CN111575513A - 一种铝合金带材及其制备方法和中空玻璃用铝隔条 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝合金带材技术领域，公开了一种铝合金带材及其制备方法和中空玻璃用铝隔条。该方法包括以下步骤：(1)按铝合金成分及重量百分比进行配料，将不含钛元素的原料加入熔炼炉中熔化并升温，接着依次进行第一次精炼、第一次除渣、搅拌、分析和调整成份，得到铝液；(2)将铝液转移至静置炉，依次进行静置、第二次精炼、除气和第二次除渣，接着加入含钛元素原料，然后铸轧成板坯；(3)将板坯通过多道次轧制至预定厚度，在预定厚度下重卷切边，接着继续轧制至成品厚度，然后依次进行低温去应力退火、拉弯矫直和剪切。所述方法制得的铝合金带材，在同样的厚度下，具有较高的强度，较高的耐腐蚀性，适合于中空玻璃较复杂的工作环境。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金带材技术领域，具体涉及一种铝合金带材及其制备方法和中空玻璃用铝隔条。
背景技术
近年来随着建筑行业、高铁行业的高速发展，中空玻璃以其良好的隔音、隔热、防紫外线等特点被广泛应用，而中空玻璃所用的隔条是以铝及铝合金为原料的铝制品。其表面经过处理以后光亮度高、平整度高、气孔均匀以及抗老化和装饰漂亮美观等性能，同时具有不易氧化、耐腐蚀，对干燥剂不产生任何的影响，使得人们的居家门窗和办公环境有了非常大的提升。
由于中空玻璃铝隔条是承载分子筛和隔离中空玻璃原片，起支撑作用的结构制品，同时会受到冷热交换产生的复杂环境，故要求其具有较高耐腐蚀性。与此同时，为了达到节约原材料以及轻型化的目的，中空玻璃铝隔条材料又在朝着厚度更薄的方向发展，同时兼顾上述的性能和特点。为了达到上述要求，相应的中空玻璃铝隔条材料要有更高的强度，更好的工艺性能，并提高材料的耐腐蚀性。因此，新型中空玻璃铝隔条材料用铝合金带材化学成份的选用至关重要，而其制造方法则是中空玻璃铝隔条材料能否达到性能要求的重要因素。
目前，现有的中空玻璃铝隔条材料主要是成分范围选择较窄，其中1100牌号铝合金是一种最常用的铝隔条用材，但是这些材料均不能完全满足中空玻璃铝隔条材料的特定要求。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种铝合金带材及其制备方法和中空玻璃用铝隔条。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种铝合金带材的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)按铝合金成分及重量百分比进行配料，将不含钛元素的原料加入熔炼炉中熔化并升温，接着依次进行第一次精炼、第一次除渣、搅拌、分析和调整成份，得到铝液；
(2)将步骤(1)所得铝液转移至静置炉，依次进行静置、第二次精炼、除气和第二次除渣，接着加入含钛元素的原料，然后铸轧成板坯；
(3)将步骤(2)所得板坯通过多道次轧制至预定厚度，在预定厚度下重卷切边，接着继续轧制至成品厚度，然后依次进行低温去应力退火、拉弯矫直和剪切。
优选地，在步骤(1)中，按照重量百分比Fe：0.3-0.58％，Si：1.35-2％，Cu：0.1-0.34％，Mn：0.5-1.2％，Zn≤0.25％，Ti：0.015-0.025％，其余为Al及不可避免的杂质，进行配料。
优选地，在步骤(1)中，所述升温至温度为730-780℃。
优选地，所述不含钛元素的原料包括铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝铜中间合金锭和锌锭；
所述含钛元素的原料为铝钛硼丝。
优选地，在步骤(2)中，所述铸轧的的参数包括：轧辊辊径为845-855mm，铸轧区长度为47-60mm，前箱温度为687-697℃，铸轧速度为650-800mm/min，水温为23-25℃，水压为0.4-0.5MPa。
优选地，在步骤(3)中，控制所述预定厚度至成品厚度的冷加工率为40-60％。
优选地，在步骤(3)中，将步骤(2)所得板坯通过4道次轧制至预定厚度。
优选地，在步骤(3)中，所述低温去应力退火的条件包括：温度为140-180℃，保温时间为9-18小时。
本发明第二方面提供由上述方法制备得到的铝合金带材。
本发明第三方面提供一种中空玻璃用铝隔条，所述铝隔条由上述铝合金带材通过窄条分切、辊压成型和高频焊接制得。
