一、基础知识
铝合金是指以铝为基材,加入一种或多种金属元素组成的合金。添加的主要元素有铜、硅、镁、锌和锰,次要元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金广泛应用于建筑、航空、航天、汽车、机械制造、造船和化工等行业。我们的文章主要关注建筑用铝合金。
铝合金按加工方法可分为变形铝合金和铸造铝合金两大类:变形铝合金是通过冲压、弯曲、轧制、挤压等工艺改变结构和形状的铝合金。主要用于制造航空设备、建筑用门窗等。变形铝合金可分为两大类。第一类是热处理未硬化的铝合金,主要是各种防锈铝合金;第二类是热处理铝合金,包括硬质铝合金、超硬铝合金和锻造铝合金。铸造铝合金:可以通过金属铸造成型工艺直接获得的铝合金(铸件)。
根据铝合金中各种金属元素的含量,铝合金分为九个等级系列,如下表所示:
等级系列
类别
1XXX
纯铝:(铝含量不低于99.00%)热处理不可强化;柔软,可塑性好铝合金门窗制作,挤出性能好。
2XXX
Al-Cu系列:热处理可强化合金;硬质合金,挤压性能:15%。
3XXX
Al-Mn系列:热处理非强化合金,板材合金,世界上最大的合金,挤压性能:90%。
4XXX
Al-Si系列:一般不出现在挤压行业,属于铸造合金。
5XXX
Al-Mg系列:热处理不可强化,海绵合金,耐腐蚀,挤压性能:16%。
6XXX
Al-Mg-Si系列:热处理可强化合金;挤压合金,挤压性能:100%。
7XXX
Al-Zn-Mg系列:可热处理强化合金、超硬合金。
8XXX
以其他合金元素为主要合金元素的铝合金。
9XXX
替代合金套装。
建筑中常用的铝合金主要有三种牌号:6061、6063和6063A。后两者的主要区别在于镁和硅的含量不同。
铝合金型材是通过热挤压工艺生产出来的,后面会讲到。根据加工方式的不同,分为各种状态。请参阅:/p/。具体到建筑铝合金型材,常见的有T4、T5、T6三种状态。
不同等级和状态的铝合金型材在工程应用中主要表现在不同的强度设计值,涵盖在-2010等规格中。
二、型材制作
铝合金型材的生产大致分为几个步骤:铸造、挤压、时效、着色、穿线(断桥铝)。
铸造,简单来说就是在铝锭中加入其他金属元素铝合金门窗制作,通过熔化的方式,铸造铝合金棒的过程。其实熔铸的过程比较复杂,中间有多个工序,不同的金属元素按不同的时间和顺序加入。
铝锭
铝棒(生产过程中会根据实际需要铸造不同直径和长度的铝棒)
挤压是将铝棒加热到一定温度后,用挤压机将铝合金通过模具挤压成具有特定截面的铝型材的工艺过程。
挤压工艺
挤出机的吨位有很多种,吨位越大,可以挤出的型材截面就越大。这是一台3600吨的挤出机。
型材模具
老化处理分为自然老化和人工老化。自然时效是指在室温下放置一段时间,而人工时效是将挤压型材放入高温时效炉中一段时间。温度180℃-280℃,时间4-8小时,时效炉最长尺寸一般7.5米。时效可以显着提高铝合金型材的力学性能,特别是硬度,稳定合金元素。
主要着色工艺有:粉末喷涂、氟碳喷涂、阳极氧化、电泳涂装。其中,粉末和氟碳属于静电喷涂。这两种方法目前也用得比较多。