一种屋顶构架用铝合金型材的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种屋顶构架用铝合金型材的制备方法，该铝合金型材各元素组成的质量百分比为：Si0.4-0.7、Mg2.4-3.2、Mn0.6-1.2、Cr0.4-0.8、Zn0.15-0.25、Ti0.1-0.2、Cu0.05-0.1、Fe0.03-0.06、Mo0.2-0.5、Li0.1-0.3、Zr0.05-0.15、W0.04-0.08、Y0.03-0.05、Er0.02-0.04、Sm0.01-0.02，余量为Al。本发明制得的铝合金型材力学性能优异，强度高，韧性好，具有优良的加工性能、耐蚀性、抗疲劳性和可焊性，可以广泛应用于各类房屋屋顶构架，经久耐用。
【专利说明】一种屋顶构架用铝合金型材的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种屋顶构架用铝合金型材的制备方法，属于铝合金材料加工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，因其密度低，强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，具有优良的导电性、导热性、抗蚀性等性能，可加工成各种型材，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。近年来，随着越来越多的铝合金型材用于构造房屋屋顶，对铝合金的力学性能要求越来越高。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种力学性能优异的屋顶构架用铝合金型材的制备方法。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案: 一种屋顶构架用铝合金型材的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照元素质量百分数满足下列要求:Si0.4-0.7、Mg 2.4-3.2、Mn 0.6-1.2,Cr 0.4-0.8、Zn 0.15-0.25, Ti 0.1-0.2, Cu 0.05-0.K Fe 0.03-0.06, Mo 0.2-0.5, Li
0.1-0.3,Zr 0.05-0.15,W 0.04-0.08,Y 0.03-0.05,Er 0.02-0.04,Sm 0.01-0.02，余量为Al进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至735-755°C，待炉料全部熔化，搅拌30_50min，扒渣，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为710-730°C，精炼时间为15-25min，精炼完毕后静置20_30min，扒渣后进行浇铸，铸造温度为695_715°C，铸造速度为 16_22mm/min ；
(2)将铸坯进行均匀化处理:先以70-90°C/h升温至150-180°C，保温l_2h，再以50-80 0C /h 升温至 270-300°C，保温 3_4h，再以 80_120°C /h 升温至 480-51 (TC，保温 5_10h，然后以 150-200°C /h 降温至 180-220°C，保温 2_3h，再以 100_150°C /h 升温至 470_490°C，保温4-8h，再以80-120°C /h降温至220-250°C，保温2_3h，空冷至室温；
(3)将均匀化处理后的铸锭预热至430-470°C，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为410-440°C，挤压速率为3-4mm/s ；
(4)上述挤压出来的铝合金型材强风风冷至220-240°C，保温4-6h，然后以60-80°C/h升温至350-380°C，保温2-3h，再以70-90°C /h降温至170_190°C，保温5_10h，然后放入0-5°C冰盐水中降温至50°C以下，取出以100-150°C /h升温至240_270°C，保温3_4h，再以 80-120°C /h 升温至 470-500°C，保温 l_2h，然后以 140-180°C /h 降温至 160-180°C，保温8-12h，再以80-120°C /h升温至350-380°C，保温3_6h，然后以70_90°C /h降温至170-210 0C，保温5-10h，空冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸变形量控制在0.5-0.8% ；
(5)将上述拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理:先以70-80°C/h升温至120-150°C，保温8-12h，空冷至室温，再以100-120°C /h升温至180-200°C，保温5_10h，再以40-60°C /h降温至80-100°C，保温10_15h，空冷至室温，再以30_50°C /h升温至70_80°C，保温10-15h，再以40-60°C /h升温至160-190°C，保温5-10h，空冷至室温，经锯切、精整、检
