本发明专利技术公开了一种门框用高强度铝合金及其制备工艺，由以下重量比的原料组成：Si 0.55‑0.57％、Mg 0.56‑0.58％、Zn 0.22‑0.24％、Co 0.35‑0.37％、V 0.09‑0.11％、Ti 0.12‑0.14％、Nb 0.03‑0.05%、Cr 0.23‑0.25%、Ce 0.02‑0.04%、Sc 0.01‑0.03%，余量为铝和不可避免的其他杂质。本发明专利技术通过在铝合金中复合添加Co、V、Ti、Nb元素和设计特定的制备工艺参数，抑制再结晶和晶粒长大，使铝合金型材沿挤压方向上获得单一的纤维状晶粒组织，提高铝合金的强度和抗腐蚀性能。
【技术实现步骤摘要】
一种门框用高强度铝合金及其制备工艺
本专利技术涉及铝合金加工
，具体涉及一种门框用高强度铝合金及其制备工艺。
技术介绍
铝合金门框是将表面处理过的铝合金型材，经下料、打孔、铣槽、攻丝、制作等加工工艺面制作成的门框构件，再用连接件、密封材料和开闭五金配件一起组合装配而成。由于是直接采用铝合金制成，这就要求用于制作门框铝合金具有较高的强度、断裂韧性和优异的抗腐蚀性能，以提高冲击吸收特性、抗弯折破碎性和耐持久性等。但目前铝合金门框在使用时极容易被外物挂刮坏，从而导致整个铝合金门框被空气以及其他物质腐蚀，从而导致整个铝合金门框的老化、损坏，使用寿命变短，频繁的更换门框又增加了成本。针对上述问题，对现有技术进行了检索，在中国专利技术专利申请201410816597.7（公开日2015年4月22日）披露了一种耐腐蚀铝合金用门框，包括铝合金本体以及涂覆在铝合金本体表面的防护涂料，所述铝合金由铝和铜高温熔融而成，所述防护涂料由乙丙橡胶、分散剂、填充剂以及增粘剂组成，所述分散剂为乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，所述填充剂为滑石粉，所述增黏剂为亚乙基双硬脂酸酰胺，所述防护涂料中各成分所占重量百分比分别为：所述乙丙橡胶占66%-81%，所述乙烯-丙烯酸乙酯共聚物占3%-8%，所述滑石粉占15%-21%，所述亚乙基双硬脂酸酰胺占1%-5%。本专利技术铝合金本身性能稳定，表面通过防护涂料具有耐腐蚀性好，强度高，质量稳定，成本低，使用效果好的特点。但该铝合金本身抗腐蚀能力不足，仅靠表面涂覆的涂料来进行保护，难以起到保护作用，同时，涂料相对铝合金本身老化速度更快，从而难以形成对铝合金本体的有效保护，并且，该铝合金本体组成成分简单，强度低。而在中国专利技术专利申请201611140842.2（公开日2017年6月9日）披露了一种耐腐蚀的铝合金门窗，包括铝合金本体及铝合金表面的耐腐蚀涂料，所述的铝合金由铝、钛、镍、铬熔融而成，所述耐腐蚀涂料由氯化聚烯烃涂料、填充剂、塑化剂以及偶联剂组成，所述的氯化聚烯烃涂料为氯化橡胶、高氯化聚乙烯或氯化聚丙烯中的一种，所述的填充剂为氧化铝，所述的塑化剂为临苯二甲酸二辛酯。本专利技术铝合金本身机械性能良好，且具有一定的耐腐蚀性，表面通过耐腐蚀涂料进行进一步防护，具有防酸碱腐蚀、不易损坏、使用寿命长的特点。该铝合金门窗耐腐蚀性能得到一定的提升，但依然存在抗腐蚀能力不足问题，同时，也存在着强度低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的问题，提供一种门框用高强度铝合金及其制备方法，其通过在铝合金中复合添加Co、V、Ti、Nb元素和设计特定的制备工艺参数，抑制再结晶和晶粒长大，使铝合金型材沿挤压方向上获得单一的纤维状晶粒组织，提高铝合金的强度和抗腐蚀性能。