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CN106350705A - 一种应用于玻璃幕墙的铝型材及其制备方法 - Google Patents

一种应用于玻璃幕墙的铝型材及其制备方法 Download PDF

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CN106350705A CN201610789617.5A CN201610789617A CN106350705A CN 106350705 A CN106350705 A CN 106350705A CN 201610789617 A CN201610789617 A CN 201610789617A CN 106350705 A CN106350705 A CN 106350705A
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卢冰强
卢立志
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Abstract

本发明公开了一种应用于玻璃幕墙的铝型材及其制备方法，它包括以下重量百分比的原料：硅0.05‑0.25wt%、纳米铜1.2‑2.6wt%、锌0.4‑0.8wt%、铁0.2‑0.4wt%、锰1.2‑1.6wt%、磷0.3‑0.9wt%、硫0.04‑0.12wt%、镍0.1‑0.3wt%、钴0.08‑0.1wt%、钐0.01‑0.05wt%、锆0.04‑0.06wt%、钼0.01‑0.05wt%、钒0.03‑0.05wt%、铂0.02‑0.04wt%、铬0.08‑0.12wt%、邻苯二甲酸1.5‑2.5wt%、二元芳香羧酸1.2‑2.4wt%、稀土3.6‑4.6wt%、余量为铝和不可避免的杂质。本发明严格控制配方比例，控制制备条件，组分配制合理，制备方法科学，制备的铝型材具备优异的力学性能和机械性能，比如：具有优异的隔热性能和耐冲击性、耐磨性、耐候、抗腐蚀、防尘等性能，特别适用于玻璃幕墙使用的铝型材，市场中具有较大的竞争力。

