本發(fā)明涉及鋁合金型材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋁合金型材及其制備工藝。
背景技術(shù)：
中國汽車工業(yè)經(jīng)過幾十年的建設(shè)，已初具規(guī)模，汽車產(chǎn)量大幅上升，尤其是加入世貿(mào)組織后，中國汽車工業(yè)非但沒有像許多人擔(dān)心的那樣會全軍覆沒，反而借助國際汽車產(chǎn)業(yè)的資本和技術(shù)，實現(xiàn)了一個大跨躍，中國在未來5～10年將會是世界最大、增長最快的汽車市場，這已獲得國際業(yè)內(nèi)人士的普遍認(rèn)同。目前，很多國際汽車大廠商已來到中國合資建廠，并不斷向中國追加投資，表現(xiàn)了強烈的投資意愿，如德國大眾汽車公司、法國雪鐵龍汽車公司等均向中國增加投資，向中國市場提供家用經(jīng)濟型轎車，提高在中國轎車市場占有率。
由于一般鋁合金的強度不及鋼材的強度好，在制造汽車門窗型材的過程中，需要進行連續(xù)的退火處理以提高其強度，但是連續(xù)生產(chǎn)的費用和熱處理能耗都比較大，隨著鋁合金型材在汽車門窗上的應(yīng)用比重不斷上升，因此開發(fā)新的鋁合金型材已經(jīng)勢在必行。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種鋁合金型材及其制備工藝。
為了達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：
一種鋁合金型材，包括鋁合金基材、保護層、色漆涂層和清漆涂層，所述鋁合金基材表面涂有保護層，所述保護層表面涂有色漆涂層，所述色漆涂層表面涂有清漆涂層；其特征在于，所述鋁合金基材包含以下重量份原料：
鉻10-15份，鎳10-15份，硅5-10份，鐵0.5-1份，錳1-2份，鎂1-2份，鋅1-2份，鈦0.5-1份，鉛0.1-0.3份，鎘0.01-0.03份，其余為鋁。
進一步地，所述色漆涂層中包含如下重量份的原料：
樹脂35-40份，單體20-25份，光引發(fā)劑4-6份，稀釋劑25-30份，流平劑0.5-1份和色精2-3份。
進一步地，所述色漆的制備方法為：
(1)將光引發(fā)劑和稀釋劑混合后得到含有光引發(fā)劑的溶液；
(2)向步驟(1)制備所得含有光引發(fā)劑的溶液中加入單體，攪拌均勻后得到混合液；
(3)在攪拌狀態(tài)下，向步驟(2)制備所得混合液中加入樹脂，并攪拌均勻，然后加入流平劑和色精，攪拌至均勻后，得到本發(fā)明所述色漆。
進一步地，所述清漆涂層中包含如下重量份的原料：
水性樹脂50-70份，水性消泡劑0.1-2.0份，水性增稠劑0.5-4.0份，水性流平劑1-3份，助溶劑1-8份，水性潤濕劑0.1-2份和去離子水2-10份，水性聚異氰酸酯分散體15-25份和溶劑2-7份。
進一步地，所述清漆的制備方法包括以下步驟：
(1)將水性樹脂，水性消泡劑，水性增稠劑在攪拌狀態(tài)下依次加入并混合均勻；
(2)將水性流平劑，水性潤濕劑，助溶劑和去離子水依次加入上述組分中，并攪拌均勻，制備出組分a；
(3)將水性聚異氰酸酯樹脂，溶劑和去離子水在攪拌狀態(tài)下加入，并攪拌均勻，制備出組分b；
(4)將組分a和組分b混合均勻，得到所述清漆。
進一步地，所述保護層包括順丁橡膠20-50份，填充劑20-50份，塑化劑1-2份和偶聯(lián)劑1-3份；
其中，所述填充劑為二氧化錳和二氧化硅的混合物；所述潤滑劑為有機硅油，所述偶聯(lián)劑為異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯，所述塑化劑為二乙二醇二間甲基苯甲酸酯。
進一步地，所述保護層的厚度為10-20μm，所述清漆涂層的厚度為30-50μm，所述的色漆涂層的厚度為50-70μm。
一種鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟：