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种门框用高强度铝合金，由以下重量比的原料组成：Si0.55-0.57％、Mg0.56-0.58％、Zn0.22-0.24％、Co0.35-0.37％、V0.09-0.11％、Ti0.12-0.14％、Nb0.03-0.05%、Cr0.23-0.25%、Ce0.02-0.04%、Sc0.01-0.03%，余量为铝和不可避免的其他杂质。优选的，配方比例重量百分比计如下：Si0.56％、Mg0.57％、Zn0.23％、Co0.36％、V0.10％、Ti0.13％、Nb0.04%、Cr0.24%、Ce0.03%、Sc0.02%，余量为铝和不可避免的其他杂质。本专利技术还提供了上述门框用高强度铝合金的制备工艺，包括以下步骤：（1）将铝锭投入到炉内加温至720-740℃，保温至铝锭熔化；（2）在700-720℃时将打渣剂均匀的洒入炉内并充分搅拌20-25分钟，用耙子将铝液表面浮渣扒除；（3）将步骤（2）铝溶液升温至740-760℃，加入Si、Mg、Zn、Co、Cr，搅拌20-30分钟使合金元素全部熔化得铝合金液；（4）铝合金液温度720-740℃时采用高纯氩气喷粉精炼，精炼时间为35-45min，精炼完后将液面浮渣扒除；（5）将上述精炼后的铝合金液中加入Ce、Sc，并将炉温控制在760-780℃，保温20-25min，全程吹氩气搅拌；（6）将步骤（5）中的铝合金液在温度为720-760℃时浇铸成铸锭备用；浇铸过程中加入V、Ti、Nb对铸锭晶粒细化，加入速度为2-3m/min；在浇铸流槽上在线精炼，精炼时通入高纯氩气，并使精炼后的铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为120-160转/分钟、氩气流量为1-3立方米/小时的除气机和泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理，进一步净化熔体，最后得到铝合金铸锭；（7）将铝合金铸锭进行均质化处理；（8）将经过均质化处理铝合金铸锭放置在空气加热炉中加热至440-450℃，按照挤压速度不大于0.9mm/s、挤压比35-45条件下挤压成铝合金棒材，然后穿水冷却至室温；（9）采用T6热处理方法对铝合金环件进行热处理；（10）将步骤（9）中的铝合金环件进行探伤处理、机械性能的测定分析，最终制备得到合格产品。优选的，所述步骤（4）、步骤（5）和步骤（6）中的氩气为纯度≥99.7%的高纯氩气。优选的，所述步骤（2）中的打渣剂加入量占铝锭质量的0.3-0.5%。优选的，所述步骤（5）中氩气流量为14-16L/min，氩气压力为0.4-0.6Mpa。优选的，所述步骤（6）中的泡沫陶瓷过滤板的孔隙度为45-55ppi。优选的，所述步骤（6）中的泡沫陶瓷过滤板为40PPi和60PPi双层陶瓷。优选的，所述步骤（7）中采用双级均质处理工艺对铸锭均质化处理：先将铝合金铸棒加温至520-540℃，保温2小时；然后快速升温至560-580℃，保温1小时；保温结束后的铝合金铸锭迅速转移至冷却室内进行冷却处理，其转移时间不大于10秒；使用喷雾冷却的方式，30min内将铝合金铸棒冷却至250℃以下，铝合金铸锭温度达到室温后，再移出冷却室，铝合金铸锭即处优选的，所述步骤（9）中T6热处理具体工艺为：固溶温度为520-540℃，保温1-3小时，冷却转移时间不大于15秒，时效工艺在淬火后5小时内进行，时效温度温190-210℃，时间为5-8小时。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：（1）本专利技术通过设计特定的合金成分组成，解决了铝合金的强度与断裂韧性和抗腐蚀性能之间的矛盾关系，使铝合金同时具有高强度、高断裂韧性和优异抗腐蚀性能的优点。