钠和冰晶石的粉末混合物，且氯化钾、氯化钠和冰晶石的比例为2：2：1。
优选地，所述步骤一中熔炼温度为710-760℃，步骤五中浇注温度为730℃，且浇注前对金属模上涂料并加热到300℃。
优选地，所述步骤二中当熔体完全溶解时，稳定炉温至730℃，将惰性气体氩通过管道通入炉内，并搅拌15min后，静置30min。
优选地，所述步骤三中让熔体金属通过过滤器过滤，且过滤器由玻璃丝网制成。
优选地，所述步骤六中，加热至510℃保温3min，然后降温至460℃保温 45min后进行淬火，且有机溶剂中含有2.5％的聚醚。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过加入的锰和钛可以改善含铜、含硅合金的高温强度，能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，能显著细化再结晶晶粒，通过加入的铬和锆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，锶具有变质的有效时间长，效果和再现性好等优点，可以减少铸锭均匀化时间，提高材料力学性能和塑性加工性，改善制品表面粗糙度，可顺利地热轧和冷轧，稀土元素加入铝合金中，使铝合金熔铸时增加成分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化，还可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的影响。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供的一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法，以质量百分比计算，该铝合金材料的原料为：硅0.9％、铜6.8％、镁0.3％、铁 0.8％、锰0.8％、铬0.35％、钛0.15％、锶0.07％、锆0.3％、硼0.8％、稀土元素0.2％，其余原料铝。
在本实施例中：通过加入的锰和钛可以改善含铜、含硅合金的高温强度，能阻止铝合金的再结晶过程，提高再结晶温度，能显著细化再结晶晶粒，通过加入的铬和锆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，锶具有变质的有效时间长，效果和再现性好等优点，可以减少铸锭均匀化时间，提高材料力学性能和塑性加工性，改善制品表面粗糙度，可顺利地热轧和冷轧，稀土元素加入铝合金中，使铝合金熔铸时增加成分过冷，细化晶粒，减少二次晶间距，减少合金中的气体和夹杂，并使夹杂相趋于球化，还可降低熔体表面张力，增加流动性，有利于浇注成锭，对工艺性能有着明显的影响。
实施例2
本发明提供的一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：按照质量百分比称取原料，铬元素为铬铁，硅元素为金属硅颗粒，将原料放入熔炼炉中进行熔炼然后加入覆盖剂；
步骤二：向熔炼炉内加入气体精炼剂并搅拌；
步骤三：当原料全部熔化后，进行扒渣过滤，对过滤后的原料进行保温；
步骤四：将步骤三中的熔体倒入预先准备好的模型中进行浇注；
步骤五：待浇注成型后脱模，取出铸锭；
步骤六：将铸锭放入准备好的热处理炉内，加热升温后并保温，然后降温并保温，在有机溶剂中进行淬火，冷却成型后制成成品；
步骤七：对成品进行检查，剔除不合格成品，将合格成品包装入库。
在本实施例中：通过此制备方法使得原料组合的性能得到最大发挥，通过精炼除杂，并进行热处理，有利于提高合金的抗拉强度、硬度和切削性，增强机械强度和耐腐蚀性能。
实施例3
覆盖剂为氯化钾、氯化钠和冰晶石的粉末混合物，且氯化钾、氯化钠和冰晶石的比例为2：2：1。
在本实施例中：这种覆盖剂不仅能防止熔体氧化和吸氢，同时还具有排氢的效果，由于它的熔点比熔体低，比重比熔体小，还具有良好的湿润性能，在熔体表面能够形成一层连续的液体覆盖膜，将熔体和炉料隔开，具有一定的精炼能力。
实施例4
步骤一中熔炼温度为710-760℃，步骤五中浇注温度为730℃，且浇注前对金属模上涂料并加热到300℃。
在本实施例中：浇注前对金属模上涂料并加热到300℃，防止金属模具上附着的水分影响铸锭的质量，在模具表面刷涂料便于更好的进行脱模，熔炼温度越高，合金化程度越完全，但是熔体氧化吸氢倾向越大，铸锭形成粗晶组织和裂纹的倾向性越大，所以710-760℃的熔炼温度为最适温度，有利于缩短熔炼时间，减少过热，减轻合金的吸氢氧化。
实施例5
步骤二中当熔体完全溶解时，稳定炉温至730℃，将惰性气体氩通过管道通入炉内，并搅拌15min后，静置30min。
在本实施例中：通过通入的惰性气体氩，除掉金属中的有害气体氢和非金属杂物，以提高金属纯洁度，同时惰性气体不会污染环境，精炼效果好。
实施例6
步骤三中让熔体金属通过过滤器过滤，且过滤器由玻璃丝网制成。
在本实施例中：过滤器可以为中性或活性材料制成，用于除去熔体中处于悬浮状的夹杂物，当原料完全熔化后，在熔体表面会形成一层由有机溶剂、金属氧化物和其他非金属杂物所组成的熔渣，在进行浇注前，须将这层熔渣去除，防止熔体夹渣影响铸锭质量，同时减少熔体吸气机会，加强传热。
实施例7
步骤六中，加热至510℃保温3min，然后降温至460℃保温45min后进行淬火，且有机溶剂中含有2.5％的聚醚。
在本实施例中：通过热处理可强化铝合金中含有较大量的能溶入铝中的合金元素，有效的提高了固溶体的过饱和度，随后在较低的温度下进行等温以防止晶体粗化，保证处理后获得细小、均匀的晶粒，为时效处理提供良好的基体组织。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (7)
1.一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法，其特征在于：以质量百分比计算，该铝合金材料的原料为：硅0.9％、铜6.8％、镁0.3％、铁0.8％、锰0.8％、铬0.35％、钛0.15％、锶0.07％、锆0.3％、硼0.8％、稀土元素0.2％，其余原料铝。
2.根据权利要求1所述的一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：按照质量百分比称取原料，铬元素为铬铁，硅元素为金属硅颗粒，将原料放入熔炼炉中进行熔炼然后加入覆盖剂；
步骤二：向熔炼炉内加入气体精炼剂并搅拌；
步骤三：当原料全部熔化后，进行扒渣过滤，对过滤后的原料进行保温；
步骤四：将步骤三中的熔体倒入预先准备好的模型中进行浇注；
步骤五：待浇注成型后脱模，取出铸锭；
步骤六：将铸锭放入准备好的热处理炉内，加热升温后并保温，然后降温并保温，在有机溶剂中进行淬火，冷却成型后制成成品；
步骤七：对成品进行检查，剔除不合格成品，将合格成品包装入库。
3.根据权利要求2所述的一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述覆盖剂为氯化钾、氯化钠和冰晶石的粉末混合物，且氯化钾、氯化钠和冰晶石的比例为2：2：1。
4.根据权利要求2所述的一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中熔炼温度为710-760℃，步骤五中浇注温度为730℃，且浇注前对金属模上涂料并加热到300℃。
5.根据权利要求2所述的一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中当熔体完全溶解时，稳定炉温至730℃，将惰性气体氩通过管道通入炉内，并搅拌15min后，静置30min。
6.根据权利要求2所述的一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤三中让熔体金属通过过滤器过滤，且过滤器由玻璃丝网制成。
7.根据权利要求2所述的一种建筑门窗加工用高强度铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤六中，加热至510℃保温3min，然后降温至460℃保温45min后进行淬火，且有机溶剂中含有2.5％的聚醚。
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