建筑铝型材性能和连续卧式铝型材加工热处理技术

建筑铝型材是由铝和铝合金材料制的建筑材料。通常是先加工成铸造品、锻造品以及箔、板、带、管、棒、型材等后，再经冷弯、锯切、钻孔、拼装、上色等工序而制成。

建筑铝型材性能

纯铝强度低，其用途受到限制。但加入少量的一种或几种合金元素，如镁、硅、锰、铜、锌、铁、铬、钛等，即可具有不同性能的铝合金。铝合金再经冷加工和热处理，进一步和硬化，其抗拉强度提高。

铝的标准电位是-1.67伏，化学性质很活泼,易与空气中的氧作用而形成一层牢固致密的氧化膜，所以在普通的大气和清洁的水中，铝具有良好的性。但与钢或其他金属材料接触时会产生电化腐蚀，在潮湿的环境中与混凝土、水泥砂浆、石灰等碱性材料接触时会产生腐蚀,与木材、土壤等接触时也会产生腐蚀。因此,需进行适当的处理。

建筑铝型材生产方法

铝合金按其生产方式不同，分为铸造铝合金和变形铝合金两大类。建筑上一般采用变形铝合金，用以轧成板、箔、带材，挤压成棒、管或各种复杂形状的型材。变形铝合金按其性能、用途不同，分为防锈铝合金、硬铝、超硬铝和铝等。建筑中一般采用工业纯铝(L1～L1)、防锈铝合金（LF2、LF21等）及锻铝(LD2)等。

特点和用途铝和铝合金的   大特点，   先是其容重约为钢的1/3,而比强度（强度   与比重的比值）则可达到或超过结构钢。其次，铝和铝合金易于加工成各种形状，能适应各种连接工艺，从而为建筑结构采用   经济合理的断面形式提供有利条件。所以，采用铝合金不仅可以减轻建筑物的重量，节省材料，而且还可减少构件的运输、安装工作量，加快施工进度。这对于地震区及交通不便的山区和边远地区，其经济效果   为显著。铝和铝合金色泽美观，性好，对光和热的反射率高，吸声性能好，通过化学及电化学的方法可获得各种不同的颜色。所以铝材广泛用于工业与民用建筑的屋面、墙面、门窗、骨架、内外装饰板、天花板、吊顶、栏杆扶手、室内家具、商店货柜以及施工用的模板等。

建筑业是铝材的三大主要市场之一，世界上铝总产量的20％左右用于建筑业，一些工业发达   的建筑业，其用铝量已占其总产量的30％以上。近年来，建筑铝材的产品不断   新，彩色铝板、复合铝板、复合门窗框、铝合金模板等新颖建筑制品的应用也在逐年增加。中国已在工业与民用建筑中应用铝合金制作屋面、墙面、门窗等，并逐渐扩及内外装饰、施工用模板等，已取得良好效果。

连续卧式铝型材加工热处理技术

1、喷射加热技术

在加热炉内铝板由上下分布的空气喷嘴系统进行均匀地加热，喷射速度为30～70m/s，加热速率为1mm/min，喷射加热与其它加热相比可以提高传热系数，达到升温的目的。同时，均匀排列的喷嘴和   地空气导流可以   小的温度允差。为了达到   佳效果，要合理设计喷嘴的角度、排列、大小和多少；高温高压高流率风机，   的循环系统以及的密封系统。

2、喷射冷却技术

为了使固溶热处理效果   好，卧式炉采用喷射冷却技术代替立式水槽淬火。主要特点是高压大流量喷水系统是喷射冷却的主体，移动式喷嘴可满足不同尺寸规格铝板淬火的要求；上下喷嘴与铝板之间的距离，水和铝板的接触点位置，上下喷水的一致性，喷嘴的形状、角度等是能否铝板冷却、冷却变形小的关键。

3、传动技术

连续固溶热处理铝板的   关键技术就是如何在整个热处理过程中，铝板不划伤，无压痕和镶嵌物，保持铝板的表面光滑。传动刷辊既可铝板表面质量，又可铝板与辊子之间有热空气流动，铝板任意点加热均匀。另外，分段传动时的变频调速、摆动传动、伺服同步传动等都是影响铝板表面质量的关键因素。

在设备的组成上，均热生产线一般由多台均热炉、冷却室、装卸料台、复合装卸料车、电控系统组成，采用电加热或火焰加热。在结构上和操作上虽然与前面所述周期式均匀化炉有很多类似之处，但为了圆铝锭的各项热处理参数，同时也是为了达到某种热处理形式所要求的效果，在设备的设计上还需要注意以下方面：

①热处理能力

如何合理的利用空间，   大限度的发挥炉子的热处理能力，这是炉子优化设计的主要内容。通常用于挤压型材铝锭的品种规格比较多，直径从85～400不等，一般来说，对于同一种均热炉，铝锭的直径愈大，长度愈长，装炉量愈大，生产能力也就愈大。为了合理安排产量，   先我们要了解产品的生产大纲和规格，既要考虑炉子的生产率，又要考虑炉子的使用率，同时兼顾炉子的规模、造价和成本。在一种炉型上兼顾处理长棒料和短棒料两种料时，合理安排装炉量   显得尤为重要。

②均匀化时间

这是工艺问题也是生产能力问题。均匀化时间根据铝型材加工牌号而定，一般为4～6h(不含升温时间)。小于这个时间，会造成产品晶粒不均匀，型材的性能出现质量问题，影响成材率。大于这个时间，会造成二次晶粒长大和生产能力降低等问题。

③冷却

铝锭均热后冷却有两个目的：   是降温，提高炉组的生产率；   是铝锭的挤压性能。由于铝锭的挤压性能受冷却速率影响甚大，因此要根据铝锭的品种、长短配备不同类型的冷却设备，以满足各种铝锭均匀化的需要，冷却通常分为水冷、气冷和水气混合冷却。在冷却过程中，既要铝锭、均匀的冷却，又要减少铝锭的变形。冷却速率的控制很重要，可以采用喷射冷却反馈技术，通过流量、压力和温度的反馈控制达到上述目的。

④复合装卸料车的转移与自动对位

铝锭均热生产线一般配备多台炉组和冷却室、装料台等，复合装卸料车可实现炉料在炉子、冷却室和装料台之间的相互转移。为了实现生产线的全自动化操作，要求复合装卸料车具有自动准确的寻址功能(自动对位)、防惯性功能和与炉子的连接功能。根据工艺要求，复合装卸料车可分为二维、三维和可逆复合装卸料车等几种类型，特点是炉外停放，减少炉子的能耗、一机多用、异地操作、简单方便、运行平稳   。

周期式均热炉一般以炉组形式出现，采用复合装卸料车对每台炉子进行加料和转移，另外还需配备大型的翻锭机构，在实际操作时，由天车与翻锭机构配合，将铝锭转移到复合装卸料车上，然后由它向各炉子加料和卸料。炉子上配备有大风量的对流循环系统和的温控系统，铝锭在均匀化时各部位温度均匀，这种炉子一般装炉量为30～60t。

为了这种炉型铝锭加热后的均匀化效果，   的控制固相线下温度、温度均匀性和均热时间。因炉体温度相对退火炉较高，所以对风机的材质提出了较高的要求。另外，对循环系统、炉门密封和防止变形、炉内支撑受力的状态等，也是我们在结构设计上考虑的问题。