申请/专利权人：广亚铝业有限公司

申请日：2019-01-21

公开（公告）日：2020-11-24

公开（公告）号：CN109702030B

主分类号：B21C37/00(20060101)

分类号：B21C37/00(20060101);B21C31/00(20060101);C22F1/04(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.11.24#授权;2019.05.28#实质审查的生效;2019.05.03#公开

摘要：本发明公开了一种稳频中强的铝型材生产工艺，包括以下步骤：1将铝合金棒通过挤压模具成型为铝型材，挤压模具的挤压出口温度控制在515‑525℃；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品，其中，人工时效处理的时效温度185‑200℃、时效时间3.5h‑11.5h。相应的，本发明还公开了上述生产工艺制得的铝型材的应用。本发明的生产工艺中限定了挤压模具的出口温度，保证挤压成型的铝型材整体组织性能趋于一致，保证了整根铝型材的硬度值和音频的稳定性。通过限定人工时效的温度和时间进一步提高铝型材的硬度和音频，保证铝型材质量。本发明生产的铝型材制成钟琴的琴键，可提高钟琴的总体发音效果。

主权项：1.一种稳频中强的铝型材生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：1将铝合金棒通过挤压模具成型为铝型材，所述挤压模具的挤压出口温度控制在515-525℃，铝合金棒的温度控制在450℃-470℃，挤压速度控制在30-35mms，挤压模具的温度为420℃，且所述挤压模具仅具有一个模孔；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品，其中，人工时效处理的时效温度195℃，时效时间3.5h；所述铝合金棒的型号为6063-T5，铝金型材当样品长度在113.5±0.1mm时，音频可控制在1708Hz-1712Hz之间，硬度为74.7Hv-78.8Hv。

