專利名稱：一種表面呈水晶花紋的鋁板帶箔材及生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋁及鋁合金材料技術(shù)，具體涉及一種對(duì)鋁及鋁合金材料進(jìn)行表面裝飾性處理而獲得的表面呈水晶花紋的鋁材。
背景技術(shù)：
鋁及其鋁合金材料廣泛應(yīng)用于建筑物的幕墻、內(nèi)墻，天花吊頂，扣板、門(mén)窗、立柱等許多方面，也用于各種家用電器、設(shè)備、儀器、儀表、箱柜等的外殼。傳統(tǒng)的鋁材表面大多經(jīng)過(guò)涂層處理，或采用自然軋制表面，表面呈單一的色彩，缺少多樣性，缺少美感。隨著物質(zhì)生活水平的提高，人們對(duì)物質(zhì)的需求除了實(shí)用以外，更需要追求美觀和享受高品質(zhì)的生活。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的針對(duì)現(xiàn)有鋁材表面在裝飾性方面存在的不足，提出一種表面呈水晶花紋的鋁材，采用特殊工藝將鋁及其鋁合金材料表面的金屬晶粒的自然花紋形貌展現(xiàn)出來(lái)，在不影響鋁材表面性能的前提下起到更好的裝飾及美化作用。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下本發(fā)明涉及的鋁材至少在一側(cè)表面上，具有一層拉長(zhǎng)纖維狀、或者等軸狀、或者其它不規(guī)則晶粒自然形狀的金屬晶粒層，其晶粒平均面積在1.0平方毫米以上，該鋁材可以直接使用、或經(jīng)陽(yáng)極化處理或在該鋁材表層之上附著有一層透明的防腐保護(hù)層。
所述鋁板帶箔材采用以下方法生產(chǎn)(1)、鋁材表面單個(gè)晶粒平均面積在1.0平方毫米以上的合金主要是1000系、8000系、3000系、5000系、6000系的鋁板帶箔材，鋁材狀態(tài)為F(自由加工狀態(tài))、或H18、或H19、或各種熱處理狀態(tài)。鋁板帶箔基材有兩種生產(chǎn)方法，一是熱軋開(kāi)坯生產(chǎn)方法，二是鑄軋開(kāi)坯生產(chǎn)方法，總的步驟包括(a)、配料按GB3190-1996標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)的鋁材牌號(hào)或按客戶要求的化學(xué)成分進(jìn)行配料，其中控制金屬鈦含量Ti≤0.017％；(b)、熔煉和精煉按該牌號(hào)鋁材正常的工藝進(jìn)行熔煉和精煉，熔煉和精煉的溫度控制在720-820℃；
(c)、對(duì)于熱軋開(kāi)坯工藝，進(jìn)行半連續(xù)鑄造鋁液要進(jìn)行在線過(guò)濾和除氣等凈化處理，在鋁液流槽中，嚴(yán)格控制鋁鈦系列晶粒細(xì)化劑的加入。鑄錠結(jié)晶器的鋁液溫度680-760℃，比正常情況高5-40℃，以確保獲得大晶粒鑄板錠。鋁板錠尺寸根據(jù)產(chǎn)品的寬度來(lái)確定，其它按正常工藝進(jìn)行。然后再按一般鋁材的正常工藝進(jìn)行鑄錠的銑面、清洗、加熱和熱軋；對(duì)于鑄軋開(kāi)坯工藝，則進(jìn)行連鑄連軋鋁液要進(jìn)行在線過(guò)濾和除氣等凈化處理，在鋁液流槽中，嚴(yán)格控制鋁鈦系列晶粒細(xì)化劑的加入。鑄軋嘴前箱鋁液溫度690-740℃，比正常情況高5-30℃，以獲得粗大晶粒的鑄軋板坯，鑄軋板坯厚度控制在6-10mm，其它按正常工藝進(jìn)行。
(d)長(zhǎng)條狀粗大晶粒的獲得先對(duì)熱軋或鑄軋坯料進(jìn)行晶粒度檢查，如晶粒尺寸達(dá)到要求，而工藝上又不要求進(jìn)行中間退火的直接冷軋；否則，直接進(jìn)行中間退火或冷軋到一定厚度(中間厚度的確定，根據(jù)成品厚度倒推，通過(guò)控制退火后達(dá)到20-97％的冷變量來(lái)確定中間厚度)再進(jìn)行中間退火，其中間退火工藝參數(shù)退火溫度300～550℃；保溫時(shí)間0.5～25小時(shí)；然后冷軋至成品厚度，軋制過(guò)程中嚴(yán)格控制板面平直度。
