本发明专利技术涉及铝型材技术领域，提供一种用于地铁刚性悬挂汇流排的铝合金挤压材的制备方法，铝合金挤压材中各元素的质量分数为：0.65‑0.8％Mg、0.6‑0.75％Si、0.1‑0.15％Zn、0.02‑0.04％Fe、0.06‑0.08％Cu、0.04‑0.06％Mn、0.01‑0.03％Cr、0.01‑0.03％Zr、0.02‑0.04％La、0.01‑0.03％Sc、0.015‑0.025％Y、余量为Al，制备方法包括熔铸、挤压、淬火、时效处理、阳极氧化、电泳处理和喷涂防腐涂层，制备的铝合金挤压材具有优异的抗拉强度、屈强强度以及良好的耐腐蚀性，能够满足地铁刚性悬挂汇流排对铝合金挤压材的要求。
A preparation method of aluminum alloy extrusion material for subway rigid suspension bus
【技术实现步骤摘要】
一种用于地铁刚性悬挂汇流排的铝合金挤压材的制备方法
本专利技术涉及铝型材
，尤其涉及一种用于地铁刚性悬挂汇流排的铝合金挤压材的制备方法。
技术介绍
刚性悬挂汇流排系统是将接触线夹持在汇流排中，机车通过受电弓从轨道顶部取流的一种城市轨道交通供电方式。该系统用于地铁隧道的供电，具有安全可靠性高，零部件少，安装简捷方便，维护、维修成本低，节省土建投资等一系列特点和优点，具有显著的经济和社会效益。地铁隧道顶部有一排供电设备，贯穿整个地铁隧道，叫做汇流排，汇流排为π形截面的铝合金挤压材，汇流排的两个垂直边末端形成夹口，夹口可进行弹性张开，其弹性产生压力夹持接触线。列车运行时，电不断地从汇流排传导到接触线上，再由接触线传导至受电弓，进入地铁驱动电机后，再通过铁轨返回到供电站，形成一个回路。专利号：201310420788.7公开了一种用于地铁刚性悬挂汇流排的铝合金挤压材的制备方法，铝合金各元素的组成按重量百分比计分别为：镁0.45～0.50％，硅0.50～0.55％，铁0.10～0.25％，铜≤0.05％，锰≤0.01％，铬≤0.01％，钛≤0.01％，钒≤0.01％，锌≤0.10％，其余单个杂质≤0.03％，其余杂质总和≤0.10％，余量为铝，各组份的重量百分比总和为100％，其制备方法为：熔化、搅拌、调整组分、热顶铸造、热处理、锯切锭坯、挤压成型、冷却等加工工艺步骤。该专利技术所制造的铝合金强度高、韧性好、导电性好、淬火敏感性低、生产成本低可用于大规模生产等优点。地铁隧道内环境比较复杂，最为常见的特点就是潮湿，当隧道顶部的水直接滴或漏在汇流排上，易造成汇流排腐蚀受损，使汇流排本身的机械性能降低，导致汇流排两个垂直边末端形成的夹口松懈，夹口处所夹持的接触线脱落，影响供电安全，严重时造成短路，致使列车中断行驶，影响地铁运营。
技术实现思路
因此，针对以上内容，本专利技术提供一种用于地铁刚性悬挂汇流排的铝合金挤压材的制备方法，解决现有技术铝合金挤压材耐腐蚀性不足的问题。为达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种用于地铁刚性悬挂汇流排的铝合金挤压材的制备方法，所述铝合金挤压材中各元素的质量分数分别为：0.65-0.8％Mg、0.6-0.75％Si、0.1-0.15％Zn、0.02-0.04％Fe、0.06-0.08％Cu、0.04-0.06％Mn、0.01-0.03％Cr、0.01-0.03％Zr、0.02-0.04％La、0.01-0.03％Sc、0.015-0.025％Y、余量为Al，制备方法包括以下步骤：(1)熔铸：将熔炼炉升温至725-745℃，加入铝锭和速熔硅，搅拌扒渣，待铝锭完全熔化后加入其他组分，待炉料全部熔化后，通入氮气和精炼剂进行精炼，精炼25-30min，扒渣后进行取样分析，若成分合格，则静置保温30-40min，然后铸造成铝棒，再将铸造后的铸棒进行均匀化处理10-15h，温度控制在515