高抗压强度拉手用5005铝合金及制备方法与流程

文档序号:14072264阅读:219来源:国知局

本发明涉及一种5系铝合金加工技术领域,具体涉及一种适用于电冰箱、冰柜、微波炉等家电的高抗压强度拉手用5005铝合金及制备方法。



背景技术:

传统的电冰箱、冰柜、微波炉等家电门的拉手主要为单纯塑料组件、不锈钢或铜组件、铝合金和塑料复合组件等,单纯塑料组件强度不够,容易老化,在高温下容易变形;不锈钢或铜组件材料紧缺,制作成本高;铝合金和塑料复合组件需要连接或粘合剂强度较好,才能保证使用寿命。

铝及铝合金材料由于具有密度小、比强度高、比刚度高、弹性好、抗冲击性能良好、耐腐蚀、耐磨、高导电、高导热、易表面着色、易加工、可回收再生等优良特性,广泛用于交通运输、包装容器、建筑装饰、航空航天、机械电器、电子通讯、石油化工、家电制造等行业。在家电门拉手中,由于铝合金拉手外观设计时尚、美观豪华,具有表面金属感强、涂层颜色丰富多彩、造型流畅优美、款式多样、轻便灵巧、高档豪华和绿色环保耐用等特点,普遍受到人们的欢迎。据统计,目前铝合金拉手在北美、欧洲等发达国家市场占有率,大约占整个家电市场(主要为电冰箱、冰柜等)门拉手的85%。而在国内,铝合金拉手大约占整个家电市场(主要为电冰箱、冰柜等)门拉手的50%左右。因此,作为绿色环保潮流的家电铝合金拉手产品同样具有非常广阔的市场。

本发明人于2014年9月发明了一种家电拉手用铝合金及其熔体的净化方法,如下:

专利名称:家电拉手用铝合金及其熔体的净化方法,专利号:201410451477.1,摘要:一种家电拉手用铝合金及其熔体的净化方法,其特征在于,其化学组分按重量百分比为mg:1.0~1.12%、si:0.16~0.22%、la+ce:0.1~0.5%、fe﹤0.25%、cr:≤0.02%、mn:≤0.02%、zn≤0.03%、cu≤0.02%、其它杂质元素单个含量≤0.02%、其它杂质元素总含量≤0.15%,余量为al。本发明家电拉手用铝合金通过添加稀土元素la和ce,能够改善铝合金型材的表面质量和提高铝合金的挤压速度;采用本发明家电拉手用铝合金生产的家电门拉手具有表面光滑,金属感强,绿色环保耐用,抗碰撞,耐腐蚀,强度高,良好的机械性能等优点。

但是,上述铝合金拉手存在着抗压强度差的问题。采用上述铝合金生产的拉手,拉手安装在冰箱后,当使用机械手吊机搬起冰箱时,容易夹到冰箱把手,导致把手被压弯变形。因此,研制一种高抗压强度拉手用5005铝合金,不满足客户的性能要求。



技术实现要素:

本发明的目的是为了克服现有技术的不足,提供一种高抗压强度拉手用5005铝合金及制备方法,改制备方法通过增加镁和硅的含量,调整其他合计元素的含量及制备工艺及参数,使得铝合金拉手的抗压强度得到极大的提高,能够承受200磅抗压测试的要求,并且制备的铝合金拉手厚度更薄,节省材料,节约成本。

本发明是这样实现的:

一种高抗压强度拉手用5005铝合金,其特征在于,其化学组分按重量百分比为:

mg:1.1-1.3%、si:0.17-0.24%、fe:0.01-0.05%、cr:0.01-0.03%、mn≤0.02%、zn≤0.03%、cu≤0.02%、其它杂质元素单个含量≤0.02%、其它杂质元素总含量≤0.15%,余量为al。

进一步优选,其化学组分按重量百分比为:mg:1.1-1.2%、si:0.19-0.22%、fe:0.01-0.03%、cr:0.02-0.03%、mn≤0.02%、zn≤0.03%、cu≤0.02%、其它杂质元素单个含量≤0.02%、其它杂质元素总含量≤0.15%,余量为al。

本发明高抗压强度拉手用5005铝合金的制备方法,其特征在于:包括熔炼、精炼、铸造、均匀化、挤压和人工时效的步骤,过程如下:

(1)熔炼:将纯度为99.75%以上的铝锭投入熔炼炉中,按比例加入镁锭和铝硅中间合金,镁锭加入方式为将镁锭放入铁笼中,采用叉车铁笼吊起送入熔炼炉,并在熔炼炉内缓慢移动,直到镁锭完全融化,炉料在熔炼炉加热融化后搅拌20-30min,取样进行成分分析合格后转入保温炉,熔炼温度为700-750℃,熔炼时间为7-8小时;

(2)精炼:将保温炉内的铝液进行炉内精炼,将旋转喷吹除气装置的吹头伸入至保温炉的铝液中,由旋转吹头向铝液通入氯气和氩气进行精炼,精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量,精炼完成后进行过滤除渣,铝液进入过滤装置之前,在铝液中加入铝钛硼晶粒细化剂进行晶粒细化;

(3)铸造:将精炼后的铝液进行铸造,所述铸造速度为20mm/min-30mm/min,铸造水压为0.02mpa-0.05mpa,铸造温度为710℃-740℃;

(4)均匀化:将铸造后铝铸送入热处理炉中均匀化退火处理,在550-580℃温度下保温8-10h,然后将铝铸转移至风冷却炉内进行强力冷却;

(5)挤压:采用1200t挤压机对铝铸进行挤压,得到铝合金拉手型材,挤压前先将铝棒、挤压筒和模具加热到一定温度,铝棒、挤压筒和模具达到设定的温度后上模进行挤压,挤压后立即将铝合金型材通过冷水槽中快速冷却;

(6)人工时效:将铝合金拉手型材锯切成客户要求的长度后进行压弯,采用隔条将铝合金拉手叠放,然后将铝合金拉手放入时效炉进行人工时效,时效温度为190-200℃,保温时间为170-190min,出炉空冷。

进一步优选,所述步骤2中氩气流量为130-140l/min,氯气流量为110-140l/min,转子转速为450-550rpm/min。

进一步优选,所述挤压的主缸速度为2.3-4.0mm/s,铝棒温度为480-490℃,挤压筒温度为440-450℃,模具温度为480-490℃。

进一步优选,所述时效温度为195℃,保温时间为17590min。

本发明的突出的实质性特点和显著的进步是:

本发明通过增加镁和硅的含量,调整其他合计元素的含量及制备工艺及参数,使得铝合金拉手的抗压强度得到极大的提高,能够承受200磅抗压测试的要求,生产的铝合金拉手性能符合客户的要求,并且制备的铝合金拉手厚度更薄,节省材料,节约成本,当使用机械手吊机搬起冰箱时,就算夹到冰箱铝合金把手,也不会导致铝合金把手被压弯变形。

附图说明

图1是本发明铝合金拉手的剖视结构示意图;

图2是申请人原有的合金拉手的剖视结构示意图;

具体实施方式

实施例1

按重量百分比为:mg:1.1%、si:0.17%、fe:0.01%、cr:0.01%、mn≤0.02%、zn≤0.03%、cu≤0.02%、其它杂质元素单个含量≤0.02%、其它杂质元素总含量≤0.15%,余量为al,进行配料,并按如下步骤进行制备:

(1)熔炼:将纯度为99.75%以上的铝锭投入熔炼炉中,按比例加入镁锭和铝硅中间合金,镁锭加入方式为将镁锭放入铁笼中,采用叉车铁笼吊起送入熔炼炉,并在熔炼炉内缓慢移动,直到镁锭完全融化,炉料在熔炼炉加热融化后搅拌20-30min,取样进行成分分析合格后转入保温炉,熔炼温度为700-750℃,熔炼时间为7-8小时;

(2)精炼:将保温炉内的铝液进行炉内精炼,将旋转喷吹除气装置的吹头伸入至保温炉的铝液中,由旋转吹头向铝液通入氯气和氩气进行精炼,精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量,精炼完成后进行过滤除渣,铝液进入过滤装置之前,在铝液中加入铝钛硼晶粒细化剂进行晶粒细化;氩气流量为130-140l/min,氯气流量为110-140l/min,转子转速为450-550rpm/min;

(3)铸造:将精炼后的铝液进行铸造,所述铸造速度为20mm/min-30mm/min,铸造水压为0.02mpa-0.05mpa,铸造温度为710℃-740℃;