(e)等軸狀粗大晶粒鋁材的獲得在前條(d)的基礎(chǔ)上，在成品厚度需再一次進(jìn)行退火，退火工藝參數(shù)退火溫度280～500℃；保溫時(shí)間0.5～20小時(shí)。
(2)、用鹽酸、硝酸、氫氟酸及蒸餾水分別按5～50％、0～15％、5～50％、0～50％的體積比例混合，對(duì)經(jīng)過(guò)上述處理的鋁材進(jìn)行噴淋或浸泡，時(shí)間10秒～60分鐘，直至鋁材表面的晶粒自然形貌顯現(xiàn)出來(lái)，然后用清水洗凈，干燥。
(3)、再將經(jīng)過(guò)步驟(2)處理的鋁材進(jìn)行防腐處理，然后表面涂透明漆形成保護(hù)層，保護(hù)鋁材的自然晶粒形貌，由此在鋁材表面呈現(xiàn)出極具美化裝飾效果、且立體感極強(qiáng)的水晶花紋。
本發(fā)明所用鋁板基材是選用粗大晶粒鋁材，所用鋁材的合金牌號(hào)有1000系列，包括(或相當(dāng)于)以下合金牌號(hào)1A99、1A797、1A95、1A93、1A90、1A85、1A80、1A80A、1070、1070A、1370、1060、1050、1050A、1A50、1350、1145、1035、1A30、1100、1200、1235等，其化學(xué)成分符合GB3190-1996，通過(guò)工藝控制使其晶粒平均面積在1.0平方毫米以上。
8000系列。包括(或相當(dāng)于)以下合金牌號(hào)
8006、8A06、8011、8090等。其化學(xué)成分符合GB3190-1996。
3000系列。包括(或相當(dāng)于)以下合金牌號(hào)3104、3003、3103、3004、3005、3105、3A21、3102等。
5000系列。包括(或相當(dāng)于)以下合金牌號(hào)5A01、5A02、5A03、5A05、5B05、5B06、5B06、5A12、5A13、5005、5019、5050、5251、5052等。
6000系列。
本發(fā)明所獲得的鋁材表面可呈現(xiàn)晶粒自然形貌，這種金屬晶粒自然花紋從不同的角度觀察就有不同的夢(mèng)幻般的立體感覺(jué)，猶如水晶花紋，但實(shí)質(zhì)上并非立體，而完全是一個(gè)平面，本生產(chǎn)方法對(duì)鋁材的性能不會(huì)造成任何影響，增加了鋁材的美化裝飾效果，使其更能滿足人們實(shí)際生活的需要。
具體實(shí)施例方式例1、吊頂鋁天花水晶花紋板的生產(chǎn)工藝過(guò)程如下選用3102H19、3105H19、1100H19或1050H19，0.35～0.6mm厚，長(zhǎng)條型晶粒的鑄軋鋁板帶，在沖床上沖成尺寸為300×300mm、500×500mm、600×600mm的天花板，先在PH為6-9的中性專門(mén)清洗液中去污和除油后經(jīng)水清洗后，再放進(jìn)2000ml鹽酸、2000ml硝酸、200ml氫氟酸及1000ml去離子水的混合溶液中浸泡30秒～5分鐘，最后用水清洗后，按銀白色鋁材的正常陽(yáng)極化工藝處理或在外表面涂覆透明漆。按此工藝制作的吊頂鋁天花板，其表面花紋尤如水晶花紋，美觀、有立體感，富麗堂皇，極具裝飾效果。
3102H19、1100H19或1050H19大晶粒鋁材的生產(chǎn)工藝按GB3190-1996標(biāo)準(zhǔn)配料，其中控制金屬鈦含量Ti≤0.017％。按正常工藝熔煉和精煉，禁止加入鋁鈦系列中間合金。鑄軋機(jī)前的流槽中嚴(yán)禁加入鋁鈦系線材進(jìn)行在線晶粒細(xì)化處理，前箱鋁液溫度控制在690-730℃，鑄軋坯料厚度6-10mm，鑄軋坯料經(jīng)預(yù)先退火，退火工藝參數(shù)退火溫度440-460℃，保溫4-8小時(shí)，冷到室溫時(shí)，檢查晶粒尺寸，確保其晶粒平均直徑在1-25mm之間，冷至室溫后再冷軋到成品厚度即可。
