改進型3004鋁合金及其制備方法、其制成的保溫門板和工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及改進型3004鋁合金從材料配方、工藝制作至其制成的鋁型材的用途技 術領域，特別是涉及改進型3004鋁合金及其制備方法、其制成的保溫門板及工藝。
【背景技術】
[0002] 3004鋁合金，其成分為Si(硅）<0.30%，Fe(鐵）<0.70%，Cu(銅）0·25%，Μη(錳） 1 · 00%~1 · 50%，Mg(鎂)0 · 80%~1 · 30%，Ζη(鋅）0 · 25%，雜值總和 < 0 · 15%(單個 < 0 · 05%)，余量 Α1(鋁）。起源于美國鋁業學會，后逐漸被世界各國推廣使用，逐漸形成國際標準ISO 209: 2007，我國標準GB/T 3190-2008以之想對應。此3004鋁合金，屬于A1 (鋁)-Mn(錳)-Mg(鎂)系 變形鋁合金，主要合金元素為Μη和Mg。此系列鋁合金具有很好的加工性能、焊接性能、抗氧 化和抗腐蝕性能，被廣泛應用于食品飲料、建筑材料等行業。
[0003] 但是由于此合金材料的強度相對較低，且不能進行熱處理強化，為了使產品具有 較高的強度，只能進行加工硬化處理，由于產品在進行加工硬化時，導致材料內部存在較大 的殘余應力，產品在具有較強的腐蝕性環境中，容易出現先發生局部腐蝕等現象；同時材料 的強度較低，也限制了產品的使用范圍。在保持材料具有較好的加工性能的同時，進一步使 此材料具有更廣泛的用途，很多企業都在從事對此材料進行改性等相關研究工作。在不改 變材料的抗氧化、耐腐蝕性能的同時，使材料具有更高的強度，且加工性能更優化。現代建 筑業的快速精美，特別是現代建筑業中的工房屋建造，需要具備輕量化、簡便、快速建造和 拆卸的要求，在保證材料具有較好的裝配特性時，產品還要具有反復可拆卸的特點。
[0004] 特別的，對于在海洋氣候環境以及高原氣候環境下，海洋氣候環境降水量的季節 分配比較均勻，降水日數多，但強度小。高原氣候條件，寒冷干燥、日照時間長，太陽輻射強， 晝夜溫差大。總體上來說這兩種氣候環境溫度、濕度以及太陽輻射強度變換頻繁，將現有的 3004鋁合金材料制作的門窗，容易受到這兩種環境氣候的腐蝕，使用壽命不長。此外由于鋁 合金質量較為輕薄，直接使用其制成的鋁門，一方面容易變形，另一方面難以應付寒冷和大 風天氣，即使鋁合金耐腐蝕，但是其抗寒能力仍然較差。
【發明內容】
[0005] 為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了改進型3004鋁合金及其制備方法、 其制成的保溫門板及工藝，其目的在于提供一種改進型3004鋁合金配方及工藝制作方法， 使其以較為低廉的成本以及較高的壽命，使用在保溫門板結構中，從而達到提高3004系列 鋁合金在建筑鋁型材中的使用強度以及抗腐蝕的性能，使其適合于海洋氣候以及高原環境 使用的鋁保溫門板。
[0006] 本發明所采用的技術方案是：改進型3004鋁合金配方，其配方按重量百分比％計 算，具體含量成分包括： Si： <0.30% Fe： < 0.70% Cu:0·50%~1 ·00% Μη:1.00%~1.50% Mg:1.50%~2.50% Ζη:0.50%~1.50% 雜質總和< 0.15%(單個雜質< 0.05%);余量A1。本發明的改進型3004鋁合金是在原配 方上，對合金中的Cu、Mg和Zn元素進行微調，使得其具有更高的強度和抗氧化、腐蝕性能，并 且制造工藝簡單、價格相對較低。