(4)均匀化:将铸造后铝铸送入热处理炉中均匀化退火处理,在550-580℃温度下保温8-10h,然后将铝铸转移至风冷却炉内进行强力冷却;

(5)挤压:采用1200t挤压机对铝铸进行挤压,得到铝合金拉手型材,挤压前先将铝棒、挤压筒和模具加热到一定温度,铝棒、挤压筒和模具达到设定的温度后上模进行挤压,挤压后立即将铝合金型材通过冷水槽中快速冷却;所述挤压的主缸速度为2.3-4.0mm/s,铝棒温度为480-490℃,挤压筒温度为440-450℃,模具温度为480-490℃;

(6)人工时效:将铝合金拉手型材锯切成客户要求的长度后进行压弯,采用隔条将铝合金拉手叠放,然后将铝合金拉手放入时效炉进行人工时效,时效温度为190-200℃,保温时间为170-190min,出炉空冷。

实施例2

按重量百分比为:mg:1.2%、si:0.20%、fe:0.02%、cr:0.01-0.03%、mn≤0.02%、zn≤0.03%、cu≤0.02%、其它杂质元素单个含量≤0.02%、其它杂质元素总含量≤0.15%,余量为al,进行配料,并按如下步骤进行制备:

(1)熔炼:将纯度为99.75%以上的铝锭投入熔炼炉中,按比例加入镁锭和铝硅中间合金,镁锭加入方式为将镁锭放入铁笼中,采用叉车铁笼吊起送入熔炼炉,并在熔炼炉内缓慢移动,直到镁锭完全融化,炉料在熔炼炉加热融化后搅拌20-30min,取样进行成分分析合格后转入保温炉,熔炼温度为700-750℃,熔炼时间为7-8小时;

(2)精炼:将保温炉内的铝液进行炉内精炼,将旋转喷吹除气装置的吹头伸入至保温炉的铝液中,由旋转吹头向铝液通入氯气和氩气进行精炼,精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量,精炼完成后进行过滤除渣,铝液进入过滤装置之前,在铝液中加入铝钛硼晶粒细化剂进行晶粒细化;氩气流量为130-140l/min,氯气流量为110-140l/min,转子转速为450-550rpm/min;

(3)铸造:将精炼后的铝液进行铸造,所述铸造速度为20mm/min-30mm/min,铸造水压为0.02mpa-0.05mpa,铸造温度为710℃-740℃;

(4)均匀化:将铸造后铝铸送入热处理炉中均匀化退火处理,在550-580℃温度下保温8-10h,然后将铝铸转移至风冷却炉内进行强力冷却;

(5)挤压:采用1200t挤压机对铝铸进行挤压,得到铝合金拉手型材,挤压前先将铝棒、挤压筒和模具加热到一定温度,铝棒、挤压筒和模具达到设定的温度后上模进行挤压,挤压后立即将铝合金型材通过冷水槽中快速冷却;所述挤压的主缸速度为2.3-4.0mm/s,铝棒温度为480-490℃,挤压筒温度为440-450℃,模具温度为480-490℃;

(6)人工时效:将铝合金拉手型材锯切成客户要求的长度后进行压弯,采用隔条将铝合金拉手叠放,然后将铝合金拉手放入时效炉进行人工时效,时效温度为190-200℃,保温时间为170-190min,出炉空冷。

实施例3

按重量百分比为:mg:1.25%、si:0.22%、fe:0.03%、cr:0.01-0.03%、mn≤0.02%、zn≤0.03%、cu≤0.02%、其它杂质元素单个含量≤0.02%、其它杂质元素总含量≤0.15%,余量为al,进行配料,并按如下步骤进行制备:

(1)熔炼:将纯度为99.75%以上的铝锭投入熔炼炉中,按比例加入镁锭和铝硅中间合金,镁锭加入方式为将镁锭放入铁笼中,采用叉车铁笼吊起送入熔炼炉,并在熔炼炉内缓慢移动,直到镁锭完全融化,炉料在熔炼炉加热融化后搅拌20-30min,取样进行成分分析合格后转入保温炉,熔炼温度为700-750℃,熔炼时间为7-8小时;

