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探寻铝合金门窗的“身体构造”——铝型材

古语说“人靠衣装马靠鞍”,这话用在铝合金门窗也是可以的。大家都只知道门窗有三大件——型材、玻璃、五金。将五金比作门窗的关节,玻璃比作门窗的血液,那么型材就是门窗的身体。型材是铝合金门窗的主要材料之一,是门窗的主要的组装、受力构件。身体不好,其他的都是白搭,所以一樘好的窗户,还是要看其型材,今天萌新给大家探寻下这其中的知识点。

木纹转印处理的型材


1.铝与铝合金

a.初中化学周期表中铝是第三周期主族元素,原子序数为13,具有一系列比其他有色金属、钢铁、塑料和木材等更优良的特性,如密度小,仅为2.7 g / cm3,约为铜或钢的1/3;良好的耐蚀性和耐候性;良好的塑性和加工性能;良好的导热性和导电性;良好的耐低温性能,对光热电波的反射率高、表面性能好;无磁性;基本无毒;有吸音性;耐酸性好;抗核辐射性能好;弹性系数小;良好的力学性能;优良的铸造性能和焊接性能;良好的抗撞击性。此外,铝材的高温性能、成型性能、切削加工性、铆接性以及表面处理性能等也比较好。

因为铝的美观、易于表面处理的特点,主要用于建筑门窗材料

b.纯铝因为比较软,富有延展性,易于塑性成形。如果根据各种不同的用途,要求具有更高的强度和改善材料的组织和其他各种性能,可以在纯铝中添加各种合金元素,生产出满足各种性能和用途的铝合金

铝合金按照加工方式不同可以分为:铝合金可加工成板、带、条、箔、管、棒、型、线、自由锻件和模锻件等加工材(变形铝合金),也可加工成铸件、压铸件等铸造材(铸造铝合金)。

常见的门窗铝型材 6063 T5系列


2.铝合金牌号

①、在工业生产中,为了区别铝合金的组成成分,国际上使用4位牌号来进行标记。铝合金牌号命名时,四位字符体系牌号的第一、三、四位为阿拉伯数字,第二位为英文大写字母(C、I、L、N、O、P、Q、Z字母除外)。牌号 的第一位数字表示铝及铝合金的组别。比如:

工业纯铝(1×××系) Al-Cu合金(2×××系)

Al-Mn合金(3×××系) Al-Si合金(4×××系)

AL-Mg合金(5×××系) Al-Mg-Si合金(6×××系)

Al-Zn-Mg合金(7×××系) Al-其它元素合金(8×××系)

备用合金组(9×××系)

6063合金是Al-Mg-Si系合金中典型代表,具有特别优良的可挤压性和可焊接性,是建筑门窗型材的首选材料。6063合金成分以:硅Si:0.20-0.6%,镁Mg:0.45-0.9%,加上微量的铁、锰、锌等,最后余量就是铝。该系列合金特点:挤压性能好易挤压,中等强度,关键是具有良好的氧化性能,给铝门窗型材一个好的装饰面。

6063断桥铝合金型材

②、状态代号及表示方法:

根据GB/T16475–1996标准规定,基础状态代号用一个英文大写字母表示。细分状态代号采用基础状态代号后跟一位、两位或多位阿拉伯数字表示。

常见的T5表示:由高温成型过程冷却,然后进行人工时效状态

根据热处理状态下加工的工艺不同,一般会分为T1~T6几种。常见的T5是表示:T5:固溶处理+不完全人工时效(低温+短时) ;经过固溶处理的合金,其强度较低、塑性较好。固溶处理的目的旨在获得过饱和固溶体,为时效作组织准备。

时效:通俗的讲就是将可热处理强化铝合金淬火后停放在室温或较高温度下以提高性能的方法。一般会分为自然时效和人工时效;时效处理是提高铝合金力学性能和改善理化性能的重要手段。

自然时效:将铸件置于露天场地半年以上,便其缓缓地发生形,从而使残余应力消除或减少;

人工时效:将铸件加热到550~650℃进行去应力退火,它比自然时效节省时间,残余应力去除较为彻底;

人工时效炉


3.铝型材加工工艺:

铝型材的加工过程可以总结为:铝棒熔铸、型材挤压时效、表面处理三个过程;,批量生产整个过程完成加工大约需要3~4 天,再加运输到加工厂,一般需要7~10 天,整个型材加工到货到工厂一般型材厂承诺为15天左右,型材加工是铝合金门窗的关键路径,所以一般工期上比较关注厂家下单时间。

