本發(fā)明涉及工業(yè)新材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材及其制備方法。
背景技術(shù)：
玻璃幕墻(reflection glass curtainwall)，是指由支承結(jié)構(gòu)體系可相對(duì)主體結(jié)構(gòu)有一定位移能力、不分擔(dān)主體結(jié)構(gòu)所受作用的建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)或裝飾結(jié)構(gòu)。墻體有單層和雙層玻璃兩種。玻璃幕墻是一種美觀新穎的建筑墻體裝飾方法，是現(xiàn)代主義高層建筑時(shí)代的顯著特征。2013年據(jù)鳥類保護(hù)志愿者組織FLAP(Fatal Light Awareness Program)統(tǒng)計(jì)，僅在多倫多一地，每年就有一百萬(wàn)到九百萬(wàn)的候鳥死于這些玻璃幕墻。
最早的幕墻面層由鋼鐵材料制成，現(xiàn)今多使用鋁合金龍骨加玻璃等面層，因此也常被稱為玻璃幕墻，玻璃幕墻有很好的視覺效果，而且玻璃的透光性很好。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，幕墻與普通的墻體也有很大不同，因?yàn)槟粔σ话愣家缭綐菍?，使整個(gè)建筑物外觀連成整體，因此幕墻設(shè)計(jì)要考慮諸如熱膨脹、建筑物變形、防水等更多的影響因素。
但現(xiàn)有技術(shù)中鋁合金材料在化學(xué)成份、擠壓成形工藝性、型材結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度、耐腐蝕性能、表面涂裝與化學(xué)、電化學(xué)氧化特性、型材表面色澤與裝飾性等方面，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了玻璃幕墻的需要。在開發(fā)技術(shù)方面，不僅體現(xiàn)在生產(chǎn)效率提高、簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝與技術(shù)環(huán)節(jié)、節(jié)能與環(huán)保、生產(chǎn)裝備進(jìn)步與更新、模具材料改進(jìn)與加工、生產(chǎn)自動(dòng)化與機(jī)械化、在線自動(dòng)溫度預(yù)報(bào)與調(diào)節(jié)、在線凈化處理裝備及工藝等方面，還體現(xiàn)在 發(fā)型材品種、新產(chǎn)品規(guī)格及技術(shù)能力上，這將全方位的體現(xiàn)技術(shù)與產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性的競(jìng)爭(zhēng)。特別是鋁合金型材的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能、耐腐蝕性能必須提高，以滿足抗風(fēng)壓沖擊的結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度要求、承受建筑層壓與剪切力破壞要求、耐侯性、耐濕熱及耐鹽霧腐蝕的技術(shù)要求等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于：提供了一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材及其制備方法。本發(fā)明鋁型材具有優(yōu)良的力學(xué)性能和機(jī)械性能。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材，它包括以下重量百分比的原料：硅0.05-0.25wt%、納米銅1.2-2.6wt%、鋅0.4-0.8wt%、鐵0.2-0.4wt%、錳1.2-1.6wt%、磷0.3-0.9wt%、硫0.04-0.12wt%、鎳0.1-0.3wt%、鈷0.08-0.1wt%、釤0.01-0.05wt%、鋯0.04-0.06wt%、鉬0.01-0.05wt%、釩0.03-0.05wt%、鉑0.02-0.04wt%、鉻0.08-0.12wt%、鄰苯二甲酸1.5-2.5wt%、二元芳香羧酸1.2-2.4wt%、稀土3.6-4.6wt%、余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：它包括以下重量百分比的原料：硅0.05wt%、納米銅2.6wt%、鋅0.4wt%、鐵0.4wt%、錳1.2wt%、磷0.9wt%、硫0.04wt%、鎳0.3wt%、鈷0.08wt%、釤0.05wt%、鋯0.04wt%、鉬0.05wt%、釩0.03wt%、鉑0.04wt%、鉻0.08wt%、鄰苯二甲酸2.5wt%、二元芳香羧酸1.2wt%、稀土4.6wt%、余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：它包括以下重量百分比的原料：硅0.15wt%、納米銅1.29wt%、鋅0.6wt%、鐵0.3wt%、錳1.4