一种耐腐蚀铝合金门窗及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种耐腐蚀铝合金门窗及其制备工艺，该种门窗包括以下按重量百分比计的成分：Mg：3‑7％、Mn：2‑4％、Zn：6‑10％、Ni：1‑3％、Si：2‑6％、Sc：0.8‑1.2％、P：0.2‑0.4％、Zr：0.3‑0.7％、Y：1‑3％、Ca：3‑5％、Sr：1‑5％、B：0.4‑1.2％、Co：2‑4％、Sr：0.6‑1.0％以及稀土元素：1‑3％，其余为Al和不可避免的杂质；所述的稀土元素按重量百分比计包括以下成分：Nd：15‑25％，Gd：10‑20％，Pr：5‑7％，Yb：10‑20％，La：6‑10％，Dy：7‑9％，Sm：8‑12％，Ce：10‑20％，以上稀土元素各成分之和为100％。其制备工艺是先对原料成分进行熔炼，得铸锭，之后对铸锭进行热处理工艺，最后通过锻造及表面处理，即可。本发明专利技术的铝合金门窗耐腐蚀性能强，抗氧化，并且强度高，不易断裂，使用寿命长。

Corrosion resistant aluminum alloy door and window and its preparation process

The invention discloses a corrosion resistant Aluminum Alloy doors and windows and a preparation method thereof, which comprises the following windows according to the weight percentage of the component: Mg:3 7%, Mn:2 4%, Zn:6 10%, Ni:1 3%, Si:2 6%, Sc:0.8 1.2%, P:0.2 0.4%, Zr:0.3 0.7%, Y:1 3%, Ca:3 5%, Sr:1 5%, B:0.4 1.2%, Co:2 4%, Sr:0.6 1% and rare earth elements: 1 3%, the remaining Al and inevitable impurities of rare earth elements; the percentage by weight includes the following components: Nd:15 Gd:10 25%, 20%, 7% Yb:10 20% Pr:5,. La:6 10%, Dy:7 9% Sm:8, 12% Ce:10, 20%, more rare earth elements and 100% elements. The preparation process is to melt the raw material composition, obtain ingot, then heat treatment process of ingot, and finally through forging and surface treatment. The aluminum alloy door and window of the invention has the advantages of strong corrosion resistance, oxidation resistance, high strength, easy fracture and long service life.

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀铝合金门窗及其制备工艺
本专利技术属于铝合金门窗领域，具体涉及一种耐腐蚀铝合金门窗及其制备工艺。
技术介绍
材料是当今科学技术的重要支柱，又因是人类社会发展和所有科学技术的基础显的尤为重要，材料的科技发展程度直接会影响生产力的变革，近年来兴起的材料科学是具有全局性的科学领域之一；世界各经济强国把材料发展提高到经济发展的战略高度，材料科学与工程正进入一个史无前例的高速发展时期，社会的发展，人类文明的进步表明，对材料的要求越来越高；随着人们生活的家居方式日益丰富多样，门窗正在逐步占领和扩大其市场，目前市场上较多的门窗材料是以铝合金、彩钢、PVC料为主，而铝合金因为其硬度较高、重量轻、不老化、彩涂后美观实用而受到市场的青睐，市场需求越来越旺盛，但是传统的铝合金的加工硬度过高，塑性差，加工难度相对较大，产品价格明显高于同类的铝合金的普通板材产品，从而影响到其推广使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种耐腐蚀铝合金门窗及其制备工艺，该种铝合金门窗耐腐蚀性能强，抗氧化，并且强度高，不易断裂，使用寿命长。