通过本发明所述的方法制得的铝合金带材，在同样的厚度下，具有较高的强度，较高的耐腐蚀性，适合于中空玻璃较复杂的工作环境。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明一方面提供一种铝合金带材的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)按铝合金成分及重量百分比进行配料，将不含钛元素的原料加入熔炼炉中熔化并升温，接着依次进行第一次精炼、第一次除渣、搅拌、分析和调整成份，得到铝液；
(2)将步骤(1)所得铝液转移至静置炉，依次进行静置、第二次精炼、除气和第二次除渣，接着加入含钛元素原料，然后铸轧成板坯；
(3)将步骤(2)所得板坯通过多道次轧制至预定厚度，在预定厚度下重卷切边，接着继续轧制至成品厚度，然后依次进行低温去应力退火、拉弯矫直和剪切。
在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，按照重量百分比Fe：0.3-0.58％，Si：1.35-2％，Cu：0.1-0.34％，Mn：0.5-1.2％，Zn≤0.25％，Ti：0.015-0.025％，其余为Al及不可避免的杂质，进行配料。
在优选情况下，在步骤(1)中，所述升温至温度为730-780℃。具体的，例如可以为730℃、735℃、740℃、745℃、750℃、755℃、760℃、765℃、770℃、775℃或780℃。
在本发明所述的方法中，对于所述原料的选择没有特殊的要求，可以为本领域的常规选择，只要能够提供相应的元素即可。在具体的实施方式中，所述不含钛元素的原料包括铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝铜中间合金锭和锌锭；所述含钛元素的原料为铝钛硼丝。所述铝锭优选为工业纯铝锭。
在本发明所述的方法中，所述铸轧在铸轧机组中进行。通过铸轧过程，可以获得符合预定成份、结晶组织、板型和外观质量、尺寸等要求的铸轧板坯。铸轧工艺和生产过程直接影响铸轧板坯材料的内在质量和后续道次的加工，针对中空玻璃用铝隔条带材强度高和外观质量要求高的特点，铸轧工序采取了炉内除气除渣、炉外二次除气除渣措施，在铸轧工艺方面采用了调整铸轧区长度、前箱温度、加强冷却以及在铝液中加入微量晶粒细化剂钛元素的手段予以保证。
在本发明所述的方法中，在步骤(2)中，所述铸轧的的参数包括：轧辊辊径为845-855mm，铸轧区长度为47-60mm，前箱温度为687-697℃，铸轧速度为650-800mm/min，水温为23-25℃，水压为0.4-0.5MPa。在具体的实施方式中，所述轧锟锟径可以为845mm、850mm或855mm；所述铸轧区长度可以为47mm、50mm、55mm或60mm；所述前箱温度可以为687℃、688℃、689℃、690℃、691℃、692℃、693℃、694℃、695℃、696℃或697℃；所述铸轧速度可以为650mm/min、675mm/min、700mm/min、725mm/min、750mm/min、775mm/min或800mm/min；所述水温可以为23℃、23.5℃、24℃、24.5℃或25℃；所述水压可以为0.4MPa、0.45MPa或0.5MPa。
在本发明所述的方法中，在步骤(3)中，控制所述预定厚度至成品厚度的冷加工率为40-60％。即所述预定厚度是指控制该厚度至成品厚度的冷加工率为40-60％时的厚度。
在优选情况下，在步骤(3)中，将步骤(2)所得板坯通过4道次轧制至预定厚度。
在本发明所述的方法中，在步骤(3)中，所述低温去应力退火的条件包括：温度为140-180℃，保温时间为9-18小时。具体的，所述低温去应力退火的温度可以为140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃或180℃；所述低温去应力退火的保温时间可以为9小时、10小时、11小时、12小时、13小时、14小时、15小时、16小时、17小时或18小时。
在本发明所述的方法中，在步骤(3)中，所述剪切在精密剪切机中进行。通过精密剪切机的剪切，得到了具有预定轧制组织、板型、外形尺寸、表面质量及力学性能的的成品。
本发明第二方面提供由上述方法制备得到的铝合金带材。
本发明第三方面提供一种中空玻璃用铝隔条，所述铝隔条由上述铝合金带材通过窄条分切、辊压成型和高频焊接制得。
通过本发明所述的方法制得的铝合金带材，在同样的厚度下，具有较高的强度，较高的耐腐蚀性，适合于中空玻璃较复杂的工作环境。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1