Description

一种应用于玻璃幕墙的铝型材及其制备方法
技术领域
本发明涉及工业新材料技术领域，特别涉及一种应用于玻璃幕墙的铝型材及其制备方法。
背景技术
玻璃幕墙(reflection glass curtainwall)，是指由支承结构体系可相对主体结构有一定位移能力、不分担主体结构所受作用的建筑外围护结构或装饰结构。墙体有单层和双层玻璃两种。玻璃幕墙是一种美观新颖的建筑墙体装饰方法，是现代主义高层建筑时代的显著特征。2013年据鸟类保护志愿者组织FLAP(Fatal Light Awareness Program)统计，仅在多伦多一地，每年就有一百万到九百万的候鸟死于这些玻璃幕墙。
最早的幕墙面层由钢铁材料制成，现今多使用铝合金龙骨加玻璃等面层，因此也常被称为玻璃幕墙，玻璃幕墙有很好的视觉效果，而且玻璃的透光性很好。在结构设计上，幕墙与普通的墙体也有很大不同，因为幕墙一般都要跨越楼层，使整个建筑物外观连成整体，因此幕墙设计要考虑诸如热膨胀、建筑物变形、防水等更多的影响因素。
但现有技术中铝合金材料在化学成份、挤压成形工艺性、型材结构刚强度、耐腐蚀性能、表面涂装与化学、电化学氧化特性、型材表面色泽与装饰性等方面，已远远满足不了玻璃幕墙的需要。在开发技术方面，不仅体现在生产效率提高、简化生产工艺与技术环节、节能与环保、生产装备进步与更新、模具材料改进与加工、生产自动化与机械化、在线自动温度预报与调节、在线净化处理装备及工艺等方面，还体现在 发型材品种、新产品规格及技术能力上，这将全方位的体现技术与产品经济性的竞争。特别是铝合金型材的结构力学性能、耐腐蚀性能必须提高，以满足抗风压冲击的结构刚强度要求、承受建筑层压与剪切力破坏要求、耐侯性、耐湿热及耐盐雾腐蚀的技术要求等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：提供了一种应用于玻璃幕墙的铝型材及其制备方法。本发明铝型材具有优良的力学性能和机械性能。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于玻璃幕墙的铝型材，它包括以下重量百分比的原料：硅0.05-0.25wt%、纳米铜1.2-2.6wt%、锌0.4-0.8wt%、铁0.2-0.4wt%、锰1.2-1.6wt%、磷0.3-0.9wt%、硫0.04-0.12wt%、镍0.1-0.3wt%、钴0.08-0.1wt%、钐0.01-0.05wt%、锆0.04-0.06wt%、钼0.01-0.05wt%、钒0.03-0.05wt%、铂0.02-0.04wt%、铬0.08-0.12wt%、邻苯二甲酸1.5-2.5wt%、二元芳香羧酸1.2-2.4wt%、稀土3.6-4.6wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
作为本发明的进一步方案：它包括以下重量百分比的原料：硅0.05wt%、纳米铜2.6wt%、锌0.4wt%、铁0.4wt%、锰1.2wt%、磷0.9wt%、硫0.04wt%、镍0.3wt%、钴0.08wt%、钐0.05wt%、锆0.04wt%、钼0.05wt%、钒0.03wt%、铂0.04wt%、铬0.08wt%、邻苯二甲酸2.5wt%、二元芳香羧酸1.2wt%、稀土4.6wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
作为本发明的进一步方案：它包括以下重量百分比的原料：硅0.15wt%、纳米铜1.29wt%、锌0.6wt%、铁0.3wt%、锰1.4wt%、磷0.6wt%、硫0.08wt%、镍0.2wt%、钴0.09wt%、钐0.03wt%、锆0.05wt%、钼0.03wt%、钒0.04wt%、铂0.03wt%、铬0.1wt%、邻苯二甲酸2wt%、二元芳香羧酸1.8wt%、稀土4.1wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
作为本发明的进一步方案：它包括以下重量百分比的原料：硅0.25wt%、纳米铜1.2wt%、锌0.8wt%、铁0.2wt%、锰1.6wt%、磷0.3wt%、硫0.12wt%、镍0.1wt%、钴0.1wt%、钐0.01wt%、锆0.06wt%、钼0.01wt%、钒0.05wt%、铂0.02wt%、铬0.12wt%、邻苯二甲酸1.5wt%、二元芳香羧酸2.4wt%、稀土3.6wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
本发明还提供一种应用于玻璃幕墙的铝型材的制备方法，包括以下步骤：a、将组成铝型材除硅、纳米铜、锌、锰、钴、铂、邻苯二甲酸、二元芳香羧酸以及稀土之外的所有原料搅拌混合后加入到预烘烤炉中加热45min，温度为280℃，然后将其投入天然气炉熔化，其中温度为820℃，在逐渐熔化的过程中，分3次逐渐加入配置好的NaCl和KCl，待完全熔化后精置40min,得到合金液；
b、调整天然气炉温度，使合金液温度至725℃，充入N2-Cl2混合气体和硅、纳米铜、锌，用石英棒不断搅拌，对铝合金熔液进行精炼处理18min，除去表面的浮渣，得到精炼液A；
c、精炼液A充入氩气并降温至680℃，加入锰、钴、铂，用石英棒不断搅拌处理28min，除去表面的浮渣，得到精炼液B；
d、精炼液B转移至真空熔炼炉坩埚，迅速升温至1350℃，并向精炼液B中加入邻苯二甲酸、二元芳香羧酸，用石英棒不断搅拌，熔炼55min后抽真空至6.6×10-2Pa，降温降至920℃后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入氮气至2.5×104Pa，加入稀土搅拌40min后，静置2h后，得到精炼液C；
e、将精炼液C采用冷风机，以冷却速度为20℃/s，降温至580℃后,以熔体流速为0.35m/s、压力为60MPa，充型率75％，充型压铸到模具型腔中进行成型，得到压铸件；
