一种门窗用铝合金型材的制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种门窗的制备方法，具体涉及一种门窗用铝合金型材的制备方法，属于建筑技术领域。
【背景技术】
[0002]招及招合金是极其重要的轻金属材料。由于招合金比强度高、易于成形、导热性好、价格较低，在交通运输、建筑、包装、通讯、航天航空、军事及电子工业等领域获得了广泛的应用，是除了铁之外用量最多的金属材料，是国民经济不可或缺的基础原材料。
[0003]进入21世纪后，面对资源与环境问题的严峻挑战，世界各国对材料的选择正从传统的钢铁材料向轻合金及其复合材料、高分子及其复合材料、陶瓷及其复合材料转移，其中尤以轻合金材料为主而在轻合金材料中，镁合金虽然密度比销合金小，但镁淀成本较高，与铁易发生电偶腐烛，且零件制造过程中还有许多亟待解决的技术障碍，而铝合金以其来源广，制造技术相对成熟，零件制造成本较低，且机械强度较高，有的可同中碳钢相比，因此，铝合金将成为未来工业的首选金属材料，并且呈现出突飞猛进地发展趋势。
[0004]铝合金在建筑上的运用越来月广泛，可用于制作门窗的型材，铝及其合金由于其优良的性能，在使用中几乎不被腐蚀，延长了门窗的使用寿命降低了成本，同时由于铝及其合金可以被无限次的回收和利用，每次回收所消耗的能量仅是原铝生产的5%，因此，废铝再生技术越来越受重视，许多学者对废铝回收各个环节的技术进行了广泛深入的研宄，而将这以研宄应用的门窗上能循环利用大大的降低了成本。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种门窗用铝合金型材的制备方法，该制备方法简单易行，制备成本低廉，制备出的铝合金型材耐腐蚀性好，加工性能好。
[0006]本发明解决以上技术问题的技术方案是:
一种门窗用铝合金型材的制备方法，该门窗用铝合金型材制备方法具体包括以下步骤:
(I)将门窗用铝合金型材的各组分进行调配，并将各组分送至熔炼炉中，在700-740°C下进行溶化，在熔炼过程中调整合成份至规定范围，待完全熔化后，搅拌20-28min，然后在400-500°C下静置 15-20min ；
门窗用铝合金型材按质量百分比包括以下组分:
Mg:1.5-2.0%，Si:1-1.4%，Fe:0.2-0.5%，Zn:0.05-0.09%，Cu:0.1-0.3%，Mn:
0.2-0.4%，C:0.01-0.03%，Zr:0.05-0.09%，Cr:0.1-0.4%，T1:0.05-0.09%，P:0.02-0.05%，S:0.03-0.04%，废铝件 20-35%，稀土元素:0.5-1.5%，其余为铝；
稀土元素为:铈:10-14%，镝:5-9%,饵:6-8%,铽:10-15%，镥:5_9%，镱:8-10%,镨:
9-11%，余量为镧系元素； 在溶化液上撒布珍珠岩造渣以净化原铁液并立刻扒渣，然后倒入浇口杯中静置
IO-15min，然后浇入铸型中，在浇注温度为900-1OOO °C下经铸型制成铸锭，浇注时间为10_14min ；
(2)将步骤(I)中得到的铸锭进行炉热至520-540°C，并保温4-6h，然后出炉快速冷却至室温，冷却采用水冷喷淋冷却，冷却速度控制在80-100°C /min ；
(3)将铸锭加热到480-500°C，在保温10-20min待用；
(4)将步骤(3)中预热好的铸锭在挤压速度为10-19m/min下加压使之通过挤压筒和模孔获得挤压型材坯料；
(5)将获得的挤压型材坯料依次进行退火、淬火、回火处理，然后经冷却工序冷却至室温得到挤压型材半成品，其中:
