一种高结构强度的门窗生产工艺的制作方法

[0001]
本发明涉及门窗生产技术领域，更具体地说，本发明涉及一种高结构强度的门窗生产工艺。


背景技术：

[0002]
门窗是建筑物围护结构系统中重要的组成部分，按其组成材料来分，常见的门窗有木质门窗、玻璃门窗和铝合金门窗等。其中铝合金门窗应用最为广泛，铝合金窗是由铝合金建筑型材制作框、扇结构的窗，分普通铝合金门窗和断桥铝合金门窗。铝合金窗具有美观、密封、强度高，广泛应用于建筑工程领域，在家装中，常用铝合金门窗封装阳台。铝合金表面经过氧化光洁闪亮。铝合金本身易于挤压，型材的横断面尺寸精确，加工精确度高，因此在装修中很多业主都选择采用铝合金门窗。
[0003]
现有的门窗生产工艺，加工成型的门窗的结构强度不高，容易发生变形和损坏。


技术实现要素：

[0004]
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种高结构强度的门窗生产工艺。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高结构强度的门窗生产工艺，包括以下生产步骤：首先对铝合金型材进行断料，然后对铝合金型材进行钻孔，再将型材根据施工大样图的要求，用螺丝连接组装起来，最后对半成品门窗进行组装检验合格后，盖上产品合格证，包装；其中，所述铝合金型材由以下成分按照重量百分比组成：mg:2.00％
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3.20％、si:3.20％-3.80％、cu：0.80％-0.98％、氧化硼：1.15％-1.35％，余量为al；
[0006]
所述铝合金型材的生产工艺包括以下生产步骤：
[0007]
步骤一：按照上述各物质的重量百分比进行原料配比，然后将原料分成a、b 两份，a组分原料为氧化硼和二分之一重量份的mg、si和cu，b组分原料为al 和剩余的mg、si和cu；
[0008]
步骤二：首先对a组份原料进行生产加工处理，将mg、si和cu加入到密封搅拌釜中常温搅拌均匀，得到混合料备用；
[0009]
步骤三：将步骤二中制得的混合料加入到真空熔炼炉中进行熔炼，将温度提升到1170-1230℃，保温30-45分钟，保温同时对熔液进行搅拌处理；
[0010]
步骤四：将步骤三中制得的熔液进行铸造，先将熔液倒入铸造模具中，模具将熔液铸造形成顶部为开口的双层球壳结构，且双层球壳之间连接有多个连接条，连接条延伸到双层球壳外部，当双层球壳冷却到室温时，将浓度为37％的浓盐酸熔液注入到内层球壳中，将氧化硼注入到内层球壳与外层球壳之间的缝隙中，然后在双层球壳的基础上继续浇筑，将双层球壳顶部开口进行封闭处理，冷却降温后制得高结构强度球壳；
[0011]
步骤五：然后对b组份原料进行生产加工处理，将al加入到向倾转炉内加入固态铝原料，倾转炉的炉膛温度设定为750℃～780℃，熔融3小时，然后调整到变质温度730℃～750℃，搅拌金属溶液并除渣，向倾转炉内加入mg、si和cu；
[0012]
步骤六：分三次加入清渣剂和精炼气体，精炼745℃～755℃，自上而下至自下而上进行反复搅拌扒渣，保温30-45分钟；
[0013]
步骤七：将高结构强度的球壳加入到步骤六中保温结束的熔液中，搅拌混合均匀，熔炼好的铝合金溶体通过深井铸造系统，冷却铸造成各种规格的铝合金圆铸棒；
[0014]
步骤八：对铝合金圆柱棒进行挤压成型处理，制得半成品铝合金型材，然后对半成品铝合金型材进行阳极氧化和封孔处理后，制得高结构强度的铝合金型材。
[0015]
进一步的，所述铝合金型材由以下成分按照重量百分比组成：mg:2.00％、 si:3.20％、cu：0.80％、氧化硼：1.15％，余量为al。
[0016]
进一步的，所述铝合金型材由以下成分按照重量百分比组成：mg:3.20％、 si:3.80％、cu：0.98％、氧化硼：1.35％，余量为al。
[0017]
进一步的，所述铝合金型材由以下成分按照重量百分比组成：mg:2.60％、 si:3.70％、cu：0.89％、氧化硼：1.25％，余量为al。
[0018]
进一步的，所述mg为镁粉，所述si为硅粉，所述cu为铜粉，粉状原料，使得原料熔融效率更高，稳定性佳，混合更加均匀。