wt%、磷0.6wt%、硫0.08wt%、鎳0.2wt%、鈷0.09wt%、釤0.03wt%、鋯0.05wt%、鉬0.03wt%、釩0.04wt%、鉑0.03wt%、鉻0.1wt%、鄰苯二甲酸2wt%、二元芳香羧酸1.8wt%、稀土4.1wt%、余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：它包括以下重量百分比的原料：硅0.25wt%、納米銅1.2wt%、鋅0.8wt%、鐵0.2wt%、錳1.6wt%、磷0.3wt%、硫0.12wt%、鎳0.1wt%、鈷0.1wt%、釤0.01wt%、鋯0.06wt%、鉬0.01wt%、釩0.05wt%、鉑0.02wt%、鉻0.12wt%、鄰苯二甲酸1.5wt%、二元芳香羧酸2.4wt%、稀土3.6wt%、余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材的制備方法，包括以下步驟：a、將組成鋁型材除硅、納米銅、鋅、錳、鈷、鉑、鄰苯二甲酸、二元芳香羧酸以及稀土之外的所有原料攪拌混合后加入到預(yù)烘烤爐中加熱45min，溫度為280℃，然后將其投入天然氣爐熔化，其中溫度為820℃，在逐漸熔化的過(guò)程中，分3次逐漸加入配置好的NaCl和KCl，待完全熔化后精置40min,得到合金液；
b、調(diào)整天然氣爐溫度，使合金液溫度至725℃，充入N2-Cl2混合氣體和硅、納米銅、鋅，用石英棒不斷攪拌，對(duì)鋁合金熔液進(jìn)行精煉處理18min，除去表面的浮渣，得到精煉液A；
c、精煉液A充入氬氣并降溫至680℃，加入錳、鈷、鉑，用石英棒不斷攪拌處理28min，除去表面的浮渣，得到精煉液B；
d、精煉液B轉(zhuǎn)移至真空熔煉爐坩堝，迅速升溫至1350℃，并向精煉液B中加入鄰苯二甲酸、二元芳香羧酸，用石英棒不斷攪拌，熔煉55min后抽真空至6.6×10-2Pa，降溫降至920℃后，停止抽真空并向真空熔煉爐中充入氮?dú)庵?.5×104Pa，加入稀土攪拌40min后，靜置2h后，得到精煉液C；
e、將精煉液C采用冷風(fēng)機(jī)，以冷卻速度為20℃/s，降溫至580℃后,以熔體流速為0.35m/s、壓力為60MPa，充型率75％，充型壓鑄到模具型腔中進(jìn)行成型，得到壓鑄件；
f、將壓鑄件轉(zhuǎn)移到退火爐中進(jìn)行退火，其中：溫度為210℃、時(shí)間為2.5h；
g、將上述經(jīng)過(guò)退火處理的壓鑄件在液氮中浸漬5h,然后升溫至1100℃保溫3h,迅速降溫至850℃保溫2h,再用200℃回火1h,最后水冷至室溫，得到鋁型材初品；
h、將得到的鋁型材初品進(jìn)行冷軋、開卷、焊接、清洗以及烘干處理，得到所述應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述步驟a中加入NaCl和KCl的量分別為鋁型材原料總量的1%、2%。
本發(fā)明有益的技術(shù)效果在于：本發(fā)明提供一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材及其制備方法，嚴(yán)格控制配方比例，控制制備條件，組分配制合理，制備方法科學(xué)，制備的鋁型材具備優(yōu)異的力學(xué)性能和機(jī)械性能，比如：具有優(yōu)異的隔熱性能和耐沖擊性、耐磨性、耐候、抗腐蝕、防塵等性能，特別適用于玻璃幕墻使用的鋁型材，市場(chǎng)中具有較大的競(jìng)爭(zhēng)力。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。
需要說(shuō)明的是，為節(jié)省說(shuō)明書撰寫篇幅，避免不必要的重復(fù)和浪費(fèi)，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
實(shí)施例1一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材及其制備方法
一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材，它包括以下重量百分比的原料：硅0.05wt%、納米銅2.6wt%、鋅0.4wt%、鐵0.4wt%、錳1.2wt%、磷0.9wt%、硫0.04wt%、鎳0.3wt%、鈷0.08wt%、釤0.05wt%、鋯0.04wt%、鉬0.05wt%、釩0.03wt%、鉑0.04wt%、鉻0.08wt%、鄰苯二甲酸2.5wt%、二元芳香羧酸1.2wt%、稀土4.6wt%、余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明還提供一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材的制備方法，包括以下步驟：a、將組成鋁型材除硅、納米銅、鋅、錳、鈷、鉑、鄰苯二甲酸、二元芳香羧酸以及稀土之外的所有原料攪拌混合后加入到預(yù)烘烤爐中加熱45min，溫度為280℃，然后將其投入天然氣爐熔化，其中溫度為820℃，在逐漸熔化的過(guò)程中，分3次逐漸加入配置好的NaCl和KCl，待完全熔化后精置40min,得到合金液；
