粉末喷涂铝合金型材的生产方法

摘要

本发明公开了一种粉末喷涂7050铝合金型材的生产方法，包括铝锭和其它原料配料、熔炼铸造铝合金圆锭、浇铸与锯切、退火处理、挤压成型、静电粉末喷涂、烘烤等步骤。本发明原料配料中添加了废铝材料，有利于铝型材性能稳定，减少了铝液冶炼时出现没有检测的材料影响铝型材质量的可能性；对配方进一步优化，增加了铝合金的强度和硬度，有利于提高铝合金型材的综合性能；对铝合金型材表面进行铬化处理，提高了铝合金型材表面氧化膜的抗腐蚀能力和铝合金型材与涂层的结合力。

权利要求

1.粉末喷涂铝合金型材的生产方法，其特征在于，包括铝锭和其它原料配料、熔炼铸造铝合金圆锭、浇铸与锯切、退火处理、挤压成型、静电粉末喷涂、烘烤的步骤，具体步骤如下：（1）铝锭和其它原料配料

按下列重量份原料：60-70铝锭、30-40回收的铝型材废品和其它废铝、5-10纳米氧化铝粉、5-10纳米陶瓷粉末进行配比；

（2）熔炼铸造铝合金圆锭

先将铝锭、锌锭、铜锭、回收的铝型材废品和其它废铝投入熔炼炉进行熔炼，待其成为熔融状态时，加入纳米氧化铝粉和纳米陶瓷粉末，使之均匀散布，然后投入适量AlTiB晶粒细化剂进行精炼，最后通过除气、扒渣将熔体内的杂渣、气体有效除去；检测并通过控制合金元素添加量，使得其中各元素的质量百分含量为：Si ≤0.12%、Mg 1.9-2.6%、Fe ≤0.15%、Cu 2.0-2.6%、Mn ≤0.10%、Cr ≤0.04%、Zn 5.7-6.7%、Ti≤0.06%、Zr0.08-0.15%、其他元素合计≤0.15%、其余为Al；

（3）浇铸与锯切

浇铸前将熔炼好的铝液静置20-30分钟，把铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铝圆锭的型号，冷却至常温，然后根据需要将铝圆锭锯切成一定的长度；

（4）退火处理

铝圆锭锯切后进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至300-320℃下，保温2-3小时，每小时70-90℃升温加热至520-550℃下保温6-8小时，然后空气冷却，再每小时

60-80℃升温加热至360-380℃，并保温度5-6小时；再降温至150-180℃下保温3-4小时；

（5）挤压成型

将圆锭加热至450-460℃，保温2-3小时，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度220-240℃，挤压速度10-12米/分钟；风冷型材表面温度至

110-130℃后，放入0-5℃水中进行淬火处理1-2分钟，水温升高后向其中加冰块保持水温；

最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在120-130℃下保温3-4小时；

（6）静电粉末喷涂

铝合金型材基材经脱脂剂清洗、铬化剂铬化预处理后，通过喷枪将静电粉末涂料喷在铝合金型材上；

（7）烘烤

将喷涂粉末涂料后的铝合金型材置于135-150℃的固化炉内20-30分钟，烘干完毕后即得7050铝合金型材。

2.根据权利要求1所述的粉末喷涂铝合金型材的生产方法，其特征在于，所述的纳米氧化铝粉的细度为2-4 nm。

3.根据权利要求1所述的粉末喷涂铝合金型材的生产方法，其特征在于，所述的纳米陶瓷粉末由下列重量份原料：2-5石英石、2-5重晶石、5-10白云石、5-10海泡石经破碎、粉碎和筛选工序后，在600-700℃下烧损4-5小时，最后研磨成纳米粉末，所述纳米陶瓷粉末的细度为3-5 nm。

说明书

粉末喷涂铝合金型材的生产方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种粉末喷涂7050铝合金型材的生产方法，属于铝合金材料加工技术领域。

[0002] 背景技术

[0003] 7050系铝合金主要合金元素是锌,属于高强度可热处理合金，具有极高的强度及抗剥落腐蚀和抗应力腐蚀断裂的性能。广泛应用于飞机结构件用于中厚板 挤压件、自由锻打件与模锻件。目前，由5025铝合金加工成的型材还具有综合性能不稳定，抗剥落性差等缺点。

[0004] 发明内容

[0005] 本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种粉末喷涂7050铝合金型材的生产方法，提高铝合金型材的综合性能。

[0006] 本发明采用的技术方案如下：

[0007] 粉末喷涂7050铝合金型材的生产方法，其特征在于，包括铝锭和其它原料配料、熔炼铸造铝合金圆锭、浇铸与锯切、退火处理、挤压成型、静电粉末喷涂、烘烤等步骤，具体步骤如下：

