一種門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的鋁合金其強度不是很高，用其制成的鋁合金門窗在使用過程中受到風(fēng)壓和推拉或開合過程中產(chǎn)生的撞擊的影響，同時，因鋁合金型材的主要材料是鋁，鋁合金門窗在使用過程中會經(jīng)歷風(fēng)吹日曬或者受到溫度及濕度變化的影響，而在空氣中極易氧化而受到腐蝕，致使門窗鋁合金型材變色、變形，縮短了鋁合金型材的使用壽命。因此，通常會對鋁合金型材進行表面處理，現(xiàn)有的鋁合金型材表面處理工藝有陽極氧化、電解著色、電泳涂漆、粉末噴涂、氟碳漆噴涂、拉絲等，這些表面處理工藝均起到一定的耐腐蝕效果，但是隨著人們對鋁合金型材的性能要求的提高，現(xiàn)有的鋁合金型材其仍難滿足現(xiàn)有建筑材料對使用壽命的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材，其強度高，耐腐蝕性好，用其制成的門窗不易變形、變色，使用壽命長。
[0004]本發(fā)明提出的一種門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材，其成分按重量百分比包括:Mg:
1.2-1.8% ；Cu:1-1.5% ；Mn:0.3-0.5 % ；Zn:5-8% ；Sc:0.02-0.2 % ；T1:0.02-0.1 % ；Cr:
0.01-0.1% ；Fe:0.05-0.25% ；Yb:0.05-0.3% ;余量為 A1 ；
[0005]根據(jù)上述成分配比，所述門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材按照以下工藝進行制備:
[0006]S1、按配比將各原料進行熔煉，得到鑄錠；
[0007]S2、將擠壓模具和鑄錠預(yù)熱后置于擠壓機上進行擠壓，其中，擠壓模具的預(yù)熱溫度為450-470°C，預(yù)熱時間為2-3.5h，鑄錠的預(yù)熱溫度為470-520°C，預(yù)熱時間為4_6h，擠壓的速度為5-40m/min ;擠壓結(jié)束后空冷或者水冷至50°C以下后進行拉伸矯直得到擠壓件，其中拉伸率為0.5-2.0% ；
[0008]S3、將擠壓件放置于保溫爐內(nèi)，在400-450°C下保溫1_1.5h，升溫至480_500°C后保溫2-3h，降溫至195-205°C后保溫5_10h，降溫至175_185°C后保溫6_10h，空冷至室溫后得到熱處理件；
[0009]S4、將熱處理件水洗后進行脫脂處理10-15min，然在室溫下鉻化5_10min，水洗、干燥后進行粉末噴涂，其中，粉末噴涂過程中，電壓為20-60KV，槍距為10-30cm，噴涂厚度為0.85-1.0mm，噴涂結(jié)束后在190_210°C下固化l_12min得到所述門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材。
[0010]優(yōu)選地，其成分中，Sc、Cr、Yb的重量比為10:5:22。
[0011]優(yōu)選地，在S2中，擠壓的速度為25m/min，拉伸率為1.3%。
[0012]優(yōu)選地，在S2中，水冷或者空冷至50°C以下的過程中，冷卻速度為120-150°C /min0
[0013]優(yōu)選地，在S3中，將擠壓件放置于保溫爐內(nèi)，在420-435°C下保溫1.2-1.4h，升溫至489-495°C后保溫2.3-2.7h，降溫至198_202°C后保溫7-8.5h，降溫至179_182°C后保溫
7-8.5h，空冷至室溫后得到熱處理件。
[0014]優(yōu)選地，在S3中，將擠壓件放置于保溫爐內(nèi)，在430°C下保溫1.3h，升溫至490°C后保溫2.5h，降溫至200 C后保溫8h，降溫至180 C后保溫8h，空冷至室溫后得到熱處理件。