f、将压铸件转移到退火炉中进行退火，其中：温度为210℃、时间为2.5h；
g、将上述经过退火处理的压铸件在液氮中浸渍5h,然后升温至1100℃保温3h,迅速降温至850℃保温2h,再用200℃回火1h,最后水冷至室温，得到铝型材初品；
h、将得到的铝型材初品进行冷轧、开卷、焊接、清洗以及烘干处理，得到所述应用于玻璃幕墙的铝型材。
作为本发明的进一步方案：所述步骤a中加入NaCl和KCl的量分别为铝型材原料总量的1%、2%。
本发明有益的技术效果在于：本发明提供一种应用于玻璃幕墙的铝型材及其制备方法，严格控制配方比例，控制制备条件，组分配制合理，制备方法科学，制备的铝型材具备优异的力学性能和机械性能，比如：具有优异的隔热性能和耐冲击性、耐磨性、耐候、抗腐蚀、防尘等性能，特别适用于玻璃幕墙使用的铝型材，市场中具有较大的竞争力。
具体实施方式
以下将结合实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明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。
需要说明的是，为节省说明书撰写篇幅，避免不必要的重复和浪费，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1一种应用于玻璃幕墙的铝型材及其制备方法
一种应用于玻璃幕墙的铝型材，它包括以下重量百分比的原料：硅0.05wt%、纳米铜2.6wt%、锌0.4wt%、铁0.4wt%、锰1.2wt%、磷0.9wt%、硫0.04wt%、镍0.3wt%、钴0.08wt%、钐0.05wt%、锆0.04wt%、钼0.05wt%、钒0.03wt%、铂0.04wt%、铬0.08wt%、邻苯二甲酸2.5wt%、二元芳香羧酸1.2wt%、稀土4.6wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
本发明还提供一种应用于玻璃幕墙的铝型材的制备方法，包括以下步骤：a、将组成铝型材除硅、纳米铜、锌、锰、钴、铂、邻苯二甲酸、二元芳香羧酸以及稀土之外的所有原料搅拌混合后加入到预烘烤炉中加热45min，温度为280℃，然后将其投入天然气炉熔化，其中温度为820℃，在逐渐熔化的过程中，分3次逐渐加入配置好的NaCl和KCl，待完全熔化后精置40min,得到合金液；
b、调整天然气炉温度，使合金液温度至725℃，充入N2-Cl2混合气体和硅、纳米铜、锌，用石英棒不断搅拌，对铝合金熔液进行精炼处理18min，除去表面的浮渣，得到精炼液A；
c、精炼液A充入氩气并降温至680℃，加入锰、钴、铂，用石英棒不断搅拌处理28min，除去表面的浮渣，得到精炼液B；
d、精炼液B转移至真空熔炼炉坩埚，迅速升温至1350℃，并向精炼液B中加入邻苯二甲酸、二元芳香羧酸，用石英棒不断搅拌，熔炼55min后抽真空至6.6×10-2Pa，降温降至920℃后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入氮气至2.5×104Pa，加入稀土搅拌40min后，静置2h后，得到精炼液C；
e、将精炼液C采用冷风机，以冷却速度为20℃/s，降温至580℃后,以熔体流速为0.35m/s、压力为60MPa，充型率75％，充型压铸到模具型腔中进行成型，得到压铸件；
f、将压铸件转移到退火炉中进行退火，其中：温度为210℃、时间为2.5h；
g、将上述经过退火处理的压铸件在液氮中浸渍5h,然后升温至1100℃保温3h,迅速降温至850℃保温2h,再用200℃回火1h,最后水冷至室温，得到铝型材初品；
h、将得到的铝型材初品进行冷轧、开卷、焊接、清洗以及烘干处理，得到所述应用于玻璃幕墙的铝型材。
作为本发明的进一步方案：所述步骤a中加入NaCl和KCl的量分别为铝型材原料总量的1%、2%。
实施例2一种应用于玻璃幕墙的铝型材及其制备方法
一种应用于玻璃幕墙的铝型材，它包括以下重量百分比的原料：硅0.15wt%、纳米铜1.29wt%、锌0.6wt%、铁0.3wt%、锰1.4wt%、磷0.6wt%、硫0.08wt%、镍0.2wt%、钴0.09wt%、钐0.03wt%、锆0.05wt%、钼0.03wt%、钒0.04wt%、铂0.03wt%、铬0.1wt%、邻苯二甲酸2wt%、二元芳香羧酸1.8wt%、稀土4.1wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
本发明的其他步骤与实施例1相同。
实施例3一种应用于玻璃幕墙的铝型材及其制备方法
一种应用于玻璃幕墙的铝型材，它包括以下重量百分比的原料：硅0.25wt%、纳米铜1.2wt%、锌0.8wt%、铁0.2wt%、锰1.6wt%、磷0.3wt%、硫0.12wt%、镍0.1wt%、钴0.1wt%、钐0.01wt%、锆0.06wt%、钼0.01wt%、钒0.05wt%、铂0.02wt%、铬0.12wt%、邻苯二甲酸1.5wt%、二元芳香羧酸2.4wt%、稀土3.6wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
本发明的其他步骤与实施例1相同。
实施例4一种应用于玻璃幕墙的铝型材及其制备方法
与实施例1区别在于本实施例不含纳米铜、锌。
实施例5一种应用于玻璃幕墙的铝型材及其制备方法
与实施例1区别在于本实施例不含硫、镍。
实施例6一种应用于玻璃幕墙的铝型材及其制备方法
与实施例1区别在于本实施例不含邻苯二甲酸、二元芳香羧酸。
对比例1
市场上销售的用于玻璃幕墙的铝型材。
对实施例1-6、对比例1制备的铝型材进行性能测试，检测结果如下。
表1为实施例1-6、对比例1制备的铝型材性能测试结果
从表1可看出，本发明实施例1-6制备的铝型材光泽度高，具有优异的隔热性能和耐冲击性、耐磨性、耐候性能，明显高于市场上销售的用于玻璃幕墙的铝型材。
所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。

