一種用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料及其熱處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及門窗領(lǐng)域，具體的說是一種用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料及其熱處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著各行業(yè)對(duì)高強(qiáng)鋁合金的要求日益提高，并提出了高載荷、輕質(zhì)化、高強(qiáng)、高韌、高模量、良好的耐蝕性能及焊接性能等一系列要求，并且鋁合金的應(yīng)用范圍越來越廣，在各行各業(yè)中起到至關(guān)重要的作用，但是目前的鋁合金仍然存在強(qiáng)度低，使用壽命短，成本高等冋題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料及其熱處理工藝，該用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料不僅使用壽命長(zhǎng)，而且強(qiáng)度高，安全性好，還具有很強(qiáng)的耐摩擦和耐腐蝕性能；該提供的熱處理工藝，不僅能降低加工成本，縮短加工周期，而且能改善鋁合金的抗腐蝕性能和焊接性能，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的:一種用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.05-0.08%，Si:
17.5-17.8%，Cu:5.15-5.18%，Mg:0.25-0.28%，Mn:2.55-2.58%，Cr:2.13-2.15%，Ni:12.3-12.5%，Ti:2.1-2.3%，Zn:11.8-12.2%，稀土:1.23-1.25%，其余為 Al 和微量雜質(zhì);稀土中，按重量百分比包含以下組分:Gd:12.2-12.5%，Tm:4_6%，Dy:8.2-8.5%，Yb:12.5-12.8%，Nd: 11-13%，Sm:5_8%，余量為 La。
[0005]本發(fā)明還提供了一種用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料的熱處理工藝，該工藝按以下步驟進(jìn)行:
步驟(I):在鍋爐冶煉過程中，先將稀土等分為兩份，然后爐溫升至300-31(TC，加入合金材料以及一份稀土，然后加熱至460-465°C，保溫2-3h ；
步驟(2):再經(jīng)過LF爐精煉，將爐溫控制在680-685°C，加入另一份稀土，時(shí)間保持在2-4h，全程吹氮?dú)鈹嚢?，使化學(xué)成份達(dá)到組分要求，用真空脫氣爐進(jìn)行脫氣，脫氣溫度為625-630°C，抽氣時(shí)間在5-6h ；
步驟(3):在650-655°C的溫度下進(jìn)行氬氣保護(hù)模鑄，凝固后將溫度保持在400_410°C，保溫時(shí)間為24-26h，最后空冷至室溫；
步驟(4):將鍛造好的零部件進(jìn)行第一次熱處理:將鍛造好的部件加熱到290-295?，保溫45-48min，然后用風(fēng)冷以5_7°C /s的速度冷卻到室溫，然后再加熱到345_350°C，用水冷以16-18 °C /s的冷卻至室溫；
步驟(5):將鍛造好的零部件進(jìn)行第二次熱處理:加熱到320-325°C，保溫5-8h，然后水冷以18-25°C /s的速度冷卻至260-270°C，在油冷以13_14°C /s的速度冷卻至室溫，最后清洗表面，檢驗(yàn)尺寸。
[0006]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
前述的用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:
0.05%，Si:17.5%，Cu:5.15%，Mg:0.25%，Mn:2.55%，Cr:2.13%，Ni:12.3%，Ti:2.1%，Zn:11.8%，稀土:1.23%，其余為Al和微量雜質(zhì)；稀土中，按重量百分比包含以下組分:Gd:12.2%，Tm:4%，Dy:8.2%，Yb:12.5%，Nd:11%，Sm:5%，余量為 La。
[0007]前述的用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.08%，Si:17.8%，Cu:5.18%，Mg:0.28%，Mn:2.58%，Cr:2.15%，Ni:12.5%，Ti:2.3%，Zn:12.2%，稀土:1.25%，其余為Al和微量雜質(zhì)；稀土中，按重量百分比包含以下組分:Gd:12.5%，Tm:6%，Dy:8.5%，Yb:12.8%，Nd:13%，Sm:8%，余量為 La。