(1)將鋁合金坯料投入熔煉爐中進行熔煉，爐內(nèi)溫度控制在790-810℃，用細化劑進行細化處理，將爐內(nèi)溫度調(diào)至740-780℃，采用精煉劑進行精煉處理，扒渣，保溫0.5-1h，緩慢冷卻至室溫，得到鋁合金棒料；將鋁合金棒料置入加熱爐中，以20-30℃/min的速度升溫至430-450℃，保溫5-6h，逐步降溫至室溫，連續(xù)重復(fù)前述步驟，最后取出空冷；
(2)將經(jīng)過步驟(1)處理所得的鋁合金棒料去除表面油污、機械碰傷的缺陷后，放入擠壓成型機的模具中進行擠壓成型，擠壓速度為2.0-2.6m/min，得到所述鋁合金基材；
(3)對步驟(2)中得到的鋁合金型材采用噴水和浸水冷卻淬火，使制品快速冷卻至180-200℃，保溫7-8h；
(4)對經(jīng)過步驟(3)處理的鋁合金型材采用靜電噴涂法依次噴涂保護層、色漆涂層和清漆涂層，制得所述鋁合金型材。每一涂層噴涂完成后，均需將鋁合金型材轉(zhuǎn)入170-200℃溫度的烘箱中，烘烤20-30min。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的有益效果：
本發(fā)明鋁合金基材采用鋁、鎳、鉻、硅等成分，強度高，機械性能優(yōu)良；表面通過順丁橡膠、填充劑、塑化劑和偶聯(lián)劑制成的功能涂層進行防護，具有防刮、耐磨、耐腐蝕和不易損壞等特點，可以滿足汽車上鋁合金門框日漸增大的高端需求。在鋁合金基材的表面噴涂的保護層，有較好的耐磨性，保護汽車門框不易被刮壞，采用的色漆涂層具有優(yōu)秀的流平性，并且還具有豐滿度高、硬度好、色澤高、抗刮性好、耐化性好和對hips附著力高(可達100％附著)等優(yōu)良品質(zhì)；采用的清漆為環(huán)保型漆，對工人身體幾乎無傷害，可直接使用去離子水作為稀釋劑，減少voc的排放，與本發(fā)明中的色漆配合施工，有利于更好地控制涂層厚度和組織均勻性，保護汽車門框表面不被損壞的同時，美化門框的外觀，提高門框的使用壽命。
采用本發(fā)明的制備工藝可實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，而且能夠得到大斷面的鋁合金型材，生產(chǎn)效率明顯提高，生產(chǎn)成本大大降低。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1
一種鋁合金型材，包括鋁合金基材、保護層、色漆涂層和清漆涂層，所述鋁合金基材表面涂有保護層，所述保護層表面涂有色漆涂層，所述色漆涂層表面涂有清漆涂層；其特征在于，所述鋁合金基材包含以下原料：
鉻10份，鎳10份，硅5份，鐵0.5份，錳1份，鎂1份，鋅1份，鈦0.5份，鉛0.1份，鎘0.01份，其余為鋁。
所述色漆涂層中包含如下原料：
樹脂35份，單體20份，光引發(fā)劑4份，稀釋劑25份，流平劑0.5份和色精2份。
所述色漆的制備方法為：
(1)將光引發(fā)劑和稀釋劑混合后得到含有光引發(fā)劑的溶液；
(2)向步驟(1)制備所得含有光引發(fā)劑的溶液中加入單體，攪拌均勻后得到混合液；
(3)在攪拌狀態(tài)下，向步驟(2)制備所得混合液中加入樹脂，并攪拌均勻，然后加入流平劑和色精，攪拌至均勻后，得到本發(fā)明所述色漆。
所述清漆涂層中包含如下原料：
水性樹脂50份，水性消泡劑0.1份，水性增稠劑0.5份，水性流平劑1份，助溶劑1份，水性潤濕劑0.1份和去離子水2份，水性聚異氰酸酯分散體15份和溶劑2份。
所述清漆的制備方法包括以下步驟：
(1)將水性樹脂，水性消泡劑，水性增稠劑在攪拌狀態(tài)下依次加入并混合均勻；
(2)將水性流平劑，水性潤濕劑，助溶劑和去離子水依次加入上述組分中，并攪拌均勻，制備出組分a；
(3)將水性聚異氰酸酯樹脂，溶劑和去離子水在攪拌狀態(tài)下加入，并攪拌均勻，制備出組分b；
(4)將組分a和組分b混合均勻，得到所述清漆。
所述保護層包括順丁橡膠20份，填充劑20份，塑化劑1份和偶聯(lián)劑1份；
其中，所述填充劑為二氧化錳和二氧化硅的混合物；所述潤滑劑為有機硅油，所述偶聯(lián)劑為異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯，所述塑化劑為二乙二醇二間甲基苯甲酸酯。