例2、鋁幕墻水晶花紋板的生產(chǎn)工藝過(guò)程如下選用3102H19、3105H19、3004H19、1100H19或3003H19，1.5～4.5mm厚，長(zhǎng)條型晶粒的鑄軋鋁板帶，在沖床上沖成500～1500×600～4000mm的鋁幕墻板，先在PH為6-9的中性專門(mén)清洗液中去污和除油后經(jīng)水清洗后，再放進(jìn)4000ml鹽酸、4000ml硝酸、400ml氫氟酸及2000ml去離子水的混合溶液中浸泡30秒～5分鐘，最后用水清洗后，按銀白色鋁材的正常陽(yáng)極化工藝處理或在外表面涂覆透明漆。按此工藝制作的鋁幕墻板，其表面花紋尤如水晶花紋，美觀、有立體感，富麗堂皇，用作建筑物外墻極具裝飾效果。
3003H19、3104H19、3004H19、3102H19、1100H19或1050H19大晶粒鋁材的生產(chǎn)工藝按GB3190-1996標(biāo)準(zhǔn)配料，其中控制金屬鈦含量Ti≤0.017％。按正常工藝熔煉和精煉，禁止加入鋁鈦系列中間合金。鋁水流槽中禁止用鋁鈦系列線材進(jìn)行在線晶粒細(xì)化處理，前箱鋁液溫度控制在680-740℃，鑄軋坯料厚度6-10mm，對(duì)鑄軋板坯進(jìn)行預(yù)先退火再冷軋，退火工藝在400-500℃，保溫2-20小時(shí)，冷到室溫時(shí)，檢查晶粒尺寸，確保其晶粒平均直徑在1-30mm之間，冷至室溫后再冷軋到成品厚度即可。
例3采用熱軋工藝生產(chǎn)水晶花紋百葉窗鋁箔的過(guò)程如下選用5052H19、5182H19、3102H19、3102H19、3105H19、3004H19、1100H19或3003H19，選用長(zhǎng)條型晶粒的熱軋鋁板帶，用鋁箔厚切，或縱剪分切成.08～0.3mm厚，寬度為8-100mm寬的先在PH為6-9的中性專門(mén)清洗液中去污和除油后經(jīng)水清洗后，再放進(jìn)38.5％鹽酸、38.5％硝酸、3.8％氫氟酸及19.2％(都為體積比)去離子水的混合溶液中浸泡30秒～5分鐘，最后用水清洗后，按銀白色鋁材的正常陽(yáng)極化工藝處理或在外表面涂覆透明漆。按此工藝制作的鋁幕墻板，其表面花紋尤如水晶花紋，美觀、有立體感，富麗堂皇，用作建筑物外墻極具裝飾效果。
5052H19、5182H19、3102H19、3102H19、3105H19、3004H19、1100H19或3003H19，大晶粒鋁材的熱軋生產(chǎn)工藝按GB3190-1996標(biāo)準(zhǔn)配料，其中控制金屬鈦含量Ti≤0.017％。按正常工藝熔煉和精煉，禁止加入鋁鈦系列中間合金。鋁水流槽中禁止用鋁鈦系列線材進(jìn)行在線晶粒細(xì)化處理，鋁液在線除氣過(guò)濾箱溫度控制在685-740℃，在板錠結(jié)晶器中鑄成厚度100-600mm的板錠，在鑄錠對(duì)稱的最大兩個(gè)表面上，各均勻銑去3-20mm厚，然后加熱至400-530℃后進(jìn)行熱軋，熱終軋厚度5-30mm；對(duì)對(duì)鑄軋板坯進(jìn)行預(yù)先退火再冷軋，退火工藝在400-500℃，保溫2-20小時(shí)，冷到室溫時(shí)，檢查晶粒尺寸，確保其晶粒平均直徑在1-30mm之間，冷至室溫后再冷軋到成品厚度即可。
權(quán)利要求
1.一種表面呈水晶花紋的鋁板帶箔材，其特征在于在鋁材的至少一個(gè)表面上，形成有一層拉長(zhǎng)纖維狀、等軸狀或者其它不規(guī)則形狀的金屬晶粒層，其中的每個(gè)晶粒平均面積在1.0平方毫米以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁材，其特征在于在該金屬晶粒層之上附著有一層透明的保護(hù)層。
