鋁合金建筑型材是鋁合金玻璃幕墻的主材,目前使用的主要是6061(30號鍛鋁)和6063、6063A(31號鍛鋁)高溫擠壓成型、快速冷卻并人工時效(T5)[或經固溶熱處理(T6)]狀態的型材,經陽極氧化(著色)、或電泳涂漆、粉末噴涂、氟碳化噴涂表面處理。
GB/T5337—2000對鋁合金建筑型材的質量作了規定。
化學成份
國家標準《變形鋁及鋁合金化學成份》GB/T3190—1996的規定見下表。
牌號 | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Ti | 其 他 | AL | |
單個 | 合計 | ||||||||||
6061 LD30 | 0.4— 0.8 | 0.7 | 0.15— 0.4 | 0.15 | 0.8— 1.2 | 0.04— 0.35 | 0.25 | 0.15 | 0.05 | 0.15 | 余量 |
6063 LD31 | 0.2— 0.6 | 0.35 | 0.10 | 0.10 | 0.45— 0.9 | 0.10 | 0.10 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | 余量 |
6063A | 0.3— 0.6 | 0.15— 0.35 | 0.10 | 0.15 | 0.6— 0.9 | 0.05 | 0.15 | 0.10 | 0.05 | 0.15 | 余量 |
化學成份是決定材料各項性能的關鍵因素.為了獲得良好的擠壓性能、優質的表面處理性能、適宜的力學性能、滿意的表面質量和外觀裝飾效果,必須嚴格控制合金化學成份。
6063合金的化學元素含量范圍比較寬,由于各元素在合金中所起的作用不同,因此必須考慮合金中各元素的含量及其互相關系的搭配,才能保證獲得較為理想的各項性能及較好的經濟效益。
主要合金元素是鎂、硅,主要強化相是Mg2Si。要保證合金中的Mg2Si總量不少于0.75%,且Mg2Si得到充分溶解,合金力學性能就完全能滿足GB/T5237—2000標準中的要求。Mg2Si在基體鋁中的溶解度是與合金中鎂的含量有關的,Mg2Si中鎂、硅質量可分比1.73:1,如果Mg2/Si>1.73,鎂過剩,過剩的鎂將顯著降低Mg2Si在固態鋁中的溶解度,削弱Mg2Si的強化效果;Mg/S<1.73,硅過剩,對Mg2Si的溶解度影響很小,基本不會削弱Mg2Si的強化效果。
鐵是主要什質元素,是對氧化著色質量影響最大的元素,隨著鐵元素的升高,陽極氧化膜的光澤度暗,透明度減弱,鋁型材表面的光亮度顯著降低,影響美觀,含鐵高的型材是不宜氧化著色的。
另外,由于鐵、硅形成的化合物有較強的熱縮性,容易使鑄錠產生裂紋,特別是Fe<Si時,容易在晶界上形成低溶點的三元共晶體,熱脆性更大。而當Fe>Si時,則產生熔點較高的包晶反應,提高了脆性區的溫度下限,能降低熱裂傾向。因此,應首先控制好鎂、硅、鐵三元素的含量及相互關系,既保證合金中能夠形成足夠的Mg2Si強化相,又保證有一定量的硅過剩,且過剩量小于合金中鐵含量,合金中的鐵含量還不能影響到氧化著色的質量。這樣,使得合金既有一定強度,又降低了產生裂紋的傾向,同時,氧化著色的質量也不會降低。
其他什質元素雖然對鋁型材性能的影響相對小一些,但也不可忽視。除銅以外的其他什質元素含量超過規定值時,都對鋁型材的表面質量有不同程度的影響。
銅雖然對提高合金的強度有一定作用,但對耐蝕性有不利影響,錳、鉻對提高合金的耐蝕性有幫助,錳還可以提高合金的強度,鉻則有抑制Mg2Si相在晶界的折出,能延緩自然時效過程,提高人工時效后的強度的作用,但錳、鉻含量高時,會使鋁型材氧化膜色澤偏黃,著色效果差。鈦在鋁合金中起細化晶粒,減少熱裂傾向,提高伸長率的作用,但含量超過0.10%時也會對鋁型材的著色質量有較大的影響。這幾種什質元素的含量應控制在規定的0.10%以下,才不會對鋁型材的性能有太大影響。
綜合考慮6063合金比較理想的化學成份為:(%)
Mg:0.45—0.55; Si:0.35—0.45; Mg/Si=1.3—1.4; Fe:0.15—0.20
Zn<0.10 Ti<0.10 Cu<0.10 Mn<0.10 Cr<0.10
按照這個化學成份,Mg+Si≥0.80%,且過剩的硅量小于鐵含量,鐵、鋅、銅、鈦、錳、鉻的含量也較低,對氧化的質量不會有太大的影響。可以保證合金有良好的擠壓性能,又可以保證型材有良好的力學性能和氧化膜質量及表面質量,同時也不會造成合金元素的浪費。
鋁合金建筑型材物理性能
鋁合金建筑型材物理性能。
彈性模量 (Mpa) | 線脹系數α (以每攝氏度計) | 密度 (kg/M3) | 泊松比 ν |
7×104 | 2.35×10-5 | 2710 | 0.33 |
材質標準
GB/T5237.1—2000對鋁合金建筑型材—基材的質量作了規定。
1.型材的合金牌號、表面處理應符合下表的規定 。
牌 號 | 供應狀態 | 表面處理方式 |
6061(LD30) | T4(CZ)、T6(CS) | 陽極氧化(銀白色);電解著色;有機著色;陽極氧化加電泳涂漆;陽極氧化、電解著色加電泳涂漆;粉末噴涂;氟碳漆噴涂 |
6063(LD31) | T5(RCS)、T6(CS) | |
6063A | T5(RCS)、T6(CS) |
2.型材尺寸允許偏差分為普精級、高精級和超高精級。
高級精 mm
高級精 mm