[0008] （1）铝锭和其它原料配料

[0009] 按下列重量份原料：60-70铝锭、30-40回收的铝型材废品和其它废铝、5-10纳米氧化铝粉、5-10纳米陶瓷粉末进行配比；

[0010] （2）熔炼铸造铝合金圆锭

[0011] 先将铝锭、锌锭、铜锭、回收的铝型材废品和其它废铝投入投入熔炼炉进行熔炼，待其成为熔融状态时，加入纳米氧化铝粉和纳米陶瓷粉末，使之均匀散布，然后投入适量AlTiB晶粒细化剂进行精炼，最后通过除气、扒渣将熔体内的杂渣、气体有效除去；检测并通过控制合金元素添加量，使得其中各元素的质量百分含量为：Si ≤0.12%、Mg
1.9-2.6%、Fe ≤0.15%、Cu 2.0-2.6%、Mn ≤0.10%、Cr ≤0.04%、Zn 5.7-6.7%、Ti≤0.06%、Zr0.08-0.15%、其他元素合计≤0.15%、其余为Al；

[0012] （3）浇铸与锯切

[0013] 浇铸前将熔炼好的铝液静置20-30分钟，把铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铝圆锭得型号，冷却至常温，然后根据需要将铝圆锭锯切成一定的长度；

[0014] （4）退火处理

[0015] 铝圆锭锯切后进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至300-320℃下，保温2-3小时，每小时70-90℃升温加热至520-550℃下保温6-8小时，然后空气冷却，再每小时
60-80℃升温加热至360-380℃，并保温度5-6小时；再降温至150-180℃下保温3-4小时；

[0016] （5）挤压成型

[0017] 将圆锭加热至450-460℃，保温2-3小时，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度220-240℃，挤压速度10-12米/分钟；风冷型材表面温度至110-130℃后，放入0-5℃水中进行淬火处理1-2分钟，水温升高后向其中加冰块保持水温；
最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在120-130℃下保温3-4小时；

[0018] （6）静电粉末喷涂

[0019] 铝合金型材基材经脱脂剂清洗、铬化剂铬化等预处理后，通过喷枪将静电粉末涂料喷在铝合金型材上；

[0020] （7）烘烤

[0021] 将喷涂粉末涂料后的铝合金型材置于135-150℃的固化炉内20-30分钟，烘干完毕后即得本发明7050铝合金型材。

[0022] 所述的纳米氧化铝粉的细度为2-4 nm。

[0023] 所述的纳米陶瓷粉末由下列重量份原料：2-5石英石、2-5重晶石、5-10白云石、5-10海泡石经破碎、粉碎和筛选工序后，在600-700℃下烧损4-5小时，最后研磨成纳米粉末，所述纳米陶瓷粉末的细度为3-5 nm。

[0024] 本发明原料配料中添加了废铝材料，由于废铝材料经过一次冶炼，其成分稳定，故不发明配方中增加废铝材料有利于铝型材性能稳定，减少了铝液冶炼时出现没有检测的材料影响铝型材质量的可能性；调整铝材配方中有关成分的用量比例，增加了铝合金的强度和硬度，有利于提高铝合金型材的综合性能；退火处理、淬火处理、校直处理等步骤，增加了铝材料的内部组织的均匀性与晶粒的细化，大大改善了铝合金型材的质量与加工性能；对铝合金型材表面进行铬化处理，提高了铝合金型材表面氧化膜的抗腐蚀能力和铝合金型材与涂层的结合力。

附图说明

[0025] 图1为粉末喷涂铝合金型材生产线工艺流程图。

[0026] 图2为静电粉末喷涂前预处理工序工艺流程图。

具体实施方式

[0027] 下面结合施例对本发明作进一步描述，但不局限于下列实施例。

[0028] 实施例1

[0029] （1）铝锭和其它原料配料

[0030] 按下列重量份原料：60份铝锭、40份回收的铝型材废品和其它废铝、5份纳米氧化铝粉、10份纳米陶瓷粉末进行配比；

[0031] （2）熔炼铸造铝合金圆锭

[0032] 先将铝锭、锌锭、铜锭、回收的铝型材废品和其它废铝投入投入熔炼炉进行熔炼，待其成为熔融状态时，加入纳米氧化铝粉和纳米陶瓷粉末，使之均匀散布，然后投入适量AlTiB晶粒细化剂进行精炼，最后通过除气、扒渣将熔体内的杂渣、气体有效除去；检测并通过控制合金元素添加量，使得其中各元素的质量百分含量为：Si ≤0.12%、Mg
1.9-2.6%、Fe ≤0.15%、Cu 2.0-2.6%、Mn ≤0.10%、Cr ≤0.04%、Zn 5.7-6.7%、Ti≤0.06%、Zr0.08-0.15%、其他元素合计≤0.15%、其余为Al；

[0033] （3）浇铸与锯切

[0034] 浇铸前将熔炼好的铝液静置30分钟，把铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铝圆锭得型号，冷却至常温，然后根据需要将铝圆锭锯切成一定的长度；

