一种新型金属屋面板材料的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种新型金属屋面板材料，由以下质量百分比的材料组成：C：0.1-1.0%；Si:0.4-1.5%；Mn:1.0-2.0%；Al:2.5-3.5%；Mg：1.2-4.6%；Ni：2.5-8.0%；Cr：12.5-17.5%；Cu：0.1-0.5%；Ti:0.1-1.0%；Mo：0.1-0.15%；Ba：0.1-0.2%；Nb:0.05-0.1%；V：0.05-0.15%；Sr：0.01-0.05%；Zr:0.1-0.25%；Bi:0.01-0.03%；Sb:0.02-0.04%；其余为Ce、La、Y、Sc、Fe。本发明的金属材料有很好的韧性、耐磨性、抗腐蚀性、可塑性、可焊接性等。
【专利说明】一种新型金属屋面板材料
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种金属材料，具体涉及一种新型金属屋面板材料，尤其是一种用于 直立锁边金属屋面系统的金属屋面板材料。
【背景技术】
[0002] 金属屋面板是钢结构建筑领域常用的主要结构部件，主要用于金属屋面系统上。 目前使用的金属屋面板材的种类很多，有锌板、镀铝锌板、铝合金板、铝镁合金板、钛合金 板、铜板、不锈钢板等。
[0003] 金属屋面系统主要包括：立边咬合系统、直立锁边系统、古典式扣盖系统、平锁扣 式系统、平面板条系统、压型板系统、单元板块式系统等。
[0004] 目前直立锁边金属屋面系统广泛用于世界各地著名建筑上，有机场站楼、火车站、 工厂、学校、市政建设等。直立锁边金属屋面系统能保证永不汇漏，完全取消螺钉连接，不限 制屋面金属板长，成为理想的屋面系统；直立锁边金属屋面材料成型可以在建筑工地现场 进行，大大节约了建设成本，提高生产效率，并减少运输损坏的损失；从其灵活性满足各种 建筑要求，为建筑提供有力的支持以解决目前各种认为困难的问题。
[0005] 无论是对金属面板还是对金属屋面系统而言，板材本身的性能、质量都是其中尤 为关键的问题。建筑屋面要能够满足适用、坚固、耐久、美观的基本要求，屋面系统功能上到 能够达到防水、气密、抗风、温度变形、保温、降噪、防雷、防火、节能环保等性能要求。这其 中，对金属材料的选择尤为重要。目前，随着社会经济的发展，人们对建筑物的要求也越来 越高，相应的对金属板材的质量要求也越来越高。因此，有必要开发出一种新型的金属屋面 板材料以适应社会的不断发展。
【发明内容】
[0006] 发明目的：本发明的目的就是提供一种新型的金属屋面板材料。
[0007] 技术方案：为实现上述目的，本发明采取了如下的技术方案： 一种新型金属屋面板材料，所述金属屋面板材料由以下质量百分比的材料组成： C :0. 1-1. 0% ;C能增加金属材料的冷脆性和时效敏感性，但是如果含量过高，则金属材 料的塑性、冲击性降低及焊接性能变差，因此，含量不可太高； Si:0. 4-1. 5% ;Si可以降低金属材料在熔炼过程中Mn、Cr等元素的烧损，但是如果Si 的含量过高又会使材料的脆性转变温度提高，因此Si的含量设定较低； Μη: 1. 0-2. 0% ;Mn是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般在金属材料中不可避免的会带入一 些硫杂质，硫对金属材料而言是有害物质，而加入一定量的Μη则能消除或减弱由于硫所引 起的金属的热脆性，从而改善金属的热加工性能；同时猛和金属中的Fe、Al、Mg等元素进 行作用，可以提高金属材料的韧性、强度、硬度和耐磨性、淬透性，改善金属材料的热加工性 能； A1:2. 5-3. 5% ;A1可以减轻金属材料的重量，并增加硬度和强度； Mg :1. 2-4. 6% ;Mg可以与金属中的Al、Si等元素作用，使得金属的抗拉伸能力增强； Ni :2. 5-8. 0% ;Ni可以提高金属材料的可塑性、抗氧化性、不锈性、可焊接性及韧性，使 金属的热稳定性大大增强； Cr :12. 5-17. 5% ;Cr是金属材料中非常重要的一种元素，可以提高金属材料的强度、硬 度、耐腐蚀性、耐磨性、韧性、抗氧化性，抗硫化性； Cu :0. 1-0. 5% ;Cu是一种重要的合金元素，对金属材料有很好的固溶强化效果；同时Cu 可以增强金属材料的韧性，提高金属的抗大气腐蚀性，同时还可以降低成型加工时的有效 压力，并且比较廉价；Ti :0. 1-1. 0% ;Ti可以起到细化金属材料的铸造组织和焊缝组织的作 用； Mo :0. 1-0. 