所述保護層的厚度為10μm，所述清漆涂層的厚度為30μm，所述的色漆涂層的厚度為50μm。
一種鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟：
(1)將鋁合金坯料投入熔煉爐中進行熔煉，爐內(nèi)溫度控制在790℃，用細化劑進行細化處理，將爐內(nèi)溫度調(diào)至740℃，采用精煉劑進行精煉處理，扒渣，保溫0.5h，緩慢冷卻至室溫，得到鋁合金棒料；將鋁合金棒料置入加熱爐中，以20℃/min的速度升溫至430℃，保溫5h，逐步降溫至室溫，連續(xù)重復(fù)前述步驟，最后取出空冷；
(2)將經(jīng)過步驟(1)處理所得的鋁合金棒料去除表面油污、機械碰傷的缺陷后，放入擠壓成型機的模具中進行擠壓成型，擠壓速度為2.0m/min，得到所述鋁合金基材；
(3)對步驟(2)中得到的鋁合金型材采用噴水和浸水冷卻淬火，使制品快速冷卻至180℃，保溫7h；
(4)對經(jīng)過步驟(3)處理的鋁合金型材采用靜電噴涂法依次噴涂保護層、色漆涂層和清漆涂層，制得所述鋁合金型材。每一涂層噴涂完成后，均需將鋁合金型材轉(zhuǎn)入170℃溫度的烘箱中，烘烤20min。
實施例2
一種鋁合金型材，包括鋁合金基材、保護層、色漆涂層和清漆涂層，所述鋁合金基材表面涂有保護層，所述保護層表面涂有色漆涂層，所述色漆涂層表面涂有清漆涂層；其特征在于，所述鋁合金基材包含以下原料：
鉻15份，鎳15份，硅10份，鐵1份，錳2份，鎂2份，鋅2份，鈦1份，鉛0.3份，鎘0.03份，其余為鋁。
所述色漆涂層中包含如下原料：
樹脂40份，單體25份，光引發(fā)劑6份，稀釋劑30份，流平劑1份和色精3份。
所述色漆的制備方法為：
(1)將光引發(fā)劑和稀釋劑混合后得到含有光引發(fā)劑的溶液；
(2)向步驟(1)制備所得含有光引發(fā)劑的溶液中加入單體，攪拌均勻后得到混合液；
(3)在攪拌狀態(tài)下，向步驟(2)制備所得混合液中加入樹脂，并攪拌均勻，然后加入流平劑和色精，攪拌至均勻后，得到本發(fā)明所述色漆。
所述清漆涂層中包含如下原料：
水性樹脂70份，水性消泡劑2.0份，水性增稠劑4.0份，水性流平劑3份，助溶劑8份，水性潤濕劑2份和去離子水10份，水性聚異氰酸酯分散體25份和溶劑7份。
所述清漆的制備方法包括以下步驟：
(1)將水性樹脂，水性消泡劑，水性增稠劑在攪拌狀態(tài)下依次加入并混合均勻；
(2)將水性流平劑，水性潤濕劑，助溶劑和去離子水依次加入上述組分中，并攪拌均勻，制備出組分a；
(3)將水性聚異氰酸酯樹脂，溶劑和去離子水在攪拌狀態(tài)下加入，并攪拌均勻，制備出組分b；
(4)將組分a和組分b混合均勻，得到所述清漆。
所述保護層包括順丁橡膠50份，填充劑50份，塑化劑2份和偶聯(lián)劑3份；
其中，所述填充劑為二氧化錳和二氧化硅的混合物；所述潤滑劑為有機硅油，所述偶聯(lián)劑為異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯，所述塑化劑為二乙二醇二間甲基苯甲酸酯。
所述保護層的厚度為20μm，所述清漆涂層的厚度為50μm，所述的色漆涂層的厚度為70μm。
一種鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟：
(1)將鋁合金坯料投入熔煉爐中進行熔煉，爐內(nèi)溫度控制在810℃，用細化劑進行細化處理，將爐內(nèi)溫度調(diào)至780℃，采用精煉劑進行精煉處理，扒渣，保溫1h，緩慢冷卻至室溫，得到鋁合金棒料；將鋁合金棒料置入加熱爐中，以30℃/min的速度升溫至450℃，保溫6h，逐步降溫至室溫，連續(xù)重復(fù)前述步驟，最后取出空冷；
(2)將經(jīng)過步驟(1)處理所得的鋁合金棒料去除表面油污、機械碰傷的缺陷后，放入擠壓成型機的模具中進行擠壓成型，擠壓速度為2.6m/min，得到所述鋁合金基材；