[0019]
进一步的，所述精炼气体为氮气、氩气、氯气中一种或多种复配而成的混合气体，可作为保护气对铝合金溶体进行精炼处理。
[0020]
进一步的，所述精炼剂采用无钠精炼剂；所述无钠精炼剂的用量比例为1kg/t-al，精炼效果更佳，且不会引入其他杂质。
[0021]
进一步的，对铝合金型材进行断料和钻孔操作时，对断料刀头和钻头进行喷液降温处理，保证断料刀头和钻头的安全性能，降低断料刀头和钻头的温度，避免高结构强度的球壳中排出气体产生爆燃现象。
[0022]
进一步的，所述双层球壳内部的浓盐酸体积为内层空间容积的三分之二，保证浓盐酸可正常进行反应，同时为产生的气体提供空间。
[0023]
进一步的，在步骤八中挤压成型加工时，使用水冷淬火处理，淬火效果更佳，保证铝合金型材的强度。
[0024]
本发明的技术效果和优点：
[0025]
1、采用本发明的原料配方所制备出的高结构强度的门窗生产工艺，配方中的mg与 al相结合，可加强铝合金的延伸率，使得门窗生产加工更加方便，si为铝合金型材内部的基础支撑材料，可有效加强门窗的结构强度，cu与mg和si配比使用，可进一步加强门窗的结构强度，氧化硼在铝合金型材生产加工过程中可与mg发生还原反应生成单质硼，可进一步加强门窗的结构强度；
[0026]
2、本发明在制备高结构强度的门窗生产工艺的过程中，将铝合金型材的各种原料进行分组加工处理，制成双层球壳，内层球壳内部填充浓盐酸，将氧化硼填充到内层球壳与外层球壳之间，且双层球壳之间连接有多个连接条，连接条延伸到双层球壳外部，可反应生成氯化镁和氢气，氯化镁对内层球壳进行封闭支撑处理，氢气将内层球壳进行填充，加强内层球壳的支撑效果和缓冲变形效果，有效提高铝合金型材的结构强度，可反应生成硼结晶体，可对外层球壳进行支撑，可有效加强外层球壳的支撑强度，可有效加强双层球壳与铝合金熔液的结合效果，不同双层球壳之间相互配合在铝合金型材内部形成特殊立体结构，进一步加强铝合金型材的结构强度，从而加强门窗的结构强度。
具体实施方式
[0027]
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]
实施例1：
[0029]
本发明提供了一种高结构强度的门窗生产工艺，包括以下生产步骤：首先对铝合金型材进行断料，然后对铝合金型材进行钻孔，再将型材根据施工大样图的要求，用螺丝连接组装起来，最后对半成品门窗进行组装检验合格后，盖上产品合格证，包装；其中，铝合金型材由以下成分按照重量百分比组成：mg:2.00％、si:3.20％、cu：0.80％、氧化硼：1.15％，余量为al；
[0030]
所述铝合金型材的生产工艺包括以下生产步骤：
[0031]
步骤一：按照上述各物质的重量百分比进行原料配比，然后将原料分成a、b 两份，a组分原料为氧化硼和二分之一重量份的mg、si和cu，b组分原料为al 和剩余的mg、si和cu；
[0032]
步骤二：首先对a组份原料进行生产加工处理，将mg、si和cu加入到密封搅拌釜中常温搅拌均匀，得到混合料备用；
[0033]
步骤三：将步骤二中制得的混合料加入到真空熔炼炉中进行熔炼，将温度提升到1170-1230℃，保温30-45分钟，保温同时对熔液进行搅拌处理；
[0034]
步骤四：将步骤三中制得的熔液进行铸造，先将熔液倒入铸造模具中，模具将熔液铸造形成顶部为开口的双层球壳结构，且双层球壳之间连接有多个连接条，连接条延伸到双层球壳外部，当双层球壳冷却到室温时，将浓度为37％的浓盐酸熔液注入到内层球壳中，将氧化硼注入到内层球壳与外层球壳之间的缝隙中，然后在双层球壳的基础上继续浇筑，将双层球壳顶部开口进行封闭处理，冷却降温后制得高结构强度球壳；
[0035]
步骤五：然后对b组份原料进行生产加工处理，将al加入到向倾转炉内加入固态铝原料，倾转炉的炉膛温度设定为750℃～780℃，熔融3小时，然后调整到变质温度730℃～750℃，搅拌金属溶液并除渣，向倾转炉内加入mg、si和cu；
[0036]
步骤六：分三次加入清渣剂和精炼气体，精炼745℃～755℃，自上而下至自下而上进行反复搅拌扒渣，保温30-45分钟；
[0037]
步骤七：将高结构强度的球壳加入到步骤六中保温结束的熔液中，搅拌混合均匀，熔炼好的铝合金溶体通过深井铸造系统，冷却铸造成各种规格的铝合金圆铸棒；