-535℃；若成分不合格，继续调整成分并再次取样分析；(2)挤压、淬火、时效处理：将均匀化处理后的铝棒预热至495-515℃，然后进行挤压成型，挤压速率为12-15m/min，挤压温度为485-505℃，然后将挤出的型材水雾冷却淬火，淬火后进行拉伸矫直，拉伸变形量为1.2-1.6％，拉伸矫直后的型材进行双级时效处理，强风冷却至室温，得到基材；(3)阳极氧化：将步骤(2)得到的基材进行脱脂、碱蚀、中和预处理，然后将基材放入电解液中进行阳极氧化，在基材表面形成一层氧化膜，温度为15-18℃，氧化时间25-35min；(4)电泳处理：将阳极氧化后的基材浸入电泳涂料中进行电泳处理，在基材氧化膜表面形成电泳漆膜，然后进行固化，所述电泳处理工艺条件为：电压为160-180V，电泳时间120-200s，电泳涂料为固体质量分数为8-12％的水性丙烯酸树脂；(5)喷涂防腐涂层：在电泳漆膜外喷涂一层防腐涂层，所述防腐涂层包括以下重量份的原料：32-48重量份环氧树脂、10-15重量份二氧化硅、6-10重量份玻璃鳞片、1.8-2.5重量份分散剂、1.5-2.5重量份硅烷偶联剂、4-6重量份烷基改性硅油、5-8重量份聚偏氟乙烯、20-25重量份环氧固化剂。进一步的改进是：所述步骤(2)双级时效的具体条件为：第一级时效温度为120-130℃，保温4-6h，第二级时效温度为165-175℃，保温时间9-12h。进一步的改进是：所述电解液包含140-160g/L的硫酸、10-16g/L的磷酸、3-6g/L硫酸铵。通过采用前述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术制备得到的铝合金挤压材具有更高的抗拉强度和屈服强度，完全满足地铁刚性悬挂汇流排对铝合金挤压材的要求。提高铝合金挤压材力学性能的同时，要考虑对材料的耐腐蚀性的影响，例如Mg元素能够提高抗拉强度和屈服强度，但过剩的Mg元素的存在会降低Mg2Si的溶解度，析出的Mg2Si影响阳极氧化的效果，削弱铝合金挤压材的耐腐蚀性，本专利技术优化铝合金各元素的配比，制得的铝合金挤压材既具有优异的力学性能，还具有良好的耐腐蚀性。2、本专利技术对拉伸矫直后的型材进行双级时效处理，与单级时效相比，双级时效能够提高析出相密度，提高型材的力学性能，还能够调控析出相的形貌状态使型材具有良好的耐腐蚀性能。3、本专利技术采取阳极氧化、电泳处理、喷涂防腐涂层的生产工艺，在基材的表面形成氧化膜、电泳漆膜和防腐涂层相结合的复合层，复合层结构的存在使铝合金挤压材具有优异的耐腐蚀性和耐候性，延长了铝合金挤压材的使用寿命，应用于阴暗潮湿的地铁隧道内的刚性悬挂汇流排系统时，汇流排不易腐蚀受损，不会造成汇流排夹口处所夹持的接触线脱落。4、本专利技术中的防腐涂层包括以下重量份的原料：32-48重量份环氧树脂、10-15重量份二氧化硅、6-10重量份玻璃鳞片、1.8-2.5重量份分散剂、1.5-2.5重量份硅烷偶联剂、4-6重量份烷基改性硅油、5-8重量份聚偏氟乙烯、20-25重量份环氧固化剂。防腐涂层中各组分均匀分散，协同作用使得防腐涂层具有良好的附着力和耐腐蚀性。二氧化硅和玻璃鳞片的添加，提高了防腐涂层的耐磨性和耐候性，降低了成本；在环氧树脂中添加一定量的聚偏氟乙烯，提高了固化后的防腐涂层的疏水性、耐腐蚀性、耐老化性、耐候性。烷基改性硅油能够提高防腐涂层的流平性，在电泳漆膜涂覆效果好；原料中的硅烷偶联剂可以改性玻璃鳞片进行处理,增强了玻璃鳞片与环氧树脂之间的粘结力,同时增加了涂层的抗渗透性和耐水性。综上所述，本专利技术通过优化铝合金型材的配方、调整各操作步骤的工艺参数以及在基材表面形成氧化膜、电泳漆膜和防腐涂层相结合的复合层，共同作用下得到具有优异抗拉强度和屈服强度、耐腐蚀性好的铝合金挤压材。