一种门窗用铝合金的精炼方法与流程

文档序号:12713857阅读:161来源:国知局

本发明涉及材料技术领域,具体的说,是一种门窗用铝合金的精炼方法。



背景技术:

随着人们生活方式日益丰富多样,对于建筑质量要求的提高更显得尤为突出,现今所用的门窗有金属制的、塑料制、木制等几种,制作门窗的材料成为主要研究的对象。由于铝合金比强度高、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。特别是进入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,镁合金虽然密度比铝合金小,但镁锭成本较高,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,是具有广泛应用前景的轻金属材料。

当前,铝合金在建筑上的运用越来越广泛,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%,同时,铝合金门窗型材力学性能优秀,抗风压性能好,因此在门窗行业,铝合金型材得到广泛应用。

当前门窗行业制备种所用的铝合金具体加工工序主要包括合金配料、熔炼精炼、铸造得铸棒、挤压成型、热处理、表面处理、后续机加工等,铝合金的强度、硬度、抗氧化性和抗腐蚀性等性能仍有进一步提升的空间,主要是目前所用的门窗用铝合金在熔炼精炼过程中的工艺存在问题,导致有效组分挥发、成分不精确、杂质不能有效去除、气体过多等,在后续的铸造过程容易形成夹杂物、气孔等缺陷,对成型后的铝合金门窗的外观、性能产生影响,造成废品率高,严重影响企业效益。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本发明提供了一种门窗用铝合金的精炼方法,能够显著提高门窗用铝合金材料的性能,实现晶粒细化,降低气孔夹杂等缺陷,使合金的利用率明显提高。

本发明完整的技术方案包括:

一种门窗用铝合金的精炼方法,包括如下步骤:

(1)配料:所述门窗用铝合金的组分为:以重量份计,Si:10.8-11.3份,Mg:0.45-0.72份,Mn:0.3-0.5份,Zn:2.25-2.45份,B:0.075-0.12份,Ti:0.5-0.9份,稀土元素0.93-0.98份,Al:75-80份;称取上述重量份的各种原料组分备好;

(2)熔炼:取上述组分中的Al、Si、Ti、Mn、Zn放入中频感应炉,加热到680-720℃熔化,保温5-10min;随后加入Mg和B保温3min,最后加入B;

(3)加变质细化剂:在步骤(2)中的合金液中加入Al-10Sr变质剂和Al-3Ti-5B细化剂后,将温度升高到740℃,静置12-15min;

(4)加精炼剂:在步骤(3)中的合金液中加入精炼剂,所述精炼剂的成分为:KCl:32-45%、NaCl:28-40%、MnCl2:5-10%、Na3AlF6:6-7%、C2Cl6:3-5%、CaF2:3-5%和稀土:0.4-0.6%,精炼剂的添加量为合金液质量的0.09-0.11%;

(5)吹扫:采用纯度为99.5%的N2对步骤(4)中的铝合金液从炉底进行吹扫精炼,并增加加热炉功率,保证吹扫过程中铝合金液的温度高于710℃,时间为10-12min;

吹扫结束后进行扒渣,随后将铝合金液转入中间包,进行浇注,得到铝合金棒材。

所述步骤(1)的稀土元素中,按重量百分含量含有如下组分:La:14.2-16.7%,Nd:18.6-21.4%,余量为Ce。

其中变质剂的用量为合金液质量的1.5%-2.2%。

细化剂的用量为合金液质量的0.8%-1.1%。

本发明相对于现有技术的优点在于:采用合理组分的铝合金配比,提高了铝合金的硬度和强度和易加工性,熔炼过程采用二次加料的方式,避免了有效成分的挥发,使成分更加精确,采用合理组分的变质细化剂及加入量,提高了细化效果,使铝合金的等轴晶比例大,晶粒细小,所用的精炼剂除杂效果好,除气能力更强,尤其对尺寸细小的铝氧化物夹杂,配合底部吹扫,除杂效果更好,而且改善铝合金熔炼后铸棒的微观组织。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

一种门窗用铝合金的精炼方法,包括如下步骤:

(1)配料:以重量份计,按照Si:10.0份,Mg:0.51份,Mn:0.3份,Zn:2.35份,B:0.09份,Ti:0.6份,稀土元素0.93份,Al:80份的配比称取各种原料组分备好;稀土元素中,按重量百分含量含有如下组分:La:15%,Nd:20%,余量为Ce。

(2)熔炼:取上述组分中的Al、Si、Ti、Mn、Zn放入中频感应炉,加热到700℃熔化,保温8min;随后加入Mg和B保温3min,最后加入B。

(3)加变质细化剂:在步骤(2)中的合金液中加入Al-10Sr变质剂和Al-3Ti-5B细化剂后,将温度升高到740℃,静置12-15min;变质剂的用量为合金液质量的1.8%,细化剂的用量为合金液质量的0.9%。

(4)加精炼剂:在步骤(3)中的合金液中加入精炼剂,所述精炼剂的成分为:KCl:32-45%、NaCl:28-40%、MnCl2:5-10%、Na3AlF6:6-7%、C2Cl6:3-5%、CaF2:3-5%和稀土:0.4-0.6%,精炼剂的添加量为合金液质量的0.09%。

(5)吹扫:采用纯度为99.5%的N2对步骤(4)中的铝合金液从炉底进行吹扫精炼,并增加加热炉功率,保证吹扫过程中铝合金液的温度为720-730℃,时间为12min。

吹扫结束后进行扒渣,随后将铝合金液转入中间包,进行浇注,得到铝合金棒材。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

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