[发明专利]表面合金化铝合金型材及其生产方法

说明书

众所周知，铝合金型材因其质轻，易于成型而受到装饰，建筑，五金，家具行业的青睐。

但是，市场上的铝合金型材，有着色泽单调，装饰效果差；表面硬度低，不耐刻划；抗弯强度低；耐蚀性差等缺陷。

为了克服上述的缺陷，人们可以通过改变铝合金的成份从而得到部分解决，但是却又带来加大生产成本，成型难等问题。

本提供了一种表面合金化的新型铝合金型材。根据本专利，将业已成型的铝合金型材表面施以合金层，再辅以常规的抛光方法，即可达到类似于不锈钢镜面的铝合金型材，从而大大提高了表面装饰效果，用以代替不锈钢作装饰材料时，可以大幅度降低装饰成本。由于所形成的表面合金层具有很高的硬度，一般可达维氏硕度500-600以上，即装饰铬硬度水平，故此，表面合金化铝型材具有很高的耐磨，耐刻划性。由于表面硬度的提高，从而提高了型材的抗弯强度，一般抗弯强度可提高30％以上，对于相同的抗弯强度，表面合金化铝型材可以更为轻质化。由于表面合金层具有很高抗腐性能，因此，本专利所提出的铝型材具有很高的耐腐蚀性。

铝合金表面形成合金层的方法很多，但是不外呼电法及非电法两种。电镀，电刷镀即属于前者。铝合金型材实施电镀而使表面合金化的最大缺陷是电极制作。由于型材几何形状复杂，要想获得均匀镀层，须辅以复杂的辅助电极。同时，电镀难以获得高附着力的镀层，而且还带来一系列环保问题。

作为获得表面合金非电方法，我们可以选择真空离子镀膜，置换镀，元素热渗透，化学沉积等。运用这些方法，并辅以前后处理，均能使塑材表面合金化，并获得具有不同程度装饰效果，表面硬度及耐蚀性的表面合金化铝合金型材，并可减轻因电法污染而给环境造成的压力。

本专利根据上述的分析，从电法与非电法中，根据投资的大小，操作的难易，镀层的综合性能，选择非电法作为获得铝合金型材表面合金化方法，并从业已提及的非电方法中选择一种或一种以上组合，但是，最好包括渗透法，作为形成表面合金层的方法。由于本专利所使用的方法合理，因而所得的合金层不仅外观好，硬度高，耐蚀性强，而且附着力优良，并可在无公害下作业。

表面合金层的组成对表面合金化铝合金型材表面性质具有重要的影响。本专利对周期表中众多元素进行了筛选，最后选择金属元素组Cr,Fe,Co,Ni及非多属元素组C,N,S,P为最佳组合元素，并以金属元素组中一元素与非金属元素组中一元素作为最佳二元基础元素组合，从而得到综合性能优良的表面合金层。并且除了上述基础二元元素组合外，可以加入亦可以不加入其他元素。

除了上述合金层元素组合特征外，本专利对金属元素与非金属元素的比例进行了对比，确认非金属元素在合金层中最佳重量合量为0-35％，最好为0-20％。

由以上技术为特征而生产的表面合金化铝型材，为市场提供了乞今尚未面市过的适用于装饰，建筑，五金，家具等行业的新型组合材料。

实施对比例

型材类型硬度    Hv相对抗弯强度    耐蚀性40％NaOH溶液15％HCL溶液普通铝合金型材表面合金化铝合金型材 200～300 500～600    1    1.3    不耐0.4微米/年    不耐0.004毫克/厘米²·时