超耐候彩色铝合金型材及其制造方法.pdf

本发明涉及一种超耐候彩色铝合金型材及其制造方法，基材的成分配比为：AlMgSi0.5－F22合金，按Mg/Si＝1.73，其中Mg(0.50－0.75％)、Si(0.35－0.50％)、Fe(＜0.3％）、Cu(＜0.1％）、Mn(＜0.1％）、Cr(＜0.1％）、Zn(＜0.1％）、Ti(＜0.1％）；在基材上覆盖厚度为300－1000mg/m2的铬化膜；在铬化膜上覆盖40－120微米的具有仿真木纹图案的聚酯粉末涂层；本发明的制造方法是：配制铝合金型材基材；优质前处理铬化工艺；超耐候静电粉末喷涂；仿真木纹热转印；有益效果是：既具有与建筑物类似年限的使用寿命，而且可以使铝合金型材具有高级实木纹理的外装，使其具有极好的装饰作用，从而最大限度地发挥出铝合金型材的实用性和装饰性功能；可适用于所有有高耐候性和高装饰性使用要求的场合，可替代常规的氟碳喷涂，实现高档实木材料的真实效果。

1.  一种超耐候彩色铝合金型材，其特征在于：基材的成分配比为：AlMgSi0.5-F22合金，按Mg/Si＝1.73，其中Mg(0.50-0.75％)、Si(0.35-0.50％)、Fe(＜0.3％)、Cu(＜0.1％)、Mn(＜0.1％)、Cr(＜0.1％)、Zn(＜0.1％)、Ti(＜0.1％)；在所述的基材上覆盖厚度为300-1000mg/m²的铬化膜；在所述的铬化膜上覆盖40-120微米的具有仿真木纹图案的聚酯粉末涂层。

2.  根据权利要求1所述的超耐候彩色铝合金型材，其特征在于：所述的铬化膜厚度为500mg/m²。

3.  一种制造权利要求1的方法，是通过以下步骤实现的：
配制铝合金型材基材；
优质前处理铬化工艺；
超耐候静电粉末喷涂；
仿真木纹热转印。

4.  根据权利要求3所述的方法，所述的配制铝合金型材基材是通过以下步骤实现的：
将AlMgSi0.5-F22合金按Mg/Si＝1.73的技术要求进行成分配比和工艺控制，具体的铝合金成分配比为：其中Mg(0.50-0.75％)、Si(0.35-0.50％)、Fe(＜0.3％)、Cu(＜0.1％)、Mn(＜0.1％)、Cr(＜0.1％)、Zn(＜0.1％)、Ti(＜0.1％)；
合金熔炼时用铝钛硼丝作为在线精炼细化剂，并对铸棒采用560-580℃保温2-2.5小时的快速均匀化处理工艺；
铝合金型材热挤压时则采用了460-480℃坯锭预热、挤压后快速风冷、然后是185-195℃保温3.5-4小时的人工时效处理；
所述优质前处理铬化处理是通过以下步骤实现的：
采用脱脂、水洗、水洗、表调、水洗、铬化、水洗、水洗、水洗、水洗的九工位前处理工艺，使铝合金型材在喷涂前获得厚度为300-1000mg/m²左右的理想铬化膜；
所述超耐候静电粉末喷涂，是采用具有超耐候性能的高级聚酯粉末作为该铝合金型材表面喷涂层的主要原料，通过使粉末携带高压静电，然后均匀吸附在铝合金型材表面，经180-200℃保温15-20分钟左右以实现粉末涂层的流平固化，在铝合金型材表面形成平均厚度40-120微米的具有超耐候性能的聚酯薄膜；
所述仿真木纹热转印是：将印有逼真木纹纹理图案的耐热转印膜覆盖在铝合金型材表面，然后用抽真空的方式将其中的空气排净，再将其加热至165-200℃，出炉后再将空气反吹进去使耐热膜与铝合金型材分离，则木纹图案就通过其特殊油墨的加热升华和聚酯薄膜的受热膨胀效应下，渗透进入上述超耐候聚酯薄膜表层，形成逼真的木纹图案还原。