为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：一种耐腐蚀铝合金门窗，包括以下按重量百分比计的成分：Mg：3-7％、Mn：2-4％、Zn：6-10％、Ni：1-3％、Si：2-6％、Sc：0.8-1.2％、P：0.2-0.4％、Zr：0.3-0.7％、Y：1-3％、Ca：3-5％、Sr：1-5％、B：0.4-1.2％、Co：2-4％、Sr：0.6-1.0％以及稀土元素：1-3％，其余为Al和不可避免的杂质；所述的稀土元素按重量百分比计包括以下成分：Nd：15-25％，Gd：10-20％，Pr：5-7％，Yb：10-20％，La：6-10％，Dy：7-9％，Sm：8-12％，Ce：10-20％，以上稀土元素各成分之和为100％。进一步地，包括以下按质量百分比计的成分：Mg：5％、Mn：3％、Zn：8％、Ni：2％、Si：4％、Sc：1.0％、P：0.3％、Zr：0.5％、Y：2％、Ca：4％、Sr：3％、B：0.8％、Co：3％、Sr：0.8％以及稀土元素：2％，其余为Al和不可避免的杂质；所述的稀土元素按重量百分比计包括以下成分：Nd：20％，Gd：15％，Pr：6％，Yb：15％，La：8％，Dy：8％，Sm：11％，Ce：17％，以上稀土元素各成分之和为100％。进一步地，所述不可避免的杂质的质量百分比小于等于0.5％。上述的一种耐腐蚀铝合金门窗的制备工艺，按照以下步骤进行：(1)按重量百分比称取所需原料；将熔炼炉进行预热，预热温度为380-460℃，持续1-2h；(2)先将所述Al和杂质输送至熔炼炉中，同时通入稀有气体作为保护气体，控制熔炼炉温度为680-720℃，保持40-50min；然后将熔炼炉升温至720-780℃，放入稀土元素，保持20-40min；再将熔炼炉升温至780-860℃，依次加入Mg、Ca、P、Zn、Si、Mn、Ni，保持30-40min，最后将剩余成分加入，控制炉温为920-1020℃，待合金元素完全熔化后，搅拌20-30min，保持740-760℃静置20-30min，再将合金液浇入到预热温度为320-360℃的金属模具中，得铸锭；(3)对所述铸锭进行热处理工艺，包括退火、淬火、回火处理；(4)根据门窗的形状对热处理后的合金铸锭进行锻造，预锻温度为620-680℃，终锻温度为720-820℃，自然冷却至室温得铝合金门窗半成品；(5)最后通过对所述铝合金门窗半成品修边、打磨、抛光、表面加工等处理，即可。优选地，所述稀有气体为氩气或者氮气。进一步地，所述退火工序是将所述铸锭在熔炼炉中升温至420-480℃下保温8-12min，然后炉冷却至280-320℃，随后打开炉门继续缓冷至120-160℃，出炉空冷至室温。进一步地，所述淬火工序是将退火后的合金铸锭缓慢炉热至480-520℃并保温30-40min，再次炉热至540-580℃后用高压喷射水将合金铸锭快速冷却。进一步地，所述回火工序是将经淬火后的合金铸锭在室温下再次入炉并炉热至180-220℃后保温12-16min后出炉空冷至室温。本专利技术具有如下的有益效果：(1)本专利技术采用铝合金作为门窗的材料，更轻量化，节约能源的同时减少温室气体的排放，符合绿色环保的标准。(2)本专利技术的材料用添加了少量的成本低的Cu、Ni、Sc，Cu等成分，可有效地降低镁合金的热敏感性，提高合金的可焊性。(3)本专利技术通过在铝合金门窗材料里加入特定的多种稀土元素，因其具有独特的核外电子排布,在冶金过程中可改善组织结构,提高合金的耐高温性能和耐腐蚀性，添加的Nd可实现动态析出而阻止晶粒长大，从而提高挤压后的门窗材料的理化性能，使其具有高抗拉、屈服强度，添加的Gd、Ce则是提高了合金初期熔化温度，提高了铝合金的延伸率和挤压速度，可塑性增强；(4)本专利技术通过调质热处理工序配合冷却工序，可使半成品表面产生3-5mm厚回火马氏体组织，有效提高的其抗腐蚀能力，还可使组织更为均匀稳定，不易产生老化氧化现象，提高了该种铝合金门窗的使用寿命。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1一种耐腐蚀铝合金门窗，包括以下按重量百分比计的成分：Mg：3％、Mn：2％、Zn：6％、Ni：1％、Si：2％、Sc：0.8％、P：0.2％、Zr：0.3％、Y：1％、Ca：3％、Sr：1％、B：0.4％、Co：2％、Sr：0.6％以及稀土元素：1％，其余为Al和不可避免的杂质，且该杂质的质量百分比小于等于0.5％；所述的稀土元素按重量百分比计包括以下成分：Nd：25％，Gd：20％，Pr：5％，Yb：10％，La：6％，Dy：7％，Sm：8％，Ce：18％，以上稀土元素各成分之和为100％。