查验收、包装即得成品。
[0005]所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:氯化钾15-20、氯化钠10-15、氟钛酸钾4-7、元明粉3-5、玻璃粉6-9、冰晶石粉4_8、橄榄石5_10、重晶石3_6、光卤石2-4、硬脂酸0.5-1、三聚磷酸钠1-2、木质素磺酸钙2-3 ；b.将橄榄石、重晶石、光卤石混合均匀，720-750°C煅烧2-3h，冷却至室温后放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1180-1240°C煅烧l_2h，冷却至室温，粉碎，过100-150目筛与氟钛酸钾、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均匀，然后加入硬脂酸、三聚磷酸钠、木质素磺酸1丐，2000-3000rpm高速研磨10_15min,待用；c.将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至810-840°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20-30min，喷射造粒，即得精炼剂。
[0006]本发明的有益效果:
本发明制得的铝合金型材力学性能优异，强度高，韧性好，具有优良的加工性能、耐蚀性、抗疲劳性和可焊性，可以广泛应用于各类房屋屋顶构架，经久耐用。
[0007]【具体实施方式】
一种屋顶构架用铝合金型材的制备方法，包括以下步骤:
(1)按照元素质量百分数满足下列要求:Si0.4-0.7、Mg 2.4-3.2、Mn 0.6-1.2,Cr 0.4-0.8、Zn 0.15-0.25, Ti 0.1-0.2, Cu 0.05-0.K Fe 0.03-0.06, Mo 0.2-0.5, Li
0.1-0.3,Zr 0.05-0.15,W 0.04-0.08,Y 0.03-0.05,Er 0.02-0.04,Sm 0.01-0.02，余量为Al进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至745°C，待炉料全部熔化，搅拌40min，扒渣，检测合金成分并调整；然后加`入精炼剂进行精炼，精炼温度为720°C，精炼时间为25min，精炼完毕后静置30min，扒渣后进行浇铸，铸造温度为710°C，铸造速度为18mm/min ；
(2)将铸坯进行均匀化处理:先以80°C/h升温至170°C，保温lh，再以70°C /h升温至290°C，保温3h，再以100°C /h升温至510°C，保温6h，然后以180°C /h降温至205°C，保温2h，再以150°C /h升温至480°C，保温6h，再以120°C /h降温至240°C，保温2h，空冷至室温；
(3)将均匀化处理后的铸锭预热至440°C，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为420°C，挤压速率为3mm/s ；
(4)上述挤压出来的铝合金型材强风风冷至230°C，保温5h，然后以80°C/h升温至360°C，保温3h，再以90°C /h降温至180°C，保温8h，然后放入2°C冰盐水中降温至5(TC以下，取出以120°C /h升温至250°C，保温4h，再以100°C /h升温至490°C，保温lh，然后以1600C /h降温至170°C，保温10h，再以100°C /h升温至360°C，保温4h，然后以80°C /h降温至190°C，保温8h，空冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸变形量控制在0.7% ；
(5)将上述拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理:先以80°C/h升温至145°C，保温IOh,空冷至室温，再以110°C /h升温至190°C，保温7h，再以50°C /h降温至90°C，保温12h，空冷至室温，再以45°C /h升温至80°C，保温10h，再以50°C /h升温至175°C，保温8h，空冷至室温，经锯切、精整、检查验收、包装即得成品。
[0008]所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量(kg)的原料:氯化钾20、氯化钠
10、氟钛酸钾5、元明粉4、玻璃粉7、冰晶石粉6、橄榄石8、重晶石4、光卤石3、硬脂酸0.6、三聚磷酸钠1，5、木质素磺酸钙2 ；b.将橄榄石、重晶石、光卤石混合均匀，730°C煅烧3h，冷却至室温后放入浓度为20%的盐酸溶液中浸泡lh，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，12400C煅烧lh，冷却至室温，粉碎，过150目筛与氟钛酸钾、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均匀，然后加入硬脂酸、三聚磷酸钠、木质素磺酸钙，3000rpm高速研磨lOmin，待用；c.将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至820°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌30min，喷射造粒，即得精炼剂。