①、铝棒熔铸

大型的工厂都是选用纯铝铝锭作为原材料,再根据顾客的需求订单来进行配料、熔炼、铸造

配料:根据需要生产的具体合金牌号,计算出各种合金成分的添加量,合理搭配各种原材料;

熔炼:将配好的原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化,并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去;

铸造:熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下,通过深井铸造系统,冷却铸造成各种规格的圆铸棒;

纯铝锭作为原料

待挤压的铝合金棒

熔铸之后的产品为铝合金棒,长度一般为8~12m。直径一般有:90mm、105mm、120mm、178mm;熔铸完之后的铝合金棒就可以进行下一步加工程序,型材挤压和时效成化;

②、型材挤压时效

铝棒成型后,就可送到型材挤压线上了,型材挤压机首先会对铝棒进行加温,到适当温度后,就送入挤压机口进行挤压,通过不同的模具可以挤压出不同断面的型材。刚刚挤压出来的型材是没有强度的,在定尺断料后,需要送入时效炉进行4~8 小时的时效成化,增加强度。

挤压是型材成型的手段,挤压三要素铝棒、模具、挤压筒;由于铝型材普遍采用热挤压,所以铝棒、模具、挤压机皆需要加热铝棒有专用的加热炉,加热温度460-520℃。模具也有专用的加热炉,加热温度450-480℃。挤压筒自带有加热系统,加热温度420-450℃。

挤压机自带加热系统

模具需要加热,并且如果是自行设计的型材,需要单独开模

通过挤压之后的型材需要经过时效炉进行时效

通过人工时效之后的产品, 我们就得到基材,不同规格型号的产品,建筑材、工业材、门窗型材、幕墙型材等,再进行下一步表面处理;

③、表面处理

型材成型具有一定强度时,即可进行表面处理,四种表面处理方式中粉末喷涂、氟碳喷涂的原理是基本一致的;阳极氧化、电泳的基本原理一致;在所有的表面处理前,都需要进行前处理,前处理的作用:清除型材表面挤压过程中的灰尘、污垢、油脂、手印等,裸露出纯洁的金属基体。

粉末喷涂——卧式喷涂

粉末喷涂——立式喷涂

现在型材表面处理的方式为:粉末喷涂、氟碳喷涂、阳极氧化、电泳;

粉末喷涂、氟碳喷涂:型材与喷枪形成正负两极,在两极中形成静电高压电场,喷出的涂料粒子带电,在电场作用下在型材表面形成均匀漆膜,最后烘烤固化。粉末喷涂与氟碳喷涂的区别在于粉末喷涂喷出的是粉末颗粒,氟碳喷涂喷出的是一种漆。漆膜厚度除送检测院进行检测外,有条件的也可使用手持膜厚检测仪进行检测,或用游标卡尺进行粗略检测(以粉末喷涂为例:一般窗型材厚度为1.4mm,加上膜厚0.04~0.12mm,现场型材厚度测量后应1.44~1.52mm 之间)。

阳极氧化:把型材置于电解质溶液中,利用电解作用,使其表面生成氧化膜;将氧化后的型材置于无机盐电解质溶液中进行电解,使溶液中的金属离子渗入到氧化膜针孔中,从而使氧化膜着色;最后封孔,封闭阳极氧化产生的氧化膜孔隙,提高膜层防污染、抗腐蚀性能。

电泳:将阳极氧化后的型材置于热固化水溶性丙烯酸透明树脂漆溶液中,在电场作用下,带负电荷的涂料粒子向型材移动,形成漆膜;最后烘烤固化。

几种表面处理对比:

①.粉末喷涂的优点

a.高效节能——由于是一次性成膜,可提高生产率30-40%,降低能耗约30%,这对于工厂来说生产成本降低不少;污染少:无有机溶剂挥发(不含油漆涂料

中甲苯、二甲苯等有害气体)。

b.涂膜性能好——一次性成膜厚度可达50-80μm,其附着力、耐蚀性等综合指标比较优异;成品率高:在未固化前,可进行二次重喷。粉末涂装工艺种类较

多,常见的有静电喷粉和浸塑两种。

c.颜色选择多——由于粉末色彩种类多,再加上隔热型材的使用,可以按照客户要求做出各种颜色,室内室外产生色差; 粉末涂料存贮、运输安全和方便。

粉末喷涂的缺点

对于颜色比较鲜艳的话,容易褪色;表面处理不好的型材表面容易产生橘皮(涂层不均匀、不平整,目视如橘子皮状)、甚至脱粉;

