一種新型金屬屋面板材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型金屬屋面板材料，由以下質(zhì)量百分比的材料組成：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%；其余為Ce、La、Y、Sc、Fe。本發(fā)明的金屬材料有很好的韌性、耐磨性、抗腐蝕性、可塑性、可焊接性等。
【專利說明】一種新型金屬屋面板材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種金屬材料，具體涉及一種新型金屬屋面板材料，尤其是一種用于 直立鎖邊金屬屋面系統(tǒng)的金屬屋面板材料。

【背景技術(shù)】
[0002] 金屬屋面板是鋼結(jié)構(gòu)建筑領(lǐng)域常用的主要結(jié)構(gòu)部件，主要用于金屬屋面系統(tǒng)上。 目前使用的金屬屋面板材的種類很多，有鋅板、鍍鋁鋅板、鋁合金板、鋁鎂合金板、鈦合金 板、銅板、不銹鋼板等。
[0003] 金屬屋面系統(tǒng)主要包括：立邊咬合系統(tǒng)、直立鎖邊系統(tǒng)、古典式扣蓋系統(tǒng)、平鎖扣 式系統(tǒng)、平面板條系統(tǒng)、壓型板系統(tǒng)、單元板塊式系統(tǒng)等。
[0004] 目前直立鎖邊金屬屋面系統(tǒng)廣泛用于世界各地著名建筑上，有機(jī)場站樓、火車站、 工廠、學(xué)校、市政建設(shè)等。直立鎖邊金屬屋面系統(tǒng)能保證永不匯漏，完全取消螺釘連接，不限 制屋面金屬板長，成為理想的屋面系統(tǒng)；直立鎖邊金屬屋面材料成型可以在建筑工地現(xiàn)場 進(jìn)行，大大節(jié)約了建設(shè)成本，提高生產(chǎn)效率，并減少運(yùn)輸損壞的損失；從其靈活性滿足各種 建筑要求，為建筑提供有力的支持以解決目前各種認(rèn)為困難的問題。
[0005] 無論是對金屬面板還是對金屬屋面系統(tǒng)而言，板材本身的性能、質(zhì)量都是其中尤 為關(guān)鍵的問題。建筑屋面要能夠滿足適用、堅固、耐久、美觀的基本要求，屋面系統(tǒng)功能上到 能夠達(dá)到防水、氣密、抗風(fēng)、溫度變形、保溫、降噪、防雷、防火、節(jié)能環(huán)保等性能要求。這其 中，對金屬材料的選擇尤為重要。目前，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對建筑物的要求也越來 越高，相應(yīng)的對金屬板材的質(zhì)量要求也越來越高。因此，有必要開發(fā)出一種新型的金屬屋面 板材料以適應(yīng)社會的不斷發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明目的：本發(fā)明的目的就是提供一種新型的金屬屋面板材料。
[0007] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下的技術(shù)方案： 一種新型金屬屋面板材料，所述金屬屋面板材料由以下質(zhì)量百分比的材料組成： C :0. 1-1. 0% ;C能增加金屬材料的冷脆性和時效敏感性，但是如果含量過高，則金屬材 料的塑性、沖擊性降低及焊接性能變差，因此，含量不可太高； Si:0. 4-1. 5% ;Si可以降低金屬材料在熔煉過程中Mn、Cr等元素的燒損，但是如果Si 的含量過高又會使材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度提高，因此Si的含量設(shè)定較低； Μη: 1. 0-2. 0% ;Mn是良好的脫氧劑和脫硫劑，一般在金屬材料中不可避免的會帶入一 些硫雜質(zhì)，硫?qū)饘俨牧隙允怯泻ξ镔|(zhì)，而加入一定量的Μη則能消除或減弱由于硫所引 起的金屬的熱脆性，從而改善金屬的熱加工性能；同時猛和金屬中的Fe、Al、Mg等元素進(jìn) 行作用，可以提高金屬材料的韌性、強(qiáng)度、硬度和耐磨性、淬透性，改善金屬材料的熱加工性 能； A1:2. 5-3. 5% ;A1可以減輕金屬材料的重量，并增加硬度和強(qiáng)度； Mg :1. 