15% ;Mo能提高金属的淬透性和热强性、耐腐蚀性，增加对变形、开裂和磨损 等的抗力，可以有效地消除(或降低）金属应力，提高塑性； Ba :0. 1-0. 2% ;Ba属于碱土金属兀素，是一种性质较为活泼的兀素，加入到金属材料中 可以起到脱氧、脱磷的作用，降低氧、磷等有害物质对金属的损害； Nb:0. 05-0. 1% ;Nb能细化晶粒和降低金属的过热敏感性及回火脆性，提高强度，还可 以提高金属材料的耐腐蚀能力，改善焊接性能； V :0. 05-0. 15% ;V -种优良的脱氧剂，在金属材料的熔铸过程中起细化晶粒作用，细化 再结晶组织、提高再结晶温度的作用，还可以提高金属材料的强度和韧性，并且可以和金属 中的C元素形成碳化物，进而在高温高压下可以提高金属的抗氢腐蚀能力； Sr :0. 01-0. 05% ;Sr是一种表面活性元素，能改变金属间化合物相的行为，因此用Sr元 素进行变质处理能改善合金的塑性加工性和最终产品质量，提高材料力学性能，改善金属 制品表面粗糙度； Zr:0. 1-0. 25% ;Zr可以起到细化金属材料中的再结晶组织和细化金属材料的铸造组 织的作用； Bi:0. 01-0. 03% ;Bi元素是低熔点金属，能改善金属的切削性能，Bi在凝固过程中膨 胀，对补缩有利； Sb:0. 02-0. 04% ;Sb可以改善金属制备过程中的热压与冷压工艺性能，还可以防止因 为杂质中带入的Na元素而导致的钠脆问题； Ce ：0. 05-0. 2% ； La :0· 05-0. 15% ; Y :0. 05-0. 25% ; Sc :0. 05-0. 15% ;Ce、La、Y、Sc等稀土元素，本发明中尽管没有加入S、P，但是原材料中 也会带入S、P，这两种元素属于有害物质，而稀土金属由于其高活泼性，能够脱去金属液中 的S、P等有害物质，起到净化金属液的作用，控制硫化物及其他化合物形态，起到变质、细 化晶粒和强化作用，同时还可以显著的提高金属材料的韧性、耐磨性、抗腐蚀性，并且还能 改善金属材料的焊接能力和低温性能，因此需要中加入了适量的稀土元素； 其余为Fe。
[0008] 金属材料中，因为P会使金属冷脆，降低冲击韧性，S会使金属轧制时产生热脆断 裂，降低金属的延展性和耐蚀性，这两种元素属于金属的有害元素，因此，一般而言，最好不 添加 S、P元素。
[0009] 优选的，所述金属屋面板材料由以下质量百分比的材料组成： C ：0. 2-0. 6% ；Si :0. 5-1. 2% ；Mn: 1. 2-2. 0% ；A1:2. 5-3. 5% ；Mg ：1. 5-4. 0% ； Ni ： 4. 5-6. 5% ；Cr ：13. 0-16. 0% ；Cu ：0. l-〇. 5% ；Ti:0. 2-0. 8% ；Mo ：0. l-〇. 15% ；Ba ：0. l-〇. 2% ； Nb:0.05-0. 1% ；V ：0.05-0. 15% ；Sr ：0. 01-0. 05% ；Zr:0. l-〇.25% ；Bi:0. 01-0.03% ； Sb:0. 02-0. 04% ;Ce :0· 08-0. 15% ;La :0· 08-0. 15% ;Y :0· 1-0. 2% ;Sc :0· 08-0. 15% ;其余为 Fe〇
[0010] 一种新型金属屋面板材料的制备方法，该制备方法为： 按所述配方进行配料，配好的物料投入中频炉中在1000-1KKTC下进行搅拌并加热熔 融，所有的物料混合熔融完全后，然后在1400-1500°C下进行浇注，浇注完全后，然后对产品 进行冷却，当温度冷却至850-900°C后放入保温箱内冷却至室温，最后在350-400°C进行回 火处理。在熔融和浇注是温度不可以太高，如果温度过高，里面添加的一些稀土元素等辅助 元素会挥发而不能发挥其应有的作用，从而减低金属材料的整体性能。
[0011] 有益效果：采用上述技术方案的本发明具有以下优点： 本发明的金属屋面板材料以Fe为主，同时加入了其他的能够提高其性能的金属元素 如Mn、Mg、Cr、Al、Ni等，并且加入了适量的稀土元素，这样本发明的金属材料相较于其他 金属材料而言整体的性能更加均衡优越，有很好的韧性、耐磨性、抗腐蚀性、可塑性、可焊接 性，同时硬度及强度也很好，本发明的金属材料其性能优越，可以广泛的应用在一些大型建 筑的屋面板上。
【具体实施方式】
[0012] 以下结合具体的实施例对本发明进行详细说明，但同时说明本发明的保护范围并 不局限于本实施例的具体范围，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出 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。
