[发明专利]一种铝硅基铝型材及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝型材及其制备工艺，具体来说，涉及一种铝硅基铝型材及其制备工艺。

背景技术

铝型材分为建筑铝型材(建筑门窗、幕墙、室内外装饰及建筑结构用铝型材，占铝型材消费量的75％)和工业用铝型材(建筑铝型材外所有铝型材)。我国是铝型材生产大国，建筑铝型材占整个铝型材市场的绝大部分，但提供的往往是低端产品，主要用作建筑门窗、室内外装饰及要求不高的幕墙结构。而对性能要求较高的幕墙结构，其铝型材不得不采用价格昂贵的进口产品。这主要是因为我国建筑铝型材采用6000系列Al-Si-Mg合金制造。该合金含有重量分数大约各为0.5％的Mg和Si，其余为Al，属于单相合金。由于所含强化元素的量少，强度低，特别是刚度小，耐磨性差，易变形，但具有非常优异的延展性，可方便地采用挤压成形(GB 5237.1-2004标准：6063合金T6状态下σ_b≥205MPa，σ_0.2≥180MPa,δ≥8.0％)。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种铝硅基铝型材，该铝型材具有强度高、硬度高、耐磨性能好、成本低廉的优点，同时还提供了一种铝硅基铝型材的制备工艺，该制备工艺简单。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种铝硅基铝型材，按照重量百分数，该铝型材由以下组分组成：

硅：5.0%-14.0%，

镁：0.2%-0.7%，

硼：<0.03%，

锶：<0.06%，

增强元素：0.1%-6.55%，

杂质元素：<0.25%，

铝：余量；

所述的杂质元素是指铁、锡、铅、钙中的任何一种或组合，所述的增强元素是指钛、锰、硼中的任何一种或组合。

一种铝硅基铝型材的制备工艺，该制备工艺包括以下步骤：

第一步：将铝硅合金置入石墨坩埚中，采用电阻丝加热至760℃熔清后，保温30分钟，形成熔体；

第二步：向第一步制得的熔体中加入镁元素、硅元素和增强元素，使得硅元素的重量百分比在5.0%—14.0%之间，镁元素的重量百分比在0.2%—0.7%之间，增强元素的重量百分比在0.1%—6.55%之间，保温30分钟后，再降温到730℃，形成熔体；

第三步：向第二步制得的熔体中加入六氯乙烷精炼，静置10分钟后，形成熔体；

第四步：向第三步制得的熔体中加入锶元素变质，锶元素的重量百分数在0.03%—0.06%之间，保温30分钟后，形成熔体，保温5分钟后，将该熔体浇铸到预热到200摄氏度的铸铁模具中，自然冷却后形成铸锭；

第五步：将第四步制得的铸锭进行均匀化退火后，在400℃—550℃温度下进行热挤压和热轧变形，随后在500℃—550℃温度之间进行固溶处理，固溶处理时间为3—6小时，接着在150℃—250℃温度之间进行时效处理，时效处理时间为3—20小时，从而制得铝硅基铝型材。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1．本发明的铝硅基铝型材具有强度高、硬度高、耐磨性能好的技术优点。本发明的合金通过在熔炼时添加Sr或Sr+B细化组织中的共晶Si和枝晶团，改善了硅颗粒的形貌。在热变形过程中改善硅颗粒分布，使组织均匀。Mg的加入使得合金可是通过固溶时效进行强化。制备的型材在T6热处理态下强度、硬度和耐磨性远高于6000系型材，延伸率略低，但均高于国家标准。

2．低成本。本发明的合金系列用硅代替铝，可以降低电解铝的消耗量。如含硅量12.3%左右的近共晶铝硅镁合金，可以降低12%左右的电解铝用量，降低电能消耗，节能环保。

3．热变形的流变应力低。本发明的合金系列热变形过程中流变抗力与通常铝型材的相当，可方便地进行热变形制备铝型材。

附图说明

图1本发明中实施例1的Al-12.3Si-0.4Mg合金在铸态下的组织结构图。

图2本发明中实施例1的Al-12.3Si-0.4Mg合金在热挤压后的组织结构图。

具体实施方式

本发明的一种铝硅基铝型材，按照重量百分数，该铝型材由以下组分组成：

硅：5.0%—14.0%，

镁：0.2%—0.7%，

硼：<0.03%，

锶：<0.06%，

增强元素：0.1%-6.55%，