铝合金建筑型材是铝合金玻璃幕墙的主材,目前使用的主要是6061(30号锻铝)和6063、6063A(31号锻铝)高温挤压成型、快速冷却并人工时效(T5)[或经固溶热处理(T6)]状态的型材,经阳极氧化(着色)、或电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳化喷涂表面处理。
GB/T5337—2000对铝合金建筑型材的质量作了规定。
化学成份
国家标准《变形铝及铝合金化学成份》GB/T3190—1996的规定见下表。
牌号 | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Ti | 其 他 | AL | |
单个 | 合计 | ||||||||||
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 |
化学成份是决定材料各项性能的关键因素.为了获得良好的挤压性能、优质的表面处理性能、适宜的力学性能、满意的表面质量和外观装饰效果,必须严格控制合金化学成份。
6063合金的化学元素含量范围比较宽,由于各元素在合金中所起的作用不同,因此必须考虑合金中各元素的含量及其互相关系的搭配,才能保证获得较为理想的各项性能及较好的经济效益。
主要合金元素是镁、硅,主要强化相是Mg2Si。要保证合金中的Mg2Si总量不少于0.75%,且Mg2Si得到充分溶解,合金力学性能就完全能满足GB/T5237—2000标准中的要求。Mg2Si在基体铝中的溶解度是与合金中镁的含量有关的,Mg2Si中镁、硅质量可分比1.73:1,如果Mg2/Si>1.73,镁过剩,过剩的镁将显著降低Mg2Si在固态铝中的溶解度,削弱Mg2Si的强化效果;Mg/S<1.73,硅过剩,对Mg2Si的溶解度影响很小,基本不会削弱Mg2Si的强化效果。
铁是主要什质元素,是对氧化着色质量影响最大的元素,随着铁元素的升高,阳极氧化膜的光泽度暗,透明度减弱,铝型材表面的光亮度显著降低,影响美观,含铁高的型材是不宜氧化着色的。
另外,由于铁、硅形成的化合物有较强的热缩性,容易使铸锭产生裂纹,特别是Fe<Si时,容易在晶界上形成低溶点的三元共晶体,热脆性更大。而当Fe>Si时,则产生熔点较高的包晶反应,提高了脆性区的温度下限,能降低热裂倾向。因此,应首先控制好镁、硅、铁三元素的含量及相互关系,既保证合金中能够形成足够的Mg2Si强化相,又保证有一定量的硅过剩,且过剩量小于合金中铁含量,合金中的铁含量还不能影响到氧化着色的质量。这样,使得合金既有一定强度,又降低了产生裂纹的倾向,同时,氧化着色的质量也不会降低。
其他什质元素虽然对铝型材性能的影响相对小一些,但也不可忽视。除铜以外的其他什质元素含量超过规定值时,都对铝型材的表面质量有不同程度的影响。
铜虽然对提高合金的强度有一定作用,但对耐蚀性有不利影响,锰、铬对提高合金的耐蚀性有帮助,锰还可以提高合金的强度,铬则有抑制Mg2Si相在晶界的折出,能延缓自然时效过程,提高人工时效后的强度的作用,但锰、铬含量高时,会使铝型材氧化膜色泽偏黄,着色效果差。钛在铝合金中起细化晶粒,减少热裂倾向,提高伸长率的作用,但含量超过0.10%时也会对铝型材的着色质量有较大的影响。这几种什质元素的含量应控制在规定的0.10%以下,才不会对铝型材的性能有太大影响。
综合考虑6063合金比较理想的化学成份为:(%)
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
按照这个化学成份,Mg+Si≥0.80%,且过剩的硅量小于铁含量,铁、锌、铜、钛、锰、铬的含量也较低,对氧化的质量不会有太大的影响。可以保证合金有良好的挤压性能,又可以保证型材有良好的力学性能和氧化膜质量及表面质量,同时也不会造成合金元素的浪费。
铝合金建筑型材物理性能
铝合金建筑型材物理性能。
弹性模量 (Mpa) | 线胀系数α (以每摄氏度计) | 密度 (kg/M3) | 泊松比 ν |
7×104 | 2.35×10-5 | 2710 | 0.33 |
材质标准
GB/T5237.1—2000对铝合金建筑型材—基材的质量作了规定。
1.型材的合金牌号、表面处理应符合下表的规定 。
牌 号 | 供应状态 | 表面处理方式 |
6061(LD30) | T4(CZ)、T6(CS) | 阳极氧化(银白色);电解着色;有机着色;阳极氧化加电泳涂漆;阳极氧化、电解着色加电泳涂漆;粉末喷涂;氟碳漆喷涂 |
6063(LD31) | T5(RCS)、T6(CS) | |
6063A | T5(RCS)、T6(CS) |
2.型材尺寸允许偏差分为普精级、高精级和超高精级。
高级精 mm
高级精 mm