全文数据：一种稳频中强的铝型材生产工艺及铝型材的用途技术领域本发明涉及铝型材制造技术领域，尤其涉及一种稳频中强的铝型材生产工艺及铝型材的用途。背景技术钟琴属于打击乐器，将金属琴键置于木箱上，以琴槌敲打琴键从而发出悦耳动听的旋律。琴槌的材质为塑料、玻璃、金属或木质的，琴键的材质主要为钢。随着铝合金应用领域的不断拓展，现已发展出铝合金材质的钟琴琴键。琴键作为钟琴的关键发音构件，其质量决定着钟琴的总体发音效果。一般而言，相同尺寸的两个琴键间的音频差值越小，则琴键的稳定性越好，其质量越好。在国内关于控制铝合金琴键音频的相关技术研究与专利目前较少，也无针对性的标准。在实际生产应用中，一般要求铝合金琴键音频差值范围控制在±2Hz以内，具有较大难度。现有技术中，生产铝型材的工艺大多关注于铝型材的强度、硬度，没有对如何稳定铝型材音频进行关注，有鉴于此，有必要提供一种能稳定铝型材音频的生产工艺。发明内容本发明的目的在于提出一种稳频中强的铝型材生产工艺，通过控制工艺参数获得音频稳定及硬度稳定的铝型材。本发明的另一目的在于提出一种采用稳频中强的铝型材生产工艺制得的铝型材的用途，该铝型材用于制备钟琴的琴键，保证钟琴的整体发生效果。为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种稳频中强的铝型材生产工艺，包括以下步骤：1将铝合金棒通过挤压模具成型为铝型材，挤压模具的挤压出口温度控制在515-525℃；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品，其中，人工时效处理的时效温度185-200℃、时效时间3.5h-11.5h。铝合金棒成型时，在正向挤压过程中，由于铸棒与挤压模具的相对运动造成的摩擦生热，在铸棒温度、挤压速度和挤压筒温度设定不变的前提下，会导致挤压出口温度逐步上升，使挤压型材的头中尾组织性能不同，影响了音频的稳定性。本发明的生产工艺中限定了挤压模具的出口温度，保证挤压成型的铝型材整体组织性能趋于一致，保证了整根铝型材的硬度值和音频的稳定性。对铝型材进行人工时效处理，对型材的组织性能产生显著影响，通过限定人工时效的温度和时间进一步提高铝型材的硬度和音频，保证铝型材质量。进一步的，时效温度195，℃时效时间3.5h。通过进一步限定人工时效的温度和时间在保证铝型材较高硬度和音频的条件下，缩减时效时间，节约能源。进一步的，在步骤1中，铝合金棒的温度控制在450℃-470℃。控制在该温度下的铝合金棒有合适的软化程度，防止撕裂现象，也提供了铝合金与挤压模具摩擦产生的热量导入铝合金棒的空间。进一步的，在步骤1中，挤压模具的温度为420℃。挤压模具的温度略低于铝合金棒的温度，保证挤压模具的硬度高于铝合金棒，降低挤压模具工作过程中的损失，防止挤压模具过度疲劳，提高挤压模具的使用寿命。进一步的，在步骤1中，挤压速度控制在30-35mms，每根铝型材成型时的速度为前部成型速度大于尾部的成型速度。通过控制挤压速度，从而控制挤压模具与铝合金棒摩擦的产热量，保证成型铝型材的质量。进一步的，在步骤1中，挤压模具仅具有一个模孔。在使用多孔挤压模具生产时，由于模具设计、模具加工、挤压设备及工装的影响，会导致多个模孔中的金属流动情况、出料速度、摩擦情况不完全一致，会对型材的组织性能造成影响，导致成品的头尾的音频波动较大。本发明采用单孔的挤压模具能保证成品整体有基本一致的音频，提高成品的质量。进一步的，在步骤2中，铝型材成品的前端和后端的音频差≤4Hz。由此可见，铝型材成品整体音频波动小，为稳频铝型材。进一步的，铝合金棒的型号为6063-T5，铝金型材当样品长度在113.5±0.1mm时，音频可控制在1708Hz-1712Hz之间，硬度为74.7Hv-78.8Hv。以型号6063-T5铝合金制备稳频中强铝型材，该铝型材的音频稳定，硬度较高。采用上述的生产工艺制得的铝型材用于制作钟琴的琴键。该铝型材音频稳定硬度较高，制成的琴键音频差在±2Hz以内，琴键稳定性好，提高钟琴的总体发音效果。本发明的有益效果为：本发明的生产工艺中限定了挤压模具的出口温度，保证挤压成型的铝型材整体组织性能趋于一致，保证了整根铝型材的硬度值和音频的稳定性。对铝型材进行人工时效处理，对型材的组织性能产生显著影响，通过限定人工时效的温度和时间进一步提高铝型材的硬度和音频，保证铝型材质量。本发明进一步限定铝合金棒的温度、挤压模具的温度、挤压速度和挤压模具的模孔数量，提高铝型材的音频稳定性和硬度的稳定性。本发明生产的铝型材制成钟琴的琴键，可提高钟琴的总体发音效果。具体实施方式下面结合附具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。本发明的一种稳频中强的铝型材生产工艺，包括以下步骤：1将铝合金棒通过挤压模具成型为铝型材，挤压模具的挤压出口温度控制在515-525℃；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品，其中，人工时效处理的时效温度185-200℃、时效时间3.5h-11.5h。铝合金棒成型时，在正向挤压过程中，由于铸棒与挤压模具的相对运动造成的摩擦生热，在铸棒温度、挤压速度和挤压筒温度设定不变的前提下，会导致挤压出口温度逐步上升，使挤压型材的头中尾组织性能不同，影响了音频的稳定性。本发明的生产工艺中限定了挤压模具的出口温度，保证挤压成型的铝型材整体组织性能趋于一致，保证了整根铝型材的硬度值和音频的稳定性。