退火:挤压型材坯料炉热至600-650°C时保温12-16min，然后炉冷却至300_330°C，随后打开炉门继续缓冷至120-150°C出炉空冷至室温；
淬火:将退火后的挤压型材坯料缓慢炉热至450-500°C并保温30-60min，再次炉热至620-660°C后用水喷淋挤压型材坯料快速降温；
回火:将经淬火后的挤压型材坯料在室温下再次入炉并炉热至220-270°C后出炉经冷却工序冷却至室温；
冷却工序采用水冷与空冷结合，先采用水冷以3°C /s的速度冷却挤压型材坯料水冷至180-200°C，然后空冷至150-170°C，再采用水冷以4°C /s的冷却速率将挤压型材坯料水冷至110-145°C，最后空冷至室温。
[0007](6)对经上述步骤处理后的挤压型材半成品进行拉伸矫直，并将变形较大的头部和尾部切除，矫直后的型材经拉伸矫直并停放一定时间后进行人工时效硬化处理得到挤压型材成品；
(7)将得到的挤压型材成品经后续理化检验及超声波探伤最后经清洁包装入库。
[0008]本发明进一步的技术方案为:
前述门窗用铝合金型材的制备方法中，门窗用铝合金型材按质量百分比包括以下组分:
Mg:1.5%，S1:1%，Fe:0.2%，Zn:0.05%，Cu:0.1%，Mn:0.2%，C:0.01%，Zr:0.05%，Cr:0.1%，T1:0.05%，P:0.02%，S:0.03%，废铝件 20%，稀土元素:0.5%，其余为铝；
稀土元素为:铈:12%，镝:7%，饵:7%，铽:12%，镥:7%，镱:9%，镨:10%，余量为镧系元素。
[0009]前述门窗用铝合金型材的制备方法中，门窗用铝合金型材按质量百分比包括以下组分:
Mg:2.0%，S1:1.4%，Fe:0.5%，Zn:0.09%，Cu:0.3%，Mn:0.4%，C:0.03%，Zr:0.09%，Cr:0.4%，T1:0.09%，P:0.05%，S:0.04%，废铝件 35%，稀土元素:1.5%，其余为铝；
稀土元素为:铈:10%，镝:5%，饵:6%，铽:10%，镥:5%，镱:8%，镨:9%，余量为镧系元素。
[0010]前述门窗用铝合金型材的制备方法中，门窗用铝合金型材按质量百分比包括以下组分:
Mg:1.8%，S1:1.2%，Fe:0.4%，Zn:0.07%，Cu:0.2%，Mn:0.3%，C:0.02%，Zr:0.06%，Cr:0.3%，T1:0.07%，P:0.04%，S:0.04%，废铝件 29%，稀土元素:0.9%，其余为铝；
稀土元素为:铈:14%，镝:9%，饵:8%，铽:15%,镥:9%，镱:10%,镨:11%，余量为镧系元素。
[0011]前述门窗用铝合金型材的制备方法中，废铝件为废铝合金门窗。
[0012]前述门窗用铝合金型材的制备方法中，步骤(I)中铸型为以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，并在浇注溶化液之前对造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干。
[0013]本发明的有益效果是:
均匀退火的冷却速度对型材的组织、表面光泽度有明显的影响，缓慢冷却时合金中的Mg2Si相呈粗大针状沉淀物，挤压前加热时不容易溶解；而本发明采用快速冷却步骤(2)中，合金中的Mg2Si沉淀相量少且细小，挤压前加热时易固溶。
[0014]本发明采用步骤(2)均匀化及冷却，是为了消除铸锭中的晶内偏析，降低其化学成分、组织的不均匀程度，以提高型材的强度；改善坯料的可挤压性能，便于挤压加工；提高合金的耐腐蚀性能。
