[发明专利]一种建筑用高强度层状铝合金板材的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑用材料及其加工技术领域，涉及一种铝合金板材的制备方法，尤其涉及一种建筑用高强度层状铝合金板材的制备方法。

背景技术

国家建筑行业节能环保要求发展生态绿色建筑用材，因此，质轻、高强、耐蚀、高回收率的铝合金层状复合材料是建材的首选。与普通单层铝合金相比，铝合金层状复合材料的优点表现在：(1)层状铝合金有高强的抗腐蚀性能，建材使用年限较长；(2)层状铝合金有较高的强度，建材承重更好；(3)不需在铝材表面辊涂各种颜色的涂料，节省工序及成本，降低环境污染；(4)回收率高，层状铝合金报废后的回收率可达90％，更环保。

已有的铝制建材的生产方法是在冷轧态的普通单层铝卷表面涂上各种颜色的涂料，典型生产工艺流程如下：

铸锭→均匀化→锯切→表面处理→预热、热轧→冷轧→中间退火→冷轧

对铝制建材的基本要求是具有较好的力学性能和耐蚀性能。目前铝制建材普遍采用冷轧态普通单层铝卷双面辊涂涂料制备，其具有以下缺点：(1)涂层易损伤，耐腐蚀性能差，使用寿命短，一般5-10年；(2)所用普通铝合金其强度低，承重小；(3)维护及生产成本高。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的发明目的是：提供一种建筑用高强度层状铝合金板材的制备方法，本发明铝合金板材为双铸造组织三层复合铝合金板材，可以明显提高产品的力学性能和耐腐蚀性能，大大延长了产品的使用寿命，节约能源，降低维护和生产成本。

为了达到上述发明目的，本发明采取的技术方案是：

一种建筑用高强度层状铝合金板材的制备方法，包括包覆层和芯层制备，

所述包覆层和芯层分别经过配料→熔炼→除气、过滤→浇铸→均匀化退火→锯切→表面处理工序，得到包覆层及芯层铸造板；

将处理好的铸造板按照包覆层/芯层/包覆层组合成双铸造组织三层复合锭坯，进行复合焊接→预热、热轧→冷轧→中间退火→冷轧→固溶→时效处理，得到成品。

进一步地，所述包覆层的浇铸温度为690～710℃，芯层的浇铸温度为740～760℃。

进一步地，所述包覆层的均匀化退火工艺为580～620℃下保温16～30小时，芯层的均匀化退火工艺为420～480℃下保温16～24小时。

进一步地，所述包覆层铸造板的厚度为16～73mm，芯层铸造板的厚度为250mm～340mm。

进一步地，所述固溶的温度为420～470℃。

进一步地，所述时效处理工艺为120～140℃下保温13～24小时。

进一步地，所述层状铝合金板材成品的厚度为0.6～0.9mm。

更进一步地，按质量百分数计，

所述包覆层的成分为：Si≤0.6，Fe≤0.7，Cu＝0.05～0.2，Mn＝1.0～1.5，Zn≤0.10，余量为Al和不可避免的元素，每种不可避免的元素都低于0.05且总量小于0.15；

所述芯层的成分为：Si≤0.25，Fe≤0.4，Cu≤0.25，Mn≤0.1，Mg＝1.2～1.8，Zn＝5.0～6.0，Ti≤0.1，余量为Al和不可避免的元素，每种不可避免的元素都低于0.05且总量小于0.15。

本发明的铝合金熔体通过除气工序降低铝熔体中的氢浓度，以减少铸锭中的气孔或针孔；通过过滤工序去除铝熔体中的氧化物、非金属夹杂物和其他有害金属杂质，以减少铸锭中的疏松、气孔、夹渣等缺陷。

本发明通过固溶工序将非平衡凝固形成的多相组织尽可能转变为过饱和固溶体，充分发挥合金元素的有益作用，为时效处理做准备。

本发明通过时效处理工序将过饱和固溶体分解和强化相沉淀析出，提高合金的力学性能和抗应力腐蚀性能。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明按照包覆层/芯层/包覆层组合成双铸造组织三层复合锭坯，界面复合效果良好，不仅提高了材料的耐腐蚀性能，延长了产品的使用寿命，而且使得板材的整体力学性能得到了提高，建材承重更好；

(2)本发明通过调整包覆层和芯层的合金成分及合金化学元素含量的相对比例，减少杂质对铝合金的不良影响，从而减小裂纹倾向；

(3)本发明制备的高强度层状铝合金板材具有较高的抗腐蚀性能，其使用寿命长达50年，典型工艺制备的单层板材其使用寿命为5-10年，显著节约能源；本发明制备的高强度层状铝合金板材在后续加工时不需在其表面滚涂各种颜色的漆料，较之环保节能。