(1)按铝合金成分及重量百分比进行配料(如表1所示)，将工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝铜中间合金锭和锌锭加入熔炼炉中熔化并升温至745℃，接着依次进行第一次精炼、第一次除渣、搅拌、分析和调整成份，得到铝液；
(2)将步骤(1)所得铝液转移至静置炉，依次进行静置、第二次精炼、除气和第二次除渣，接着加入铝钛硼丝，然后铸轧成板坯；所述铸轧工艺参数如表2所示；
(3)将步骤(2)所得板坯通过4道次轧制至预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到50％，在该厚度下进行重卷切边，然后继续轧制至成品厚度，在成品厚度进行低温去应力退火，低温去应力退火的温度是145℃，保温时间是16小时，然后继续拉弯矫直，在精密剪切机进行剪切后制得铝合金带材A1。
表1
| 组分 | Fe | Si | Cu | Mn | Zn | Ti | Al+杂质 |
| 重量配比 | 0.32 | 1.75 | 0.26 | 0.95 | 0.13 | 0.021 | 其余 |
表2
实施例2
(1)按铝合金成分及重量百分比进行配料(如表3所示)，将工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝铜中间合金锭和锌锭加入熔炼炉中熔化并升温至750℃，接着依次进行第一次精炼、第一次除渣、搅拌、分析和调整成份，得到铝液；
(2)将步骤(1)所得铝液转移至静置炉，依次进行静置、第二次精炼、除气和第二次除渣，接着加入铝钛硼丝，然后铸轧成板坯；所述铸轧工艺参数如表4所示；
(3)将步骤(2)所得板坯通过4道次轧制至预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到45％，在该厚度下进行重卷切边，然后继续轧制至成品厚度，在成品厚度进行低温去应力退火，低温去应力退火的温度是150℃，保温时间是15小时，然后继续拉弯矫直，在精密剪切机进行剪切后制得铝合金带材A2。
表3
| 组分 | Fe | Si | Cu | Mn | Zn | Ti | Al+杂质 |
| 重量配比 | 0.41 | 1.45 | 0.25 | 1 | 0.18 | 0.015 | 其余 |
表4
实施例3
(1)按铝合金成分及重量百分比进行配料(如表5所示)，将工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝铜中间合金锭和锌锭加入熔炼炉中熔化并升温至760℃，接着依次进行第一次精炼、第一次除渣、搅拌、分析和调整成份，得到铝液；
(2)将步骤(1)所得铝液转移至静置炉，依次进行静置、第二次精炼、除气和第二次除渣，接着加入铝钛硼丝，然后铸轧成板坯；所述铸轧工艺参数如表6所示；
(3)将步骤(2)所得板坯通过4道次轧制至预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到55％，在该厚度下进行重卷切边，然后继续轧制至成品厚度，在成品厚度进行低温去应力退火，低温去应力退火的温度是145℃，保温时间是15小时，然后继续拉弯矫直，在精密剪切机进行剪切后制得铝合金带材A3。
表5
| 组分 | Fe | Si | Cu | Mn | Zn | Ti | Al+杂质 |
| 重量配比 | 0.45 | 1.85 | 0.26 | 0.15 | 0.16 | 0.018 | 其余 |
表6
实施例4
(1)按铝合金成分及重量百分比进行配料(如表7所示)，将工业纯铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝铜中间合金锭和锌锭加入熔炼炉中熔化并升温至760℃，接着依次进行第一次精炼、第一次除渣、搅拌、分析和调整成份，得到铝液；
(2)将步骤(1)所得铝液转移至静置炉，依次进行静置、第二次精炼、除气和第二次除渣，接着加入铝钛硼丝，然后铸轧成板坯；所述铸轧工艺参数如表8所示；
(3)将步骤(2)所得板坯通过4道次轧制至预定厚度，使该厚度至成品厚度的冷加工率控制到60％，在该厚度下进行重卷切边，然后继续轧制至成品厚度，在成品厚度进行低温去应力退火，低温去应力退火的温度是165℃，保温时间是11小时，然后继续拉弯矫直，在精密剪切机进行剪切后制得铝合金带材A4。
表7