2-4. 6% ;Mg可以與金屬中的Al、Si等元素作用，使得金屬的抗拉伸能力增強(qiáng)； Ni :2. 5-8. 0% ;Ni可以提高金屬材料的可塑性、抗氧化性、不銹性、可焊接性及韌性，使 金屬的熱穩(wěn)定性大大增強(qiáng)； Cr :12. 5-17. 5% ;Cr是金屬材料中非常重要的一種元素，可以提高金屬材料的強(qiáng)度、硬 度、耐腐蝕性、耐磨性、韌性、抗氧化性，抗硫化性； Cu :0. 1-0. 5% ;Cu是一種重要的合金元素，對金屬材料有很好的固溶強(qiáng)化效果；同時Cu 可以增強(qiáng)金屬材料的韌性，提高金屬的抗大氣腐蝕性，同時還可以降低成型加工時的有效 壓力，并且比較廉價；Ti :0. 1-1. 0% ;Ti可以起到細(xì)化金屬材料的鑄造組織和焊縫組織的作 用； Mo :0. 1-0. 15% ;Mo能提高金屬的淬透性和熱強(qiáng)性、耐腐蝕性，增加對變形、開裂和磨損 等的抗力，可以有效地消除(或降低）金屬應(yīng)力，提高塑性； Ba :0. 1-0. 2% ;Ba屬于堿土金屬兀素，是一種性質(zhì)較為活潑的兀素，加入到金屬材料中 可以起到脫氧、脫磷的作用，降低氧、磷等有害物質(zhì)對金屬的損害； Nb:0. 05-0. 1% ;Nb能細(xì)化晶粒和降低金屬的過熱敏感性及回火脆性，提高強(qiáng)度，還可 以提高金屬材料的耐腐蝕能力，改善焊接性能； V :0. 05-0. 15% ;V -種優(yōu)良的脫氧劑，在金屬材料的熔鑄過程中起細(xì)化晶粒作用，細(xì)化 再結(jié)晶組織、提高再結(jié)晶溫度的作用，還可以提高金屬材料的強(qiáng)度和韌性，并且可以和金屬 中的C元素形成碳化物，進(jìn)而在高溫高壓下可以提高金屬的抗氫腐蝕能力； Sr :0. 01-0. 05% ;Sr是一種表面活性元素，能改變金屬間化合物相的行為，因此用Sr元 素進(jìn)行變質(zhì)處理能改善合金的塑性加工性和最終產(chǎn)品質(zhì)量，提高材料力學(xué)性能，改善金屬 制品表面粗糙度； Zr:0. 1-0. 25% ;Zr可以起到細(xì)化金屬材料中的再結(jié)晶組織和細(xì)化金屬材料的鑄造組 織的作用； Bi:0. 01-0. 03% ;Bi元素是低熔點(diǎn)金屬，能改善金屬的切削性能，Bi在凝固過程中膨 脹，對補(bǔ)縮有利； Sb:0. 02-0. 04% ;Sb可以改善金屬制備過程中的熱壓與冷壓工藝性能，還可以防止因 為雜質(zhì)中帶入的Na元素而導(dǎo)致的鈉脆問題； 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，本發(fā)明中盡管沒有加入S、P，但是原材料中 也會帶入S、P，這兩種元素屬于有害物質(zhì)，而稀土金屬由于其高活潑性，能夠脫去金屬液中 的S、P等有害物質(zhì)，起到凈化金屬液的作用，控制硫化物及其他化合物形態(tài)，起到變質(zhì)、細(xì) 化晶粒和強(qiáng)化作用，同時還可以顯著的提高金屬材料的韌性、耐磨性、抗腐蝕性，并且還能 改善金屬材料的焊接能力和低溫性能，因此需要中加入了適量的稀土元素； 其余為Fe。
[0008] 金屬材料中，因?yàn)镻會使金屬冷脆，降低沖擊韌性，S會使金屬軋制時產(chǎn)生熱脆斷 裂，降低金屬的延展性和耐蝕性，這兩種元素屬于金屬的有害元素，因此，一般而言，最好不 添加 S、P元素。
[0009] 優(yōu)選的，所述金屬屋面板材料由以下質(zhì)量百分比的材料組成： 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% ;其余為 Fe〇
[0010] 一種新型金屬屋面板材料的制備方法，該制備方法為： 按所述配方進(jìn)行配料，配好的物料投入中頻爐中在1000-1KKTC下進(jìn)行攪拌并加熱熔 融，所有的物料混合熔融完全后，然后在1400-1500°C下進(jìn)行澆注，澆注完全后，然后對產(chǎn)品 進(jìn)行冷卻，當(dāng)溫度冷卻至850-900°C后放入保溫箱內(nèi)冷卻至室溫，最后在350-400°C進(jìn)行回 火處理。在熔融和澆注是溫度不可以太高，如果溫度過高，里面添加的一些稀土元素等輔助 元素會揮發(fā)而不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用，從而減低金屬材料的整體性能。