Claims (6)

1.一种应用于玻璃幕墙的铝型材，其特征在于，它包括以下重量百分比的原料：硅0.05-0.25wt%、纳米铜1.2-2.6wt%、锌0.4-0.8wt%、铁0.2-0.4wt%、锰1.2-1.6wt%、磷0.3-0.9wt%、硫0.04-0.12wt%、镍0.1-0.3wt%、钴0.08-0.1wt%、钐0.01-0.05wt%、锆0.04-0.06wt%、钼0.01-0.05wt%、钒0.03-0.05wt%、铂0.02-0.04wt%、铬0.08-0.12wt%、邻苯二甲酸1.5-2.5wt%、二元芳香羧酸1.2-2.4wt%、稀土3.6-4.6wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述一种应用于玻璃幕墙的铝型材，其特征在于，它包括以下重量百分比的原料：硅0.05wt%、纳米铜2.6wt%、锌0.4wt%、铁0.4wt%、锰1.2wt%、磷0.9wt%、硫0.04wt%、镍0.3wt%、钴0.08wt%、钐0.05wt%、锆0.04wt%、钼0.05wt%、钒0.03wt%、铂0.04wt%、铬0.08wt%、邻苯二甲酸2.5wt%、二元芳香羧酸1.2wt%、稀土4.6wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述一种应用于玻璃幕墙的铝型材，其特征在于，它包括以下重量百分比的原料：硅0.15wt%、纳米铜1.29wt%、锌0.6wt%、铁0.3wt%、锰1.4wt%、磷0.6wt%、硫0.08wt%、镍0.2wt%、钴0.09wt%、钐0.03wt%、锆0.05wt%、钼0.03wt%、钒0.04wt%、铂0.03wt%、铬0.1wt%、邻苯二甲酸2wt%、二元芳香羧酸1.8wt%、稀土4.1wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述一种应用于玻璃幕墙的铝型材，其特征在于，它包括以下重量百分比的原料：硅0.25wt%、纳米铜1.2wt%、锌0.8wt%、铁0.2wt%、锰1.6wt%、磷0.3wt%、硫0.12wt%、镍0.1wt%、钴0.1wt%、钐0.01wt%、锆0.06wt%、钼0.01wt%、钒0.05wt%、铂0.02wt%、铬0.12wt%、邻苯二甲酸1.5wt%、二元芳香羧酸2.4wt%、稀土3.6wt%、余量为铝和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述一种应用于玻璃幕墙的铝型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将组成铝型材除硅、纳米铜、锌、锰、钴、铂、邻苯二甲酸、二元芳香羧酸以及稀土之外的所有原料搅拌混合后加入到预烘烤炉中加热45min，温度为280℃，然后将其投入天然气炉熔化，其中温度为820℃，在逐渐熔化的过程中，分3次逐渐加入配置好的NaCl和KCl，待完全熔化后精置40min,得到合金液；
b、调整天然气炉温度，使合金液温度至725℃，充入N2-Cl2混合气体和硅、纳米铜、锌，用石英棒不断搅拌，对铝合金熔液进行精炼处理18min，除去表面的浮渣，得到精炼液A；
c、精炼液A充入氩气并降温至680℃，加入锰、钴、铂，用石英棒不断搅拌处理28min，除去表面的浮渣，得到精炼液B；
d、精炼液B转移至真空熔炼炉坩埚，迅速升温至1350℃，并向精炼液B中加入邻苯二甲酸、二元芳香羧酸，用石英棒不断搅拌，熔炼55min后抽真空至6.6×10-2Pa，降温降至920℃后，停止抽真空并向真空熔炼炉中充入氮气至2.5×104Pa，加入稀土搅拌40min后，静置2h后，得到精炼液C；
e、将精炼液C采用冷风机，以冷却速度为20℃/s，降温至580℃后,以熔体流速为0.35m/s、压力为60MPa，充型率75％，充型压铸到模具型腔中进行成型，得到压铸件；
f、将压铸件转移到退火炉中进行退火，其中：温度为210℃、时间为2.5h；
g、将上述经过退火处理的压铸件在液氮中浸渍5h,然后升温至1100℃保温3h,迅速降温至850℃保温2h,再用200℃回火1h,最后水冷至室温，得到铝型材初品；
h、将得到的铝型材初品进行冷轧、开卷、焊接、清洗以及烘干处理，得到所述应用于玻璃幕墙的铝型材。
6.根据权利要求5所述一种应用于玻璃幕墙的铝型材的制备方法，其特征在于，所述步骤a中加入NaCl和KCl的量分别为铝型材原料总量的1%、2%。
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