[0007] 本發明的進一步改進在于，在包括上述含量的基礎上，該改性合金在熔煉的后期， 還需加入鋯Zr和/或鍶Sr金屬元素，改善合金的凝固結晶方式，生產的合金錠內部晶粒組織 細密、均勻;合金鑄錠材料在后繼變形加工中，加工更容易，不容易出現缺陷，以提升材料的 性能，其中Zr的有效含量為0.10%~0.20%，Sr的有效含量為0.05%~0.15%。同時，改進型 3004鋁合金的表面抗氧化性得到進一步的提升。
[0008] 制備改進型3004鋁合金的工藝方法，采用天然氣爐熔煉工藝，并通過對合金成分 進行優化控制和改進;包括如下步驟： S101，鋁合金3004材料熔化:把直接從市場購買來的合格的3004鋁合金鑄錠，在預烘烤 爐加熱到240°C~270°C，將其投入天然氣爐熔化，其中合金錠的熔化溫度為715°C~735°C; S102，加入配置好的覆蓋劑:在合金逐漸熔化的過程中，分至少3次逐漸加入配置好的 覆蓋劑NaCl和KC1，其中NaCl和KC1配比為1:1; S103，熔化完成后，光譜分析材料成分，根據材料實際成分，按照上述材料成分加入A1-Cu、Al-Mg和Al-Zn中間合金，熔化后光譜分析檢查材料成分，滿足上述要求； S104，調整熔化爐溫度，使合金液溫度到達740°C~750°C，對鋁合金熔液進行精煉處 理，精煉劑為N2-C12混合氣體，時間8~10分鐘，除去表面的浮渣； S105,合金液溫度降低至715°C~735°C，加入變質劑Al-Zr和/或Al-Sr中間合金，并用 勺子輕微攪動合金液，攪動時，不能破開合金液表面的覆蓋劑； S106，合金液成分光譜分析； S107,成分合格后，合金液靜置并降溫到達700°C~710°C，進行合金液半連續鑄造錠 還，厚度為7〇_~80mm; S108，性能測試:對合金錠加工成型材，進行室溫板材拉伸性能測試。
[0009] 本發明的進一步改進在于，步驟S1的鋁合金3004材料熔化過程中，將其預烘烤爐 加熱到250-260°C，將其投入天然氣爐熔化，其中合金錠的熔化溫度為720°C~730°C。
[0010] 步驟S5中合金液溫度降低至720°C~730°C，加入變質劑Al-Zr和/或Al-Sr中間合 金，并用勺子輕微攪動合金液，攪動時，不能破開合金液表面的覆蓋劑。
[0011]基于改進型3004鋁合金的保溫門板，包括通過工字形連接件固連在一起的若干個 鋁板單元，每一個鋁板單元包括對稱地設置在脊梁左右兩側的左、右支撐部，左支撐部和右 支撐部相對于脊梁的底部分別傾斜向下設置;脊梁包括左右對稱設置的左、右階梯部，和設 置在其底部的空腔;每一個左階梯部和右階梯部分別設有不少于三個的臺階單元，每一個 臺階單元向外突出的邊緣部設有倒角或者拔模角;左支撐部和右支撐部上分別設置有若干 根增強筋；每一個增強筋底部設有增強腔，每一個鋁板單元的脊梁的空腔內設有填充物 一，每一根增強筋的增強腔內設有填充物二;位于填充物一和填充物二的底部還設有護板。 本發明的保溫門板直接將改進型3004鋁合金制成的鋁板單元作為保溫門板的主體支撐結 構，并將該鋁板單元設置在成包括沿左右階梯脊梁對稱的傾斜的左、右支撐部和，每一個左 支撐部和右支撐部表面分別設有若干增強筋，每一個增強筋底部設有增強腔，增強和脊梁 的空腔內分別設有填充物一和填充物而，一方面是用來起到輔助支撐鋁板單元的重量的， 另一方面也起到保溫和隔熱的效果;最后本發明在填充物的底部設置護板，對填充物起到 保護作用，同時對整個結構起到支撐的作用，具有較好的使用效果。本發明的結構，相對于 現有技術，其結構簡單，僅僅使用鋁型材、填充物和護板便制成保溫門板，在其安裝使用時， 節省了工序和物料。并且，該保溫門板使用鋁材支撐其外立面，可以起到很好的抗氧化、耐 腐蝕性能，適合海洋或者高原的氣候環境使用，具有較長的使用壽命。此外，使用改進型 3004鋁合金制成的鋁型材，相對與相對于現有的鋁材，具有較高的強度，故而其支撐性能也 較強。
[0012] 本發明的進一步改進