b、調(diào)整天然氣爐溫度，使合金液溫度至725℃，充入N2-Cl2混合氣體和硅、納米銅、鋅，用石英棒不斷攪拌，對(duì)鋁合金熔液進(jìn)行精煉處理18min，除去表面的浮渣，得到精煉液A；
c、精煉液A充入氬氣并降溫至680℃，加入錳、鈷、鉑，用石英棒不斷攪拌處理28min，除去表面的浮渣，得到精煉液B；
d、精煉液B轉(zhuǎn)移至真空熔煉爐坩堝，迅速升溫至1350℃，并向精煉液B中加入鄰苯二甲酸、二元芳香羧酸，用石英棒不斷攪拌，熔煉55min后抽真空至6.6×10-2Pa，降溫降至920℃后，停止抽真空并向真空熔煉爐中充入氮?dú)庵?.5×104Pa，加入稀土攪拌40min后，靜置2h后，得到精煉液C；
e、將精煉液C采用冷風(fēng)機(jī)，以冷卻速度為20℃/s，降溫至580℃后,以熔體流速為0.35m/s、壓力為60MPa，充型率75％，充型壓鑄到模具型腔中進(jìn)行成型，得到壓鑄件；
f、將壓鑄件轉(zhuǎn)移到退火爐中進(jìn)行退火，其中：溫度為210℃、時(shí)間為2.5h；
g、將上述經(jīng)過(guò)退火處理的壓鑄件在液氮中浸漬5h,然后升溫至1100℃保溫3h,迅速降溫至850℃保溫2h,再用200℃回火1h,最后水冷至室溫，得到鋁型材初品；
h、將得到的鋁型材初品進(jìn)行冷軋、開卷、焊接、清洗以及烘干處理，得到所述應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步方案：所述步驟a中加入NaCl和KCl的量分別為鋁型材原料總量的1%、2%。
實(shí)施例2一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材及其制備方法
一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材，它包括以下重量百分比的原料：硅0.15wt%、納米銅1.29wt%、鋅0.6wt%、鐵0.3wt%、錳1.4wt%、磷0.6wt%、硫0.08wt%、鎳0.2wt%、鈷0.09wt%、釤0.03wt%、鋯0.05wt%、鉬0.03wt%、釩0.04wt%、鉑0.03wt%、鉻0.1wt%、鄰苯二甲酸2wt%、二元芳香羧酸1.8wt%、稀土4.1wt%、余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明的其他步驟與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例3一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材及其制備方法
一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材，它包括以下重量百分比的原料：硅0.25wt%、納米銅1.2wt%、鋅0.8wt%、鐵0.2wt%、錳1.6wt%、磷0.3wt%、硫0.12wt%、鎳0.1wt%、鈷0.1wt%、釤0.01wt%、鋯0.06wt%、鉬0.01wt%、釩0.05wt%、鉑0.02wt%、鉻0.12wt%、鄰苯二甲酸1.5wt%、二元芳香羧酸2.4wt%、稀土3.6wt%、余量為鋁和不可避免的雜質(zhì)。
本發(fā)明的其他步驟與實(shí)施例1相同。
實(shí)施例4一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材及其制備方法
與實(shí)施例1區(qū)別在于本實(shí)施例不含納米銅、鋅。
實(shí)施例5一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材及其制備方法
與實(shí)施例1區(qū)別在于本實(shí)施例不含硫、鎳。
實(shí)施例6一種應(yīng)用于玻璃幕墻的鋁型材及其制備方法
與實(shí)施例1區(qū)別在于本實(shí)施例不含鄰苯二甲酸、二元芳香羧酸。
對(duì)比例1
市場(chǎng)上銷售的用于玻璃幕墻的鋁型材。
對(duì)實(shí)施例1-6、對(duì)比例1制備的鋁型材進(jìn)行性能測(cè)試，檢測(cè)結(jié)果如下。
表1為實(shí)施例1-6、對(duì)比例1制備的鋁型材性能測(cè)試結(jié)果
從表1可看出，本發(fā)明實(shí)施例1-6制備的鋁型材光澤度高，具有優(yōu)異的隔熱性能和耐沖擊性、耐磨性、耐候性能，明顯高于市場(chǎng)上銷售的用于玻璃幕墻的鋁型材。
所有上述的首要實(shí)施這一知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并沒有設(shè)定限制其他形式的實(shí)施這種新產(chǎn)品和/或新方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員將利用這一重要信息，上述內(nèi)容修改，以實(shí)現(xiàn)類似的執(zhí)行情況。但是，所有修改或改造基于本發(fā)明新產(chǎn)品屬于保留的權(quán)利。