[0008]前述的用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.06%，Si:17.6%，Cu:5.17%，Mg:0.26%，Mn:2.57%，Cr:2.14%，Ni:12.4%，Ti:2.2%，Zn: 11.9%，稀土:1.24%，其余為Al和微量雜質(zhì)；稀土中，按重量百分比包含以下組分:Gd:12.3%，Tm:5%，Dy:8.4%，Yb:12.6%，Nd:12%，Sm:6%，余量為 La。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:該用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料中加入了 Cu元素能增加鋁合金的強(qiáng)度和抗氧化性能，提高使用壽命；加入Mg元素能改善其焊接性能，增加其抗腐蝕性能和強(qiáng)度；加入Ti元素，鈦與鋁形成TiA12相，成為結(jié)晶時(shí)的非自發(fā)核心，起細(xì)化鑄造組織和焊縫組織的作用等等，并且還加入了稀土元素，不僅能在熱處理過程中細(xì)化晶粒的作用，增加其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，還能提高其抗腐蝕性能和摩擦性能，提高其使用壽命，降低成本；該提供的熱處理工藝，不僅能降低加工成本，縮短加工周期，而且能改善鋁合金的抗腐蝕性能和焊接性能，提尚廣品的質(zhì)量。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供一種用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.05%，Si:17.5%，Cu:5.15%，Mg:0.25%，Mn:2.55%，Cr:2.13%，Ni:12.3%，Ti:2.1%，Zn: 11.8%，稀土:1.23%，其余為Al和微量雜質(zhì)；稀土中，按重量百分比包含以下組分:Gd:12.2%, Tm:4%, Dy:8.2%，Yb:12.5%，Nd:ll%，Sm:5%，余量為 La ;該實(shí)施例還提供了用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料的熱處理工藝，該工藝按以下步驟進(jìn)行:
步驟(I):在鍋爐冶煉過程中，先將稀土等分為兩份，然后爐溫升至30(TC，加入合金材料以及一份稀土，然后加熱至460°C，保溫2h ;
步驟(2):再經(jīng)過LF爐精煉，將爐溫控制在680°C，加入另一份稀土，時(shí)間保持在2h，全程吹氮?dú)鈹嚢?，使化學(xué)成份達(dá)到組分要求，用真空脫氣爐進(jìn)行脫氣，脫氣溫度為625°C，抽氣時(shí)間在5h ；
步驟(3):在650°C的溫度下進(jìn)行氬氣保護(hù)模鑄，凝固后將溫度保持在400°C，保溫時(shí)間為24h，最后空冷至室溫；
步驟(4):將鍛造好的零部件進(jìn)行第一次熱處理:將鍛造好的部件加熱到290°C，保溫45min，然后用風(fēng)冷以5°C /s的速度冷卻到室溫，然后再加熱到345°C，用水冷以16°C /s的冷卻至室溫；
步驟(5):將鍛造好的零部件進(jìn)行第二次熱處理:加熱到320°C，保溫5h，然后水冷以180C /s的速度冷卻至260°C，在油冷以13°C /s的速度冷卻至室溫，最后清洗表面，檢驗(yàn)尺寸。
[0011]實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一種用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料，鋁合金材料化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為:C:0.08%，Si:17.8%，Cu:5.18%，Mg:0.28%，Mn:2.58%，Cr:2.15%，Ni:12.5%，Ti:2.3%，Zn:12.2%，稀土:1.25%，其余為Al和微量雜質(zhì)；稀土中，按重量百分比包含以下組分:Gd:12.5%, Tm:6%, Dy:8.5%，Yb:12.8%，Nd:13%，Sm:8%，余量為 La ;該實(shí)施例還提供了用于門窗的高強(qiáng)度鋁合金材料的熱處理工藝，該工藝按以下步驟進(jìn)行:
步驟(I):在鍋爐冶煉過程中，先將稀土等分為兩份，然后爐溫升至310°C，加入合金材料以及一份稀土，然后加熱至465°C，保溫3h ;
步驟(2):