3.表面呈水晶花紋的鋁板帶箔材的生產(chǎn)工藝，其特征在于1)生產(chǎn)表面晶粒平均面積在1.0平方毫米以上的鋁板帶箔材，包括以下步驟(a)、配料按GB3190-1996標(biāo)準(zhǔn)中相應(yīng)的鋁材牌號(hào)或按客戶要求的化學(xué)成分進(jìn)行配料，其中控制金屬鈦含量Ti≤0.007％；(b)、熔煉和精煉按該牌號(hào)鋁材通常的工藝進(jìn)行熔煉和精煉，熔煉和精煉的溫度控制在720-820℃；(c)、采用半連續(xù)鑄造后熱軋開(kāi)坯或連鑄連軋對(duì)鋁液進(jìn)行在線過(guò)濾和除氣凈化處理，在鋁液流槽中不加入鋁鈦系列晶粒細(xì)化劑；對(duì)于采用熱軋開(kāi)坯工藝的，鑄錠結(jié)晶器的鋁液溫度控制在680-760℃，比正常情況高5-40℃，以確保獲得大晶粒鑄板錠，鋁板錠尺寸根據(jù)產(chǎn)品的寬度來(lái)確定，然后按一般鋁材的通常工藝對(duì)鑄板錠進(jìn)行銑面、清洗、加熱和熱軋；對(duì)于采用鑄軋開(kāi)坯工藝的，鑄軋嘴前箱鋁液溫度控制在690-740℃，比正常情況高5-30℃，以獲得粗大晶粒的鑄軋板坯，鑄軋板坯厚度控制在6-10mm，其它按正常工藝進(jìn)行；(d)、長(zhǎng)條狀粗大晶粒先對(duì)熱軋坯料或鑄軋坯料進(jìn)行晶粒度檢查，如晶粒尺寸達(dá)到要求，工藝上又不要求進(jìn)行中間退火的可直接冷軋；否則，直接進(jìn)行中間退火或冷軋到一定厚度，再進(jìn)行中間退火，其中中間退火工藝參數(shù)退火溫度300～550℃；保溫時(shí)間0.5～25小時(shí)；然后冷軋至成品厚度；(e)、等軸狀粗大晶粒鋁材的獲得在前條(d)的基礎(chǔ)上，在成品厚度需再一次進(jìn)行退火，退火工藝參數(shù)退火溫度280～500℃；保溫時(shí)間0.5～20小時(shí)；2)用鹽酸、硝酸、氫氟酸及蒸餾水分別按5～50％、0～15％、5～50％、0～50％的體積比例混合，對(duì)經(jīng)過(guò)步驟1)處理的鋁材進(jìn)行噴淋或浸泡，時(shí)間10秒～60分鐘，直至鋁材表面的晶粒自然形貌顯現(xiàn)出來(lái)，然后用清水洗凈，干燥；3)再將經(jīng)過(guò)步驟2)處理的鋁材用進(jìn)行防腐處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于最后還可在鋁材表面涂透明漆形成保護(hù)層，或進(jìn)行陽(yáng)極化處理形成保護(hù)層，保護(hù)鋁材的自然晶粒形貌，由此在鋁材表面呈現(xiàn)出具美化裝飾效果的水晶花紋。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種表面呈水晶花紋的鋁板帶箔材及生產(chǎn)工藝，該鋁材至少在一個(gè)表面上形成有一層拉長(zhǎng)纖維狀、等軸狀或者其它不規(guī)則形狀的金屬晶粒層，其中的每個(gè)晶粒平均面積在1.0平方毫米以上。獲得該鋁材的生產(chǎn)工藝如下首先是生產(chǎn)表面晶粒平均面積在1.0平方毫米以上的鋁板帶箔材；然后用鹽酸、硝酸、氫氟酸及蒸餾水按5～50％、0～15％、5～50％、0～50％的體積比例混合，對(duì)鋁材進(jìn)行噴淋或浸泡，直至鋁材表面的晶粒自然形貌顯現(xiàn)出來(lái)；最后再進(jìn)行防腐處理，即獲得本產(chǎn)品。本發(fā)明的鋁合金材料表面可呈現(xiàn)金屬晶粒的自然花紋形貌，這種金屬晶粒自然花紋從不同的角度觀察有不同的夢(mèng)幻般的立體感覺(jué)，在不影響鋁材表面性能的前提下起到更好的裝飾及美化作用。
文檔編號(hào)B44F9/08GK1657318SQ20051002038
公開(kāi)日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2005年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月18日
發(fā)明者蔣顯全, 張秀錦 申請(qǐng)人:西南師范大學(xué)