[0035] （4）退火处理

[0036] 铝圆锭锯切后进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至300℃下，保温3小时，每小时70℃升温加热至520℃下保温6小时，然后空气冷却，再每小时60℃升温加热至360℃，并保温度5小时；再降温至150℃下保温3小时；

[0037] （5）挤压成型

[0038] 将圆锭加热至450℃，保温3小时，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度220℃，挤压速度10米/分钟；风冷型材表面温度至110℃后，放入2℃水中进行淬火处理2分钟，水温升高后向其中加冰块保持水温；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在120℃下保温3小时；

[0039] （6）静电粉末喷涂

[0040] 铝合金型材基材经脱脂剂清洗、铬化剂铬化等预处理后，通过喷枪将静电粉末涂料喷在铝合金型材上；

[0041] （7）烘烤

[0042] 将喷涂粉末涂料后的铝合金型材置于135℃的固化炉内30分钟，烘干完毕后即得本发明7050铝合金型材。

[0043] 所述的纳米氧化铝粉的细度为3 nm。

[0044] 所述的纳米陶瓷粉末由下列重量份原料：3石英石、3重晶石、5白云石、5海泡石经破碎、粉碎和筛选工序后，在700℃下烧损5小时，最后研磨成纳米粉末，所述纳米陶瓷粉末的细度为5 nm。

[0045] 经检测，产物化学成分为：Si 0.0986%、Mg 2.25%、Fe 0.0674%、Cu 2.354%、Mn0.0451%、Cr 0.0246%、Zn 6.342%、Ti 0.0275%、Zr 0.0976%、其他元素合计 0.0768%、其余为Al；力学性能为：抗拉强度为348MPa，屈服强度为254MPa，延伸率为17.1%；表面性能为：单件局部膜厚28μm，落砂试验磨耗系数563 g/μm，滴碱试验 145s。

[0046] 实施例2

[0047] （1）铝锭和其它原料配料

[0048] 按下列重量份原料：70份铝锭、30份回收的铝型材废品和其它废铝、10份纳米氧化铝粉、10份纳米陶瓷粉末进行配比；

[0049] （2）熔炼铸造铝合金圆锭

[0050] 先将铝锭、锌锭、铜锭、回收的铝型材废品和其它废铝投入投入熔炼炉进行熔炼，温度控制在750℃，待其成为熔融状态时，加入纳米氧化铝粉和纳米陶瓷粉末，使之均匀散布，然后投入适量AlTiB晶粒细化剂进行精炼，其中各元素的质量百分含量为：Si ≤0.12%、Mg 1.9-2.6%、Fe ≤0.15%、Cu 2.0-2.6%、Mn ≤0.10%、Cr ≤0.04%、Zn 5.7-6.7%、Ti≤0.06%、Zr 0.08-0.15%、其他元素合计≤0.15%、其余为Al，最后通过除气、扒渣将熔体内的杂渣、气体有效除去；

[0051] （3）浇铸与锯切

[0052] 浇铸前将熔炼好的铝液静置30分钟，把铝液通过熔炼炉的放水孔经铝槽进入结晶器，铸造出所需要的铝圆锭得型号，冷却至常温，然后根据需要将铝圆锭锯切成一定的长度；

[0053] （4）退火处理

[0054] 铝圆锭锯切后进行均匀化退火处理，具体过程如下：先升温至320℃下，保温3小时，每小时90℃升温加热至550℃下保温8小时，然后空气冷却，再每小时80℃升温加热至380℃，并保温度6小时；再降温至180℃下保温4小时；

[0055] （5）挤压成型

[0056] 将圆锭加热至460℃，保温3小时，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度240℃，挤压速度12米/分钟；风冷型材表面温度至130℃后，放入0℃水中进行淬火处理2分钟，水温升高后向其中加冰块保持水温；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在130℃下保温4小时；

[0057] （6）静电粉末喷涂

[0058] 铝合金型材基材经脱脂剂清洗、铬化剂铬化等预处理后，通过喷枪将静电粉末涂料喷在铝合金型材上；

[0059] （7）烘烤

[0060] 将喷涂粉末涂料后的铝合金型材置于150℃的固化炉内20分钟，烘干完毕后即得本发明7050铝合金型材。

[0061] 所述的纳米氧化铝粉的细度为3 nm。

[0062] 所述的纳米陶瓷粉末由下列重量份原料：5石英石、5重晶石、10白云石、10海泡石经破碎、粉碎和筛选工序后，在700℃下烧损5小时，最后研磨成纳米粉末，所述纳米陶瓷粉末的细度为5 nm。

[0063] 经检测，产物化学成分为：Si 0.121%、Mg 2.37%、Fe 0.0712%、Cu 2.387%、Mn0.0491%、Cr 0.0308%、Zn 6.735%、Ti 0.0289%、Zr 0.0113%、其他元素合计 0.0827%、其余为Al；力学性能为：抗拉强度为355MPa，屈服强度为262MPa，延伸率为17.6%；表面性能为：单件局部膜厚29μm，落砂试验磨耗系数571 g/μm，滴碱试验 152s。