[0009]所得的铝合金型材经检验力学性能为:抗拉强度378Mpa，屈服强度为286Mpa，伸长率为 19.4%。
【权利要求】
1.一种屋顶构架用铝合金型材的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)按照元素质量百分数满足下列要求:Si0.4-0.7、Mg 2.4-3.2、Mn 0.6-1.2,Cr 0.4-0.8、Zn 0.15-0.25, Ti 0.1-0.2, Cu 0.05-0.K Fe 0.03-0.06, Mo 0.2-0.5, Li0.1-0.3,Zr 0.05-0.15,W 0.04-0.08,Y 0.03-0.05,Er 0.02-0.04,Sm 0.01-0.02，余量为Al进行配料，将炉料投入中频感应炉，加热至735-755°C，待炉料全部熔化，搅拌30_50min，扒渣，检测合金成分并调整；然后加入精炼剂进行精炼，精炼温度为710-730°C，精炼时间为15-25min，精炼完毕后静置20_30min，扒渣后进行浇铸，铸造温度为695_715°C，铸造速度为 16_22mm/min ； (2)将铸坯进行均匀化处理:先以70-90°C/h升温至150-180°C，保温l_2h，再以50-80 0C /h 升温至 270-300°C，保温 3_4h，再以 80_120°C /h 升温至 480-51 (TC，保温 5_10h，然后以 150-200°C /h 降温至 180-220°C，保温 2_3h，再以 100_150°C /h 升温至 470_490°C，保温4-8h，再以80-120°C /h降温至220-250°C，保温2_3h，空冷至室温； (3)将均匀化处理后的铸锭预热至430-470°C，然后利用挤压机将预热后的铸锭放入模具中挤出成型，模具预热温度为410-440°C，挤压速率为3-4mm/s ； (4)上述挤压出来的铝合金型材强风风冷至220-240°C，保温4-6h，然后以60-80°C/h升温至350-380°C，保温2-3h，再以70-90°C /h降温至170_190°C，保温5_10h，然后放入0-5°C冰盐水中降温至50°C以下，取出以100-150°C /h升温至240_270°C，保温3_4h，再以 80-120°C /h 升温至 470-500°C，保温 l_2h，然后以 140-180°C /h 降温至 160-180°C，保温8-12h，再以80-120°C /h升温至350-380°C，保温3_6h，然后以70_90°C /h降温至170-210 0C，保温5-10h，空冷至室温后进行拉伸矫直，拉伸变形量控制在0.5-0.8% ； (5)将上述拉伸矫直后的铝合金型材进行时效处理:先以70-80°C/h升温至120-150°C，保温8-12h，空冷至室温，再以100-120°C /h升温至180-200°C，保温5_10h，再以40-60°C /h降温至80-100°C，保温10_15h，空冷至室温，再以30_50°C /h升温至70_80°C，保温10-15h，再以40-60°C /h升温至160-190°C，保温5-10h，空冷至室温，经锯切、精整、检查验收、包装即得成品。
2.根据权利要求1所述的屋顶构架用铝合金型材的制备方法，其特征在于，所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:氯化钾15-20、氯化钠10-15、氟钛酸钾4-7、元明粉3-5、玻璃粉6-9、冰晶石粉4-8、橄榄石5_10、重晶石3_6、光卤石2_4、硬脂酸0.5-1、三聚磷酸钠1-2、木质素磺酸钙2-3 ；b.将橄榄石、重晶石、光卤石混合均匀，720-750°C煅烧2-3h，冷却至室温后放入浓度为15-20%的盐酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸馏水洗涤至中性，烘干，1180-1240°C煅烧l_2h，冷却至室温，粉碎，过100-150目筛与氟钛酸钾、元明粉、玻璃粉、冰晶石粉混合均匀，然后加入硬脂酸、三聚磷酸钠、木质素磺酸钙,2000-3000rpm高速研磨10_15min,待用；c.将氯化钠和氯化钾混合均匀，加热至810-840°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步骤b制得的粉末，搅拌20-30min，喷射造粒，即得精炼剂。
【文档编号】C22C21/08GK103725940SQ201310688461
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】吴贤春 申请人:芜湖万润机械有限责任公司