(2)精炼:将保温炉内的铝液进行炉内精炼,将旋转喷吹除气装置的吹头伸入至保温炉的铝液中,由旋转吹头向铝液通入氯气和氩气进行精炼,精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量,精炼完成后进行过滤除渣,铝液进入过滤装置之前,在铝液中加入铝钛硼晶粒细化剂进行晶粒细化;氩气流量为130-140l/min,氯气流量为110-140l/min,转子转速为450-550rpm/min;

(3)铸造:将精炼后的铝液进行铸造,所述铸造速度为20mm/min-30mm/min,铸造水压为0.02mpa-0.05mpa,铸造温度为710℃-740℃;

(4)均匀化:将铸造后铝铸送入热处理炉中均匀化退火处理,在550-580℃温度下保温8-10h,然后将铝铸转移至风冷却炉内进行强力冷却;

(5)挤压:采用1200t挤压机对铝铸进行挤压,得到铝合金拉手型材,挤压前先将铝棒、挤压筒和模具加热到一定温度,铝棒、挤压筒和模具达到设定的温度后上模进行挤压,挤压后立即将铝合金型材通过冷水槽中快速冷却;所述挤压的主缸速度为2.3-4.0mm/s,铝棒温度为480-490℃,挤压筒温度为440-450℃,模具温度为480-490℃;

(6)人工时效:将铝合金拉手型材锯切成客户要求的长度后进行压弯,采用隔条将铝合金拉手叠放,然后将铝合金拉手放入时效炉进行人工时效,时效温度为190-200℃,保温时间为170-190min,出炉空冷。

实施例4

按重量百分比为:mg:1.3%、si:0.24%、fe:0.05%、cr:0.03%、mn≤0.02%、zn≤0.03%、cu≤0.02%、其它杂质元素单个含量≤0.02%、其它杂质元素总含量≤0.15%,余量为al,进行配料,并按如下步骤进行制备:

(1)熔炼:将纯度为99.75%以上的铝锭投入熔炼炉中,按比例加入镁锭和铝硅中间合金,镁锭加入方式为将镁锭放入铁笼中,采用叉车铁笼吊起送入熔炼炉,并在熔炼炉内缓慢移动,直到镁锭完全融化,炉料在熔炼炉加热融化后搅拌20-30min,取样进行成分分析合格后转入保温炉,熔炼温度为700-750℃,熔炼时间为7-8小时;

(2)精炼:将保温炉内的铝液进行炉内精炼,将旋转喷吹除气装置的吹头伸入至保温炉的铝液中,由旋转吹头向铝液通入氯气和氩气进行精炼,精炼时采用在线测氢仪测定铝液的液态氢含量,精炼完成后进行过滤除渣,铝液进入过滤装置之前,在铝液中加入铝钛硼晶粒细化剂进行晶粒细化;氩气流量为130-140l/min,氯气流量为110-140l/min,转子转速为450-550rpm/min;

(3)铸造:将精炼后的铝液进行铸造,所述铸造速度为20mm/min-30mm/min,铸造水压为0.02mpa-0.05mpa,铸造温度为710℃-740℃;

(4)均匀化:将铸造后铝铸送入热处理炉中均匀化退火处理,在550-580℃温度下保温8-10h,然后将铝铸转移至风冷却炉内进行强力冷却;

(5)挤压:采用1200t挤压机对铝铸进行挤压,得到铝合金拉手型材,挤压前先将铝棒、挤压筒和模具加热到一定温度,铝棒、挤压筒和模具达到设定的温度后上模进行挤压,挤压后立即将铝合金型材通过冷水槽中快速冷却;所述挤压的主缸速度为2.3-4.0mm/s,铝棒温度为480-490℃,挤压筒温度为440-450℃,模具温度为480-490℃;

(6)人工时效:将铝合金拉手型材锯切成客户要求的长度后进行压弯,采用隔条将铝合金拉手叠放,然后将铝合金拉手放入时效炉进行人工时效,时效温度为190-200℃,保温时间为170-190min,出炉空冷。

采用本发明的实施例2制备的铝合金拉手,壁厚有1.6cm,如图1所示,能够承受200磅抗压测试,铝合金拉手不变形;而申请人原先制备的铝合金拉手壁厚为3.5cm,如图2所示,并且不能能够承受200磅抗压测试。

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