[0013] 实施例1 : 一种新型金属屋面板材料，由以下质量百分比的材料组成： C ：0. 2% ；Si:0. 6% ；Mn:l. 2% ；A1:2. 5% ；Mg ：1. 8% ； Ni ：6. 5% ；Cr ：13. 5% ；Cu ：0. 15% ； Ti:0. 25% ；Mo ：0. 1% ；Ba ：0. 1% ；Nb:0. 08% ；V ：0. 08% ；Sr ：0. 02% ；Zr:0. 1% ；Bi:0. 01% ； Sb:0. 02% ;Ce :0· 08% ;La :0· 08% ;Y :0· 15% ;Sc :0· 08% ;其余为 Fe。
[0014] 一种新型金属屋面板材料的制备方法，该制备方法为：按所述配方进行配料，配好 的物料投入中频炉中在1000°c下进行搅拌并加热熔融，所有的物料混合熔融完全后，然后 在1400°C下进行浇注，浇注完全后，然后对产品进行冷却，当温度冷却至850°C后放入保温 箱内冷却至室温，最后在350°C进行回火处理。
[0015] 实施例2: 一种新型金属屋面板材料，由以下质量百分比的材料组成： C ：0. 3% ；Si:0. 8% ；Mn:l. 5% ；A1:2. 8% ；Mg ：2. 5% ； Ni ：6. 0% ；Cr ：14. 0% ；Cu ：0. 3% ； Ti:0. 4% ；Mo ：0. 12% ；Ba ：0. 15% ；Nb:0. 05% ；V ：0. 05% ；Sr ：0. 05% ；Zr:0. 15% ；Bi:0. 02% ； Sb:0. 03% ;Ce :0· 1% ;La :0· 1% ;Y :0· 11% ;Sc :0· 1% ;其余为 Fe。
[0016] 一种新型金属屋面板材料的制备方法，该制备方法为：按所述配方进行配料，配好 的物料投入中频炉中在1050°c下进行搅拌并加热熔融，所有的物料混合熔融完全后，然后
【权利要求】
1. 一种新型金属屋面板材料，其特征在于：所述金属屋面板材料由以下质量百分比的 材料组成： C ：0. 1-1. 0% ；Si:0. 4-1. 5% ；Mn: 1. 0-2. 0% ；A1:2. 5-3. 5% ；Mg ：1. 2-4. 6% ； Ni ： 2. 5-8. 0% ；Cr ：12. 5-17. 5% ；Cu ：0. l-〇. 5% ；Ti:0. 1-1. 0% ；Mo ：0. l-〇. 15% ；Ba ：0. l-〇. 2% ； Nb:0.05-0. 1% ；V ：0.05-0. 15% ；Sr ：0.01-0.05% ；Zr:0. l-〇. 25% ；Bi:0.01-0.03% ； Sb: 0· 02-0. 04% ;Ce :0· 05-0. 2% ;La :0· 05-0. 15% ;Y :0· 05-0. 25% ;Sc :0· 05-0. 15% ;其余 为Fe。
2. 根据权利要求1所述的新型金属屋面板材料，其特征在于：所述金属屋面板材料由 以下质量百分比的材料组成： C ：0. 2-0. 6% ；Si:0. 5-1. 2% ；Mn: 1. 2-2. 0% ；A1: 2. 5-3. 5% ；Mg ：1. 5-4. 0% ； Ni ： 4. 5-6. 5% ；Cr ：13. 0-16. 0% ；Cu ：0. l-〇. 5% ；Ti:0. 2-0. 8% ；Mo ：0. l-〇. 15% ；Ba ：0. l-〇. 2% ； Nb:0.05-0. 1% ；V ：0.05-0. 15% ；Sr ：0. 01-0. 05% ；Zr:0. l-〇.25% ；Bi:0. 01-0.03% ； Sb:0. 02-0. 04% ;Ce :0· 08-0. 15% ;La :0· 08-0. 15% ;Y :0· 1-0. 2% ;Sc :0· 08-0. 15% ;其余为 Fe〇
3. -种如权利要求1所述的新型金属屋面板材料的制备方法，其特征在于：该制备方 法为：按所述配方进行配料，配好的物料投入中频炉中在1000-1100 °c下进行搅拌并加热 熔融，所有的物料混合熔融完全后，然后在1400-1500°C下进行浇注，浇注完全后，然后对产 品进行冷却，当温度冷却至850-900°C后放入保温箱内冷却至室温，最后在350-400°C进行 回火处理。
【文档编号】C22C33/04GK104109820SQ201410365062
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】陆永, 杜文亮, 陈建辉, 周志刚, 赵永杰 申请人:山东雅百特金属结构系统有限公司