超耐候彩色铝合金型材及其制造方法
技术领域
本发明涉及铝合金型材领域，尤其涉及一种能超长时间保持其表面色泽和性能的并且可以有不同色彩的铝合金型材及其制造方法。
背景技术
由于铝合金型材取材容易、制作方便，而且经久耐用，是目前较为流行的一种建筑门窗用结构兼装饰材料。
但是，不做表面处理的铝合金型材是不具有装饰作用的，而现有的铝合金型材表面处理方法主要有：阳极氧化；静电粉末喷涂；电泳涂漆和氟碳漆喷涂等几种。
这些表面处理各有特点：电解阳极氧化表面优点是成本低、使用寿命长，缺点是色彩少、有金属的冷感；静电粉末喷涂表面优点是色彩丰富、观感好，成本费用中等，缺点是耐候性一般为十年左右；电泳处理的优点是比电解阳极氧化处理色彩丰富、观感也好，但缺点是处理成本略高；氟碳的优点是耐候性好，缺点是涂层薄、价格高。
以上几种表面的铝型材虽然各有特点，但目前综合起来还是以彩色静电粉末喷涂铝型材使用最为广泛，但由于一般建筑的使用寿命均大于50年，因此，作为建筑物一部分的门窗(型材)理论上也应该具有同等的使用寿命，而现有的彩色静电粉末喷涂铝型材惟一的缺点就是其表面涂层的耐候性即使用寿命不能满足建筑物的要求。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种超耐候彩色铝合金型材，既具有极好的耐候性能，又具有表面色彩丰富，而且成本适中，解决了上述的缺陷。
本发明为了制造上述铝合金型材还提供了一种制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的超耐候彩色铝合金型材包括：基材的成分配比为：AlMgSi0.5-F22合金，按Mg/Si＝1.73，其中Mg(0.50-0.75％)、Si(0.35-0.50％)、Fe(＜0.3％)、Cu(＜0.1％)、Mn(＜0.1％)、Cr(＜0.1％)、Zn(＜0.1％)、Ti(＜0.1％)；在所述的基材上覆盖厚度为300-1000mg/m²的铬化膜；在所述的铬化膜上覆盖40-120微米的具有仿真木纹图案的聚酯粉末涂层；
本发明的制造方法是通过以下步骤实现的：
配制铝合金型材基材；
优质前处理铬化工艺；
超耐候静电粉末喷涂；
仿真木纹热转印；
与现有技术相比，本发明的有益效果是：既有普通静电粉末喷涂铝型材的色彩丰富、成本适中的优点，又如氟碳喷涂型材一样具有极好的耐候性能，即具有与建筑物类似年限的使用寿命，而且可以使铝合金型材具有高级实木纹理的外装，使其具有极好的装饰作用，从而最大限度地发挥出铝合金型材的实用性和装饰性功能；可适用于所有有高耐候性和高装饰性使用要求的场合，可替代常规的氟碳喷涂，实现高档实木材料的真实效果，所以具有更环保、更经济和更高档的产品性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例1
本发明的超耐候彩色铝合金型材包括：基材的成分配比为：AlMgSi0.5-F22合金，按Mg/Si＝1.73，其中Mg(0.50-0.75％)、Si(0.35-0.50％)、Fe(＜0.3％)、Cu(＜0.1％)、Mn(＜0.1％)、Cr(＜0.1％)、Zn(＜0.1％)、Ti(＜0.1％)；在所述的基材上覆盖厚度为300mg/m²的铬化膜；在所述的铬化膜上覆盖40微米的具有仿真木纹图案的聚酯粉末涂层。
实施例2
本发明的超耐候彩色铝合金型材包括：基材的成分配比为：AlMgSi0.5-F22合金，按Mg/Si＝1.73，其中Mg(0.50-0.75％)、Si(0.35-0.50％)、Fe(＜0.3％)、Cu(＜0.1％)、Mn(＜0.1％)、Cr(＜0.1％)、Zn(＜0.1％)、Ti(＜0.1％)；在所述的基材上覆盖厚度为1000mg/m²的铬化膜；在所述的铬化膜上覆盖120微米的具有仿真木纹图案的聚酯粉末涂层。