[0011] 有益效果：采用上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： 本發(fā)明的金屬屋面板材料以Fe為主，同時加入了其他的能夠提高其性能的金屬元素 如Mn、Mg、Cr、Al、Ni等，并且加入了適量的稀土元素，這樣本發(fā)明的金屬材料相較于其他 金屬材料而言整體的性能更加均衡優(yōu)越，有很好的韌性、耐磨性、抗腐蝕性、可塑性、可焊接 性，同時硬度及強(qiáng)度也很好，本發(fā)明的金屬材料其性能優(yōu)越，可以廣泛的應(yīng)用在一些大型建 筑的屋面板上。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但同時說明本發(fā)明的保護(hù)范圍并 不局限于本實(shí)施例的具體范圍，基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出 創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013] 實(shí)施例1 : 一種新型金屬屋面板材料，由以下質(zhì)量百分比的材料組成： 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% ;其余為 Fe。
[0014] 一種新型金屬屋面板材料的制備方法，該制備方法為：按所述配方進(jìn)行配料，配好 的物料投入中頻爐中在1000°c下進(jìn)行攪拌并加熱熔融，所有的物料混合熔融完全后，然后 在1400°C下進(jìn)行澆注，澆注完全后，然后對產(chǎn)品進(jìn)行冷卻，當(dāng)溫度冷卻至850°C后放入保溫 箱內(nèi)冷卻至室溫，最后在350°C進(jìn)行回火處理。
[0015] 實(shí)施例2: 一種新型金屬屋面板材料，由以下質(zhì)量百分比的材料組成： 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% ;其余為 Fe。
[0016] 一種新型金屬屋面板材料的制備方法，該制備方法為：按所述配方進(jìn)行配料，配好 的物料投入中頻爐中在1050°c下進(jìn)行攪拌并加熱熔融，所有的物料混合熔融完全后，然后
【權(quán)利要求】
1. 一種新型金屬屋面板材料，其特征在于：所述金屬屋面板材料由以下質(zhì)量百分比的 材料組成： 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 為Fe。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型金屬屋面板材料，其特征在于：所述金屬屋面板材料由 以下質(zhì)量百分比的材料組成： 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% ;其余為 Fe〇
3. -種如權(quán)利要求1所述的新型金屬屋面板材料的制備方法，其特征在于：該制備方 法為：按所述配方進(jìn)行配料，配好的物料投入中頻爐中在1000-1100 °c下進(jìn)行攪拌并加熱 熔融，所有的物料混合熔融完全后，然后在1400-1500°C下進(jìn)行澆注，澆注完全后，然后對產(chǎn) 品進(jìn)行冷卻，當(dāng)溫度冷卻至850-900°C后放入保溫箱內(nèi)冷卻至室溫，最后在350-400°C進(jìn)行 回火處理。
【文檔編號】C22C33/04GK104109820SQ201410365062
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】陸永, 杜文亮, 陳建輝, 周志剛, 趙永杰 申請人:山東雅百特金屬結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有限公司