对铝型材进行人工时效处理，对型材的组织性能产生显著影响，通过限定人工时效的温度和时间进一步提高铝型材的硬度和音频，保证铝型材质量。优选的，时效温度195，℃时效时间3.5h。通过进一步限定人工时效的温度和时间在保证铝型材较高硬度和音频的条件下，缩减时效时间，节约能源。在步骤1中，铝合金棒的温度控制在450℃-470℃，挤压模具的温度为420℃。控制在该温度下的铝合金棒有合适的软化程度，防止撕裂现象，也提供了铝合金与挤压模具摩擦产生的热量导入铝合金棒的空间。挤压模具的温度略低于铝合金棒的温度，保证挤压模具的硬度高于铝合金棒，降低挤压模具工作过程中的损失，防止挤压模具过度疲劳，提高挤压模具的使用寿命。在步骤1中，挤压速度控制在30-35mms，每根铝型材成型时的速度为前部成型速度大于尾部的成型速度。通过控制挤压速度，从而控制挤压模具与铝合金棒摩擦的产热量，保证成型铝型材的质量。在步骤1中，挤压模具仅具有一个模孔。在使用多孔挤压模具生产时，由于模具设计、模具加工、挤压设备及工装的影响，会导致多个模孔中的金属流动情况、出料速度、摩擦情况不完全一致，会对型材的组织性能造成影响，导致成品的头尾的音频波动较大。本发明采用单孔的挤压模具能保证成品整体有基本一致的音频，提高成品的质量。在步骤2中，铝型材成品的前端和后端的音频差≤4Hz。由此可见，铝型材成品整体音频波动小，为稳频铝型材。铝合金棒的型号为6063-T5，铝金型材当样品长度在113.5±0.1mm时，音频可控制在1708Hz-1712Hz之间，硬度为74.7Hv-78.8Hv。以型号6063-T5铝合金制备稳频中强铝型材，该铝型材的音频稳定，硬度较高。需要说明的是，本发明的生产方法也适用于其他型号的铝型材，可获得稳频中强的铝型材。采用上述的生产工艺制得的铝型材用于制作钟琴的琴键。该铝型材音频稳定硬度较高，制成的琴键音频差在±2Hz以内，琴键稳定性好，提高钟琴的总体发音效果。实验1该实验的稳频中强的铝型材生产工艺，包括以下步骤：1将铝合金棒通过单孔的挤压模具成型为铝型材，铝合金棒的温度控制在450℃-470℃，挤压模具的温度为420℃，挤压速度控制在30-35mms，前部成型速度大于尾部的成型速度；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品，其中，人工时效处理的时效温度185-200℃、时效时间3.5h-11.5h。以控制挤压模具的挤压出口温度和不控制挤压出口温度的情况下以上述生产步骤制备铝型材。控制挤压出口温度为515-525℃，在不控制挤压出口温度时，检测挤压出口温度的温度为515-555℃。检测制得的铝型材头部、中部和尾部的音频，结果如下表所示。由上表可知，当控制挤压出口温度515-525℃时，制得的铝型材整体上音频稳定，质量稳定。实验2该实验的稳频中强的铝型材生产工艺，包括以下步骤：1将铝合金棒通过挤压模具成型为铝型材，挤压出口温度为515-525℃，铝合金棒的温度控制在450℃-470℃，挤压模具的温度为420℃，挤压速度控制在30-35mms，前部成型速度大于尾部的成型速度；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品，其中，人工时效处理的时效温度185-200℃、时效时间3.5h-11.5h。以单孔的挤压模具和双孔的挤压模具采用上述生产步骤制备铝型材。检测制得的铝型材头部、中部和尾部的音频，结果如下表所示。由上表可知，采用单孔模的情况下，铝型材的头尾音频差为4Hz，而双孔模的两个孔成型铝型材的头尾音频差达14Hz，可见采用单孔的挤压模具制得的铝型材音频稳定。实验3该实验的稳频中强的铝型材生产工艺，包括以下步骤：1将铝合金棒通过单孔的挤压模具成型为铝型材，挤压出口温度为515-525℃，铝合金棒的温度控制在450℃-470℃，挤压模具的温度为420℃，挤压速度控制在30-35mms，前部成型速度大于尾部的成型速度；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品。本实验的人工时效处理的时效时间控制在3.5h，以时效温度165℃、175℃、185℃、195℃、200℃、205℃分别制备铝型材，检测制得的铝型材平均音频和平均硬度，结果如下表所示。由上表可知，时效温度在165-195℃时，型材的硬度和音频逐渐上升，在205℃时两者都开始明显下降，音频值与维氏硬度值呈正相关变化。在时效温度195℃时，型材的硬度最高，符合国家标准GBT5237.1-2017的要求58Hv。实验4该实验的稳频中强的铝型材生产工艺，包括以下步骤：1将铝合金棒通过单孔的挤压模具成型为铝型材，挤压出口温度为515-525℃，铝合金棒的温度控制在450℃-470℃，挤压模具的温度为420℃，挤压速度控制在30-35mms，前部成型速度大于尾部的成型速度；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品。本实验的人工时效处理的时效温度控制在195℃，以时效时间0.5-11.5h分别制备铝型材，检测制得的铝型材平均音频和平均硬度，结果如下表所示。由上表可知，时效时间位于0.5-7.5h时，型材的硬度和音频逐渐上升，在8.5h之后，两者都开始下降。依据国家标准GBT5237.1-2017的要求58Hv，时效时间在3.5-11.5h制得的铝型材均满足国标要求，为了更能满足较高的生产效率和较低生产成本，时效时间3.5h为最佳。