[0015]優(yōu)選地，在S4中，所述脫脂處理中，所使用的脫脂劑其原料按重量份包括:椰子油脂肪酸二乙醇酰胺5-10份、十二烷基苯磺酸鈉2-5份、氫氧化鈉2-4.5份、焦磷酸鈉0.5-2份、蘋果酸2-3.5份、二亞乙基三胺五乙酸1-2.5份、N-乙酰甘氨酸0.1_1份、油酸0.1_1份、乙醇0.1-0.5份、二異辛基磷酸酯0.1-0.5份、四氯間苯二甲腈0.1-0.25份、水100份；所述脫脂劑中，選擇了椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸鈉進行復(fù)配，使其發(fā)揮協(xié)同作用，潤濕、分散效果好，焦磷酸鈉作為無機金屬螯合劑，蘋果酸、二亞乙基三胺五乙酸、N-乙酰甘氨酸、油酸作為有機金屬螯合劑，配合加入體系中，與椰子油脂肪酸二乙醇酰胺和十二烷基苯磺酸鈉具有協(xié)同作用，對污垢的乳化、分散、抗再沉積和增溶作用優(yōu)異，加入的乙醇與二異辛基磷酸酯具有協(xié)同作用，增強了脫脂劑的去污能力，同時在體系中消泡作用好，具有優(yōu)異的持久性，并且在鋁合金型材表面殘留離子少，四氯間苯二甲腈加入體系中，賦予脫脂劑一定的抗菌性。
[0016]優(yōu)選地，在S4中，在鉻化過程中，鉻化劑為硫酸鉻溶液、三氯化鉻溶液和硝酸鉻溶液中的一種或多種的混合物。
[0017]優(yōu)選地，在S4中，在鉻化過程中，鉻化劑中溶質(zhì)的濃度為15_20g/L。
[0018]優(yōu)選地，在S4中，粉末噴涂過程中，電壓為45KV，槍距20cm，噴涂厚度為0.9mm，噴涂結(jié)束后在200°C下固化7min得到所述門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材。
[0019]本發(fā)明門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材的成分以Al、Zn、Mg、Cu為主合金元素，通過控制Cu與Mg的比例，提高了鋁合金的強度，開發(fā)出了強度和韌性優(yōu)異的鋁合金型材，調(diào)節(jié)了體系中Zn的含量，改善了鋁合金型材的韌性和抗剝落腐蝕性，并添加了 Cr、Μη和Sc，在體系中形成了鋁化物彌散相，多種鋁化物彌散相協(xié)同后，具有細化鑄態(tài)晶粒，強化釘扎位錯的作用，從而顯著提高了鋁合金型材的再結(jié)晶溫度，降低了晶粒的再結(jié)晶；加入Yb后，在體系中能與Cr、Mn和Sc的鋁化物形成新的多元彌散相，這種新的多元彌散相能強烈釘扎位錯和亞晶界，顯著抑制基體的再結(jié)晶，保留了以小角度晶界為主的纖維狀組織，從而改善了鋁合金型材的腐蝕性能，提高其斷裂韌性；在制備過程中，首先對鑄錠和磨具進行了預(yù)熱，防止了在制備過程中，磨具和鑄錠的開裂，擠壓后進行了拉伸矯直，通過控制擠壓和拉伸矯直的參數(shù)，在防止產(chǎn)生“桔皮”、斜角、開口變形的前提下消除了彎曲扭擰，改善了鋁合金型材的性能；之后進行了熱處理，通過控制熱處理過程中的參數(shù)，提高了固溶體的過飽和度，并減少了粗大未溶結(jié)晶相，調(diào)控了晶界析出相的大小和分布，提高了鋁合金型材的強韌性和耐蝕性，之后進行了粉末噴涂處理，在鋁合金型材的表面得到了平整的外膜，防止了腐蝕粒子進入鋁合金內(nèi)部，進一步改善了鋁合金型材的耐腐蝕性和強度。
[0020]對本發(fā)明所述門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材進行性能檢測，結(jié)果如下:抗拉強度為689-756MPa，屈服強度為568_658MPa，延伸率為15-16.3 %，鹽霧試驗腐蝕率為
0.1-0.121mg/cm2.d。
【具體實施方式】
[0021]下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
[0022]實施例1
[0023]本發(fā)明提出的一種門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材，其成分按重量百分比包括:Mg:
1.2% ；Cu:1.5% ；Mn:0.3% ；Zn:8% ；Sc:0.02% ；T1:0.1% ；Cr:0.01% ；Fe:0.25% ；Yb:
0.05% ;余量為Al ；
[0024]根據(jù)上述成分配比，所述門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材按照以下工藝進行制備:
[0025]S1、按配比將各原料進行熔煉，得到鑄錠；
[0026]S2、將擠壓模具和鑄錠預(yù)熱后置于擠壓機上進行擠壓，其中，擠壓模具的預(yù)熱溫度為450°C，預(yù)熱時間為3.5h，鑄錠的預(yù)熱溫度為470°C，預(yù)熱時間為6h，擠壓的速度為5m/min ;擠壓結(jié)束后空冷或者水冷至50°C以下后進行拉伸矯直得到擠壓件，其中拉伸率為
2.0% ；
[0027]S3、將擠壓件放置于保溫爐內(nèi)，在400°C下保溫1.5h，升溫至480°C后保溫3h，降溫至195°C后保溫10h，降溫至175°C后保溫10h，空冷至室溫后得到熱處理件；
[0028]S4、將熱處理件水洗后進行脫脂處理lOmin，然在室溫下鉻化lOmin，水洗、干燥后進行粉末噴涂，其中，粉末噴涂過程中，電壓為20KV，槍距為30cm，噴涂厚度為0.85mm，噴涂結(jié)束后在210°C下固化lmin得到所述門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材。
[0029]實施例2
[0030]本發(fā)明提出的一種門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材，其成分按重量百分比包括:Mg:
1.8% ；Cu:1% ；Mn:0.5% ；Zn:5% ；Sc:0.2% ；T1:0.02% ；Cr:0.1% ；Fe:0.05% ；Yb:0.3% ；余S；為Al ；
[0031]根據(jù)上述成分配比，所述門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材按照以下工藝進行制備:
[0032]S1、按配比將各原料進行熔煉，得到鑄錠；
[0033]S2、將擠壓模具和鑄錠預(yù)熱后置于擠壓機上進行擠壓，其中，擠壓模具的預(yù)熱溫度為470°C，預(yù)熱時間為2h，鑄錠的預(yù)熱溫度為520°C，預(yù)熱時間為4h，擠壓的速度為40m/min ；擠壓結(jié)束后空冷或者水冷至50°C以下后進行拉伸矯直得到擠壓件，其中拉伸率為0.5% ;
[0034]S3、將擠壓件放置于保溫爐內(nèi)，在450°C下保溫lh，升溫至500°C后保溫2h，降溫至205°C后保溫5h，降溫至185°C后保溫6h，空冷至室溫后得到熱處理件；
[0035]S4、將熱處理件水洗后進行脫脂處理15min，然在室溫下鉻化5min，水洗、干燥后進行粉末噴涂，其中，粉末噴涂過程中，電壓為60KV，槍距為10cm，噴涂厚度為1.0mm，噴涂結(jié)束后在190°C下固化12min得到所述門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材。
[0036]實施例3
[0037]本發(fā)明提出的一種門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材，其成分按重量百分比包括:Mg:
1.6% ；Cu:1.2% ；Mn:0.38% ；Zn:7% ；Sc:0.1% ；T1:0.07% ；Cr:0.06% ；Fe -.0.2% ；Yb:0.25% ;余量為Al ；
[0038]根據(jù)上述成分配比，所述門窗用高強耐腐蝕鋁合金型材按照以下工藝進行制備:
[0039]S1、按配比將各原料進行熔煉，得到鑄錠；
[0040]S2、將擠壓模具和鑄錠預(yù)熱后置于擠壓機上進行擠壓，其中，擠壓模具的預(yù)熱溫度為458°C，預(yù)熱時間為3.2h，鑄錠的預(yù)熱溫度為486°C，預(yù)熱時間為4.8h，擠壓的速度為12m/min ;擠壓結(jié)束后