实施例3
本发明的超耐候彩色铝合金型材包括：基材的成分配比为：AlMgSi0.5-F22合金，按Mg/Si＝1.73，其中Mg(0.50-0.75％)、Si(0.35-0.50％)、Fe(＜0.3％)、Cu(＜0.1％)、Mn(＜0.1％)、Cr(＜0.1％)、Zn(＜0.1％)、Ti(＜0.1％)；在所述的基材上覆盖厚度为500mg/m²的铬化膜；在所述的铬化膜上覆盖80微米的具有仿真木纹图案的聚酯粉末涂层。
本发明的制造方法是通过以下步骤实现的：
配制铝合金型材基材；
优质前处理铬化工艺；
超耐候静电粉末喷涂；
仿真木纹热转印；
所述的配制铝合金型材基材是通过以下步骤实现的：
将AlMgSi0.5-F22合金按Mg/Si＝1.73的技术要求进行成分配比和工艺控制，具体的铝合金成分配比为：其中Mg(0.50-0.75％)、Si(0.35-0.50％)、Fe(＜0.3％)、Cu(＜0.1％)、Mn(＜0.1％)、Cr(＜0.1％)、Zn(＜0.1％)、Ti(＜0.1％)；
合金熔炼时用铝钛硼丝作为在线精炼细化剂，并对铸棒采用560-580℃保温2-2.5小时的快速均匀化处理工艺，以消除熔铸时金属凝固所造成的有害组织偏析；
铝合金型材热挤压时则采用了460-480℃坯锭预热、挤压后快速风冷、然后是185-195℃保温3.5-4小时的人工时效处理，从而确保其达到理想的高强度和高韧性；
所述优质前处理铬化处理是通过以下步骤实现的：
采用脱脂、水洗、水洗、表调、水洗、铬化、水洗、水洗、水洗、水洗的九工位前处理工艺，使铝合金型材在喷涂前获得厚度为300-1000mg/m²左右地理想铬化膜，以确保粉末喷涂后的附着力、抗弯曲、杯突、冲击、盐雾试验、耐沸煮试验和抗老化性能等均能达到预期的效果；
所述超耐候静电粉末喷涂，是采用具有超耐候性能的高级聚酯粉末作为该铝合金型材表面喷涂层的主要原料，通过使粉末携带高压静电，然后均匀吸附在铝合金型材表面，经180-200℃保温15-20分钟左右以实现粉末涂层的流平固化，在铝合金型材表面形成平均厚度40-120微米的具有超耐候性能的聚酯薄膜；
所述仿真木纹热转印是：将印有逼真木纹纹理图案的耐热转印膜覆盖在铝合金型材表面，然后用抽真空的方式将其中的空气排净，再将其加热至165-200℃，出炉后再将空气反吹进去使耐热膜与铝合金型材分离，则木纹图案就通过其特殊油墨的加热升华和聚酯薄膜的受热膨胀效应下，渗透进入上述超耐候聚酯薄膜表层，形成逼真的木纹图案还原，使铝合金型材如同进口高级实木一般。
经严格测试，其所能达到的产品性能如下：
型材机械和物理性能：
σ_b大于等于210MPa
σ_s大于等于160MPa
δ大于等于10％
HV大于等于70
型材表面涂装性能：
膜厚：40～120μm
硬度：大于等于2H(压痕硬度：大于等于80)
附着力：0级
光泽(60°)：高光：(71～100)±10
            半光：(31～70)±7
            无光：(0～30)±5
抗冲击性能：2.5Nm
弯曲性能：3mm
杯突试验：＞5mm
耐盐雾试验(1000小时)在10cm划痕中有小于16mm²的腐蚀
耐候试验5年，朝南倾角5°保光率：＞50％
人工加速老化试验(1000小时)：
失光率：≤50％
颜色变化ΔE＝2-8(依据不同色而变化)
沸水煮沸试验(2小时)：无明显变化
耐化学品性能
以下化学品均可通过一年以上的严格测试：
无机类：10％硫酸、10％磷酸、10％Na₂CO₃、去离子水、1％碳酸钠、海水等；
有机类：3％醋酸、10％醋酸、10％乳酸、37％甲醛溶液、25％乙醇、95％乙醇、煤油、燃料油、硅瓷油、丙烯酸分级体等；
加工性能：
产品经锯切、冲孔、锯铣加工及弯圆弧、穿条压合、攻丝等机械加工，装配操作对性能和功能完整性均无影响。