[0015]本发明中成分中加入了 Ti可以细化晶粒，而快速凝固同样会细化枝晶，使合金的挤压性能得到提高。
[0016]本发明中加入了 Cu，除了可以形成强化相&^12外，还会和合金中的Mg形成高温强化相CuMgAl2，细化晶粒，阻止空穴的形成，抑制Si的析出，从而提高合金的韧性；此外，加入Cu能够细化合金中的Mg2Si析出相，降低合金的淬火灵敏度，而不降低合金抗切变能力。
[0017]本发明中加入了 Zr、Mn、Cr可以提高合金的淬火灵敏度，在加入Mn的同时加入Zr会使合金中纤维组织维持在一个很高的水平，远远高于单独加入两者中的一种所达到的效果；加入Cr也可以细化晶粒，保留纤维组织，从而提高合金的任性；本发明中还加入了 Fe可以细化Mg2Si粒子和晶粒，使Si原子尚开晶界，提尚合金的初性。
[0018]本发明中加入了废铝件，且废铝件为废弃的铝合金门窗，循环利用，大大降低了成本，节约了资源。
【具体实施方式】
[0019]实施例1
本实施例提供一种门窗用铝合金型材的制备方法，该门窗用铝合金型材制备方法具体包括以下步骤:
(I)将门窗用铝合金型材的各组分进行调配，并将各组分送至熔炼炉中，在700°C下进行溶化，在熔炼过程中调整合成份至规定范围，待完全熔化后，搅拌28min，然后在450°C下静置15min ；
门窗用铝合金型材按质量百分比包括以下组分:
Mg:1.5%，S1:1%，Fe:0.2%，Zn:0.05%，Cu:0.1%，Mn:0.2%，C:0.01%，Zr:0.05%，Cr:
0.1%，T1:0.05%，P:0.02%，S:0.03%，废铝合金门窗 20%，稀土元素:0.5%，其余为铝；
稀土元素为:铈:12%，镝:7%，饵:7%，铽:12%，镥:7%，镱:9%，镨:10%，余量为镧系元素；
在溶化液上撒布珍珠岩造渣以净化原铁液并立刻扒渣，然后倒入浇口杯中静置12min，然后浇入铸型中，铸型为以型砂和芯砂为造型材料制成铸型，并在浇注溶化液之前对造型材料中的型砂置于烘炉中进行烘干，在浇注温度为900°C下经铸型制成铸锭，浇注时间为1min ；
(2)将步骤(I)中得到的铸锭进行炉热至540°C，并保温5h，然后出炉快速冷却至室温，冷却采用水冷喷淋冷却，冷却速度控制在80°C /min ；
(3)将铸锭加热到480°C，在保温20min待用；
(4)将步骤(3)中预热好的铸锭在挤压速度为15m/min下加压使之通过挤压筒和模孔获得挤压型材坯料；
(5)将获得的挤压型材坯料依次进行退火、淬火、回火处理，然后经冷却工序冷却至室温得到挤压型材半成品，其中:
退火:挤压型材坯料炉热至600°C时保温16min，然后炉冷却至310°C，随后打开炉门继续缓冷至135°C出炉空冷至室温；
淬火:将退火后的挤压型材坯料缓慢炉热至500°C并保温30min，再次炉热至620°C后用水喷淋挤压型材坯料快速降温；
回火:将经淬火后的挤压型材坯料在室温下再次入炉并炉热至270°C后出炉经冷却工序冷却至室温；
冷却工序采用水冷与空冷结合，先采用水冷以3°C /s的速度冷却挤压型材坯料水冷至190°C，然后空冷至160°C，再采用水冷以4°C /s的冷却速率将挤压型材坯料水冷至130°C，
最后空冷至室温。
[0020](6)对经上述步骤处理后的挤压型材半成品进行拉伸矫直，并将变形较大的头部和尾部切除，矫直后的型材经拉伸矫直并停放一定时间后进行人工时效硬化处理得到挤压型材成品；
(7)将得到的挤压型材成品经后续理化检验及超声波探伤最后经清洁包装入库。
[0021]实施例2<