（2）本专利技术通过严格控制铸造工艺和热处理工艺，使得铝合金晶粒度能够达到一级晶粒(按照GB/T3246.2标准检验，晶粒平均面积≤0.023mm2)，从而使得本专利技术铝合金具有高强度、高抗冲击韧性和优异的抗疲劳能力。（3）本专利技术通过Co、V、Ti、Nb元素可以抑制再结晶和晶粒长大，并通过严格控制铝合金的均匀化和挤压工艺，使铝合金型材沿挤压方向上获得单一的纤维状晶粒组织，实现强度、断裂韧性和抗腐蚀性能同时大幅提高。（4）本专利技术通过Ce、Sc，可以进一步细化晶粒，提高合金力学性能。具体实施方式以下结合具体实施例对专利技术作进一步详细的描述。实施例1本实施例的门框用高强度铝合金，配方比例重量百分比计如下：Si0.54％、Mg0.55％、Zn0.21％、Co0.34％、V0.08％、Ti0.11％、Nb0.02%、C本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种门框用高强度铝合金，其特征在于，由以下重量比的原料组成：Si 0.55‑0.57％、Mg 0.56‑0.58％、Zn 0.22‑0.24％、Co 0.35‑0.37％、V 0.09‑0.11％、Ti 0.12‑0.14％、Nb 0.03‑0.05%、Cr 0.23‑0.25%、Ce 0.02‑0.04%、Sc 0.01‑0.03%，余量为铝和不可避免的其他杂质。
【技术特征摘要】
1.一种门框用高强度铝合金，其特征在于，由以下重量比的原料组成：Si0.55-0.57％、Mg0.56-0.58％、Zn0.22-0.24％、Co0.35-0.37％、V0.09-0.11％、Ti0.12-0.14％、Nb0.03-0.05%、Cr0.23-0.25%、Ce0.02-0.04%、Sc0.01-0.03%，余量为铝和不可避免的其他杂质。2.根据权利要求1所述的门框用高强度铝合金，其特征在于，配方比例重量百分比计如下：Si0.56％、Mg0.57％、Zn0.23％、Co0.36％、V0.10％、Ti0.13％、Nb0.04%、Cr0.24%、Ce0.03%、Sc0.02%，余量为铝和不可避免的其他杂质。3.根据权利要求1-2任一项所述的门框用高强度铝合金的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：（1）将铝锭投入到炉内加温至720-740℃，保温至铝锭熔化；（2）在700-720℃时将打渣剂均匀的洒入炉内并充分搅拌20-25分钟，用耙子将铝液表面浮渣扒除；（3）将步骤（2）铝溶液升温至740-760℃，加入Si、Mg、Zn、Co、Cr，搅拌20-30分钟使合金元素全部熔化得铝合金液；（4）铝合金液温度720-740℃时采用高纯氩气喷粉精炼，精炼时间为35-45min，精炼完后将液面浮渣扒除；（5）将上述精炼后的铝合金液中加入Ce、Sc，并将炉温控制在760-780℃，保温20-25min，全程吹氩气搅拌；（6）将步骤（5）中的铝合金液在温度为720-760℃时浇铸成铸锭备用；浇铸过程中加入V、Ti、Nb对铸锭晶粒细化，加入速度为2-3m/min；在浇铸流槽上在线精炼，精炼时通入高纯氩气，并使精炼后的铝合金液依次流过设置在流槽上旋转速度为120-160转/分钟、氩气流量为1-3立方米/小时的除气机和泡沫陶瓷过滤板，进行在线除气过滤处理，进一步净化熔体，最后得到铝合金铸锭；（7）将铝合金铸锭进行均质化处理；（...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛士军，
申请(专利权)人：薛士军，
类型：发明
国别省市：安徽,34
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