| 组分 | Fe | Si | Cu | Mn | Zn | Ti | Al+杂质 |
| 重量配比 | 0.45 | 1.6 | 0.25 | 0.1 | 0.2 | 0.018 | 其余 |
表8
对比例1
按照实施例1所述的方法进行实施，与之不同的是，在步骤(3)中，去应力退火的温度为230℃，制得铝合金带材D1。
对比例2
按照实施例1所述的方法进行实施，与之不同的是，在步骤(3)中，低温去应力退火的保温时间为6小时，制得铝合金带材D2。
测试例
1、采用GB/T 3880.2-2012所述的方法对实施例和对比例制得的铝合金板材进行拉力试验，检测结果如表9所示。
表9
| 性能指标 | 实施例1 | 实施例1 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | 对比例2 |
| 抗拉强度MPa | 285 | 287 | 278 | 290 | 235 | 248 |
2、使用弯折机对实施例和对比例制得的铝合金板材进行T弯试验，检测结果如表10所示。
表10
| 折弯指标 | 实施例1 | 实施例1 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | 对比例2 |
| 2T折弯无裂纹 | 无裂纹 | 无裂纹 | 无裂纹 | 无裂纹 | 有裂纹 | 有裂纹 |
根据表9和10的数据可知，本发明所示的铝合金带材表现出优异的力学性能。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种铝合金带材的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)按铝合金成分及重量百分比进行配料，将不含钛元素的原料加入熔炼炉中熔化并升温，接着依次进行第一次精炼、第一次除渣、搅拌、分析和调整成份，得到铝液；
(2)将步骤(1)所得铝液转移至静置炉，依次进行静置、第二次精炼、除气和第二次除渣，接着加入含钛元素的原料，然后铸轧成板坯；
(3)将步骤(2)所得板坯通过多道次轧制至预定厚度，在预定厚度下重卷切边，接着继续轧制至成品厚度，然后依次进行低温去应力退火、拉弯矫直和剪切。
2.根据权利要求1所述的铝合金带材的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，按照重量百分比Fe：0.3-0.58％，Si：1.35-2.0％，Cu：0.1-0.34％，Mn：0.5-1.2％，Zn≤0.25％，Ti：0.015-0.025％，其余为Al及不可避免的杂质，进行配料。
3.根据权利要求1所述的铝合金带材的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述升温至温度为730-780℃。
4.根据权利要求1或2所述的铝合金带材的制备方法，其特征在于，所述不含钛元素的原料包括铝锭、铝铁中间合金锭、铝硅中间合金锭、铝锰中间合金锭、铝铜中间合金锭和锌锭；
所述含钛元素的原料为铝钛硼丝。
5.根据权利要求1所述的铝合金带材的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述铸轧的的参数包括：轧辊辊径为845-855mm，铸轧区长度为47-60mm，前箱温度为687-697℃，铸轧速度为650-800mm/min，水温为23-25℃，水压为0.4-0.5MPa。
6.根据权利要求1所述的铝合金带材的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，控制所述预定厚度至成品厚度的冷加工率为40-60％。
7.根据权利要求1所述的铝合金带材的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，将步骤(2)所得板坯通过4道次轧制至预定厚度。
8.根据权利要求1所述的铝合金带材的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述低温去应力退火的条件包括：温度为140-180℃，保温时间为9-18小时。
9.由权利要求1-8中任意一项所述的方法制备得到的铝合金带材。
10.一种中空玻璃用铝隔条，其特征在于，所述铝隔条由权利要求9所述的铝合金带材通过窄条分切、辊压成型和高频焊接制得。
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