[0038]
步骤八：对铝合金圆柱棒进行挤压成型处理，制得半成品铝合金型材，然后对半成品铝合金型材进行阳极氧化和封孔处理后，制得高结构强度的铝合金型材。
[0039]
所述mg为镁粉，所述si为硅粉，所述cu为铜粉，粉状原料，使得原料熔融效率更高，稳定性佳，混合更加均匀。
[0040]
所述精炼气体为氮气、氩气、氯气中一种或多种复配而成的混合气体，可作为保护气对铝合金溶体进行精炼处理。
[0041]
所述精炼剂采用无钠精炼剂；所述无钠精炼剂的用量比例为1kg/t-al，精炼效果更佳，且不会引入其他杂质。
[0042]
对铝合金型材进行断料和钻孔操作时，对断料刀头和钻头进行喷液降温处理，保
证断料刀头和钻头的安全性能，降低断料刀头和钻头的温度，避免高结构强度的球壳中排出气体产生爆燃现象。
[0043]
所述双层球壳内部的浓盐酸体积为内层空间容积的三分之二，保证浓盐酸可正常进行反应，同时为产生的气体提供空间。
[0044]
在步骤八中挤压成型加工时，使用水冷淬火处理，淬火效果更佳，保证铝合金型材的强度。
[0045]
实施例2：
[0046]
与实施例1不同的是，所述铝合金型材由以下成分按照重量百分比组成：mg:3.20％、 si:3.80％、cu：0.98％、氧化硼：1.35％，余量为al。
[0047]
实施例3：
[0048]
与实施例1-2均不同的是，所述铝合金型材由以下成分按照重量百分比组成： mg:2.60％、si:3.70％、cu：0.89％、氧化硼：1.25％，余量为al。
[0049]
分别取上述实施例1-3所制得的高结构强度的门窗与对照组一门窗、对照组二门窗、对照组三门窗、对照组四门窗和对照组五门窗，对照组一门窗为市面上的普通门窗，对照组二门窗与实施例相比无mg，对照组三门窗与实施例相比无si，对照组四门窗与实施例相比无cu，对照组五门窗与实施例相比无氧化硼，分八组分别试用三个实施例中制备的高结构强度的门窗以及五个对照组门窗，每组选取30个进行数据检测，进行多项试用并调查，得到以下数据(平均值)，调查结果如表一所示：
[0050]
表一：
[0051][0052]
由表一可知，当高结构强度的门窗生产工艺中铝合金型材由以下成分按照重量百分比组成：mg:2.60％、si:3.70％、cu：0.89％、氧化硼：1.25％，余量为al时，门窗的结构强度最佳，故实施例3中原料配合为本发明的优选方案，配方中的mg与al 相结合，可加强铝合金的延伸率，使得门窗生产加工更加方便，si为铝合金型材内部的基础支撑材料，可有效加强门窗的结构强度，cu与mg和si配比使用，可进一步加强门窗的结构强度，氧化硼在铝合金型材生产加工过程中可与mg发生还原反应生成单质硼，可进一步加强门窗的结构强度。
[0053]
实施例4
[0054]
在上述优选的技术方案中，本发明提供了一种高结构强度的门窗生产工艺，首先对铝合金型材进行断料，然后对铝合金型材进行钻孔，再将型材根据施工大样图的要求，用
螺丝连接组装起来，最后对半成品门窗进行组装检验合格后，盖上产品合格证，包装；其中，所述铝合金型材由以下成分按照重量百分比组成：mg:2.60％、si:3.70％、cu：0.89％、氧化硼：1.25％，余量为al；
[0055]
所述铝合金型材的生产工艺包括以下生产步骤：
[0056]
步骤一：按照上述各物质的重量百分比进行原料配比，然后将原料分成a、b 两份，a组分原料为氧化硼和二分之一重量份的mg、si和cu，b组分原料为al 和剩余的mg、si和cu；
[0057]
步骤二：首先对a组份原料进行生产加工处理，将mg、si和cu加入到密封搅拌釜中常温搅拌均匀，得到混合料备用；
[0058]
步骤三：将步骤二中制得的混合料加入到真空熔炼炉中进行熔炼，将温度提升到1170-1230℃，保温30-45分钟，保温同时对熔液进行搅拌处理；
[0059]
步骤四：将步骤三中制得的熔液进行铸造，先将熔液倒入铸造模具中，模具将熔液铸造形成顶部为开口的双层球壳结构，且双层球壳之间连接有多个连接条，连接条延伸到双层球壳外部，当双层球壳冷却到室温时，将浓度为37％的浓盐酸熔液注入到内层球壳中，将氧化硼注入到内层球壳与外层球壳之间的缝隙中，然后在双层球壳的基础上继续浇筑，将双层球壳顶部开口进行封闭处理，冷却降温后制得高结构强度球壳；