以下通过实施例进一步阐述本发明。实施例1本实施例的稳频中强的铝型材生产工艺，包括以下步骤：1将铝合金棒通过单孔的挤压模具成型为铝型材，挤压出口温度控制在515-520℃，铝合金棒的温度控制在450℃-460℃，挤压模具的温度为420℃，挤压速度控制在30-32mms，前部成型速度大于尾部的成型速度；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品，其中，人工时效处理的时效温度185℃、时效时间3.5h。本实施例的稳频中强的铝型材生产工艺对铝型材的型号没有限定，适用于6063-T5在内的多种型号的铝型材，本实施例的铝型材成品可用于制作钟琴的琴键。实施例2本实施例的稳频中强的铝型材生产工艺，包括以下步骤：1将铝合金棒通过单孔的挤压模具成型为铝型材，挤压出口温度控制在520-525℃，铝合金棒的温度控制在460℃-470℃，挤压模具的温度为420℃，挤压速度控制在33-35mms，前部成型速度大于尾部的成型速度；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品，其中，人工时效处理的时效温度195℃、时效时间3.5h。本实施例的稳频中强的铝型材生产工艺对铝型材的型号没有限定，适用于6063-T5在内的多种型号的铝型材，本实施例的铝型材成品可用于制作钟琴的琴键。实施例3本实施例的稳频中强的铝型材生产工艺，包括以下步骤：1将铝合金棒通过单孔的挤压模具成型为铝型材，挤压出口温度控制在515-520℃，铝合金棒的温度控制在450℃-470℃，挤压模具的温度为420℃，挤压速度控制在32-35mms，前部成型速度大于尾部的成型速度；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品，其中，人工时效处理的时效温度185℃、时效时间11.5h。本实施例的稳频中强的铝型材生产工艺对铝型材的型号没有限定，适用于6063-T5在内的多种型号的铝型材，本实施例的铝型材成品可用于制作钟琴的琴键。实施例4本实施例的稳频中强的铝型材生产工艺，包括以下步骤：1将铝合金棒通过单孔的挤压模具成型为铝型材，挤压出口温度控制在520-525℃，铝合金棒的温度控制在465℃-470℃，挤压模具的温度为420℃，挤压速度控制在30-35mms，前部成型速度大于尾部的成型速度；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品，其中，人工时效处理的时效温度200℃、时效时间3.5h。本实施例的稳频中强的铝型材生产工艺对铝型材的型号没有限定，适用于6063-T5在内的多种型号的铝型材，本实施例的铝型材成品可用于制作钟琴的琴键。实施例5本实施例的稳频中强的铝型材生产工艺，包括以下步骤：1将铝合金棒通过单孔的挤压模具成型为铝型材，挤压出口温度控制在515-520℃，铝合金棒的温度控制在450℃-460℃，挤压模具的温度为420℃，挤压速度控制在30-32mms，前部成型速度大于尾部的成型速度；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品，其中，人工时效处理的时效温度190℃、时效时间5h。本实施例的稳频中强的铝型材生产工艺对铝型材的型号没有限定，适用于6063-T5在内的多种型号的铝型材，本实施例的铝型材成品可用于制作钟琴的琴键。实施例1-5生产的铝型材进行检测，均具有稳定的音频和稳定的硬度，应用于钟琴的琴键时，钟琴具有稳定的发音效果。以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种稳频中强的铝型材生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：1将铝合金棒通过挤压模具成型为铝型材，所述挤压模具的挤压出口温度控制在515-525℃；2对成型的铝型材进行人工时效处理，得铝型材成品，其中，人工时效处理的时效温度185-200℃、时效时间3.5h-11.5h。2.根据权利要求1所述的稳频中强的铝型材生产工艺，其特征在于，时效温度195℃，时效时间3.5h。3.根据权利要求1所述的稳频中强的铝型材生产工艺，其特征在于，在所述步骤1中，铝合金棒的温度控制在450℃-470℃。4.根据权利要求3所述的稳频中强的铝型材生产工艺，其特征在于，在所述步骤1中，挤压模具的温度为420℃。5.根据权利要求1所述的稳频中强的铝型材生产工艺，其特征在于，在所述步骤1中，挤压速度控制在30-35mms，每根铝型材成型时的速度为前部成型速度大于尾部的成型速度。6.根据权利要求1所述的稳频中强的铝型材生产工艺，其特征在于，在所述步骤1中，所述挤压模具仅具有一个模孔。7.根据权利要求6所述的稳频中强的铝型材生产工艺，其特征在于，在所述步骤2中，铝型材成品的前端和后端的音频差≤4Hz。8.根据权利要求1所述的稳频中强的铝型材生产工艺，其特征在于，所述铝合金棒的型号为6063-T5，铝金型材当样品长度在113.5±0.1mm时，音频可控制在1708Hz-1712Hz之间，硬度为74.7Hv-78.8Hv。9.采用权利要求1-8任一项的生产工艺制得的铝型材，其特征在于，所述铝型材用于制作钟琴的琴键。

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