粉末喷涂因颜色选择多,成本较氟碳喷涂低,市场占有量较高

②.电泳处理优缺点

a、具有很强的漆膜硬度、抗冲击力强。

b、具有很高的漆膜附着力,不易脱落老化。

3、比氧化铝材有更强的耐磨性、耐候性、耐碱性。

d、表面色彩丰富、靓丽,具有镜面般的光泽效果。

由于电泳层透明光亮,因此要求铝铸锭质量高,挤压材表面平滑,机械缺陷少,对氧化着色工艺要求管理严格,因为任何微小的缺陷和沾污都会在透明漆下

暴露无遗。因此对电泳工艺管理要求高,以提高铝型材的成品率;并且电泳的颜色选择会比较少,毕竟色差会很明显;

电泳处理的型材

③.氟碳喷涂优缺点

具有抗紫外降解,抗粉化性强,长期保持具有颜色和光泽;使用寿命在25~30年;而粉末喷涂一般在10年左右;

氟碳喷涂具有优异的抗退色性、抗起霜性、抗大气污染(酸雨等)的耐腐蚀性,抗紫外线能力强,抗裂性强以及能够承受恶劣天气环境。是一般涂料所不及的。

但是氟碳的缺点就是成本比粉末喷涂的成本高2倍以上;

氟碳表面处理

随着技术的不断迭新,表面处理工艺又出现电氟泳,以及木纹转印(实际上在粉末喷涂或者电泳喷涂的基础上,通过加热、加压,将转印纸或者转印膜上的木纹图案,快速转印并渗透到已经喷涂好的型材上);

木纹转印表面处理

综上:铝合金型材是铝合金门窗最主要的组成部分,在市场上较为知名的品牌有兴发、凤铝、亚铝、豪美、坚美等多个型材品牌。目前,我司巴博欧与各大

型材厂都有顶级渠道合作,而优质铝型材有如下几个特点:

 优质铝型材表面平整,手感光滑平整。

 所购同一根或同一批型材,表面处理颜色均匀一致,无明显色差。

 铝合金型材表面,应无凹陷或鼓出。

 铝合金型材表面无开口气泡(白点)和灰渣(黑点),以及裂纹、毛刺、起皮等明显缺陷。


4.门窗型材名词解析

框料:门窗材料中,与墙体相连接的材料。其主要特点是与墙体相接处表面多为平面,固定在墙体上,不能移动;

扇料:门窗中,能够开启的材料。其特点是能够移动;

中挺:将框料所组成的矩形分割成若干个小矩形的材料。假中挺——固定在扇料上;真中挺——固定在框料上;

压线: 室内一侧,固定玻璃所用的型材。一般会有圆压线和方压线;

框料、扇料、中挺料都是型材

这种为圆形压线(压条),表面处理为电氟泳技术

压线都处于室内面,用来固定玻璃,之后再进行打胶处理

不同于普通平开类型组装采用的是45°撞角组装,普通推拉门窗采用的是90°打螺丝组装,因此推拉门窗的扇料、框料又有其他的名称;

推拉扇左右两边的竖料,带勾的边叫勾企这个边都装有锁;没带勾的叫光企!

勾企——推拉扇料,竖料 光企——挨着窗框的部分

上方——推拉扇上方的型材 下方——推拉扇下方的型材

框料的上方叫上滑、下方叫下滑,外面两根竖料叫做边封;


5.型材验收标准

铝合金建筑型材(GBT5237-2004)主体分为六大部分,其中主要规定型材的主要的性能指标如下:

a.门用型材截面主要受力部位最小实测壁厚应不小于2.0mm;

b.窗用型材截面主要受力部位最小实测壁厚应不小于1.4mm;

c.电泳表面处理级别不低于A 级(涂层厚度>21um);

d.粉末喷涂涂层厚度应符合最小局部厚度≥40μm 且应不大于120μm 的要求;

因此我们可以对一些门窗所用的型材进行一些指标的验证;第一:型材厚度可通过到工厂使用游标卡尺实测判定;第二:涂层厚度可根据型材

厂提供的检验报告,或送建科院检测判定;

如果推拉门不好测量,可以将锁扣用螺丝刀取下,再用卡尺测量

型材是一樘窗户的主要组成部分,选择好的窗户第一要看型材,所以这片科普文带给大家,希望大家再去建材市场选择窗户时做到“肚子有货”,最后原创不易~~~请大家多多支持。

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