[0060]
步骤五：然后对b组份原料进行生产加工处理，将al加入到向倾转炉内加入固态铝原料，倾转炉的炉膛温度设定为750℃～780℃，熔融3小时，然后调整到变质温度730℃～750℃，搅拌金属溶液并除渣，向倾转炉内加入mg、si和cu；
[0061]
步骤六：分三次加入清渣剂和精炼气体，精炼745℃～755℃，自上而下至自下而上进行反复搅拌扒渣，保温30-45分钟；
[0062]
步骤七：将高结构强度的球壳加入到步骤六中保温结束的熔液中，搅拌混合均匀，熔炼好的铝合金溶体通过深井铸造系统，冷却铸造成各种规格的铝合金圆铸棒；
[0063]
步骤八：对铝合金圆柱棒进行挤压成型处理，制得半成品铝合金型材，然后对半成品铝合金型材进行阳极氧化和封孔处理后，制得高结构强度的铝合金型材。
[0064]
所述mg为镁粉，所述si为硅粉，所述cu为铜粉，粉状原料，使得原料熔融效率更高，稳定性佳，混合更加均匀。
[0065]
所述精炼气体为氮气、氩气、氯气中一种或多种复配而成的混合气体，可作为保护气对铝合金溶体进行精炼处理。
[0066]
所述精炼剂采用无钠精炼剂；所述无钠精炼剂的用量比例为1kg/t-al，精炼效果更佳，且不会引入其他杂质。
[0067]
对铝合金型材进行断料和钻孔操作时，对断料刀头和钻头进行喷液降温处理，保证断料刀头和钻头的安全性能，降低断料刀头和钻头的温度，避免高结构强度的球壳中排出气体产生爆燃现象。
[0068]
所述双层球壳内部的浓盐酸体积为内层空间容积的三分之二，保证浓盐酸可正常进行反应，同时为产生的气体提供空间。
[0069]
在步骤八中挤压成型加工时，使用水冷淬火处理，淬火效果更佳，保证铝合金型材的强度。
[0070]
实施例5
[0071]
与实施例4不同的是，在步骤五中将高结构强度的球壳就加入到金属熔液中。
[0072]
实施例6
[0073]
与实施例4-5均不同的是，在步骤四中未注入浓盐酸。
[0074]
分别取上述实施例4-6所制得的高结构强度的门窗生产工艺与对照组六门窗和对照组七门窗进行实验，对照组六门窗与实施例相比直接将铝合金型材的各组分原料进行熔融混合搅拌处理，对照组七门窗与实施例相比在步骤四中直接铸成实心球体；分五组分别试用三个实施例中制备的高结构强度的门窗生产工艺与以及对照组六门窗和对照组七门窗，每组选取30个进行数据检测，进行多项试用并调查，得到以下数据(平均值)，调查结果如表二所示：
[0075]
表二：
[0076][0077]
由表二可知，在制备门窗的过程中，当实施例四中的制备方法为本发明的优选方案，将铝合金型材的各种原料进行分组加工处理，先将铝合金原料进行制壳处理，制成双层球壳，且内层球壳内部填充浓盐酸，将氧化硼填充到内层球壳与外层球壳之间，且双层球壳之间连接有多个连接条，连接条延伸到双层球壳外部，当双层球壳加入到铝合金熔液中时，对双层球壳受热，mg受热融化，并使对浓盐酸和氧化硼进行加热处理，浓盐酸与mg发生反应，生成氯化镁和氢气，氯化镁对内层球壳进行封闭支撑处理，氢气将内层球壳进行填充，加强内层球壳的支撑效果和缓冲变形效果，有效提高铝合金型材的结构强度，氧化硼与mg发生还原反应生成硼结晶体，可对外层球壳进行支撑，可有效加强外层球壳的支撑强度，连接条将内层球壳与外层球壳固定连接在一起，进一步加强铝型材的结构强度，同时连接条在双层球壳外部与铝合金熔液接触，可有效加强双层球壳与铝合金熔液的结合效果，双层球壳的稳定性更佳，不同双层球壳之间相互配合在铝合金型材内部形成特殊立体结构，进一步加强铝合金型材的结构强度，从而加强门窗的结构强度，在铝合金熔液清渣精炼之后再加入双层球壳，双层球壳受热时间缩短，同时可避免双层球壳内部气体在清渣精炼过程中产生损失，保证铝合金型材的结构强度。
[0078]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0079]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可
以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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