(3)對步驟(2)中得到的鋁合金型材采用噴水和浸水冷卻淬火，使制品快速冷卻至200℃，保溫8h；
(4)對經(jīng)過步驟(3)處理的鋁合金型材采用靜電噴涂法依次噴涂保護層、色漆涂層和清漆涂層，制得所述鋁合金型材。每一涂層噴涂完成后，均需將鋁合金型材轉(zhuǎn)入200℃溫度的烘箱中，烘烤30min。
實施例3
一種鋁合金型材，包括鋁合金基材、保護層、色漆涂層和清漆涂層，所述鋁合金基材表面涂有保護層，所述保護層表面涂有色漆涂層，所述色漆涂層表面涂有清漆涂層；其特征在于，所述鋁合金基材包含以下原料：
鉻13份，鎳13份，硅8份，鐵0.8份，錳1.5份，鎂1.5份，鋅1.5份，鈦0.8份，鉛0.2份，鎘0.02份，其余為鋁。
所述色漆涂層中包含如下原料：
樹脂38份，單體23份，光引發(fā)劑5份，稀釋劑28份，流平劑0.8份和色精2.5份。
所述色漆的制備方法為：
(1)將光引發(fā)劑和稀釋劑混合后得到含有光引發(fā)劑的溶液；
(2)向步驟(1)制備所得含有光引發(fā)劑的溶液中加入單體，攪拌均勻后得到混合液；
(3)在攪拌狀態(tài)下，向步驟(2)制備所得混合液中加入樹脂，并攪拌均勻，然后加入流平劑和色精，攪拌至均勻后，得到本發(fā)明所述色漆。
所述清漆涂層中包含如下原料：
水性樹脂60份，水性消泡劑1份，水性增稠劑2.3份，水性流平劑2份，助溶劑4份，水性潤濕劑1份和去離子水6份，水性聚異氰酸酯分散體20份和溶劑3份。
所述清漆的制備方法包括以下步驟：
(1)將水性樹脂，水性消泡劑，水性增稠劑在攪拌狀態(tài)下依次加入并混合均勻；
(2)將水性流平劑，水性潤濕劑，助溶劑和去離子水依次加入上述組分中，并攪拌均勻，制備出組分a；
(3)將水性聚異氰酸酯樹脂，溶劑和去離子水在攪拌狀態(tài)下加入，并攪拌均勻，制備出組分b；
(4)將組分a和組分b混合均勻，得到所述清漆。
所述保護層包括順丁橡膠35份，填充劑35份，塑化劑1份和偶聯(lián)劑2份；
其中，所述填充劑為二氧化錳和二氧化硅的混合物；所述潤滑劑為有機硅油，所述偶聯(lián)劑為異丙基三油酸酰氧基鈦酸酯，所述塑化劑為二乙二醇二間甲基苯甲酸酯。
所述保護層的厚度為15μm，所述清漆涂層的厚度為40μm，所述的色漆涂層的厚度為60μm。
一種鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟：
(1)將鋁合金坯料投入熔煉爐中進行熔煉，爐內(nèi)溫度控制在800℃，用細化劑進行細化處理，將爐內(nèi)溫度調(diào)至760℃，采用精煉劑進行精煉處理，扒渣，保溫0.8h，緩慢冷卻至室溫，得到鋁合金棒料；將鋁合金棒料置入加熱爐中，以25℃/min的速度升溫至440℃，保溫5.5h，逐步降溫至室溫，連續(xù)重復(fù)前述步驟，最后取出空冷；
(2)將經(jīng)過步驟(1)處理所得的鋁合金棒料去除表面油污、機械碰傷的缺陷后，放入擠壓成型機的模具中進行擠壓成型，擠壓速度為2.3m/min，得到所述鋁合金基材；
(3)對步驟(2)中得到的鋁合金型材采用噴水和浸水冷卻淬火，使制品快速冷卻至190℃，保溫7.5h；
(4)對經(jīng)過步驟(3)處理的鋁合金型材采用靜電噴涂法依次噴涂保護層、色漆涂層和清漆涂層，制得所述鋁合金型材。每一涂層噴涂完成后，均需將鋁合金型材轉(zhuǎn)入180℃溫度的烘箱中，烘烤25min。
實施例4
使用實施例1-3和現(xiàn)有的鋁合金型材進行指標(biāo)測評，結(jié)果如表1所示：
表1
其中，耐腐蝕性按國標(biāo)gb/t6892-2006規(guī)定，表面出現(xiàn)微小的皰疤、裂紋、薄片或粉末，僅帶有輕微分離的現(xiàn)象(ea)級為合格；表面出現(xiàn)明顯分層，并穿入進金屬的現(xiàn)象(eb-ed)級為不合格。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改，等同替換，改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。