具体实施方式以下将结合具体实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于地铁刚性悬挂汇流排的铝合金挤压材的制备方法，其特征在于：所述铝合金挤压材中各元素的质量分数分别为：0.65-0.8％Mg、0.6-0.75％Si、0.1-0.15％Zn、0.02-0.04％Fe、0.06-0.08％Cu、0.04-0.06％Mn、0.01-0.03％Cr、0.01-0.03％Zr、0.02-0.04％La、0.01-0.03％Sc、0.015-0.025％Y、余量为Al，制备方法包括以下步骤：/n(1)熔铸：将熔炼炉升温至725-745℃，加入铝锭和速熔硅，搅拌扒渣，待铝锭完全熔化后加入其他组分，待炉料全部熔化后，通入氮气和精炼剂进行精炼，精炼25-30min，扒渣后进行取样分析，若成分合格，则静置保温30-40min，然后铸造成铝棒，再将铸造后的铸棒进行均匀化处理10-15h，温度控制在515-535℃；若成分不合格，继续调整成分并再次取样分析；/n(2)挤压、淬火、时效处理：将均匀化处理后的铝棒预热至495-515℃，然后进行挤压成型，挤压速率为12-15m/min，挤压温度为485-505℃，然后将挤出的型材水雾冷却淬火，淬火后进行拉伸矫直，拉伸变形量为1.2-1.6％，拉伸矫直后的型材进行双级时效处理，强风冷却至室温，得到基材；/n(3)阳极氧化：将步骤(2)得到的基材进行脱脂、碱蚀、中和预处理，然后将基材放入电解液中进行阳极氧化，在基材表面形成一层氧化膜，温度为15-18℃，氧化时间25-35min；/n(4)电泳处理：将阳极氧化后的基材浸入电泳涂料中进行电泳处理，在基材氧化膜表面形成电泳漆膜，然后进行固化，所述电泳处理工艺条件为：电压为160-180V，电泳时间120-200s，电泳涂料为固体质量分数为8-12％的水性丙烯酸树脂；/n(5)喷涂防腐涂层：在电泳漆膜外喷涂一层防腐涂层，所述防腐涂层包括以下重量份的原料：32-48重量份环氧树脂、10-15重量份二氧化硅、6-10重量份玻璃鳞片、1.8-2.5重量份分散剂、1.5-2.5重量份硅烷偶联剂、4-6重量份烷基改性硅油、5-8重量份聚偏氟乙烯、20-25重量份环氧固化剂。/n...
【技术特征摘要】
1.一种用于地铁刚性悬挂汇流排的铝合金挤压材的制备方法，其特征在于：所述铝合金挤压材中各元素的质量分数分别为：0.65-0.8％Mg、0.6-0.75％Si、0.1-0.15％Zn、0.02-0.04％Fe、0.06-0.08％Cu、0.04-0.06％Mn、0.01-0.03％Cr、0.01-0.03％Zr、0.02-0.04％La、0.01-0.03％Sc、0.015-0.025％Y、余量为Al，制备方法包括以下步骤：
(1)熔铸：将熔炼炉升温至725-745℃，加入铝锭和速熔硅，搅拌扒渣，待铝锭完全熔化后加入其他组分，待炉料全部熔化后，通入氮气和精炼剂进行精炼，精炼25-30min，扒渣后进行取样分析，若成分合格，则静置保温30-40min，然后铸造成铝棒，再将铸造后的铸棒进行均匀化处理10-15h，温度控制在515-535℃；若成分不合格，继续调整成分并再次取样分析；
(2)挤压、淬火、时效处理：将均匀化处理后的铝棒预热至495-515℃，然后进行挤压成型，挤压速率为12-15m/min，挤压温度为485-505℃，然后将挤出的型材水雾冷却淬火，淬火后进行拉伸矫直，拉伸变形量为1.2-1.6％，拉伸矫直后的型材进行双级时效处理，强风冷却至室温，得到基材；
(3)阳极氧化：将步骤(2)得到的...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄长远，陈敏，
申请(专利权)人：福建省闽发铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
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