上述的一种耐腐蚀铝合金门窗的制备工艺，按照以下步骤进行：(1)按重量百分比称取所需原料；将熔炼炉进行预热，预热温度为380℃，持续1h；(2)先将所述Al和杂质输送至熔炼炉中，同时通入氩气作为保护气体，控制熔炼炉温度为680℃，保持40min；然后将熔炼炉升温至720℃，放入稀土元素，保持20min；再将熔炼炉升温至780℃，依次加入Mg、Ca、P、Zn、Si、Mn、Ni，保持30min，最后将剩余成分加入，控制炉温为920℃，待合金元素完全熔化后，搅拌20min，保持740℃静置20min，再将合金液浇入到预热温度为320℃的金属模具中，得铸锭；(3)对所述铸锭进行热处理工艺，包括退火、淬火、回火处理；具体操作如下：退火工序是将所述铸锭在熔炼炉中升温至420℃下保温8min，然后炉冷却至280℃，随后打开炉门继续缓冷至120℃，出炉空冷至室温；淬火工序是将退火后的合金铸锭缓慢炉热至480℃并保温30min，再次炉热至540℃后用高压喷射水将合金铸锭快速冷却；回火工序是将经淬火后的合金铸锭在室温下再次入炉并炉热至180℃后保温12min后出炉空冷至室温。(4)根据门窗的形状对热处理后的合金铸锭进行锻造，预锻温度为620℃，终锻温度为720℃，自然冷却至室温得铝合金门窗半成品；(5)最后通过对所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀铝合金门窗，其特征在于：包括以下按重量百分比计的成分：Mg：3‑7％、Mn：2‑4％、Zn：6‑10％、Ni：1‑3％、Si：2‑6％、Sc：0.8‑1.2％、P：0.2‑0.4％、Zr：0.3‑0.7％、Y：1‑3％、Ca：3‑5％、Sr：1‑5％、B：0.4‑1.2％、Co：2‑4％、Sr：0.6‑1.0％以及稀土元素：1‑3％，其余为Al和不可避免的杂质；所述的稀土元素按重量百分比计包括以下成分：Nd：15‑25％，Gd：10‑20％，Pr：5‑7％，Yb：10‑20％，La：6‑10％，Dy：7‑9％，Sm：8‑12％，Ce：10‑20％，以上稀土元素各成分之和为100％。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀铝合金门窗，其特征在于：包括以下按重量百分比计的成分：Mg：3-7％、Mn：2-4％、Zn：6-10％、Ni：1-3％、Si：2-6％、Sc：0.8-1.2％、P：0.2-0.4％、Zr：0.3-0.7％、Y：1-3％、Ca：3-5％、Sr：1-5％、B：0.4-1.2％、Co：2-4％、Sr：0.6-1.0％以及稀土元素：1-3％，其余为Al和不可避免的杂质；所述的稀土元素按重量百分比计包括以下成分：Nd：15-25％，Gd：10-20％，Pr：5-7％，Yb：10-20％，La：6-10％，Dy：7-9％，Sm：8-12％，Ce：10-20％，以上稀土元素各成分之和为100％。2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀铝合金门窗，其特征在于：包括以下按质量百分比计的成分：Mg：5％、Mn：3％、Zn：8％、Ni：2％、Si：4％、Sc：1.0％、P：0.3％、Zr：0.5％、Y：2％、Ca：4％、Sr：3％、B：0.8％、Co：3％、Sr：0.8％以及稀土元素：2％，其余为Al和不可避免的杂质；所述的稀土元素按重量百分比计包括以下成分：Nd：20％，Gd：15％，Pr：6％，Yb：15％，La：8％，Dy：8％，Sm：11％，Ce：17％，以上稀土元素各成分之和为100％。3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀铝合金门窗，其特征在于：所述不可避免的杂质的质量百分比小于等于0.5％。4.一种如根据权利要求1-3任意一项所述的耐腐蚀铝合金门窗的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：(1)按重量百分比称取所需原料；将熔炼炉进行预热，预热温度为380-460℃，持续1-2h；(2)先将所述Al和杂质输送至熔炼炉中，同时通入稀...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪中奇，
申请(专利权)人：合肥伊只门窗有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34